Аннотация: Предметом исследования является процесс управления сбором бытового мусора грузовым автотранспортом в городских агломерациях в рамках концепции «Умный город». Подробно рассматриваются проблемы, связанные с построением графиков вывоза бытовых отходов, которые в настоящий момент не учитывают как состояние наполненности мусорных бытовых контейнеров, так и не используют оптимизацию маршрутов движения специализированного транспорта. Объект исследования в данной статье – построение многокритериального оптимального маршрута вывоза мусора, учитывающего как наполненность мусорных контейнеров, время в пути, так и экспертные знания о текущей дорожной ситуации в районе маршрута. Метод исследования – построение гибридной интеллектуальной системы, принимающей решение по моделированию динамического оптимального маршрута на основе теории графов, моделирования нечетких экспертных знаний, учитывающих дорожную ситуацию. Научная новизна заключается в разработке гибридного подхода к управлению вывозом бытовых отходов в крупных мегаполисах, использующего совместно нескольких технологий оптимизации расписания: мобильные технологии, связывающие аппаратно–программные компоненты системы в единое целое, учет актуального состояния дорожной сети, экспертные знания для оценки построенного расписания. Варианты маршрута рассчитываются с помощью оптимизационного алгоритма построения нескольких вариантов кратчайшего пути. В статье представлен только один оптимизационный критерий для выбора маршрута движения при обслуживании контейнерных площадок – время необходимое для обслуживания площадок с бытовыми отходами. Очевидно, что динамический характер выбранной математической модели всей системы позволяет добавлять иные оптимизационные критерии. Таковыми могут быть расход горючего, материальных ресурсов, требование «равномерной» загрузки всех грузовых автомобилей при составлении расписания. Преимуществом описанной системы является одновременный учет ситуации с заполнением контейнеров для отходов, дорожной ситуации при прокладке маршрутов и экспертных правил.

Ключевые слова: динамическая сеть, гибридная система управления, умный город, расписание, экспертная система, сбор бытового мусора, оптимизационный критерий, мобильные технологии, метод Мамдани, нечеткие правила

Abstract: The object of studies involves waste collection by trucks in urban aglomerations within the "Smart City" concept. The authors provide detailed evaluation of the problems concerning the construction of waste disposal schedules, since these schedules currently do not correspond to the state of fullness of garbage  containers, and  they also do not involve optimization of the routes for specialized transport are discussed in detail. The object of research in this article concerns formation  of a multi-criteria optimal route for garbage disposal, which takes into account the fullness of trash containers, the travel time, and expert knowledge of the current road situation in the area of the route. The research method involves construction of a hybrid intelligent system that takes a decision to model a dynamic optimal route based on graph theory, modeling fuzzy expert knowledge that takes into account the road situation. Scientific novelty is due to the development of a hybrid approach to managing the removal of domestic waste in large megacities, which uses several technologies for optimizing the timetable. These technologies include mobile technologies that link the system hardware and software components into a single whole, take into account the current state of the road network, and expertise to evaluate the schedule. Route options are calculated using an optimization algorithm for constructing several options of the shortest route. The article presents one optimization criterion for choosing a route for servicing container sites - the time necessary to maintain sites with household waste. It is obvious that the dynamic nature of the chosen mathematical model of the entire system allows the addition of other optimization criteria. These criteria for the schedule formation  may involve fuel consumption rate, material resources, the requirement of equal load level of all trucks. The advantages of the said system involve the simultaneous consideration of the situation with the filling of containers for waste, the road situation for the routes, as well as the expert rules.

