Представлен расширенный сравнительный анализ современных программных средств, предназначенных для моделирования различных процессов и систем в широком диапазоне областей - от физики, химии и математики до электротехники и систем управления. Рассматриваются как коммерческие, так и открытые программные платформы, включая COMSOL Multiphysics, Ansys Fluent, MatLab/Simulink, OpenFOAM, DWSIM, LTSpice и др. Особое внимание уделено классификации систем моделирования по области применения, типу лицензирования, уровню абстракции и используемым парадигмам моделирования. Статья подробно анализирует особенности и архитектуру двух российских систем моделирования - МАРС и SimInTech, их функциональные возможности, интеграционные решения, лицензирование, документацию и области применения. Выполнен сравнительный анализ этих отечественных решений с зарубежными аналогами, выявлены их преимущества, недостатки и потенциальные ниши применения. Также обсуждаются ключевые тенденции в развитии средств моделирования, включая рост значимости открытого программного обеспечения, развитие цифровых двойников, интеграцию с ИИ и облачными платформами, а также стандартизацию через такие инициативы, как Modelica, FMI и CAPE-OPEN. Статья представляет интерес как для исследователей и инженеров, так и для преподавателей и студентов технических направлений.
Предпросмотр статьи
Идентификаторы и классификаторы
- SCI
- Образование
Возрастающая сложность моделируемых объектов и процессов, охватывающих мультифизические взаимодействия и комплексные системы управления, обусловливает необходимость использования специализированных программных сред, способных адекватно описывать и анализировать такие системы.
Если у вас возникли вопросы или появились предложения по содержанию статьи, пожалуйста, направляйте их в рамках данной темы.
Список литературы
1. Самарский А.А. Математическое моделирование: идеи, методы, примеры / А.А. Самарский, А.П. Михайлов. -2-е изд., испр. - М.: Физматлит, 2001. - 320 с.
2. Полуботко Д.В. Современные программные средства моделирования электрических сетей / Д.В. Полуботко, Ю.Я. Чукреев // Программные продукты и системы. -2008. - № 4(84). - С. 130-132. EDN: JVSSXF
3. Бахвалов Н.С. Численные методы в задачах математической физики / Н.С. Бахвалов, Ж.П. Жидков, Г.М. Кобельков. - М.: Бином. Лаборатория знаний, 2008. - 636 с.
4. Романкова П.Г. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии: учеб. пособие / П.Г. Романкова, К.Ф. Павлов, А.А. Носков. - 10-е изд., пе-рераб. и доп. - Л.: Химия, 1987. - 576 с.
5. Малыгина С.Н. Обзор современных средств имитационного моделирования / С.Н. Малыгина, Е.О. Неупо-коева // Труды Кольского научного центра РАН. - Сер.: Технические науки. - 2022. - № 2.
6. Дмитриев В.М. МАРС - среда моделирования технических устройств и систем: монография / В.М. Дмитриев, А.В. Шутенков, Т.Н. Зайченко, Т.В. Ганджа. - Томск: В-Спектр, 2011. - 278 с. EDN: QMWTJV
7. Среда моделирования МАРС. Официальный сайт [Электронный ресурс]: Научная группа “РЕВИКОМ”. - Режим доступа: http://www.se-mars.ru, свободный (дата обращения: 29.05.2025).
8. OpenFOAM. The Open Source CFD Toolbox [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://openfoam.org,свободный(датаобращения:29.05.2025).
9. LTSpiceSimulator [Электронный ресурс]: Analog Devices. - Режим доступа: https://www.analog.com/en/resources/design-tools-and-calculators/ltspice-simulator.html, свободный (дата обращения: 29.05.2025).
10. Моделирование мехатронных систем в среде MatLab/Simulink / SimMechanics: учеб. пособие для вузов / В.М. Мусалимов, Г.Б. Заморуев, И.И. Калапышина, А.Д. Перечесова, К.А. Нуждин. - СПб: НИУ ИТМО, 2013. -114 с. EDN: VLVDAN
11. COMSOL Multiphysics® [Электронный ресурс]. -Режим доступа: https://www.comsol.com,свободный(датаобращения:29.05.2025).
12. Ansys Fluent. Fluid Simulation Software [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.ansys.com/prod-ucts/fluids/ansys-fluent, свободный (дата обращения: 29.05.2025).
13. Эмануэль Н.М. Курс химической кинетики: учебник для хим. фак. ун-тов / Н.М. Эмануэль, Д.Г. Кнорре. -4-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 1984. - 463 с.
