№ 1 (2025)

Актуальность и цели. Рассмотрены некоторые подходы к решению проблемы обеспечения техногенной безопасности, базирующиеся на идеях функционально-параметрического направления теории надежности. Материалы и методы. Предложены формальные постановки некоторых модификаций задачи обеспечения безопасности и исследован один из возможных методов решения задачи снижения рисков возникновения чрезвычайных (аварийных) ситуаций. Результаты и выводы. Предлагаемые математические модели могут служить основой решения задач управления надежностью и безопасностью сложных систем ответственного назначения.

Актуальность и цели. Многие исследования искусственного интеллекта с момента его создания посвящены изучению множества проблем и подходов для автономной работы в областях применения, связанных со здоровьем и жизнью человека. Представлено описание происхождения рисков, систематизации способов их проявления для построения систем ответственного назначения. Материалы и методы. Поскольку исследования в этой области пока не опираются на большой опыт внедрения, обсуждаемые источники рисков являются обобщением экспертных оценок авторитетных разработчиков и приведены на примере систем автономных вооружений. Результаты. Выявлены основные источники возникновения рисков, траектории их развития для различных вариантов причинно-следственной трансформации. Выводы. Сформулированы направления совершенствования процессов тестирования и отладки автономных систем ответственного назначения с точки зрения развития и формирования рисков применения.

Актуальность и цели. Основными требованиями к математическим моделям, применимым для решения практических задач современной техники и технологии, являются их точность и адекватность (т.е. не противоречивость физическим и химическим законам). Для построения таких моделей систем различной физической и химической природы был предложен в рамках механики, электродинамики и современной неравновесной термодинамики метод математического прототипирования энергетических процессов, дающий модели, не противоречащие общим физическим законам (законам термодинамики, механики и электродинамики) и физическим особенностям рассматриваемой системы. Для реализации уравнений упомянутого метода в численном виде необходимо корректно задать с точностью до экспериментально исследуемых постоянных коэффициентов функции состояния для свойств веществ и процессов, в частности, функций состояния для потенциалов взаимодействия, приведенных обратных теплоемкостей и приведенных тепловых эффектов – условию полного дифференциала энтропии и внутренних энергий. Заданию упомянутых функций состояния, удовлетворяющих упомянутым условиям, посвящена настоящая работа. Материалы и методы. Синтез уравнений динамики физических и химических процессов осуществляется на базе метода математического прототипирования энергетических процессов. Задание функций состояния для потенциалов взаимодействия, приведенных обратных теплоемкостей и приведенных тепловых эффектов осуществляется путем задания независимых составляющих упомянутых функций с последующим интегрированием необходимых и достаточных условий полного дифференциала энтропии и внутренних энергий. Упомянутые независимые составляющие строятся методами теории идентификации, в частности методами символьной регрессии. Результаты. Предложенная методика задания функций состояния для потенциалов взаимодействия, приведенных обратных теплоемкостей и приведенных тепловых эффектов дает корректные функции состояния упомянутых величин. Выводы. Предлагаемая методика построения функций состояния, удовлетворяющих упомянутым условиям полного дифференциала, сводит построение модели системы на основе метода математического прототипирования энергетических процессов к использованию классических методов идентификации (в частности методов символьной регрессии).

Актуальность и цели. Анализируется содержание подходов и технологий разработки концептуальной модели тренажерной системы начальной подготовки операторов беспилотных авиационных систем (БАС) на основе структурной декомпозиции перечня типовых задач их профессиональной деятельности. Материалы и методы. Представлены результаты структурно-функциональной декомпозиции процесса тренажерной подготовки и анализ ее компонентов. Результаты и выводы. Сформулированы принципы определения минимального состава комплексного тренажера БАС с точки зрения методики начального обучения. Предложены общие подходы к формированию курсов начальной практической подготовки операторов БАС. Рассмотрены оптимальные формы и способы контроля уровня сформированных в процессе обучения операторских навыков. Предложена концептуальная модель тренажерной системы начальной подготовки операторов БАС.

Актуальность и цели. Длительная эксплуатация запорной арматуры газопроводов приводит к постепенному износу элементов уплотнения шаровых кранов и, как результат, к их негерметичности. Это является причиной подавляющего большинства аварий на магистральных газопроводах и компрессорных станциях. Разработан алгоритм определения наличия утечки газа и измерения величины его расхода в кране при потере им герметичности с помощью регистрации и анализа акустического сигнала, производимого газом, истекающим через неисправный крановый узел. Обнаружение утечки на ранних стадиях позволяет вовремя провести профилактические мероприятия по ее устранению, сохранить кран в рабочем состоянии и избежать по- следствий, связанных с аварийно-восстановительными работами при ликвидации чрезвычайных ситуаций. Материалы и методы. Для обнаружения утечек газа в запорной арматуре магистральных газопроводов путем регистрации и анализа акустического сигнала применяется метод акустико-эмиссионного контроля. Проанализирован состав аппаратной части устройства определения перетока, предназначенного для обнаружения и определения степени утечки газа через крановый узел трубопроводной арматуры. Результаты и выводы. Предложено описание варианта конструкции и структурная схема устройства определения перетока газа. Приведено описание алгоритма работы устройства и его блок-схема. Сделан вывод о необходимости и актуальности применения предложенного алгоритма определения величины перетока газа через крановый узел трубопроводной арматуры.

