Рассмотрена проблема подготовки кадров для цифровой экономики. Отмечено, что для масштабной работы с цифровыми данными требуются высококвалифицированные специалисты, особенно в области информатики и вычислительной техники. Показано, что выпускники вузов, будущая профессиональная деятельность которых связана с обработкой больших массивов слабоструктурированных данных, должны уметь применять сквозные цифровые технологии. Приведен перечень таких технологий с примерами соответствующих субтехнологий. Потребность в подобных специалистах требует разработки новых образовательных программ высшего образования. Указанные программы должны содержать образовательные модули, которые направлены на формирование цифровых компетенций, востребованных в соответствующей приоритетной отрасли экономики. Исследована задача разработки образовательных программ высшего образования, содержащих такие образовательные модули. Проанализированы компетентностные модели выпускников, разработанные вузами, которые включают компетентности, необходимые для цифровой экономики. Обсуждены результаты анализа основных профессиональных образовательных программ, направленных на формирование компетенций по применению сквозных цифровых технологий. Дана оценка готовности вузов по разработке подобных программ, а также приведены типовые замечания по компетентностным моделям выпускников и по актуализированным основным профессиональным образовательным программам.
Целью настоящего исследования является разработка нового метода редукции информации в системах сбора данных технологических параметров, реализованных на базе сетей полевого уровня на основе стандарта ANSI/TIA/EIA-485 для снижения количества избыточной информации, формируемой вторичными преобразователями измерительных приборов на основе показаний первичных преобразователей, транспортируемой в сетях передачи данных и хранимой в устройствах хранения. Для решения указанной задачи предлагается применение нового метода обработки исходных данных на этапе дискретизации при помощи модифицированного микропрограммного обеспечения встроенной микро-ЭВМ вторичного преобразователя измерительного прибора. В основе предлагаемого метода - выбор из ряда исходных дискретных величин такого количества дискретных значений (опорных точек), относительно которых существует возможность описания остальных значений каким-либо математическим способом с контролем точности восстановления значений расчетным путем на каждом шаге с последующим отбрасыванием элементов ряда, не являющихся опорными точками (редукцией). С целью проверки изложенного метода разработан способ снижения избыточности информации в сетях полевого уровня с сохранением требуемой точности измерений на базе линейной аппроксимации. Программная реализация разработанного способа показала его применимость для редукции данных в системах реального времени в потоке преобразования дискретных величин исходного сигнала. Разработанный способ, основанный на предложенном методе, обеспечивает значительное сокращение объема избыточной информации, тем большее, чем более равномерны изменения величин значений исходного ряда. Это позволяет сократить количество хранимых дискретных значений, снизить нагрузку на сетевые коммуникации систем реального времени, обеспечить возможность опроса большего количества устройств, подключенных к сети полевого уровня шинной топологии без изменения скорости обмена данными.
Рассматривается обработка деталей на станках токарной группы с использованием средств автоматизации как сложный процесс, зависящий от свойств динамической системы (ДС) станка. Колебания, возникающие при обработке ответственных деталей, определяют динамическое качество станков, качество поверхностного слоя и стойкость режущего инструмента, поэтому необходимо выявить способы управления технологическим режимом. Повышение производительности процесса обеспечивается форсированными режимами резания, которые могут привести к ухудшению качества обработки и преждевременному износу режущего инструмента. Теоретическое определение рациональных режимов резания вызывает определенные трудности, поэтому экспериментальный поиск решения поставленной задачи наиболее актуален. Для выбора рациональных режимов резания на станках токарной и шлифовальной групп в качестве наиболее информативной характеристики предлагается использовать запас устойчивости ДС станка, который следует определять из передаточной функции ДС с применением автокорреляционной функции (АКФ) колебаний. Условием идентификации ДС станка является предварительная идентификация АКФ, что можно реализовать, используя записи колебаний при резании. Предварительно осуществляется фильтрация колебаний, чтобы исключить низкочастотный диапазон, содержащий частоты, вызванные колебаниями элементов станочной системы, и оставить частоты, связанные с процессом резания. Режимы резания назначаются по наибольшему значению запаса устойчивости, что обеспечивает высокое качество поверхности. Имеется однозначная аналитическая связь показателя колебательности и коэффициента затухания АКФ, что позволяет вычислить именно коэффициент α, по значению которого можно оценить запас устойчивости ДС на различных режимах резания и выбрать наиболее целесообразный. Исследование вибраций станков для обработки высокоточных деталей позволяет соответствующим образом управлять технологическим режимом, используя уровень вибраций как один из показателей его качества.
