Том 26, № 3 (2025)
- Год: 2025
- Статей: 10
- URL: https://journal-vniispk.ru/2312-8143/issue/view/23845
- DOI: https://doi.org/10.22363/2312-8143-2025-26-3
Весь выпуск
Статьи
Этапы структурно-параметрического синтеза низкоорбитальных систем связи с широкополосными межспутниковыми трактами
Аннотация
Рассмотрены вопросы научного обоснования структурно-параметрического синтеза низкоорбитальных систем связи с широкополосными межспутниковыми трактами и маршрутизацией данных на борту спутника, принципы и этапы, положенные в основу маршрутизации данных на борту спутников, и построения надежных и широкополосных межспутниковых трактов. Цель исследования - конкретизация структурно-параметрического синтеза низкоорбитальных систем связи с широкополосными межспутниковыми трактами. Объект исследования - группировка спутников на низких орбитах с маршрутизацией данных на борту. Предметом исследования является процесс синтеза структуры соответствующей низкоорбитальной системы. Методология исследования включает математический аппарат систем массового обслуживания, применяемый как часть инструментария системного анализа. Научная значимость исследования заключается в разработке принципов и методов, позволяющих проводить структурно-параметрический анализ и разработку перспективных спутниковых систем связи, а также моделирования поведения низкоорбитальных систем связи с широкополосными межспутниковыми трактами и оценку их результативности. Практическая значимость исследования состоит в обеспечении формирования перечня работ по созданию отечественных группировок спутников, обеспечивающих абонентскую персональную связь с передачей данных от абонента к абоненту без промежуточного приземления сигнала.
211-226
Методология управления потоками целевой информации в космической системе ДЗЗ. Часть 4. Сетевые орбитальные группировки
Аннотация
Исследование является продолжением цикла статей, посвященных системной организации математических моделей для решения задачи управления потоками целевой информации в космической системе ДЗЗ в части адаптации предложенного авторами методологического подхода для сетевых орбитальных группировок. Отличительной особенностью постановки задачи является необходимость решения задачи в сложной объектовой обстановке с применением перспективных межспутниковых каналов информационного взаимодействия для повышения оперативности и качества целевой информации. Предложена обобщенная форма представления модели потока целевой информации космической системы ДЗЗ как взаимосвязанная последовательность функций изменения объема информации при применении к нему соответствующего процесса обработки (функций изменения трафика). Рассмотрены общие подходы к решению оптимизационных задачи планирования наблюдений и межспутниковой передачи целевой информации. Проведена экспериментальная отработка решения задачи планирования и ретрансляции данных на пункты приема информации. Подтверждена возможность повысить информационную эффективность космических систем ДЗЗ за счет использования средств межспутниковой передачи данных.
227-244
Воздушные платформы для исследований в экстремальных условиях в атмосфере Венеры
Аннотация
Рассмотрены различные воздушные платформы для исследования атмосферы Венеры на месте, подчеркивается их потенциальная интеграция в будущие миссии. Рассматриваемые платформы включают аэростаты с фиксированной высотой полета, аэростаты с переменной высотой полета, летательные аппараты, подобные самолетам, с возможностью трехмерного маневрирования и др. Обсуждаются конструктивные конфигурации спускаемых аппаратов и стратегии развертывания этих платформ в атмосфере Венеры. Подробно описаны конкретные механизмы развертывания аэростатов. Исследование также моделирует динамику сферических спускаемых аппаратов, оснащенных воздушными шарами, анализируя параметры траектории на разных этапах. Результаты подтверждают, что параметры остаются в допустимых пределах на протяжении всего спуска.
245-257
Преимущество регрессионных нейронных сетей перед классическим регрессионным анализом
Аннотация
Данное исследование посвящено анализу методов прогнозирования цен на жилье в Калифорнии. В нем применены два метода: нейросетевые методы прогнозирования и методы, основанные на регрессионном анализе. На примере отдельных прогнозных показателей, полученных на основе двух методов, сравниваются результаты прогноза. Цель исследования - показать, что точность прогнозирования с помощью нейронных сетей выше, чем у классического метода. Оценка осуществлена путем создания продукта на Python, который был выбран из соображений простоты проведения данного анализа, простоты внедрения продукта, а также простоты построения графического анализа полученных результатов. В качестве ресурсов для обучения нейронной сети был использован открытый источник данных, состоящий из шестнадцати тысяч элементов, который включает в себя ряд критериев оценки жилья и цен, основанных на этих критериях. Проведен широкий обзор исследований, сравнивающих эффективность прогнозирования с помощью методов, основанных на искусственных нейронных сетях, и других методов прогнозирования. Большое внимание уделено сравнению методов искусственной нейронной сети и методов линейной регрессии. По результатам этой работы было выявлено, что точность нейросетевой модели значительно выше при прогнозировании результатов с использованием методов линейной регрессии, в зависимости от введения новых критериев прогнозирования.