Актуальность и цели. Исследуемое направление развития техники (матричные структуры, интегрированные в распределенные кластеры и многофункциональные интеллектуальные преобразователи давления на основе матричных структур, интегрированных в распределенные кластеры) является актуальным и перспективным. Материалы и методы. В работе была произведена разработка обобщенных принципов построения многофункциональных интеллектуальных преобразователей давления, в том числе с динамически переключаемыми пределами измерений, на основе матричных структур, интегрированных в распределенные кластеры. Результаты. На основе теоретических исследований изготовлена структура многофункционального интеллектуального преобразователя давления в пределах от 0 до 50 бар. При давлении 1 бар отклонение мембраны 1 составило 3,5 мкм, мембраны 2 – 0,3 мкм. Выводы. Эксперименты с изготовленным образцом подтвердили справедливость приведённых расчётов, в том числе линейность массива датчиков давления.

Актуальность и цели. Рассмотрена вероятность автоматической регистрации метеоров (срабатывание аппаратуры при пролете метеора в кадре) как показателя надежности регистрации быстропротекающих метеорных явлений. Материалы и методы. Проанализированы характеристики ПЗС-камер, установлены границы линейности фотометрических измерений блеска метеоров на единичных фреймах. Результаты и выводы. Приведены результаты оценки вероятности регистрации быстролетящих метеоров потока Персеиды ПЗС-системой для различных порогов регистрации. Вероятность регистрации достигает единицы, начиная с линейной части фотометрической кривой от приблизительно второй звездной величины и ярче, и резко уменьшается при приближении к порогу регистрации.

Актуальность и цели. Показано, что аппарат мезодиагностики позволяет решать задачи не только экспресс-оценки состояния материала и изделий с учетом их текущей поврежденности, но и осуществлять ресурсно-эксплуатационное прогнозирование изменений данного состояния. Материалы и методы. Предложена модель, связывающая в единый функциональный комплекс результаты мезодиагностирования поврежденности материала изделий с остаточным ресурсом их надежной эксплуатации. Основным информационно- физическим параметром модели является время осуществления операции мезодиагностирования, в течение которого диагностируемый материал достигает критического уровня поврежденности. В частности, аналитическим путем установлено, что проведение двух операций мезодиагностирования в различное время функционирования изделий позволяет однозначно судить о величине его остаточного ресурса. Отличительная особенность предлагаемой модели прогнозирования заключается в отсутствии в ее структуре абсолютных значений поврежденности изделий, например, материала их поверхностного слоя. Это обстоятельство подчеркивает общность и прикладное значение модели при решении соответствующих задач предиктивного анализа функционального качества различных материалов и изделий из них. Отмечено, что основной проблемой практической реализации предлагаемого подхода к эксплуатационно-ресурсному моделированию является выбор наиболее физически информативного метода мезодиагностирования поврежденности материала изделий. В качестве такого метода предложено использовать аппарат энергоэкстремальной гидроструйной диагностики, которая обладает широкими физико-технологическими возможностями идентификации параметров состояния, в том числе поврежденности материала поверхностного слоя различных изделий. Результаты и выводы. Намечены перспективы дальнейшего использования предлагаемого мезодиагностического подхода и полученной на его основе модели, а также других ее функциональных модификаций. В частности, отмечена реалистичность ускоренного определения эксплуатационно-технологических характеристик новых материалов путем разработки соответствующих инженерных методик.

Актуальность и цели. Работа направлена на исследование современных тенденций развития искусственного интеллекта и характера их влияния на геополитические процессы, глобальную и региональную безопасность. Установление и осмысление истоков возникновения этих тенденций необходимо при разработке эффективных технологических решений, обеспечивающих достижение национальных целей развития страны в области защиты ее национальных интересов в глобальном информационном пространстве и поддержании устойчивого функционирования связанных с ним региональных критических инфраструктур. Материалы и методы. Системный анализ актуальных проблем цифровой трансформации общества в результате внедрения технологий искусственного интеллекта во всех сферах общественных отношений проводился по открытым литературным источникам научно-технической информации, включая доклады федеральных органов исполнительной власти и отчеты высокотехнологичных компаний, и базируется на эвристическом подходе и экспертных оценках. Результаты и выводы. Дана оценка геополитическим последствиям цифровой трансформации экономики и управления, основанной на применении технологий искусственного интеллекта в социально-экономической и военно-политической сферах. Определены глобальные риски и выявлены потенциальные угрозы нарушения безопасности и устойчивости критических инфраструктур, обеспечивающих жизненно важные функции общества и государства, в условиях использования искусственного интеллекта и автономных самоорганизующихся систем. Рассмотрен спектр направлений перспективного применения программно-технических средств искусственного интеллекта для актуальных приложений. Результаты анализа позволили конкретизировать постановки задач и определиться с выбором инструментария для разработки подходов, методов и технологий объяснимого искусственного интеллекта для информационной поддержки принятия интерпретируемых решений по превентивному управлению объектами критических инфраструктур с целью повышения их устойчивости к деструктивным воздействиям искусственно инициированного характера.