14. Aspen Plus. Leading Process Simulation Software [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.as-pentech.com/en/products/engineering/aspen-plus, свободный (дата обращения: 29.05.2025).
15. CHEMCAD. Chemical Engineering Simulation Software [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://chem-stations.com/chemcad, свободный (дата обращения: 29.05.2025).
16. DWSIM. Chemical Process Simulation for Everyone [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://dwsim.org,свободный(датаобращения:29.05.2025).
17. Vasileiadou A. Modelling of COx and NOx emissions from industrial solid wastes combustion using ANSYS CHEMKIN PRO / A. Vasileiadou, S. Zoras, A. Dimoudi // Waste Management. - 2023. - Vol. 172. - P. 248-261.
18. GNU Octave. Scientific Programming Language [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://octave.org,свободный(датаобращения:29.05.2025).
19. Scilab. Open source software for numerical computation [Электронный ресурс]. - Режим доступа:https://www.scilab.org,свободный(датаобращения:29.05.2025).
20. OpenModelica. Open-Source Modelica-Based Modeling and Simulation Environment [Электронный ресурс]. -Режим доступа:https://openmodelica.org,свободный(датаобращения:29.05.2025).
21. NI Multisim. Circuit Design and Simulation Software [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.mul-tisim.com, свободный (дата обращения: 29.05.2025).
22. Proteus Design Suite. PCB Design & Simulation Made Easy [Электронный ресурс]. - Режим доступа:https://www.labcenter.com,свободный(датаобращения:29.05.2025).
23. KiCad EDA. Schematic Capture & PCB Design Software [Электронный ресурс]. - Режим доступа:https://www.kicad.org,свободный(датаобращения:29.05.2025).
24. PSCAD. Power Systems EMT Simulation Software [Электронный ресурс]. - Режим доступа:https://www.pscad.com,свободный(датаобращения:29.05.2025).
25. Дмитриев В.М. Метод компонентных цепей для моделирования мультифизичных систем // Проблемы управления и моделирования в сложных системах: труды XXI Междунар. конф. - Самара: СамНЦ РАН, 2019. - С. 263-270.
26. Дмитриев В.М. Система визуализации и управления вычислительным экспериментом в среде многоуровневого моделирования МАРС / В.М. Дмитриев, Т.В. Ганджа, Т.Ю. Коротина // Доклады ТУСУР. - 2010. - № 1 (21), ч. 2. - С. 149-155. EDN: MTHNSZ
27. Архитектура многопользовательской среды моделирования / Т.В. Ганджа, В.М. Дмитриев, Т.Н. Зайченко, А.С. Букреев // Доклады ТУСУР. - 2019. - Т. 22, № 4. -С. 44-49. DOI: 10.21293/1818-0442-2019-22-4-44-49 EDN: QXXJRC
28. Болденков А.С. Структура сетевой многоуровневой компьютерной модели в формате метода компонентных цепей для реализации сетевых виртуальных лабораторий / А.С. Болденков, Т.В. Ганджа, В.М. Дмитриев // Программные продукты и системы. - 2024. - № 1. - С. 24-33. DOI: 10.15827/0236-235X.145.024-033 EDN: HKIEOJ
29. Зайченко Т.Н. Организация учебного компьютерного эксперимента в системе многоуровневого моделирования МАРС / Т.Н. Зайченко, В.М. Дмитриев, Т.В. Ганджа // Доклады ТУСУР. - 2023. - Т. 26, № 4. - С. 84-88. DOI: 10.21293/1818-0442-2023-26-4-84-88 EDN: WYHMAQ
30. Зайченко Т.Н. Информационное моделирование цифровых устройств в системе МАРС // Вестник Том. гос. педагогического ун-та. - Сер.: Компьютерные и информационные науки. - 2005. - Вып. 1(45). - С. 118-122.
31. Дмитриев В.М. Реализация цифрового двойника в среде моделирования МАРС / В.М. Дмитриев, Л.А. Гембух, А.Е. Сахабутдинов // Вестник Южно-Уральского гос. унта. - Сер.: Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника. - 2023. - Т. 23, № 4. - С. 26-35. DOI: 10.14529/ctcr230403
32. Григорьева Т.Е. Разработка моделей компонентов в среде моделирования МАРС для моделирования систем массового обслуживания // Матер. 52-й Междунар. науч. студенческой конференции МНСК-2014: Информационные технологии. - Новосибирск: НГУ, 2014. - С. 104.
