Целью исследования является разработка рекомендаций по применению мобильных платформ мониторинга, раннего обнаружения и оценки пожарной опасности на основе использования разнородной информации о состоянии объекта и современных информационных и интеллектуальных технологий, обеспечивающих повышение качества принимаемых решений о пожарной обстановке.

Методы. Для оценки характера и типа пожаров, порождаемых пламенем, предлагается использовать датчики электромагнитных полей в сочетании с датчиками химических веществ и температуры горения. Для синтеза математических моделей оценки пожарной ситуации и прогнозирования и оценки состояния людей, находящихся в зоне пожаров, используются нейронные сети и гибридные нечеткие решающие правила.

Результаты. В ходе проведенных исследований сформулированы основные задачи, решаемые с помощью мобильных платформ, которые взаимодействуют с автоматизированными рабочими местами операторов. Выбраны типы регистрируемых сигналов в контролируемых зонах и сформированы рекомендации по выбору элементной базы мобильных платформ. Приведены рекомендации по синтезу решающих правил оценки пожарной ситуации, прогнозирования и оценки состояния людей, находящихся в зоне пожара. Приведен пример классификации тлеющего и открытого пламени.

Заключение. В ходе проведенных исследований был определен перечень задач, решаемых с помощью мобильных платформ в ходе мониторинга, раннего обнаружения и оценки пожарной опасности. Показано, что в качестве базовой системы датчиков пожарной обстановки следует использовать датчики электромагнитных полей ультрафиолетового, оптического и инфракрасного диапазона в сочетании с датчиками температуры и химического состава веществ в области возгорания. Выбор датчиков и синтез решающих правил классификации типа и характера пожаров целесообразно осуществлять с использованием современных математических методов, информационных и интеллектуальных технологий.

Цель исследования - обоснование выбора разработки мобильного решения для технологий телемедицины в офтальмологии, создание мобильного приложения для распознавания фотоснимков изображений глаза пациентов для диагностирования заболевания сетчатки органов зрения. Приложение необходимо для использования со специальным имеющимся в поликлиниках оборудованием фундус-камерой.

Методы. Для платформы мобильных устройств под управлением операционной системы Android - реализация приложения, содержащего алгоритм машинного обучения, диагностирующий наличие патологии болезней глаза.

Результаты. Описаны итоги создания мобильного приложения для телемедицины в офтальмологии, выполняющего сбор, анализ и обработку цифровой информации заболевания глаз для диагностирования и постановки диагноза врачом-офтальмологом; способа взаимодействия устройств и технологии клиентсерверной архитектуры модели. Представлен жизненный цикл разработки пилотной версии программного продукта, обозначены будущие перспективы развития. В данной работе предложена концепция мобильной информационной системы телеофтальмологии для распознавания изображений на основе глубокого обучения. На базе выдвигаемой концепции спроектировано, реализовано и протестировано мобильное решение, которое повышает качество медицинского сервиса. Применение мобильного приложения для первичного осмотра врачом-окулистом пациентов и постановки диагноза нарушения зрительной системы позволяет повысить производительность и эффективность труда, снизить экономические затраты на предоставление услуг населению. Врач будет максимально оперативно получать доступ к необходимой информации для принятия решения о лечении пациента, тратить меньше времени на заполнение амбулаторных карт и историй болезни, уделяя больше времени непосредственно работе с пациентом.

Заключение. В результате будет сводиться к минимуму вероятность врачебных ошибок. Как следствие, улучшится качество оказания медицинских услуг для населения.