258-265
Генерация реалистичных изображений нефтегазовой инфраструктуры на космических снимках с использованием диффузионных моделей
Аннотация
В рамках исследования была изучена возможность применения методов машинного обучения, в частности генеративных моделей, для семантического редактирования космических снимков. Основное внимание уделено актуальной архитектуре на основе диффузионных моделей, способной генерировать целевые объекты непосредственно на спутниковых изображениях. Однако ввиду специфики выбранной предметной области - генерации реалистичных изображений объектов нефтегазовой инфраструктуры (таких как трубопроводы) были обнаружены существенные недостатки стандартной модели в части реализма и соответствия окружающему контексту. Для решения данной проблемы проводилось дообучение нейронной сети. Цель дообучения - улучшение качества визуализации проектных решений, связанных с трубопроводами. Предложен и детально описан методический подход к формированию специализированного обучающего набора данных. На основе реальных трасс трубопроводов в QGIS созданы пространственно привязанные векторные слои; сгенерирован набор тайлов космических снимков с точными аннотациями границ труб. Результаты экспериментального дообучения модели продемонстрировали значимое улучшение качества генерируемых изображений объектов нефтегазовой инфраструктуры на космических снимках по сравнению с показателями исходной, неадаптированной модели. Разработанная дообученная модель обеспечивает высокореалистичную генерацию трубопроводов, корректно интегрируя их в существующий ландшафт на снимке. Визуальное сравнение результатов до и после дообучения подтверждает устранение артефактов и достижение необходимого уровня детализации. Работа подтверждает эффективность подхода с формированием предметно-ориентированных датасетов и дообучением для решения специфических задач визуализации в ДЗЗ.
266-272
Сравнительная эффективность классификаторов машинного обучения при обнаружении аномалий вибрации в промышленных энергосистемах
Аннотация
Изучены методологии обнаружения отклонений в электростанциях комбинированного цикла посредством применения анализа сигналов вибрации и алгоритмов машинного обучения. Результаты показали, что метод случайного леса, особенно в сочетании с данными вихретоковых датчиков приближения, продемонстрировал превосходную эффективность, достигнув идеальных результатов по всем показателям. Это подчеркивает надежность алгоритма случайного леса при применении к данным вихретоковых датчиков приближения, что делает его наиболее эффективным подходом для обнаружения аномалий вибрации. Классификатор K-NN продемонстрировал удовлетворительную эффективность при применении к данным датчиков ускорения и датчики синхронизации кромки лопатки, достигнув показателей точности 0,49 и 0,52 соответственно; однако он продемонстрировал ограничения при обработке различных распределений данных, что отражено в его более низкой точности 0,44 с данными лазерных доплеровских виброметров. Машина для повышения градиента и метод опорных векторов показали неоптимальные результаты, причем машина для повышения градиента достигла максимальной точности 0,52 с данными датчиков ускорения, в то время как метод опорных векторов достиг наивысшей точности 0,49 с той же методикой. Результаты подчеркивают критическую важность выбора подходящей комбинации моделей машинного обучения и методов измерения вибрации для повышения точности обнаружения аномалий. В итоге алгоритм случайного леса хорошо подходит для сложных наборов данных с разнообразными моделями, в то время как K-NN может служить эффективной альтернативой для более простых и однородных данных.