33. Григорьева Т.Е. Дискретно-событийное моделирование в СМ МАРС для курса “Системы массового обслуживания” // Доклады ТУСУР. - 2014. - № 1(31). - С. 152-155. EDN: SFKPFB
34. Адаптация среды моделирования МАРС для исследования процессов экстракции в аппаратах “центробежный контактор - отстойник” / А.В. Ушаков, В.М. Дмитриев, Т.В. Ганджа, С.А. Панов // Компьютерные исследования и моделирование. - 2024. - Т. 16, № 3. - С. 599-614. DOI: 10.20537/2076-7633-2024-16-3-599-614 EDN: RLAWWA
35. Ганджа Т.В. Автоматизированная параметризация моделей физико-химических систем в среде многоуровневого компьютерного моделирования “МАРС” / Т.В. Ганджа, С.А. Панов // Химия и химическая технология в XXI веке: матер. XVIII Междунар. науч.-практ. конф. студентов и молодых ученых. - Томск: Изд-во Том. политехн. ун-та, 2017. - С. 288-289.
36. Ляшенко А.И. Основы моделирования в SimInTech: метод. пособие / А.И. Ляшенко, Н.В. Маслова, Д.П. Вент. - Новомосковск, ФГБОУ ВО РХТУ им. Д.И. Менделеева, Новомосковский ин-т (филиал). 2018. -42 с.
37. Калачев Ю.Н. SimInTech. Моделирование в электроприводе учеб. пособие. - М.: ДМК Пресс. [Электронный ресурс]. - Режим доступа:https://www.help.simintech.ru/oxy_ex-/webhelp_docs/SIT_Kalachev_Y.N._SimInTech_Modelirovanie_v_electroprivode.pdf, свободный(датаобращения:29.05.2025).
38. SimInTech [Электронный ресурс]. - Режим доступа:http://simintech.ru,свободный(датаобращения:29.05.2025).
39. Гусаков Д.С. Создание модели автоматического регулирования возбуждения в среде SimInTech / Д.С. Гусаков, П.В. Шамигулов // Вестник науки. - 2025. - № 5 (86). - C. 2103-2106.
40. Семинар “Среда динамического моделирования технических систем SimInTech”/Череповецкий государственный университет:новости [Электронный ресурс]. -Режим доступа:https://www.chsu.ru/novosti-i-sobytiya/seminar-sreda-dinamicheskogo-modelirovaniya-tekhniches kikh-sistem-simintech-/(датаобращения:29.05.2025).
41. Совместимость ОС “Альт Образование” 9.2 со средой динамического моделирования технических систем SimInTech / BaseALT:новости [Электронный ресурс].-Режим доступа:https://www.basealt.ru/about/news/archive/view/sovmestimost-os-alt-obrazovanie-92-so-sredoi-dinami cheskogo-modelirovanija-tehnicheskih-sistem-simintech(датаобращения:29.05.2025).
42. Среда динамического моделирования технических систем SimInTech / K-Integration: сайт [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://k-integration.ru/product/ sreda-dinamicheskogo-modelirovanija-tehnicheskih-sistem-simintech/(дата обращения: 29.05.2025).
43. SMath Studio. Цены [Электронный ресурс] / SMath: сайт. - Режим доступа: httpsV/smath.com/ru-IR J/об-зор/271d5a10-2ee6-40f6-9зb0-f51535ee4192/цена (дата обращения: 29.05.2025).
44. Jniversal Mechanism. Цены [Электронный ресурс] / Лаборатория “Вычислительная механика”: сайт. - Режим доступа:https://www.universalmechanism.com/pages/index.php?id=11,свободный(датаобращения:29.05.2025).
45. Modina M. Analysis of software products for the development of electronic textbooks in the information and educational environment of the university / M. Modina, V. Skoda, D. Deikun, A. Voskanyan // SHS Web of Conferences. -Vol. 164. - Р. 00022. DOI: 10.1051/shsconf/202316400022
46. Ильичев В.Ю. Моделирование работы гидравлической турбины в программе SimInTech / В.Ю. Ильичев, Н.С. Герасимова // E-Scio. - 2023. - № 7 (82). - С. 171-179. EDN: ZOAIDI
47. SimInTech: сайт [Электронный ресурс]. - Режим доступа:https://simintech.ru/education/universities/(датаобращения:29.05.2025).
48. САПР SimInTech для ПЛК FIMATIC / Гортехмаш [Электронный ресурс]. - Режим доступа:https://gort.su/products/caprfim,свободный(датаобращения:29.05.2025).
49. Научные публикации SimInTech [Электронный ресурс]. - Режим доступа:https://simintech.ru/science/publications/,свободный(датаобращения:29.05.2025).