Цель исследования. Беспроводные сенсорные сети на сегодняшний день являются одним из активно развивающихся и перспективных направлений в информационно-коммуникационной области. Оптимизация вычислительной сложности алгоритмов обработки данных для устройств беспроводной сенсорной сети по-прежнему остается важной научно-технической задачей. Данная статья посвящена алгоритму, реализующему метод интеллектуального квазииндифферентного агрегирования данных для децентрализованных устройств - сенсорных узлов. Целью работы является дальнейшее совершенствование технологий агрегирования в беспроводных сенсорных сетях за счет создания нового алгоритма агрегирования квазистационарных измерительных данных сенсорных узлов. Разработанный алгоритм обеспечивает эффективное агрегирование квазистационарных измерительных данных сенсорных узлов за счет представления их в виде векторов коэффициентов модели параболической регрессии и группирования на основе корреляции динамических вариаций регистрируемых параметров, а также учитывает неопределенные значения и выбросы в сегментах данных, реализует их устранение.

Методы. При проведении теоретических исследований и разработке алгоритма в работе использовались методы теорий: алгоритмов, вероятностей и математической статистики, вычислений (в части теории сложности), а также пакет прикладных программ технических вычислений Matlab.

Результаты. Разработан алгоритм агрегирования квазистационарных измерительных данных сенсорных узлов, позволяющий сократить их объем при передаче через беспроводные каналы связи. Практическая значимость разработанного алгоритма заключается в доведении предложенных теоретических и алгоритмических конструкций до уровня программ.

Заключение. Разработанный алгоритм обеспечивает эффективное агрегирование за счет представления квазистационарных измерительных данных сенсорных узлов в виде векторов коэффициентов модели параболической регрессии, минимизирует временные и пространственные корреляции данных на приемной стороне, устраняет неопределенные значения и выбросы в сегментах данных, превосходящие три средних абсолютных отклонения

Цель исследования - разработка метода декодирования электромиосигналов в системах управления экзоскелетами с виртуальной реальностью, позволяющих адаптировать программу реабилитации робототехнического устройства к функциональному состоянию пациента.

Методы. Для восстановления двигательных функций нижних конечностей постинсультных больных предлагается использовать биотехническую систему с робототехническим устройством, управление которым основано на анализе и классификации электромиосигналов. Робототехническое устройство управляется посредством нечеткой нейронной сети. Формирование вектора информативных признаков для нейронной сети осуществляют посредством многоуровневого компаратора, число уровней которого определяется размерностью вектора информативных признаков, определяемых путем усреднения выходов компараторов в скользящем окне. Дешифратор электромиосигналов включает последовательно соединенные блок компараторов, блок вычисления информативных признаков, мультиплексор, первую нейронную сеть, блок памяти и вторую нейронную сеть, выходы которой предназначены для подключения к контроллеру серводвигателей, и синхронизатор, выходом подключенный к входам управления мультиплексора, блока памяти и контроллера серводвигателей.

Результаты. Разработан классификатор электромиосигналов, отличающийся использованием множества дублирующих каналов ЭМГ-сигналов, связанных с мышцей или группами мышц, контролирующих движение одного и того же сустава конечностей, в результате чего на выходе классификатора каждого канала получаем число, соответствующее уверенности в команде на вращение серводвигателя экзоскелета, все выходы классификаторов каналов поступают на нечеткую нейронную сеть, дефуззификатор которой формирует управляющий сигнал на контроллер серводвигателя. В ходе работы написано программное приложение, способное управлять экзоскелетом при помощи анализа электромиосигналов.

Заключение. Исследование показало, что можно изменить показатели клинического исхода у пациентов с подострым переживанием инсульта после 12 сеансов БТС-тренинга. Биотехническая система с нечетким управлением робототехническим устройством позволяет осуществлять индивидуальную стратегию реабилитации постинсультных больных (включая целенаправленную тренировку ходьбы).

Целью исследования является разработка метода распознавания класса (уровня) качества обслуживания в сетевых маршрутах в условиях быстрых изменений пакетного трафика и импликантного (частичного) наблюдения за уровнем качества обслуживания в звеньях сети пакетной связи.