Keywords: hybrid control system, smart city, schedule, gabbage collection, expert system, optimization criteria, mobile technologies, Mamdani method, fuzzy rules, dynamic network

Аннотация: Работа посвящается актуальной проблеме обеспечения безопасности гетерогенных информационных платформ, с применением мультиагентной системы обнаружения угроз. Объектом исследования является мультиагентная платформа. Особое внимание автор уделяет таким аспектам темы как: безопасность мультиагентных платформ, управление агентами обнаружения угроз, взаимосвязь между разными агентами обнаружения угроз, уязвимости в мультиагентных платформах. Рассматриваются тенденции для разработки новых распределённых моделей безопасности. в работе представлена мультиагентная архитектура для службы безопасности, а также общий сценарий развертывания безопасности в мультиагентных системах обнаружения угроз. В работе представлена мультиагентная архитектура для службы безопасности, а также общий сценарий развертывания безопасности в мультиагентных системах обнаружения угроз. В теоретическом плане полученные результаты предполагают расширение области использования мультиагентного подхода и осуществление его интеграции с интеллектуальным анализом развития и функционирования информационных систем. Результатом проведенного исследования является формирование концепции создания безопасной мультиагентной платформы для применения в мультиагентной системе обнаружения угроз.

Ключевые слова: защита информации, обнаружение угроз, интеллектуальные системы защиты, мульти агентная платформа, гетерогенные информационные платформы, агент обнаружения угроз, системы анализа, алгоритм обнаружения, агент платформа, мульти агентная система

Abstract: The research is devoted to the topical issue of ensuring security of heterogeneous information platforms applying the multi-agent threat detection systems. The object of the research is the multi-agent platform. The author pays special attention to such aspects of the topic as security of multi-agent platforms, managing threat detection agents, interaction between different threat detection agents, and vulnerability of multi-agent platforms. The author also analyses tendencies for developing new distributed security structures. In his research Lyapustin offers a mutl-agent structure that can be used by security service as well as a general scenario for deploying security policy in threat detection multi-agent systems. In terms of theory, the results of the research demonstrate the need to extend the scope of the multi-agent approach and integrate it with the intelligent analysis of information systems development and operation. The result of the research is the concept of a secure multi-agent platform that can be used in the treat detection multi-agent system. 

Keywords: threat detection agent, heterogeneous information platforms, multi-agent platform, intelligent protection system, threat detection, information security, analysis systems, detection algorithms, agent platform, multi-agent system

Аннотация: В статье предлагается метод построения логических операций для анализа и коррекции результатов работы сигма-пи нейронных сетей, предназначенных для решения задач распознавания. Целью работы является выявление логической структуры неявных закономерностей, сформированных в результате обучения нейронной сети. Предлагаемый авторами метод восстанавливает обучающую выборку, опираясь на значения весовых коэффициентов сигма-пи нейрона, проводит анализ связей этой структуры и позволяет обнаружить неявные закономерности, что способствует повышению адаптивных свойств сигма-пи нейрона. Для решения поставленной задачи проводиться логико-алгебраический анализ предметной области в рамках которой происходит обучение сига-пи нейрона, строиться логическая решающая функция, исследуются ее свойства и применимость к коррекции работы нейрона. Широко известно, что комбинированный подход к организации работы алгоритмов распознания повышает их эффективность. Авторы утверждают, что комбинация нейросетевого подхода и применение логических корректоров позволяет в случаи возникновения некорректного ответа указать наиболее близкий по запрашиваемым признакам объект из выборки по которой обучался сигма-пи нейрон. Это существенно повышается качество автоматизированного решения интеллектуальных задач, т.е. обеспечение точности достижения верного решения за счет использования наиболее эффективных систем анализа исходных данных и разработки более точных методов их обработки.