Для определения зависимостей между входными переменными, технологическим режимом и выходными переменными процесса полимеризации этилена в автоклавном реакторе с мешалкой, а также анализа влияния конструктивных параметров реактора на эффективность требуется построение математической модели реактора полимеризации. Для решения этих задач предложена детерминированная математическая модель, полученная на основе анализа физико-химических закономерностей процесса полимеризации этилена. Приведены принципиальная схема полимеризации этилена с указанием потоков веществ и энергии, описание процесса, механизм химической кинетики полимеризации этилена, система допущений, упрощающих построение математической модели, уравнения математической модели реактора полимеризации этилена в автоклавном реакторе с мешалкой. Автоклавный реактор полимеризации этилена представлен как каскад аппаратов идеального смешения для описания каждой из зон реактора. Скорости химических реакций инициирования, роста и обрыва цепи выражены в соответствии с законом действующих масс. Математическая модель в окончательном виде представляет собой системы обыкновенных дифференциальных уравнений для описания каждой из зон реактора. Приведены исходные числовые значения переменных и параметров для моделирования процесса полимеризации этилена в автоклавном реакторе. Показаны результаты численных экспериментов, а также исследовано влияние различных факторов на выходные переменные процесса полимеризации этилена. Предложенная математическая модель может быть использована для оптимизации технологического режима процесса полимеризации этилена в автоклавном реакторе с мешалкой, а также для анализа влияния конструктивных параметров реактора на эффективность его работы.
При решении задач оценки достоверности запасов углеводородов предлагается представлять исходные данные в форме нечетких отношений, что возможно с помощью построения поля рассеяния, являющегося одним из методов нечеткого моделирования и основанного на алгоритме сжатия информации. Данный алгоритм позволяет снизить размерность величин и избавиться от случайной информации, присутствующей в наборе исходных данных и являющейся возможной причиной неверной интерпретации результатов. Алгоритм сжатия информации включает в себя два этапа. Первый этап основан на алгоритме кластеризации, позволяющем определить местоположение источников информации. Второй этап основан на методе Хука - Дживса, с помощью которого рассчитываются веса источников. Эксперименты проводились с целью изучения влияния количества источников на результат построения поля рассеяния. В качестве исходных данных использовался набор одновременно измеренных петрофизических параметров «пористость по ГИС» и «пористость по керну», характеризующих емкостные свойства породы. По каждому эксперименту представлены карты источников, поля рассеяния и относительные погрешности. Установлено, что при уменьшении количества источников поля рассеяния сохраняли свою структуру, но возрастала относительная погрешность поля рассеяния и карты плотности исходных данных.
Приведено общее описание организации с иерархической структурой управления, используемое в процессе моделирования. Рассмотрен процесс ручного проведения ознакомления сотрудников с локальными регламентирующими документами. Определены основные действия, выполняемые участниками в процессе проведения ознакомления с документом. На основе выделенных действий предложен способ проведения ознакомления сотрудников с применением заданий двух типов: на ознакомление и на пересылку. Описан процесс ручного проведения ознакомления сотрудников с документом с применением способа, основанного на заданиях. Построена схема ручного определения руководителем группы сотрудников и подгрупп, деятельность которых затрагивается в документе. Выделены этапы ручного процесса определения получателей документа, которые могут быть автоматизированы с применением различных методов классификации. Выделены основные шаги, необходимые для определения направлений документа: определение ключевых слов и их сопоставление с существующими направлениями. Выполнено моделирование этапа определения направлений документа с применением методов классификации, использующих ключевые слова. Описаны основные методы, которые могут быть использованы для определения направлений и ключевых слов документа. Проведено моделирование этапа определения групп и сотрудников, деятельность которых затрагивается документом, с применением методов нечеткой классификации. Выделены основные методы, которые могут использоваться для определения получателей, а также описаны возможности для расширения модели. Построена схема процесса автоматизированного определения рекомендуемых подгрупп и сотрудников, которым требуется переслать документ, базирующегося на программной реализации предложенных моделей. Определены перспективы дальнейшего развития предложенной схемы процесса автоматизированного ознакомления сотрудников с документами.
Рассмотрена возможность модернизации устройства известной авиационной радиостанции с целью повышения помехоустойчивости радиосвязи. Важным фактором обеспечения безопасности полетов является наличие бесперебойной помехоустойчивой радиосвязи между бортом самолета и авиадиспетчером. Радиостанция обеспечивает голосовую (телефонную) связь и телекодовую цифровую связь, при этом голосовая информация передается в аналоговом формате, что становится причиной наличия радиопомех, вносящих искажения в передаваемые сообщения. Повышение помехоустойчивости может быть достигнуто путем передачи голосовой информации в цифровом виде, при этом могут быть применены специальные меры помехозащиты, характерные только для цифровой передачи. В качестве таких мер может применяться помехоустойчивое кодирование и псевдослучайная программная перестройка частоты. Поставлена задача - исследовать возможность модернизации известной авиационной радиостанции при минимальных изменениях ее схемы. Предложен способ организации цифровой радиосвязи при доработке авиационной радиостанции, выпускаемой промышленностью. Формирование цифрового речевого сигнала в данном случае осуществляется с помощью ресурсов радиостанции, применяемых для передачи телекодовой информации. Скорость передачи информации увеличивается с 16 до 128 кбит/с, что приводит к увеличению девиации частоты и, как следствие, расширению спектра сигнала. Проведена оценка помехоустойчивости системы исходя из дальности связи 100 км: определена мощность сигнала, соотношение сигнал/шум, спектральная плотность шума на входе приемника, коэффициент направленного действия передающей антенны. По результатам расчетов сделан вывод, что в результате внедрения предложенных мероприятий будут достигнуты многократное умножение требуемой мощности передатчика помех и значительное повышение помехоустойчивости системы радиосвязи.