50. SimInTech. Введение в библиотеки/SimInTech Help: справочная система [Электронный ресурс]. - Режим доступа:https://help.simintech.ru/4_nachalo_raboty/vvedenie/DAT_vvedenie.html,свободный(датаобращения:29.05.2025).
51. Черненко Е.А. Моделирование компьютерных сетей в SimInTech // Вестник ХГУ им. Н.Ф. Катанова. -2021. - № 3 (37). - С. 6-8.
52. SimInTech. Справочная система [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://help.simintech.ru,свободный(датаобращения:29.05.2025).
53. SimInTech Documentation [Электронный ресурс] / GitHub. - Режим доступа: https://github.com/simintech/doc,свободный(датаобращения:29.05.2025).
54. Дядова А.В. Моделирование распространения электрических сигналов в сердечной мышце человека с использованием программного пакета COMSOL / А.В. Дядо-ва, А.С. Огородников // Бюллетень сибирской медицины. -2014. - № 4. - С. 43-46. EDN: SXSKPZ
55. Khan H.U. Identification of shear cracks in reinforced beams using finite element method / H.U. Khan, M.N. Rafique, K. Samir, K. Ahmad, M. Bashir // Pakistan Journal of Science. -2014. - Vol. 66. - P. 50-55.
56. Ansys Academic Program / Ansys [Электронный ресурс]. - Режим доступа:https://www.ansys.com/academic,свободный(датаобращения:29.05.2025).
57. Моделирование турбулентности. Расчет сдвиговых течений с применением ANSYS Fluent: практикум / Е.А. Кузнецов, А.А. Матюшенко, А.В. Гарбарук, А.А. Смирновский. - СПб.: Политех-пресс, 2020. - 49 с.
58. Ansys Workbench Platform / Ansys [Электронный ресурс]. - Режим доступа:https://www.ansys.com/products/ansys-workbench,свободный(датаобращения:29.05.2025).
59. Читалов Д.И. Разработка программного модуля для решателя stressFoam платформы OpenFOAM // Программные продукты и системы. - 2023. - № 4. - C. 661-667. EDN: DIDUJO
60. OpenFOAM Features [Электронный ресурс] / CFD Direct: сайт. - Режим доступа:https://cfd.direct/openfoam/features/(датаобращения:29.05.2025).
61. Tapia J.F.D. Basics of process simulation with Aspen Plus // Chemical Engineering Process Simulation. - 2nd ed. -Amsterdam: Elsevier, 2023. - Р. 343-360. DOI: 10.1016/B978-0-323-90168-0.00016-0
62. AspenTech Customer Testimonials [Электронный ресурс] / AspenTech: сайт. - Режим доступа:https://www.aspentech.com/en/customer-help/testimonials(датаобращения:29.05.2025).
63. Chemcad License & Download [Электронный ресурс] / University of Illinois Webstore: product page. - Режим доступа:https://webstore.illinois.edu/shop/product.aspx?zpid=1216(датаобращения:29.05.2025).
64. CHEMCAD Frequently Asked Questions / Chemsta-tions [Электронный ресурс]. - Режим доступа:https://chem-stations.com/support/frequently_asked_questions/(датаобращения:29.05.2025).
65. CHEMCAD / Chemstations [Электронный ресурс]. - Режим доступа:https://chemstations.com/chemcad/(датаобращения:29.05.2025).
66. DWSIM vs ChemSep Comparison / Slashdot [Электронный ресурс]. - Режим доступа:https://slashdot.org/software/comparison/ChemSep-vs-DWSIM/(датаобращения:29.05.2025).
67. Трусов П.В. Введение в математическое моделирование: учеб. пособие. - М.: Логос, 2004. - 336 с.
68. Татарников О. Обзор программ для символьной математики // КомпьютерПресс. - 2005. - № 5. - С. 130-135.
69. Оленев Н. Параллельное программирование в MatLab и его приложения / Н. Оленев, Р. Печенкин, A. Чернецов. - М.: Изд-во ВЦ РАН, 2007. - 120 с. 10.13140/RG.2.1. 1766.4481. DOI: 10.13140/RG.2.1.1766.4481
70. Дьяконов В.П. MatLab и Simulink для инженеров. -М.: ДМК-Пресс, 2016. - 976 с.
71. Continuous Integration with MatLab and Simulink / MathWorks [Электронный ресурс]. - Режим доступа:https://www.mathworks.com/solutions/continuous-integra-tion.html (датаобращения:29.05.2025).
72. GNU Octave Reviews / SourceForge [Электронный ресурс]. - Режим доступа:https://sourceforge.net/projects/octave/reviews/(датаобращения:29.05.2025).