Ключевые слова: нейрон, нейронные сети, логические функции, предикат, алгоритм, операции над алгоритмами, решающая функция, корректирующая операция, логико-алгебраический подход, классификатор

Abstract: In this article the authors offer a method for constructing logical operations to analyze and correct the results of the operation of sigma-pi neural networks designed to solve recognition problems. The aim of the research is to reveal the logical structure of implicit regularities formed as a result of training the neural network. The method proposed by the authors restores the training sample based on the values of the sigma-pi weighting coefficients of the neuron, analyzes the relationships of this structure and allows to detect implicit regularities, which contributes to the increase of the adaptive properties of the sigma-pi neuron. To solve this problem, the authors perform a logical-algebraic analysis of the subject area within the framework of which the cigma-pi of a neuron is trained, a logical decision function is constructed, its properties and applicability to the correction of the work of a neuron are investigated. It is widely known that the combined approach to the organization of the recognition algorithms increases their effectiveness. The authors argue that the combination of the neural network approach and the use of logical correctors allows, in cases of an incorrect response, to indicate the object closest to the requested attributes from the sample on which the sigma-pi neuron was trained. This significantly improves the quality of the automated solution of intellectual problems, i.e. ensuring the accuracy of achieving the right solution by using the most effective systems for analyzing the original data and developing more accurate methods for their processing.

Keywords: decision function, operations on algorithms, algorithm, predicate, logical function, neural networks, neuron, corrective operation, logical-algebraic approach, Classifier

Аннотация: Предметом исследования является математическая модель в виде системы рекуррентных интегральных соотношений, описывающая распределение количества единичных интервалов, в которых произошло по крайней мере одно событие случайного потока с произвольной функцией распределения. Рассмотрены многочисленные аспекты численной реализации этой системы, такие как выбор метода обращения преобразования Лапласа, численное интегрирование вблизи точек разрыва, обеспечение устойчивости вычислений, контроль достоверности результатов, учет особенностей машинной арифметики действительных чисел. Особое внимание уделяется связи результатов вычислений с семантикой прикладной задачи, решение которой они представляют. Методологией исследования являются теория вероятностей (виды и свойства распределений), методы вычислительной математики (численное интегрирование, интерполяция, обращение преобразования Лапласа), программная реализация математической модели и выполнение вычислительных экспериментов. Основными выводами проведенного исследования являются валидность и счетная реализуемость построенной автором математической модели, обоснование получения численного решения для произвольного распределения потока случайных событий. Новизна исследования заключается в полученном численном решении задачи распределения количества bitmap-индексов для распределения Вейбулла, гамма-распределения, логнормального распределения и других, представлении и анализе различных зависимостей, таких как плотность распределения количества индексов и среднее число индексов для заданной длины интервала.

Ключевые слова: точка разрыва, квадратурные формулы, численное интегрирование, численные методы, преобразование Лапласа, плотность распределения вероятностей, устойчивость вычислений, биномиальное распределение, метод Симпсона, несобственный интеграл

Abstract: The subject of the research is the mathematical model in the form of recurrent integral relation system that describes the distribution of unit intervals where at least one random stream event with the arbitrary distribution function has happened. The author of the article examines numerous aspects of the numerical implementation of this system such as the Laplace transformation access method, numerical integration near discontinuity points, stability of calculations, validity check results, and particularities of real number machine arithmetic. Trub pays special attention to the connection between calculation data and semantics of the applied problem which solution is represented by these data. The methodology of the research is based on the probability theory (distribution types and qualities), numerical mathematics methods (numerical integration, interpolation, Laplace transformation), software implementation of the mathematical model and computing experiment conduction. The main conclusions of this research is the validity and numerical implementability of the mathematical model created by the author of the article as well as substantiation of the numerical solution for arbitrary distribution of the random stream events distribution. The novelty of the research is caused by the fact that the author develops a numerical solution of the bitmap-indices distribution for Weibull distribution, gamma distribution, logarithmically normal distribution, etc., and analyzes dependencies of different kinds such as the indices density function and average number of indices for the specified interval length. 

