DOI: 10.7256/2454-0714.2020.4.34456

Аннотация: Одним из актуальных направлений цифровой экономики является развитие служб, основанных на применении систем локального позиционирования объектов. В статье представлены результаты аналитического моделирования системы определения местоположения, построенной на оборудовании стандарта IEEE 802.15.4. Целью данного исследования является оценка эффективности передачи данных в ZigBee сети. В качестве инструмента моделирования выбран математический аппарат сетей массового обслуживания (СеМО), доказавший свою эффективность для расчёта характеристик различных инфокоммуникационных систем. Метод анализа средних значений был выбран авторами для оценки показателей качества обслуживания благодаря его вычислительной простоте и адекватности полученных результатов. Авторами была разработана структурная схема исследуемой системы определения местоположения. На основе сетевой архитектуры разработаны концептуальная, алгоритмическая и программная модели в виде замкнутой однородной сети массового обслуживания и выполнен расчёт её характеристик. Полученные в результате моделирования параметры позволяют оценить и проанализировать показатели качества обслуживания в телекоммуникационном сегменте исследуемой системы локального позиционирования, такие как задержка, производительность, коэффициент загрузки сети и вероятность потерь, которые могут быть использованы для эффективного управления трафиком в телекоммуникационном сегменте системы геопозиционирования, построенной на основе стандарта IEEE 802.15.4.

DOI: 10.7256/2454-0714.2020.4.33605

Аннотация: Предметом исследования является алгоритма поиска беспетельных маршрутов от отправителя к получателю сетевого трафика, в условиях известной сетевой топологии. При проектировании сети передачи данных одной из главной проблемой является формирование маршрутизации сетевого трафика, так как при интенсивном трафике не редко возникают узкие места в виде перегруженного узла связи, что способствует снижению скорости передачи данных. В данной статье приведен алгоритм поиска беспетельных маршрутов от отправителя к получателю сетевого трафика, где результат представлен в виде набора беспетельных маршрутов, в соответствии с заданной сетевой топологией. Также представлен программный код алгоритма, написанный на языке C# и результаты тестовых решений заданных топологий. Разработка алгоритма осуществлялась экспериментально-теоретическим методом, на основе известных алгоритмов поиска маршрутов, таких как алгоритм Флойда и алгоритм Дейкстры, а также механизмов статической и динамической маршрутизации, на примере RIP, OSPF и EIGRP. Новизна исследования заключается в разработанном алгоритме поиска беспетельных маршрутов от отправителя к получателю, в условиях известной сетевой топологии, а также в сопоставлении полученных результатов с другими методами формирования фазовых переменных. В результате работы алгоритма, получаем сформированный список всех беспетельных маршрутов в исследуемой сетевой топологии между парой взаимодействующих узлов.

DOI: 10.7256/2454-0714.2020.4.34782

Аннотация: Работа посвящена изучению важной тенденции последних десятилетий – автономизации финансов местных сообществ. Объектом исследования являются замкнутые на территории цепочки производства и потребления, обеспечивающие этой территории определенную экономическую автономность. Наличие замкнутых сбалансированных финансовых потоков в этих цепочках создает условия для автономизации финансов местного сообщества. Целью работы является моделирование сценариев развития местного сообщества с замкнутыми контурами производства и потребления. Исследование основано на анализе данных банковских транзакций крупнейшего банка страны произведенных в течение одного месяца между юридическими лицами на территории городского округа с населением 75 тысяч человек.       По результатам анализа выявлен кластер из 59 компаний (агентов), транзакции между которыми образуют сеть с замкнутыми контурами. Внутри кластера выделено ядро из 12 компаний, наиболее тесно взаимодействующих друг с другом. Исследуются различные сценарии развития ядра из 12 компаний до размеров кластера из 59 компаний. Целевым экономическим параметром является объем сбалансированных платежей внутри сети и его доля в общем обороте внутри сети. Структурные параметры образующихся сетей рассчитываются согласно SNA-методологии (Social Network Analysis). Обсуждается потенциал той или иной стратегии развития местного сообщества в контексте автономизации их финансов.

