Цель исследования - разработка концепции построения автоматизированной системы по контролю и управлению высокоорганизованными насекомыми, а именно пчелиными колониями, на основе неструктурированных физически разнородных данных с использованием искусственных нейронных сетей.

Методы. При проведении исследований и разработки способа построения интеллектуальной системы контроля и управления жизнедеятельностью пчелиных семей использовались методы многокритериального анализа, инфологического подхода.

Результаты. Предложен концепт синтеза интеллектуальной информационно-телекоммуникационной системы по контролю и управлению жизнедеятельностью пчелиных семей с максимальной интеграцией в действующие региональные профильные структурные подразделения, отличающийся от существующих возможностью формирования онтологии по заданным тематическим запросам, автоматизированным централизованным контролем и управлением.

Заключение. В научной статье описано построение интеллектуальной информационно-телекоммуникационной системы на основе задач, необходимых для автоматизации технологических процессов, с целью повышения эффективности выполнения функций пчеловодческой деятельности, возможных потребителей услуг, предоставляемых синтезируемой системой.

Цель исследования заключается в обеспечении потребностей юридических и физических лиц в достоверной информации о состоянии окружающей среды в регионе посредством создания автоматизированной системы для информационного обеспечения природоохранной деятельности.

Методы. Рассматривая практику применения программного обеспечения в природоохранной деятельности, можно выделить следующие основные его группы: информационно-правовые системы; программы для оценки негативного воздействия на окружающую природную среду; программные продукты для обработки данных аналитических лабораторий, осуществляющих экологический контроль; программное обеспечение для автоматизации процесса подготовки статистических отчетов в области природоохранной деятельности; территориальные программные комплексы; электронные карты природоохранной направленности. Автоматизированные информационные системы, как правило, включают в себя совокупность некоторых перечисленных выше программных продуктов. Процесс сбора и накопления информации в разрабатываемой системе должен базироваться на единой нормативно справочной информации, преобразованной для работы с ней в электронном виде. Работа базы данных рассматриваемой системы осуществляется по схеме «клиент-сервер».

Результаты. Разрабатываемая автоматизированная система для информационного обеспечения природоохранной деятельности состоит из шести модулей: отходы; воздух; вода; почва; растения; животные. Все модули, в свою очередь, подразделяются на определенные блоки: справочно-информационный блок; отчеты; мониторинг. В справочно-информационном блоке содержатся общие сведения о рассматриваемом объекте, статистические данные и другая справочная информация. Блок «Отчеты» включает в себя типовые формы отчетной документации по определённому модулю, а также рекомендации по заполнению форм рассматриваемых отчетов. Блок «Мониторинг» содержит информацию, получаемую посредством системы постоянного наблюдения за явлениями и процессами, проходящими в окружающей среде с определённым объектом.

Заключение. Информация, накопленная в разрабатываемой системе, может использоваться для осуществления оперативного экологического контроля, оценки антропогенной нагрузки на территорию, а также принятия управленческих решений в области охраны окружающей среды, внедрения малоотходных и экологически чистых технологий.

Целью исследования является разработка интернет-платформы агрегаторов автосервисов, или торговой площадки, или маркетплейса с целью устранения противоречия, при котором потребитель не может найти требуемый товар или услугу, а компания затрудняется в поиском клиентов.

Методы. При создании программной реализации платформы агрегаторов автосервисов использован язык PHP. Интерфейс создан с использованием HTML, CSS. Был использован CSS фреймворк Lareval 9.2, при проектировании интерфейса использована библиотеки: SticSIider - библиотека для слайдера, Wow J5 - библиотека анимации, React.js в связке Redux.

Результаты. Web-ресурс позволяет агрегировать разбросанную по сети информацию и устранить трудности для клиентов в поиске товаров и услуг, для заказчиков в поиске исполнителей работ и для компаний в поиске своих клиентов и заказчиков. Предоставляет возможность создания единой базы контактов и взаимодействий с клиентами через основные каналы коммуникации, что дает возможность анализировать и улучшать стратегию продвижения товаров и услуг автосервисов.

Заключение. В ходе выполнения проекта разработано и реализовано программное обеспечение интернет-платформы агрегаторов автосервисов. Результаты тестирования показали, что программная система полностью удовлетворяет функциональным требованиям и готова к использованию.

Цель исследования - разработка рекуррентного алгоритма оптимизации моделей Войта биоматериала, позволяющего получать наборы дескрипторов для классификаторов функционального состояния живых систем в интеллектуальных системах поддержки принятия решений по прогнозированию и диагностике социально значимых заболеваний.