Keywords: binomial distribution, Simpson method, stability of calculations, discontinuity point, quadrature expressions, numerical integration, numerical methods, Laplace transformation, probability density function, improper integral

Аннотация: Предметом исследования являются теоретико-графовые модели решения задачи минимизации времени выполнения конкурирующих работ при пакетном планировании. Большой интерес к таким задачам объясняется многочисленными приложениями, которые встречаются в теории расписаний, в планировании производства и маршрутов перевозок, в распределительных вычислениях и др. В общем случае не существует эффективного алгоритма решения этих задач. Особое внимание в данной статье уделяется применению раскраски графа конфликтов, позволяющей строить оценки минимального времени выполнения всех работ. Основными методами исследования являлись методы теории графов и вычислительный эксперимент. Особое внимание уделялось применению раскраски графов. На основе раскраски графа конфликтов построены двусторонние оценки минимального времени выполнения конкурирующих работ при пакетном планировании. Все найденные оценки достижимы. Они представляют собой линейные комбинации временных промежутков выполнения пакетов работ. Коэффициенты линейной комбинации выражаются через различные характеристики графа конфликтов, его подграфов (например, хроматическое число, плотность графа).

Ключевые слова: хроматическое число графа, минимальная раскраска, граф конфликтов, теоретико-графовая модель, пакетное планирование, конкурирующие работы, полный подграф, время завершения работ, минимальное время, расписание выполнения работ

Abstract: The subject of the research is the graphical models for solving the problem of minimizing the completion time of competing jobs in batch planning. Great interest in such problems is explained by numerous applications that arise in the theory of graphs, in the planning of production and transport routes, in the calculation of distribution, etc. In general, there is no effective algorithm for solving these problems. Particular attention is paid to the use of the coloring of the conflict graph, which makes it possible to build estimates of the minimum execution time for all jobs. The main research methods were methods of graph theory and computational experiment. Particular attention was paid to the graph coloring. Based on the coloring of the conflict graph, two-sided estimates of the minimum execution time of competing tasks for batch planning are constructed. All the estimates found are attainable. They are linear combinations of time slots for executing work packets. The coefficients of the linear combination are expressed through the different characteristics of the conflict graph, its subgraphs (for example, the chromatic number, the density of the graph).

Keywords: completion time, full subgraph, chromatic number of graph, minimal coloring, conflict graph, graph theoretic model, batch planning, competing jobs, minimum time, work schedule

Аннотация: Предметом данной работы является теоретическое исследование свойств кривой Гильберта, которые позволяют организовать эффективный доступ к пикселам изображения при обработке фильтрами со скользящим окном, используя кривую Гильберта в качестве порядка обхода точек изображения. Эффект достигается за счёт уменьшения числа повторных обращений к памяти при обработке соседних пикселов изображения, а также за счёт равномерного распределения числа загруженных из памяти пикселов при горизонтальных и вертикальных шагах между пикселами изображения. Метод проведения работы – теоретическое исследование. Достоверность теоретических результатов подтверждается предыдущими экспериментальными работами, на которые ссылаются авторы. Новизна работы заключается в том, что в ней дано теоретическое обоснование полученных ранее экспериментальных результатов. Дана оценка сверху числа обращений к памяти, которых можно избежать при обходе точек изображения вдоль кривой Гильберта, в зависимости от размеров скользящего окна фильтра. Проведено сравнение с некоторыми другими непрерывными порядками обхода (такими как обход изображения по строкам и столбцам с переменой направления шага) с точки зрения количества загруженных пикселов изображения при вертикальном и горизонтальном шагах между пикселами с точки зрения распределения числа чтений при фильтрации.

Ключевые слова: Гильбертова кривая, Обработка изображений, Фильтрация скользящим окном, Теоретический анализ, Высокая производительность, Производительность системы памяти, Шаблон чтения-записи, Непрерывный порядок обхода, Графические вычисления, Представление байтов изображения

Abstract: The subject of the present research is the theoretical research of Hilbert curve properties that allow to arrange an efficient access to image pixels during slider filter image processing by using Hilbert curve as a image point traversal order. The effect is achieved by means of reducing the number of repeated memory operations during adjacent image pixels and equally distributing restored pixels at horizontal and vertical steps between image pixels. The research method is the theoretical analysis. The validity of theoretical results is proved by previous experimental researches the authors of the present article refer to. The novelty of the research is caused by the fact that the authors give a theoretical substantiation of previous experimental researches. The authors give their evaluation of a number of memory operations that can be avoided during image point traverse along Hilbert curve depending on the size of a sliding filter. The authors also carry out a comparison with other continuous traversal orders (such as horizontal steps between pixels from the point of view of counting distribution of readings during filtration. 