73. GNU Octave: Numerical Integration / GNU Octave Documentation [Электронный ресурс]. - Режим доступа:https:/docs.octave.org/v4.0.1/Numerical-Integration.html(датаобращения:29.05.2025).
74. Scilab Reviews / G2 [Электронный ресурс]. - Режим доступа:https://www.g2.com/products/scilab/reviews?page=2(датаобращения:29.05.2025).
75. Scilab and X2C for Motor Control Simulations / Microchip Technology [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.microchip.com/en-us/solutions/technolo-gies/motor-control-and-drive/motor-control-simulations/scilab-and-x2c (датаобращения:29.05.2025).
76. Best Circuit Simulation Software (Free and Paid) That You Should Try in 2025 / Components101 [Электронный ресурс]. - Режим доступа:https://compo-nents101.com/articles/best-circuit-simulation-software-free-and-paid-that-you-should-try-in-2025(датаобращения:30.05.2025).
77. LTSpice Integration Method Issues / LTwiki [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://ltwiki.org/files/LTspiceHelp.chm/html/integration_method_issues.htm(датаобращения:29.05.2025).
78. Ищук А.А. Схемотехническое моделирование в Multisim: учеб. пособие / А.А. Ищук, И.А. Оболонин. -СПб.: Лань, 2024. - 124 с.
79. Single-Seat Software Licenses for Academia / NI - National Instruments [Электронный ресурс]. - Режим доступа:https://www.ni.com/da-dk/shop/software-portfolio/single-seat-academic-licenses.html(датаобращения:29.05.2025).
80. He Y. Research on the application of Multisim in electronic design / Y. He, R. Xu // Advances in Computer Science Research. - 2018. - Vol. 77. - Р. 365-368. DOI: 10.2991/icmcs-18.2018.74
81. Proteus Commercial Pricing / Labcenter Electronics [Электронный ресурс]. - Режим доступа:https://www.labcenter.com/pricing/comm/(датаобращения:29.05.2025).
82. Proteus PCB Software / Labcenter Electronics [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.labcenter.com/pcb/(датаобращения:29.05.2025).
83. KiCad EDA Reviews & Ratings 2025 / TrustRadius [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.trus-tradius.com/products/kicad-eda/reviews(датаобращения:29.05.2025).
84. KiCad Schematic Editor / KiCad Documentation [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://docs.kicad.org/8.0/en/eeschema/eeschema.html(датаобращения:29.05.2025).
85. PSCAD End User License Agreement [Электронный ресурс]. - Режим доступа:https://www.pscad.com/uploads/ck/files/PSCAD_EULA_Com-Edu-Free-Trial_rev201301827.pdf(датаобращения:29.05.2025).
86. PSCAD Reviews 2025: Details, Pricing, & Features / G2 [Электронный ресурс]. - Режим доступа:https://www.g2.com/products/pscad/reviews(датаобращения:29.05.2025).
87. Woodford D. PSCAD/EMTDC / D. Woodford, G. Irwin, U.S. Gudmundsdottir. - UK: The Institution of Engineering and Technology, 2015. - 546 р. 10.1049/PBPO 078E_ch4. DOI: 10.1049/PBPO078E_ch4
88. Шустрова М.Л. Средства численного моделирования гидродинамических параметров процессов / М.Л. Шустрова, И.М. Аминев, А.Д. Байтимиров // Вестник Казан. технол. ун-та. - 2014. - № 14. - С. 221-224. EDN: STIAYZ
89. Enhancing AI Integration with COMSOL Multiphysics / SciEngineer [Электронный ресурс]. - Режим доступа:https://sciengineer.com/enhancing-ai-integration-with-comsol-multiphysics-a-gateway-to-smarter-industrial-optimization/(датаобращения:30.05.2025).
90. OpenModelica [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.openmodelica.org/(датаобращения:29.05.2025).
91. Blochwitz T. Functional Mockup Interface 2.0: the standard for tool independent exchange of simulation models / T. Blochwitz, M. Otter, J. Akesson, M. Arnold, C. Clauss, H. Elmqvist, M. Friedrich, A. Junghanns, J. Mauss, D. Neumer-kel, H. Olsson, A. Viel // Proceedings of 9th International Mod-elica Conference, Munich, Germany, 2012. - P. 173-184. DOI: 10.3384/ecp12076173
92. Scilab [Электронный ресурс]. - Режим доступа: https://www.scilab.org/(датаобращения:29.05.2025).
Выпуск
Другие статьи выпуска
Работа посвящена применению методов цифрового моделирования для анализа изменений характеристик солнечной батареи космического аппарата в процессе её эксплуатации. Описывается процесс создания модели солнечной батареи с использованием современных инструментов моделирования, включая учёт особенностей функционирования в условиях космического пространства. Приводится методика расчёта освещённости панелей солнечной батареи для околоземных орбит. Для верификации модели проведено сравнение выходных данных моделирования с телеметрическими данными солнечных батарей, находящихся в эксплуатации на реальных космических аппаратах. Особое внимание уделено практическим рекомендациям по применению модели на этапе проектирования и наземных испытаний.