Методы. Сущность предлагаемого метода заключается в использовании рекуррентной процедуры сравнения модели импеданса биоматериала, полученной на основе последовательно соединенных звеньев Войта, и результатов экспериментальных исследований. В процессе оптимизации модели Войта биоматериала, согласно предложенного метода, формируются пулы частот, на которых по результатам рекуррентной процедуры находятся оптимальные модели Войта по числу звеньев в модели. Затем по результатам интегральной ошибки выбирается оптимальное число звеньев модели, соответствующий этому числу оптимальный пул частот. Параметры модели Войта позволяют формировать дескрипторы для мультимодальных классификаторов функционального состояния живых систем и параметров звеньев модели.

Результаты. В качестве примера для апробации работы классификатора, построенного на основе алгоритма оптимизации модели Войта, была сформирована группа пациентов, больных пневмонией с четко поставленным диагнозом. Для получения сырых данных биоимпедансного анализа на грудную клетку пациентов надевался электродный пояс и определялись импедансные диаграммы, соответствующие определенному сочетанию электродов. Показатели качества различных моделей классификаторов достигали 0,78% и не опускались ниже 0,62%.

Заключение. Показано, что возможности многочастотного зондирования и нейросетевых моделей мультимодальных классификаторов позволяют получить новые решающие правила для диагностики патологических состояний организма (сердечно-сосудистые, инфекционные и онкологические заболевания).

Цель исследования - разработка метода обработки и графического отображения многоканальных медицинских сигналов в квазиреальном времени.

Методы. Метод предполагает сегментацию программы на легко используемые, дополняемые и изменяемые модули-классы, которые объединены в общую иерархию с использованием объектно- ориентированных принципов наследования, что позволяет строить системы регистрации медицинских сигналов любой сложности. Метод основан на дроблении общего вычислительного процесса на определенные стадии, называемые ступенями. На каждую ступень выделяется отдельная часть аппаратных средств, а между ступенями организуется процесс передачи входных-выходных данных. Совокупность ступеней представляет собой конвейер для обработки данных. Предложенная архитектура системы обработки медицинских сигналов позволяет осуществлять конвейерную многопоточную обработку многоканальных медицинских сигналов, что повышает эффективность использования многоядерных вычислительных платформ.

Результаты. На основе предложенного метода разработана модульная структура программного обеспечения обработки медицинских сигналов для многоканальной системы сбора данных. Обработка данных в ступенях-обработчиках конвейера включает в себя такие типичные операции, как запись данных на жесткий диск или в отдельный буфер памяти, фильтрация сигнала - удаление постоянной составляющей или подавление определенного спектра частот, вычисление диагностических показателей сигнала, анализ полученных показателей, принятие решений и т. п. Согласно предложенной модульной структуре разработано программное обеспечение обработки многоканальных медицинских сигналов в реальном времени.

Заключение. В ходе проведенного исследования было разработано программное обеспечение обработки многоканальных медицинских сигналов в реальном времени. Разработан метод, позволяющий сегментировать программу на легко используемые, дополняемые и изменяемые модули-классы, которые объединены в общую иерархию с использованием объектно-ориентированных принципов наследования.

Целью исследования является повышение точности при оценке уровня насыщения крови кислородом у пилота воздушного судна при проведении неинвазивных спектрофотометрических измерений в проходящем свете в условиях влияния динамических факторов полёта.

Методы исследования основаны на базовых понятиях взаимодействия оптического излучения с биологической тканью и кровью, теории пульсовой оксиметрии, теории вероятностей, математической статистике, теории сигналов. При разработке математических моделей фотоплетизмографических сигналов, авиационных шумов, вибрации, а также для их представления в частотной области в качестве инструментария использовалась программа MATLAB 2019b с графическим интерфейсом пользователя со встроенным пакетом математических функций Symbolic Math Toolbox.

Результаты. Разработаны математические модели, позволяющие оценить уровень функциональной и фракционной сатурации крови. Проведены модельные исследования влияния динамических полётных факторов, таких как широкополосная квазигармоническая вибрация и авиационный шум на точность оценки уровня сатурации крови пилота. Показано, что для оценки функциональной сатурации достаточно использование двух источников оптического излучения, тогда как для фракционной их минимальное количество должно быть равно четырём и определяется по количеству учитываемых фракций гемоглобина в составе крови. Применение четырёх источников оптического излучения заданного спектрального состава (660 нм, 805 нм, 880 нм и 940 нм) при проведении неинвазивных спектрофотометрических измерений для оценки уровня насыщения крови кислородом по сравнению с двумя источниками (660 нм и 940 нм) позволяет снизить абсолютную погрешность: в условиях влияния широкополосной квазигармонической вибрации - в 3,64 раза; в условиях влияния авиационного шума (70 дБ) и (30 дБ) - в 7,64 и 2,5 раза соответственно; в условиях влияния комплексного воздействия вибрации и авиационного шума (30 дБ) - в 2,22 раза.

