DOI: 10.25136/2644-5522.2018.2.25405

Аннотация: В настоящее время достаточно хорошо разработана технология создания информационно-аналитических систем в области климато-экологического мониторинга. Построение таких систем основывается на использовании ГИС и Интернет технологий и включают как данные станций наблюдения, так и данные дистанционного зондирования. В статье рассматривается архитектура веб-приложения, реализующего элементы ГИС-технологий и разрабатываемого для решения задач сбора, хранения, визуализации, поиска и анализа сведений о молниевых разрядах, регистрируемых Всемирной сетью локализации молний (World Wide Lightning Location Network, WWLLN). Программно-технологическая платформа системы основана на использовании свободно распространяемых технологий и программного обеспечения, в том числе операционной системы Ubuntu, веб-сервера NGINX, основного языка разработки Python и фреймворка Django, СУБД PostgreSQL/PostGIS, библиотек GDAL, OpenLayers. В базу данных веб-ГИС включены архивные данные о молниевых разрядах WWLLN и сведения о результатах их кластеризации. В системе реализована возможность выбора сведений о грозовых разрядах, а также выполнение кластерного анализа для полученной выборки. Разработанная веб-ГИС может обеспечить специалистов удобным веб-инструментами для использования данных WWLLN с целью изучения региональной климатологии молниевой активности.

DOI: 10.25136/2644-5522.2018.2.25478

Аннотация: Представлен модифицированный комбинированный поисковой метод для решения обратной задачи кинематики многозвенного манипулятора в условиях движения цели. Использован генетический алгоритм для первоначального приближения к цели и симплексный поиск для улучшения результатов генетического алгоритма. Компенсация влияния движения цели на целевую функцию основана на оценках дрейфа цели по каждой оси рабочего пространства. Эти оценки используются для вычитания вклада дрейфа в целевую функцию, что повышает эффективность поиска. Вычисление оценок производилось рекуррентным методом наименьших квадратов. Проведены эксперименты на математических моделях плоских и пространственных, кинематически избыточных и не избыточных многозвенных манипуляторах. Результаты показали, что для всех вышеуказанных манипуляторов возможно планирование траектории по положению и ориентации рабочего органа, а построенные траектории в обобщенных координатах плавные и не имеют скачкообразных изменений. Комбинированный поисковой метод находит решение обратной задачи кинематики за одну итерацию процедуры поиска благодаря глобальным свойствам генетического алгоритма и эффективности симплексного поиска.

DOI: 10.25136/2644-5522.2018.2.25564

Аннотация: Объектом исследования являются методы стеганоанализа в области дискретного вейвлет преобразования (ДВП) изображения. В статье проведено исследование влияния факта встраивания в область ДВП на значения коэффициентов областей дискретно косинусного преобразования (ДКП) и дискретно синусного преобразования (ДСП) изображения с целью улучшения эффективности обнаружения факта встраивания в область ДВП. Показано влияние факта встраивания в область ДВП на определенные коэффициенты областей ДКП и ДСП изображения. В статье предлагается использовать определенные коэффициенты для повышения качества обучения машины опорных векторов. Метод исследования. Для оценки эффективности предлагаемого в статье метода стеганоанализа с использованием предложенных коэффициентов проводится сравнение эффективности классификации изображений с другими популярными методами стеганоанализа для области вейвлет разложения. В качестве стеганографического воздействия используется изменение значений младших значащих бит коэффициентов ДВП. Основные результаты. Показана возможность использования определенных коэффициентов ДКП и ДСП области с целью стеганоанализа в области ДВП. По результатам исследования проведенного предлагается оригинальный метод стеганоанализа, позволяющий добиться повышения эффективности стеганоанализа для областей LH и HL ДВП изображения. Полученные результаты могут быть использованы при разработке систем стеганоанализа для обеспечения эффективного обнаружения факта встраивания в область ДВП изображения.