Keywords: graphical computing, continuous traversal order, memory access pattern, memory bandwidth, high performance, theoretical analysis, sliding image filter, image processing, Hilbet curve, image memory layout

Аннотация: Предметом исследования является морфометрическая характеристика частиц микродисперсной системы Al2O3 (оксид алюминия). Особенное внимание уделено, фракционному составу и коэффициенту сферичности частиц для выделенных размерных групп частиц, формирующих дисперсную систему. Автор отмечает, что анализ изображений позволяет использовать коэффициент сферичности для оценки элементов рельефа поверхности частиц в совокупности с интерпретацией реальной геометрической формы отдельных частиц. Это позволяет точнее определить фактор дисперсности, что является важной характеристикой дисперсной системы, поскольку данный параметр может служить мерой оценки активности вещества дисперсной системы. Цифровые изображения для анализа получены на сканирующем электронном микроскопе высокого разрешения S3400N «HITACHI» (Япония). Анализ изображений проводился универсальным программным обеспечением ImageJ-FiJi. В качестве объекта исследования использовался порошок Al2O3 марки Sigms-Aldrich (артикул 265497, α-фаза, средний размер частиц 10 мкм), полученный в мельницах с шарообразными мелющими телами. Основными выводами проведенного исследования является прежде всего, то что анализ изображений является мощным инструментом для определения физических свойств дисперсных систем. Впервые в работе рассматривается анализ углов образованных вершинами кромок частиц. Расчет фактора дисперсности показал, что данные полученные при анализе изображений частиц, позволяют повысить эффективность в определение реального фактора дисперсности частиц в среднем на 5%.

Ключевые слова: анализ изображений, морфология, коэффициент сферичности, гранулометрия, текстура поверхности, дисперсные системы, оксид алюминия, фактор дисперсности, микроскопия, метрология

Abstract: The subject of the research is the morphometric properties of Al2O3 (aluminum oxide) micro-disperse system. The authors pay special attention to the fractional composition and particle sphericity factor for defined particle groups constituting the disperse system. The authors state that image analysis allows to use the sphericity factor for evaluating elements of the particle surface combined with the interpretation of a real geometrical shape of individual particles. This allows to better define the dispersion factor as an important property of a disperse system because this parameter may be a measure of substance activity in a disperse system. Digital images for analysis ere obtained using a scanning electronic microscope with a high resolution S3400N HITACHI (made in Japan). Images were analyzed using a universal software ImageJ-FiJi. The object of the research was the powder Al2O3 of Sigms-Aldrich brand (article 265497, α-phase, particle average size is 10 micron). The powder was made at mills with spherical grinding bodies. The main conclusion of the research is that image analysis is a powerful tool that can be used to define physical properties of disperse systems. For the first time in the academic literature the authors focus on analyzing angles created by particle brim peaks. By calculating the dispersion factor, the authors have demonstrated that data obtained during particle image analysis allows to increase efficiency in defining the real factor of particle dispersity with the average validity of 5%. 