Проведен сравнительный анализ вольтодобавочной и изолированной топологий резонансного LLC-преобразователя с двухполярным выходным напряжением. Установлено, что вольтодобавочная топология позволяет снизить массогабаритные параметры и потери трансформатора, сохраняя при этом требуемые выходные параметры при колебаниях нагрузки. Проведена оценка действующих значений тока резонансных контуров, определяющая статические потери, показывающая увеличение действующего тока резонансного контура вольтодобавочной топологии в 1,5 раза относительно изолированного аналога. Результаты работы свидетельствуют о значительном улучшении массогабаритных показателей с сохранением прежней энергоэффективности предложенного преобразователя по сравнению с классическими изолированными решениями.
Предложен алгоритм построения нечеткого классификатора типа Min-Max с адаптацией параметра максимального размера гипербокса с помощью регрессионной модели. Модель для нахождения параметра разрабатывалась на основе методов машинного обучения. Для этого предложена система из 38 метапризнаков, характеризующих свойства наборов данных и вычисляемых рекуррентно для обеспечения онлайн-обучения. Проведен вычислительный эксперимент построения классификаторов предложенным алгоритмом для решения таких задач кибербезопасности, как обнаружение спама, обнаружение фишинговых сайтов и обнаружение атак на сетевые ресурсы. В задачах обнаружения спама и фишинговых сайтов предлагаемый алгоритм продемонстрировал статистически значимое увеличение точности по сравнению с алгоритмом классификации типа Min-Max без использования регрессионной модели.
Для кластеризации имеющейся выборки статистических данных предложена списочная регрессионная модель, содержащая в каждом уравнении списка полный набор входных переменных. Задача оценивания неизвестных параметров этой модели с помощью метода наименьших модулей сведена к задаче частично булевого линейного программирования. Для контроля количества регрессоров в уравнениях списка оптимизационная задача расширена дополнительными ограничениями. Решение этой задачи позволяет получить наилучший состав входящих в уравнения списка регрессоров, коэффициенты уравнений и правило их переключения. Проведены вычислительные эксперименты, подтвердившие корректность разработанного математического аппарата.
Проводится сравнительный анализ архитектурных особенностей ROS1 и ROS2 применительно к задаче обработки облаков точек LIDAR. Учитывая требования горнодобывающей отрасли к надежности, масштабируемости и устойчивости к отказам, рассмотрены ключевые компоненты обеих версий ROS, их архитектурные различия, ограничения ROS1 и преимущества ROS2. Особое внимание уделено реализации конвейера предобработки LiDAR-данных в ROS2, вопросам интеграции с модулями SLAM и обнаружения объектов, а также проблемам конфигурации DDS и настройки QoS. Также рассматриваются сложности, возникающие при переходе с ROS1 на ROS2, и предлагаются рекомендации по их преодолению, включая использование мостов для совместной работы узлов. Представленные результаты могут быть полезны при проектировании надежных и эффективных систем управления беспилотными транспортными средствами в условиях карьеров и других сложных производственных сред.
Проведён технический анализ трёх типов аналогово-цифровых преобразователей (АЦП) поразрядного взвешивания: классический АЦП, нейронный самомаршрутизирующийся АЦП (НС АЦП) и НС АЦП с модулем расширенной внутренней диагностики (НС АЦП МРВД). Рассмотрены особенности каждого варианта, включая время преобразования, точность преобразования, возможность многоканального преобразования сигналов, динамическое изменение разрядности и диагностику точности. Показано, что как НС АЦП, так и НС АЦП МРВД позволяют обеспечить требуемую скорость получения данных в контуре управления (4 мс на цикл для приведенного примера) без использования внешнего мультиплексора, а внедрение МРВД сокращает число отдельных измерений на ~25% при сохранении полного объёма информации и повышает быстродействие измерительной подсистемы.