Методы. Для своевременной оценки уровня качества обслуживания и снижения загрузки сетевых маршрутов тестовым трафиком предлагается контролировать уровень качества обслуживания только в части звеньев сети пакетной связи, сетевого маршрута на основе программно-аппаратных сенсоров, применяющих ICMP эхо-запросы, IP SLA трекеры, TWAMP и др. Для распознавания качества обслуживания в вероятных сетевых маршрутах на этапе подготовки исходных данных: определяются важные звенья из состава сетевых маршрутов на основании рассчитанных с применением статистики коэффициентов парной корреляции между значениями одинаковых показателей качества для разных звеньев и сетевых маршрутов, в экспертных суждениях о весомости каждого показателея качества обслуживания; пакетный трафик корпоративной сети разделяется на классы c разными уровнями качества обслуживания в пространстве показателей качества QoS; строятся нечеткие модели для разных классов (уровней) качества обслуживания для вероятных сетевых маршрутов и звеньев сети, базирующиеся на экспертных суждениях и методе анализа иерархий, функциях принадлежности градаций признаков (моделей уровня качества обслуживания в важных звеньях сети, значений показателей качества обслуживания в звеньях сети) к описываемому (моделируемому) объекту. В рамках разработанного метода последовательно распознаются модели классов качества обслуживания в важных звеньях сети на основании наблюдаемых значений показателей качества обслуживания в звеньях сети, а затем распознаются модели класса качества обслуживания в сетевом маршруте на основании распознанных моделей уровня качества обслуживания в важных звеньях сети.

Результаты. В рамках исследовательского эксперимента произведено распознавание уровня качества обслуживания в сетевом маршруте в гипотетических ситуациях в условиях принятых ограничений на изменение значений наблюдаемых показателей качества обслуживания в звеньях сети. При этом в качестве базиса для построения нечетких моделей разных классов качества обслуживания пакетного трафика и для имитации наблюдаемых значений показателей качества обслуживания в звеньях сети авторами применены статистические модели, базирующиеся на теоретическом расчете и известной статистике для близких к эксперименту условий. Доказана целесообразность применения разработанного метода для распознавания уровня качества обслуживания в сетевом маршруте в условиях частичного наблюдения и изменениях пакетного трафика в условиях принятых ограничений.

Заключение. Применение предложенного метода распознавания уровня качества обслуживания сетевыми маршрутами пакетного трафика в условиях частичного наблюдения позволит повысить оперативность и достоверность мониторинга качества обслуживания в сетевых маршрутах, снизить загрузку линий передачи в автономных сетях пакетной связи, больших корпоративных сетях.

Цель исследования - проработка и поиск вариантов структуры приемной тракта системы сообщений автоматического зависимого наблюдения-вещания.

Методы исследования основаны на структурно-параметрическом синтезе измерительно-вычислительных средств. Созданы варианты архитектуры систем автоматического зависимого наблюдения-вещания с детализированным составом приемной, преобразующей и обрабатывающей частей. Исследование вариантов схемы приемного тракта электронного модуля приема сообщений автоматического зависимого наблюдения-вещания продемонстрировало, что лучшим (по коэффициенту усиления) является вариант с последовательной двухкаскадной частью «усиление-фильтрация», а наиболее надежным (по уровню рабочего напряжения) является вариант с интегральной микросхемой обработки сигнала.

Результаты. Малая космонавтика является одной из наиболее перспективных областей развития высокотехнологичной продукции. Малые космические аппараты как автономные исследовательские мини-лаборатории или роботизированные системы применяются для решения задач дистанционного зондирования Земли, организации систем космической связи, проведения научных экспериментов в условиях космоса и др. Система автоматического зависимого наблюдения-вещания, используемая для оперативного мониторинга положения воздушных судов, является одной областей, функции которой расширяются за счет использования малых космических аппаратов как дополнительных приемо-передающих средств. Функционируя на орбите 400-500 км, группировка малых космических аппаратов обеспечивает прием сообщений автоматического зависимого наблюдения-вещания и их дальнейшую обработку с целью выделения летных характеристик воздушных судов (координаты, скорость, курс, абсолютная высота и др.). Полученные варианты позволяют детализировать архитектуру модуля и структуру приемной тракта в зависимости от выбранных целевых показателей (коэффициенты усиления, отношение сигнал/шум, мощность потребления).