DOI: 10.25136/2644-5522.2018.2.25706

Аннотация: Предметом исследования является точность функции предсказания пикселей фоновых областей неподвижных цифровых изображений методом Weighted Stego Image в задачах пассивного противодействия каналам передачи данных, использующим метод встраивания в наименьший значащий бит пространственной области неподвижных цифровых изображений со значительной долей однородного фона. Анализируется зависимость точности определения длины встроенного сообщения от точности предсказания пикселей фоновых областей изображения. Рассматривается оригинальный алгоритм Weighted Stego Image и ряд его модификаций, в том числе AWSPAM. Анализируется формула оценки длины встроенного сообщения и связь её точности с точностью функции предсказания пикселя. Точность предсказания пикселей оценивается как распределение вероятности ошибки между предсказанным и реальным значением. Точность алгоритма стеганоанализа оценивается как доля ложноположительных классификаций при заданной доле корректных классификаций. Показана недостаточность данных о непосредственно окружающих пикселях для точного предсказания пикселя. Показана связь точности функции предсказания пикселя с точностью оценки длины встроенного сообщения, и, следовательно, с точностью классификации методом Weighted Stego. Показана наибольшая точность функции предсказания пикселя, предложенной в алгоритме AWSPAM по сравнению с функцией предсказания оригинального алгоритма и прочих его модификаций.

DOI: 10.25136/2644-5522.2018.2.25537

Аннотация: В данной работе автором рассмотрены вопросы, направленные на совершенствование процесса проектирования режимов освещения в части перехода от методов принятия проектных решений на базе ручного экспертно-эмпирического подхода к автоматизации данного процесса за счет применения САПР. Объектом исследования является процесс проектирования систем освещения. В качестве предмета исследования принята разработка проекта критериев и способов оптимизации проектирования систем освещения, с учётом доступных технологий динамического изменения спектрального состава излучения. В частности, рассматриваются вопросы, связанные с верификацией результатов проектирования с помощью выполнения натурного обследования объекта, с применением специализированных средств. Определение критериев световой среды подлежащих верификации в рамках обозначенного выше процесса производится на базе системного анализа существующих и перспективных концепций систем освещения с управляемым спектром излучения. Результатом проведенного исследования является концептуальное описание методики верификации результатов проектирования режимов освещения по предложенным критериям световой среды, которые в перспективе доступны для достижения системами освещения с управляемым спектром излучения. Применение концепций оправдано в рамках части этапов жизненного цикла объекта, при принятии итеративного подхода к проектированию систем освещения.

DOI: 10.25136/2644-5522.2018.2.25922

Аннотация: Предметом исследования данной статьи является повышение уровня автоматизации инженерного проектирования в CAD системах. Объектом исследования являются зубчатые передачи и зацепления в изделиях машиностроения. Актуальность работы объясняется необходимостью проведения интегрированных решений, направленных на снижение объема работ и затрат времени при моделировании зубчатых передач и зацеплений в изделиях машиностроения с целью повышения эффективности инженерного проектирования. Автор акцентирует внимание на проблеме повышенной сложности при проектировании профилей зубчатого зацепления. В статье приводится описание общей методики параметрического моделирования при проектировании зубчатых передач и зацеплений в изделиях машиностроения. Методика представлена в виде поэтапной последовательности действий, разделенной на шесть этапов. Основным результатом работы является разработанная методика параметрического моделирования зубчатых зацеплений и передач с использованием метода прямого программирования в среде «T-FLEX CAD 3D», которая позволяет увеличить эффективность моделирования, снизить затраты времени и труда и повысить качество проектной работы зубчатых передач и зацеплений в изделиях машиностроения.

DOI: 10.25136/2644-5522.2018.2.25990

Аннотация: Объектом исследования являются геофизические процессы возникающие в океане, в частности распространение и трансформация внутренних волн в стратифицированной жидкости. Подробное изучение таких крупномасштабных процессов возможно с помощью численного моделирования и открытых гидрологических источников данных. Тем не менее, для проведения вычислительных экспериментов требуются программные инструменты сопровождения. К ним относятся средства обработки входных данных, средства программного представления в виде сеток, средства подготовки выборки данных, средства визуализации, а также методы инициализации математических моделей. Рассматриваются подробно все этапы проведения численного эксперимента и требуемые программные инструменты. Рассматриваются аспекты инициализации численных моделей. Показано, что часть начальных условий может быть получена в автоматическом режиме из контекста данных. Новизна исследования заключается в предложенных методах к созданию проблемно-ориентированных программных инструментов сопровождения численного эксперимента по моделированию геофизических процессов, зависящих от пространственно-временного распределения многомерных данных. Предложенные методы могут быть применены во многих областях математического моделирования физических процессов, для которых характерны подобные зависимости.