273-287
Статистический анализ функционирования модифицированных генетических алгоритмов для автоматизированного составления расписания многоуровневого вуза
Аннотация
Построение расписания занятий учебного заведения, в частности многоуровневого вуза, сочетающих в своих организационно-педагогических структурах несколько уровней обучения, включая профессионалитет, среднее профессиональное и высшее образование, а также подготовку научно-педагогических кадров высшей квалификации, является трудоемкой задачей. Рассмотрен компьютеризованный подход к процессу построения модели и его оптимизации. Использованы методы системного анализа и модификации генетических алгоритмов (ГА), обоснованы структура исходных данных для задачи составления и оптимизации учебных расписаний с применением метода штрафных функций для учета ресурсных и иных ограничений. Предложен статистический подход и реализован модуль сбора и визуализации статистики с возможностью оперативной корректировки гиперпараметров и математической модели ГА. Приведены примеры решения задачи построения расписаний многоуровневого вуза с применением ГА. Разработанная компьютерная программа обеспечивает построение расписания учебных занятий многоуровневого вуза, эффективного по обоснованному интегральному критерию качества и с учетом ограничений.
288-297
Сравнение моделей и методов классификации текста
Аннотация
Рассматрен процесс автоматической классификации текста и его составляющие. Актуальность данной темы обусловлена стремительным ростом объема данных и развитием технологий машинного обучения. Цель исследования - определение наилучших методов и моделей автоматической классификации текста. В качестве материалов для анализа были выбраны научные статьи, написанные в течение последних четырех лет, наиболее подходящие по теме. В результате определено, что эффективная предобработка текстовых данных должна состоять из нормализации, токенизации, удаления стоп-слов и стемминга или же лемматизации. Для представления текста целесообразно использовать модель BERT. Однако следует отталкиваться от условий конкретной задачи, в которых альтернативные подходы могут быть предпочтительнее. Наилучшими методами непосредственно классификации текста можно считать метод логистической регрессии, сверточные нейронные сети и RoBERTa. Выбор среди этих моделей зависит от назначения и технических возможностей.
298-309
Прогнозирование рака груди с помощью машинного обучения
Аннотация
Рак молочной железы остается одной из основных причин заболеваемости и смертности среди женщин во всем мире. Несмотря на значительные усилия, направленные на раннее выявление болезни, рак молочной железы по-прежнему представляет собой серьезную проблему для здоровья населения. Цель исследования - прогнозирование риска рака молочной железы с использованием различных подходов машинного обучения, основанных на демографических, лабораторных и маммографических данных. Использована модель количественных оценок методов машинного обучения в прогнозировании рака молочной железы. Модель интегрирует алгоритмы машинного обучения, включая метод опорных векторов, деревья решений, случайные леса и модели глубокого обучения, для оценки их точности, эффективности и применимости в медицинской диагностике. Набор данных выявил значительную изменчивость в параметрах опухоли, таких как средний радиус, средняя текстура, средний периметр и средняя площадь. Целевая переменная продемонстрировала дисбаланс классов, с 62 % доброкачественных и 38 % злокачественных случаев. Среди оцененных моделей Random Forest превзошла другие по наибольшей точности, чувствительности, полноте, F1-мере и площади под кривой операционных характеристик, указывая на наилучшую способность прогнозирования. Модели логистической регрессии и метода опорных векторов показали конкурентоспособность, особенно почувствительности и полноте, в то время как модель дерева решений продемонстрировала самую низкую общую эффективность по всем показателям.
310-322
Развитие профессиональных компетенций специалистов в сфере автомобильного транспорта как фактор повышения эффективности транспортно-логистических услуг
Аннотация
Ключевую роль в мировой экономике играет транспортно-логистическая сфера. Конкурентоспособность и повышение эффективности требуют от специалистов обладания широким спектром компетенций. Анализ направлен на выявление конкретных компетенций, определяющих эффективную работу в отрасли. Предложены целевые стратегии для развития навыков для успешной реализации современных задач. Исследовано влияние компетенций на повышение профессиональных требований в транспортно-логистической сфере. Проанализированы виды компетенций, определяющие эффективность работы в отрасли. Предложены мероприятия по развитию этих компетенций для соответствия современным вызовам. Такая адаптация требует значительного повышения уровня квалификации специалистов в области транспорта и логистики для готовности к решению задач в динамичной и постоянно меняющейся среде. Совершенствование систем в сфере эксплуатации автомобильного транспорта с учетом цифровизации, внедрение новых технологий указывают на значимость владения новым уровнем требований и компетенций к специалистам в сфере транспортной логистики, включающих в себя анализ данных, технологическую грамотность и устойчивые практики.
323-336