Заключение. Анализ вариантов архитектуры модуля позволил детализировать структурную организацию электронного модуля приема сообщений в составе блоков приема, оцифровки сигнала и дешифрирования сообщений АЗН-В. Показано, что наиболее критичный блок приема сигнала должен оцениваться по коэффициентам усиления, сигнал/шум, мощности потребления.

Целью исследования является использование потенциальных дидактических возможностей дискуссии как педагогической технологии развития soft skills будущих IT-специалистов.

Методы исследования основываются на компетентностном, контекстном и интегративном подходе в образовании. Использовались традиционные для теоретико-прикладных исследований методы: анализ, синтез, педагогическое наблюдение, систематизация фактов. Материалом настоящего исследования послужили научные работы, исследующие практические вопросы подготовки будущих IT-специалистов в вузах, а также собственный опыт организации и проведения дискуссий по итогам практик, предусмотренных образовательной программой направления подготовки «Программная инженерия».

Результаты. Актуальность исследования определена необходимостью совершенствования образовательного процесса на основе широкого использования интерактивных технологий в высшем профессиональном образовании для подготовки IT-специалистов качественно нового уровня, конкурентных и востребованных на рынке труда в условиях развития цифровой экономики. Опыт организации и проведения дискуссий по итогам практик доказал, что дискуссия обладает большими возможностями в профессиональном обучении и развитии soft skills будущих IT-специалистов, поскольку создает участнику дискуссии ситуации и условия для формирования, развития и закрепления личных качеств, обеспечивает проявление индивидуальности и активное включение студентов в поиск и доказательство истины. Дискуссия учит их мыслить критически, управлять своими эмоциями, работать в команде и не бояться высказывать свое мнение.

Заключение. Дискуссию следует рассматривать как педагогическую технологию интерактивного обучения, применение которой активизирует их коммуникативные возможности студента и стимулирует развитие soft skills. В совокупности с другими педагогическими технологиями дискуссия предоставляет возможность подготовить IT-специалиста, обладающего soft skills и конкурентного на рынке труда.

Целью работы является повышение качества оценки пожарной обстановки с оценкой состояния здоровья людей, находящихся в зоне пожара на основе использования методологии синтеза гибридных нечетких решающих правил и нейросетевых технологий.

Методы. В ходе проведенных исследований было показано, что для повышения качества принимаемых решений о типе и характере пожаров целесообразно использовать три группы датчиков, измеряющих интенсивность электромагнитных излучений в диапазонах ультрафиолетового, видимого и инфракрасного спектров, химического состава (угарного газа, двуокиси углерода, фенолов и др.) и температуры. Анализ природы, характера, типов и характеристик различных типов пожаров показал, что детальная классификация этих явлений относится к плохоформализуемым задачам с нечеткой структурой данных. К такому же классу задач относится и оценка состояния людей, находящихся в зоне пожаров. С учетом этого обстоятельства в качестве базового математического аппарата была выбрана нечеткая логика принятия решений и, в частности, методология синтеза гибридных нечетких решающих правил в сочетании с нейросетевыми технологиями.

Результаты. Используя методологию синтеза гибридных нечетких решающих правил как базовую математическую теорию с учетом специфики структуры данных, в работе предложен метод синтеза математических моделей оценки пожарной обстановки и состояния людей, находящихся в зоне пожара. Реализация метода осуществляется с использованием теории измерения латентных переменных, затем формируется пространство информативных признаков, синтезируются нечеткие гибридные модели для классификации типов и характера пожаров, строятся модели прогнозирования развития пожарной обстановки и обобщаются модели прогнозирования и диагностики состояния людей, находящихся в зоне пожара. Эффективность работы предложенного метода была проверена на установлении оценки степени тяжести отравления угарным газом людей, находящихся в зоне пожара.