DOI: 10.7256/2454-0714.2020.4.34286

Аннотация: В течение последних десятилетий потенциал аналитики и интеллектуального анализа данных — методологий, извлекающих полезную информацию из больших наборов данных — трансформировал одну область научных исследований за другой. Аналитика стала тенденцией в последние несколько лет. Применительно к образованию эти методологии называют аналитикой обучения (LA) и интеллектуальным анализом данных в образовании (EDM). Использование аналитики обучения (учебной аналитики) выросло в последние годы по четырем основным причинам: значительное увеличение количества данных, улучшение форматов данных, достижения в области вычислительной техники и повышение сложности инструментов, доступных для аналитики. Статья посвящена описанию построения модели системы поддержки принятия решений (СППР) вуза на основе образовательных данных, полученных из электронной информационно-образовательной среды (ЭИОС) ВСГУТУ. Предметом исследования является построение СППР с использованием методов учебной аналитики. В статье представлена концептуальная модель системы принятия решений в учебном процессе и концептуальная модель компонента СППР — подсистемы прогнозирования. Особенность модели подсистемы прогнозирования заключается в применении методов аналитики обучения к наборам данных высшего учебного заведения, содержащие результаты работы ЭИОС, и включающие в себя характеристики активности студента. Основным результатом работы являются исследованные и выбранные методы кластеризации и классификации (KNN), апробация которых показала вполне приемлемые результаты. Надо отметить, что было исследованы различные методы кластеризации и метод k-prototypes показал лучшие результаты. Полученные результаты позволяют делать выводы о хорошем потенциале в применении методов учебной аналитики в вузах РФ.

DOI: 10.7256/2454-0714.2020.4.34615

Аннотация: Объектом исследования в данной работе являются существующие средства компьютерного моделирования бактериальных сообществ – биоплёнок. Такие сообщества включают в себя большую часть (95-99%) бактерий и распространены повсеместно. Биоплёнки намного устойчивее одиночных бактерий к антибиотикам и другим антибактериальным средствам из-за слабой проницаемости межклеточной среды и замедления метаболизма части особей сообщества. Исследование методов воздействия на биоплёнки является важной проблемой биологии, при решении которой часто используют разнообразные средства компьютерного моделирования, позволившие добиться значительных научных результатов. Предметом исследования работы являются математические модели, используемые в современных средствах моделирования биоплёнок, и реализующее их программное обеспечение.   Основной вывод из проведённого исследования состоит в том, что существующие программы моделирования биоплёнок способны успешно воспроизводить многие аспекты поведения этих сообществ, в том числе рост, разрушение, саморегуляцию, но решение с их помощью многих актуальных проблем пока затруднено. Связано это с тем, что современные программы двумерного и трёхмерного агентного моделирования биоплёнок – BSim, iDynoMiCS, CellModeller – требуют участия в разработке квалифицированных программистов для описания взаимодействий моделируемых объектов, что затрудняет создание моделей. Наиболее перспективным направлением дальнейшего развития этого ПО представляется более активное использование средств описания поведения и взаимодействия агентов, применяемых в сфере искусственного интеллекта, например конечных автоматов или систем продукционных правил, но с обязательным сохранением биологической содержательности моделей.

DOI: 10.7256/2454-0714.2020.4.34303

Аннотация: Одним из перспективных направлений разработки программного обеспечения является моделирование формоизменения различных тел с графическим отображением самого процесса. Актуальность создания таких систем объясняется, прежде всего, предоставлением потенциальному пользователю возможности визуализации процесса формоизменения объекта под действием внешних сил. Такие программные модули востребованы в различных областях, например, моделирование деформации стального слитка при производстве металлопроката, прогнозирование формирования дефектов при внешнем воздействии на тело различной формы, а так же визуализация работы технической аппаратуры, связанной с внешним силовым воздействием на объект, который в результате приложенных сил меняет свою форму. Разработка подобных систем дает возможность создавать тренажеры-эмуляторы, которые востребованы, в том числе, и в образовательных учреждениях, так как позволяют без закупки дорогостоящего оборудования обучать студентов практическим навыкам работы. Например, в медицинских вузах можно применять подобные программно-аппаратные системы для получения практических навыков работы с медицинским оборудованием, например, установкой ультразвукового исследования (УЗИ). Стандартный процесс обучения проведения ультразвукового исследования в медицинском вузе состоит из двух этапов: теоретический и практический. В ходе обучения студент не имеет возможности самостоятельно поработать на аппарате УЗИ такое количество раз, чтобы получить реальные навыки работы с медицинским оборудованием. Поэтому актуальным является разработка ассистирующей робототехнической систем (АРС), которая будет являться тренажером-эмулятором реальной установки УЗИ и может использоваться для обучения. Первым этапом реализации проекта по созданию АРС аппарата УЗИ является разработка специализированного программного продукта, который позволит выполнить визуализацию изображения человеческих органов в формате 3D с возможностью их масштабирования, поворота и деформации, которая возникает при давлении на мягкие ткани поверхности джойстиком аппарата при проведении УЗИ-обследования.