Заключение. Для адекватной оценки функционального состояния пилота по значениям его физиологических показателей, в частности по уровню насыщения крови кислородом, необходимо использование средств диагностики на базе многоволновой пульсовой оксиметрии, позволяющих оценивать уровень фракционной сатурации.

Цель исследования заключается в изучении факторов, влияющих на детекцию и дифференцировку очагов нарушения кровообращения с помощью широкополосных измерений параметров электрического импеданса.

Методы. Измерения проведены на анатомически реалистичном фантоме головы, состоящем из трех компонентов, имитирующих скальп, костные структуры и головной мозг. Моделирование очагов нарушения кровообращения проводилось путем инъекции водных растворов хлорида натрия различной концентрации. Использована измерительная установка собственной разработки, обеспечивающая широкополосные измерения в полосе частот от 10 кГц до 1 МГц и базовую погрешность не более 1 %.

Результаты. Ранняя диагностика нарушений мозгового кровообращения является необходимым условием успешного лечения и последующей реабилитации. Наилучшими диагностическими возможностями обладает метод компьютерной томографии, однако он доступен только в стационарах. Электроимпедансная спектроскопия как метод оценки электрических параметров биологических тканей потенциально может быть использована как способ экспресс-диагностики на догоспитальном этапе. В статье представлены результаты численного и фантомного моделирования возможностей электроимпедансной спектроскопии по обнаружению и дифференциации ишемических и геморрагических очагов.

Заключение. Широкополосная электроимпедансная спектроскопия может рассматриваться как перспективный метод скрининга нарушений мозгового кровообращения, однако имеет ряд ограничений, которые должны быть приняты во внимание при разработке биотехнических систем для клинического применения. В частности, минимальный размер детектируемого очага ишемического повреждения зависит от разрешающей способности и динамического диапазона системы. Для обнаружения очагов объемом не более 5 мл, расположенных близко к электродам, необходим динамический диапазон системы не менее 60 Дб. При типичных для электроимпедансных систем значениях около 40 Дб минимально детектируемый объем возрастает до 30 мл.

Целью исследования является повышение качества прогнозирования степени тяжести ишемии поражённого органа путем разработки нечетких математических моделей, в качестве предикторов которых используется описание процессов обменных нарушений.

Методы. В ходе разведочного анализа было установлено, что прогнозируемые классы состояний имеют нечеткую структуру с пересекающимися границами классов. С учетом этого в качестве базового математического аппарата использовалась методология синтеза гибридных нечетких решающих правил, хорошо зарекомендовавшая себя при решении задач с аналогичной структурой данных.

Результаты. При проведении исследований были синтезированы математические модели прогнозирования степени тяжести ишемических нарушений и получены соответствующие функции принадлежности для оценки степени тяжести ишемии поражённого органа для каждого из признаков. Экспертное оценивание и математическое моделирование показали, что уверенность в правильном принятии решений по прогнозу тяжести ишемии поражённого органа превышает величину 0,9.

Заключение. Разработанный алгоритм позволил в 90% случаев избежать развития сердечно-сосудистых осложнений в виде инфаркта миокарда, острого нарушения мозгового кровообращения и гангрены нижних конечностей, что позволяет рекомендовать его применение в клинической практике кардиологов и сердечно-сосудистых хирургов.

Цель исследования - повышение качества диагностики обструктивной патологии внепеченочных желчных протоков на основе анализа реперных схем эталонных эндосонограмм с использованием гибридных нечетких математических моделей.

Методы. Основными методоми диагностики являются эндосонография и методология синтеза гибридных нечетких решающих правил, разработанные в Юго-Западном государственном университете.

Результаты. Количество больных раком внепеченочных желчных протоков и большого сосочка двенадцатиперстной кишки неуклонно растет и за последние 20 лет увеличилось в 1,5-2 раза. Особую трудность представляет дифференциальная диагностика доброкачественных и злокачественных стенозов из-за схожести их эхосемиотики. На основании экспертных оценок эндосонограмм, отображающих патологию внепеченочных желчных протоков, и методологии синтеза гибридных нечетких решающих правил получена нечеткая гибридная модель дифференциальной диагностики изучаемой патологии. Математическое моделирование и статистические расчеты показали эффективность модели дифференциальной диагностики, обеспечивающую уверенность в искомом диагнозе на уровне 0,93.

Выводы. Полученная модель дифференциальной диагностики обструктивной патологии внепеченочных желчных протоков обеспечивает уверенность в принятиях решений на уровне 0,93, что обеспечивает диагностику в условиях недостаточной статистики при плохоформализуемой структуре данных и позволяет рекомендовать ее к использованию в клинической практике.