Заключение. Практическое применение предложенного метода позволяет создавать высококачественные системы, размещающиеся на подвижных и неподвижных платформах, для оценки пожарной обстановки и состояния людей в зоне исследуемого класса чрезвычайных ситуаций.

Целью исследования является предложение методики оценивания времени подготовки возвращаемой ступени ракеты космического назначения к повторному пуску на основе t-распределения Стьюдента с использованием гамма-функции Эйлера.

Методы. Статистический анализ динамики повторных пусков первой ступени ракеты носителя (РН) Falcon 9 показал, что первый повторный пуск возвращаемой ступени В 1046.2 осуществлен 7 августа 2018 г. через 88 дней после ее посадки на морскую платформу OCISLY. Всего в период с 2018 по 2020 гг. состоялось 3 повторных пуска этой ступени. Средний интервал времени, требуемый на подготовку данной ступени к последующему пуску, составил 205 дней. Ступень В 1058, впервые стартовавшая в мае 2020 г, запускалась повторно 6 раза (последний раз - в марте 2021 г.). Средний интервал времени, требуемый на подготовку данной ступени к последующему пуску, составил 50 дней. Анализ имеющихся данных показывает, что с момента первого повторного пуска ступени в августе 2018 г. по настоящее время - среднее время подготовки возвращаемых ступеней к следующему пуску сократилось в четыре раза - с 205 дней до 45-50 дней.

Результаты. Применение предлагаемой методики к выборке интервалов времени подготовки к повторному пуску ступеней В1056, В1058, В1059, В1060 в период с 2019 по 2021 гг, позволяет получить следующие значения времени подготовки возвращаемой ступени ракеты космического назначения к повторному пуску: t = 55±10 суток, т. е. t е (45; 65) суток, что подтверждается анализом представленных статистических данных. Расхождение результатов расчетов с реальными данными находится в пределах статистической погрешности.

Заключение. Представленная методика позволяет оценивать среднее время, необходимое для подготовки возвращаемых ступеней РН к последующим пускам, а следовательно, спрогнозировать возможности участников космической деятельности, имеющих в своем распоряжении многоразовые космические системы по наращиванию их орбитальных группировок. Следовательно, предложенная методика может быть использована при разработке алгоритмов, моделей, методов оценки времени подготовки возвращаемых ступеней к повторным пускам РН, а также для оценки эффективности применения многоразовых (частично спасаемых) РН различных классов по предназначению.

Целью исследования является повышение качества классификации степени тяжести отравления угарным газом за счет использования гибридных нечетких решающих правил.

Методы. В ходе приведенных исследований было показано, что современные подходы к классификации степени тяжести отравления угарным газом основываются на оценке концентрации окиси углерода в воздухе рабочей зоны или карбоксигемоглобина в крови, причем между исследуемыми классами состояний имеется значительная зона неопределенности, что снижает качество принимаемых решений и затрудняет выбор адекватных схем лечения. Для снижения зоны неопределенности в работе предлагается увеличить число классов степени тяжести и для адекватного описания зон неопределенности использовать методологию синтеза гибридных нечетких решающих правил (МСГНРП) с ориентацией на модели оценки состояния здоровья, изменяющегося под влиянием воздействия вредных химических веществ.

Результаты. С использованием МСГНРП в работе синтезированы решающие правила, обеспечивающие надежное разделение пяти классов степени тяжести отравления угарным газом: норма, легкая, средняя, тяжелая и критическая степени отравления с уверенностью принимаемых решений не хуже 0,95, что позволяет достаточно точно оценивать состояние здоровья пациентов с назначением адекватных схем профилактики и лечения.

Заключение. В работе с использованием МСГНРП получены нечеткие модели классификации степени тяжести отравления угарным газом с выделением классов: норма, легкое, среднее, тяжелое и критическое отравление. В ходе экспертного оценивания и математического моделирования было показано, что диагностическая чувствительность, специфичность и уверенность в принимаемых решениях превышает величину 0,95, что в практической медицине считается хорошим результатом для исследуемого типа задач.