Рассматриваются принципы построения и внедрения программного комплекса «SZMK», предназначенного для цифровизации бизнес-процесса производства металлических конструкций. Предложено архитектурное решение, реализующее сквозное цифровое сопровождение проектной документации на всех этапах жизненного цикла - от моделирования 3D-конструкций до их архивирования, передачи в производство и синхронизации с ERP-системой. Описаны реализованные модули, включающие инструменты верификации моделей, маршрутизации чертежей, автоматической идентификации и визуализации степени готовности изделий. Особое внимание уделено механизму унификации проектных элементов, направленному на сокращение дублирования и стандартизацию проектных решений. Проведён анализ функциональных возможностей системы и её роли в формировании единого информационного пространства предприятия. Представленные решения демонстрируют эффективность цифровой трансформации процессов управления проектной информацией в условиях реального производства.
ГРАФОВЫЕ МОДЕЛИ, КОРРЕЛЯЦИЯ ИНЦИДЕНТОВ, ИНФОРМАЦИОННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ, SOC, SIEM, EDR, NTA, CVSS, MITRE ATT&CK, TF-IDF, АВТОМАТИЗАЦИЯ АНАЛИЗА, АНАЛИЗ ИНЦИДЕНТОВ
Проблема восстановления изображений в условиях пониженной видимости остаётся актуальной, и для её решения разработано множество методов, однако универсального решения, одинаково эффективного для всех условий съёмки, не существует. Выполнен сравнительный анализ алгоритмов CLAHE, Retinex, физической модели тёмного канала (DCP) и нейросетевого подхода DehazeNet. Качество восстановленных изображений оценивалось по метрике BRISQUE, позволяющей объективно сравнивать результаты при отсутствии эталонных данных. Тестирование на реальных изображениях показало, что метод тёмного канала стабильно обеспечивает лучшие значения метрики среди рассматриваемых подходов, подтверждая свою универсальность и надёжность для практических приложений компьютерного зрения в условиях тумана и дымки.
Рассматриваются процесс управления и проблемы проектной деятельности в университете. Приводятся результаты моделирования и разработки информационной системы, обеспечивающей, помимо традиционного учета проектов, участников и результатов, внедрение методов отслеживания уровня готовности продуктов, учета сквозной проектной деятельности в рамках дисциплин и анализа проектной деятельности по различным критериям.
Рассмотрены основные задачи автоматизации и управления технологическим процессом экстракционной очистки актиноидов, а также представлен подход к моделированию экстракционной колонны в формате метода блочно-компонентных цепей (МБКЦ) в среде моделирования МАРС (моделирование и автоматический расчет систем) и автоматизации экстракционного процесса с учетом различных воздействий. При моделировании колонного аппарата для описания экстракционного процесса за основу была взята диффузионная модель, позволяющая учитывать условия массопереноса. Полученные результаты подтверждают возможность использования метода блочно-компонентных цепей для моделирования сложных химико-технологических систем и аппаратов с последующей интеграцией модели в автоматизированную систему управления (АСУ) для оптимизации и повышения эффективности технологических процессов.
Представлена новая методика идентификации автора программного кода, основанная на multi-view-подходе. Целью исследования является повышение точности и устойчивости идентификации авторства за счет объединения различных представлений программного кода: исходного кода, абстрактного синтаксического дерева, графа потока управления и дизассемблированного кода. Для построения моделей использовались современные методы машинного обучения, позволяющие интегрировать и анализировать комплексные признаки из разных источников. Нроведенные эксперименты показали, что разработанная multi-view-архитектура обеспечивает значительное улучшение качества идентификации по сравнению с традиционными подходами, использующими только одно представление кода. Так, на задачах с закрытым множеством авторов достигнуты значения точности и F1 -макро до 0,97, а на открытых множествах отмечена высокая устойчивость к появлению новых авторов и вариативности стилей программирования. В задаче верификации автора комплексные признаки позволили достичь точности до 0,98 и снизить EER до 0,04.
Возникновение аварийных ситуаций на предприятиях приводит к прекращению или ослаблению рабочего потока, что несёт экономические убытки независимо от того, насколько быстро аварии устранены. Следовательно, возможность заранее предупредить возникновение подобных ситуаций будет крайне востребована во многих отраслях экономики. В работе реализован подход к подготовке данных из БД SCADA-системы. используя алгоритм вычисления средних значений параметров за единицу времени и корреляционный анализ. На подготовленных данных обучена модель машинного обучения, использующая реализацию метода случайного леса для классификации текущего состояния участка технологического объекта как предаварийной для симуляции работы реальной системы в потоковом режиме. Получившаяся модель без тонкой настройки и оптимизации гиперпараметров показала высокие значения точности предсказания и других метрик, что позволяет говорить о возможности использования моделей машинного обучения для решения задачи.