Keywords: Aluminium oxide, disperse systems, surface texture, granulometry, sphericity factor, morphology, image analysis, dispersion factor, microscopy, metrology

Аннотация: Повышение качества деталей и изделий машиностроительного профиля относится к числу первоочередных задач. Решение этой задачи в работе достигается за счет увеличения достоверности, автоматизации контроля и реализации единой концепции обеспечения точности деталей на всех стадиях ее жизненного цикла. Инструментом решения поставленной задачи служит разработанный универсальный алгоритм построения геометрической модели реальной детали и ее визуализация, научная новизна которого, заключается в учете информативности элементов, координатных плоскостей и осей координат, материализованных комплектами баз детали. Практическая значимость алгоритма подтверждена его применением в методике нормирования размерной и геометрической точности детали При построении геометрической модели используется модульный принцип, где заранее известно возможное количество степеней свободы, лишаемое каждым элементом модуля. Характеристики геометрической модели, примечания и предложения заносятся в виде матрицы в базу данных. Построение геометрической модели начинается с изображения обобщенной системы координат OXYZ на контурном эскизе детали в одной - трех проекциях. Количество и вид координат и первичных погрешностей положения каждой основной базы определяются числом и видом движений, не израсходованных рассматриваемой базой на образование обобщенной системы координат. Угловые координирующие размеры и их погрешности положения отсчитываются только от осей координат с информативностью 4 и 2 и обозначаются на проекциях, перпендикулярных осям поворота. Линейные координирующие размеры и их погрешности положения отсчитываются вдоль соответствующих осей координат вместе с номинальными значениями координат, включая нулевые значения. Поверхности элементов, базы которых материализуют системы координат и исполнительные поверхности, имеют отклонения формы, которые визуализируются на модели в виде основных волнистых линий, касательных к образующим из материала элементов. Основная особенность данного подхода, которая отражает его научную новизну, заключается в том, что он позволяет объективно выявить все необходимые геометрические характеристики детали на основе принципа единства баз. Поверхности элементов, базы которых материализуют системы координат и исполнительные поверхности, имеют отклонения формы, которые визуализируются на модели в виде основных волнистых линий, касательных к образующим из материала элементов. Разработанный алгоритм может быть положен в основу разработки системы автоматизации управления качеством в процессах проектирования производства изделий.

Ключевые слова: геометрическая модель, алгоритм, точность, геометрические характеристики, координатная плоскость, оси координат, автоматизация, контроль, визуализация, комплект баз

Abstract: Improvement of the quality of mechanical parts and products is one of the high-priority tasks. This task is achieved by increasing accuracy, automation of control and implementation of a single concept of part accuracy assurance at all stages of life cycle. The tool to solve this task is a universal algorithm created by the authors to construct and visualise a geometrical model of a real part. The scientific novelty of the resaerch is caused by the fact that the authors take into account information capacity of elements, coordinate planes and axes and materialized sets of parts bases. The practical important of the algorithm is proved by the results of using it as a method of regulating dimensional and geometrical accuracy of a mechanical part. In the process of building a geometrical model, the authors have used the modular principle where a possible number of freedom degrees deprived by each element of the module is known beforehand. Geometrical model's properties, notes and recommendations are input in the form of a matrix into the data base. The geometrical model starts with the image of a generalized coordinate frame OXYZ on a one-three view contour drawing of a mechanical part. The number and image of coordinates and initial calibration accuracy of each main base are determined by the number and image of movements that haven't been spent by the base for creating a generalized coordinate system. Angular coordinate sizes and graduation errors are calculated starting from coordinate axes with the 4 and 2 information capacity and marked on projections perpendicular to turning point axes. Linear coodinate sizes and their graduation errors are calculated along relevant coordinate axes together with the reference coordinate values including zero values. The surface of elements which bases materialize coordinate systems and executive surfaces have an inclined form that is visualized on the model as the main wavy lines tangent to the elements. The main feature of this approach which also reflects the novelty thereof is that it allows to objectively evaluate all necessay geometrical characteristics of a mechanical part based on the principle of unity of bases. The algorithm offered by the authors may form the basis for developing the automated quality management system in the processes of mechanical part design and production. 

Keywords: accuracy, geometrical properties, coordinate plane, coordinate axes, automation, control, visualisation, set of bases, algorithm, geometrical model