DOI: 10.25136/2644-5522.2018.2.25804

Аннотация: Цель исследования состоит в предложении метода и прикладных технологий, позволяющих уменьшить время адаптации конкретных баз знаний и экспертных систем друг к другу. Дана оценка текущей архитектурной реализации связи экспертных систем и баз знаний, рассмотрены недостатки — основным недостатком является необходимость переписывать слой сопряжения экспертной системы и базы знаний при любом изменении в протоколе обмена данными между ними, поставлена цель — снизить связность экспертной системы и базы знаний. Архитектура, основанная на слабой связи модулей в системе обширно применяется в других областях. Методами исследования являются методы программной инженерии, дескрипционной логики, инженерии знаний и численные методы. Реализация обслуживающего слоя проводится, исходя из требований к реализации клиент-серверных приложений. Сделано предположение о возможности использования слоя-посредника (обслуживающего слоя), обоснована новизна и эффективность данного подхода. Проведён анализ технологий, позволяющих абстрагироваться от формата данных, предоставляемых базой знаний. Принято решение использовать технологию GraphQL для обмена данными, а промежуточный слой реализовать в виде сервера (в терминах клиент-серверной архитектуры). Отмечается конкретное применение предложенного решения для экспертной системы экологической нагрузки города Волгограда. Внедрение обслуживающего слоя позволило облегчить взаимную адаптацию экспертных систем и баз знаний, уменьшило связность компонентов. В качестве работы на будущее предлагается внедрить в обслуживающий слой компонент для управления доступом и компонент для обслуживания неограниченного круга лиц, например, для предоставления данных об экологической нагрузке населению.

DOI: 10.25136/2644-5522.2018.2.25514

Аннотация: Проведено исследование точности выделения фоновой области неподвижного цифрового изображения гистограммным методом в задаче стеганоанализа методами Weighted Stego Image и WSPAM. Проведено исследование зависимости практической точности стеганоанализа неподвижных цифровых изображений методами Weighted Stego Image и WSPAM от характера модели предсказания в градиентных областях изображения в задачах противодействия каналам передачи данных, использующим метод встраивания в наименьший значащий бит пространственной области неподвижных цифровых изображений со значительное долей однородного фона. Исследован алгоритм стеганоанализа Weighted Stego и его модификация WSPAM. Для оценки эффективности анализа использована коллекция BOWS2. Для оценки эффективности выделения однородного фона использованы изображения из широкого набора источников. Встраивание информации реализовано путём изменения наименьших значащих бит изображения в пространственной области с полезной нагрузкой от 3-5%%. Эффективность методов определена с учетом полученных истинно положительных, истинно отрицательных, ложноположительных и ложноотрицательных значений классификации изображений. Показана низкая точность выделения однородного фона гистограммным методом. Предложен метод выделения однородного фона с использованием сегментационной нейронной сети, показана его практическая применимость. Предложена улучшенная модель предсказания пикселей в градиентных областях изображения, позволяющая достичь большей точности стеганоанализа. Практическая значимость. Результаты работы могут быть использованы при построении систем пассивного противодействия стеганографическому каналу передачи информации, основанных на реализации алгоритма Weighted Stego.

DOI: 10.25136/2644-5522.2018.2.25971

Аннотация: В статье рассматриваются вопросы, связанные с использованием перспективного метода оптической корреляции, для автономного наведения и посадки космического летательного аппарата (КЛА) на поверхность малого тела солнечной системы (МТСС). Используется способность оптических систем осуществлять преобразование Фурье, что дает возможность построения на основе оптико-электронных устройств быстродействующих вычислительных устройств с высокой производительностью. Распределение освещенности (энергии) в плоскости предмета или входного зрачка является для оптического вычислительного устройства, построенного на указанном выше принципе, потоком входных данных. В общем случае эта информация является функцией пропускания эталона по двум пространственным координатам, х и у. Для исследования указанных аспектов используется аппарат математического анализа и в частности интегральное исчисление для создания математической модели оптического корреляционного пеленгатора с вращающимся эталоном. Предлагается модулировать оптический сигнал, проходящий сквозь прозрачный эталон, как по амплитуде, так и по фазе. Достоинством метода является сверхвысокая скорость обработки информации, которая будучи ограничена скоростью распространения света и осуществляется почти мгновенно, учитывая небольшие размеры устройств. Приводится теоретическое обоснование эффективности метода оптической полярной корреляции. Показано, что для нейтрализации эталона при наведении и посадке КЛА целесообразно использовать вращение эталонного изображения. Рассмотрен метод вращения эталонного изображения для отыскания экстремума функции корреляционного сигнала и нейтрализации эталона.