Представлено исследование и реализация метода назначения прав доступа к приложениям в корпоративной мобильной сети с разными требованиями по уровню защищенности, который позволит принять во внимание особенности деятельности различных пользователей. Проанализированы существующие решения по назначению прав доступа к приложениям и сервисам внутрикорпоративной сети, обоснована необходимость создания метода, обеспечивающего информационную безопасность при реализации доступа в корпоративных сетях с разными требованиями по уровню защищенности. На основе проведенного анализа тенденций и перспектив развития современных корпоративных мобильных сетей установлено противоречие между требованиями, предъявляемыми к безопасности информации с использованием универсальных мобильных устройств при доступе к защищенным услугам, и техническими возможностями систем защиты информации, обеспечивающих безопасность доступа в корпоративных сетях с разными требованиями по защищенности. Для решения данной задачи реализована многопользовательская система, обеспечивающая работу любой компьютерной техники и мобильных устройств организации, СУБД которой имеет архитектуру «клиент - сервер». Функциональные требования, предъявляемые к разрабатываемому методу, заключаются в том, что он должен обеспечивать возможность выполнения авторизации пользователей, предоставлять администратору возможность управлять правами доступа пользователей к различным приложениям, управлять хранилищем приложений, регистрировать операции, выполняемые пользователем, и вести отчетность. В ходе программной реализации метода назначения прав доступа поэтапно описано проектирование базы данных, построена модель информационных потоков, рассмотрена физическая схема взаимодействия отдельных процедур, на основании которых создана база данных, разработан пользовательский интерфейс с формами, отображающими информацию, хранящуюся в базе данных.
Рассмотрено решение научно-технической задачи в области информационной безопасности - задачи обнаружения электромагнитных излучений, создаваемых вычислительной техникой, - в рамках структурно-лингвистического подхода к анализу экспериментальных данных. Подробно рассмотрена реализация этапа присвоения сегментированным участкам спектрограмм символов некоторого алфавита, соответствующих определенным типам поведения, а также реализация этапа анализа полученных последовательностей символов. Описаны модель построения морфологической грамматики и механизм генерации текстов, мало отличающихся от правильных. Этап формирования грамматики был реализован на языке программирования Python 3.7. Выбор данного языка программирования обосновывается его кроссплатформенностью, низким порогом вхождения, а также широким спектром применения: от автоматизации математических вычислений и машинного обучения до разработки веб-приложений. Также одним из преимуществ этого языка является наличие множества качественных библиотек, в том числе используемых для текущей разработки. Для оценки эффективности и точности разработанных алгоритмов проведен статистический эксперимент. Приведены оценка вероятности верной классификации лингвистических цепочек экспериментальных кривых спектрограмм в нужные группы и общая оценка точности верного определения всех кривых в нужные группы. В результате применения структурно-лингвистического подхода к задаче обнаружения электромагнитных излучений, создаваемых вычислительной техникой, можно заключить, что полученные лингвистические описания исследуемых спектрограмм представляют собой короткие и надежные правила для их анализа и позволяют с высокой точностью в автоматизированном режиме определять отклонения в наблюдаемых спектрах от заданных эталонов.
Рассматривается задача комплексного мониторинга водной среды, которая относится к технической области мониторинга водной среды и содержит модуль управления информацией, модуль анализа и оценки водной среды, модуль раннего предупреждения и прогнозирования состояния водной среды, модуль комплексного мониторинга водной среды, географическую информационную систему (ГИС) и модуль мониторинга данных. Рассматриваемая задача решает вопрос предотвращения распространения загрязнения в областях и элементах с потенциальными угрозами безопасности за счет периодического сбора информации о каждой подобласти (информации об источниках загрязнения вокруг каждой точки мониторинга). Качество воды в точках мониторинга оценивается, анализируется тенденция к ухудшению качества воды, строится модель прогнозирования, которая позволяет предотвратить опасные процессы, идентифицировать площадь загрязнения водной среды и уровень загрязнения, а также точно оценить масштаб аварии, своевременно обработать поступающую информацию и принять эффективные меры по предотвращению последствий чрезвычайной ситуации. За счет применения предлагаемой платформы улучшается комплексный мониторинг водной среды.