Статья раскрывает нормативную базу работы государственной системы, направленной на выявление, предотвращение и устранение последствий кибератак на информационные ресурсы Российской Федерации. Автором представлена нотация процесса обнаружения таких атак в соответствии с серией стандартов ГОСТ 59709-59712. Предложена модификация методики выявления компьютерных атак, которая в отличие от существующих подходов, основанных на сигнатурном анализе, включает использование алгоритмов машинного обучения. В результате исследования сформулирована гибридная методика выявления компьютерных инцидентов, которая содержит формализованную нотацию процессов, обеспечивающую соответствие требованиям национальных стандартов и механизмы предиктивного анализа на основе машинного обучения.
Нефтегазовая индустрия Российской Федерации - мощный драйвер развития экономики страны - напрямую зависит от скорости ввода в эксплуатацию новых месторождений по добыче полезных ископаемых. Снижение точности прогнозирования объемов добычи углеводородов российскими компаниями является следствием ухудшения качества их ресурсной базы. В данном исследовании оценивается эффективность прогностических моделей на основе машинного обучения для прогнозирования объемов добычи углеводородов. Изложен метод обучения прогностических моделей нейронных сетей, включающий в себя массив геолого-физических и проектных показателей разработки месторождений нефти и газа. Восстановлены недостающие геолого-геофизические данные при помощи различных методов аугментации.
Рассматривается разработка интерактивного лабораторного комплекса (ИЛК) для полигона учебных лабораторий, интегрирующего реальные установки, виртуальные модели и учебно-методические сервисы. Предлагается многоуровневая архитектура полигона и ИЛК, включая объектный, логический и визуальный уровни, среду моделирования МАРС, информационную систему управления лабораторией и микроконтроллерную часть. Демонстрационный пример с аппаратом воздушного охлаждения иллюстрирует взаимодействие цифрового двойника и реального объекта. Анализ показал, что ИЛК сочетает преимущества физических и виртуальных лабораторий, обеспечивая доступность и достоверность обучения.
Рассматриваются современные методы усовершенствования и адаптации полярных кодов, класса помехоустойчивых кодов, обладающих теоретически доказанной способностью приближаться к пределу Шеннона. Полярные коды были стандартизированы в 5G NR для управляющих каналов и рассматриваются в качестве одного из перспективных кандидатов для использования в системах связи 6G благодаря их высокой эффективности, гибкости и масштабируемости. Кратко изложены основные принципы построения полярных кодов, включая процесс поляризации каналов и базовые алгоритмы декодирования. Представлена реализация полярных кодов в спецификациях 5G, включая процедуры сегментации, добавления циклического избыточного кода (Cyclic Redundancy Check, CRC), перемежения и согласование скоростей. Далее рассмотрены современные направления развития полярных кодов: усовершенствованные схемы декодирования, в том числе с применением алгоритма распространения доверия и быстрого упрощенного последовательного исключения, коды на основе мультиядер, адаптация к условиям многолучевых каналов, а также подходы на базе нейронных сетей, направленные на оптимизацию декодеров и конструкций кодов под конкретные условия передачи. В заключении обсуждаются проанализированные методы, существующие проблемы и открытые вопросы, а также перспективы дальнейшего развития полярных кодов в контексте требований будущих беспроводных систем связи.
Представлены этапы разработки монолитных интегральных схем отражающего и поглощающего типа SPDT-переключателей, работающих в широкой полосе частот от 10 МГц до 67 ГГц, изготовленных на технологии 0,1 мкм GaAs-pHEMT. Описаны схемы переключателей, процесс моделирования и экспериментальное исследование микросхем. Представлено сравнение полученных параметров с текущим уровнем техники на различных технологиях. Предложен способ увеличения развязки переключателей с показателем более 32 дБ и с обеспечением значения вносимых потерь в открытом канале менее 3,4 дБ в диапазоне частот: 0,01-67 ГГц.
Статистика статьи
Статистика просмотров за 2026 год.
Издательство
- Издательство
- ТУСУР
- Регион
- Россия, Томск
- Почтовый адрес
- 634050, Томская обл, г Томск, пр-кт Ленина, д 40
- Юр. адрес
- 634050, Томская обл, г Томск, пр-кт Ленина, д 40
- ФИО
- Рулевский Виктор Михайлович (РЕКТОР)
- E-mail адрес
- schkarupo.anastasia@yandex.ru
- Контактный телефон
- +7 (902) 7689232
- Сайт
- https://tusur.ru/ru