Доклады 2023 года Планируемые доклады / Upcoming talks: Состоявшиеся доклады / Completed talks: 22.12.2023 Шошков Н.О. Цифровой двойник производственных процессов как инструмент для измерения состояния и осуществления информационно-управляющего воздействия в логистической цепи дискретного производства. Докладчик: Шошков Николай Олегович, кандидат технических наук, (специальность 05.13.01 “Системный анализ, управление и обработка информации”), руководитель департамента исследований и разработок ООО «ХММР», ст. преподаватель кафедры «Информационные системы» СПбГЭТУ (“ЛЭТИ”). Реферат. . В докладе представлены результаты исследований конфликтов в цепи поставок дискретного производства. Предлагается решение с позиций теории управления организационными системами с использованием цифровых двойников производственных процессов. Научная новизна доклада состоит в разработке следующего: 1. Сформулированы определения понятий «Цифровой двойник производственного процесса» (ЦДПП) на основе понятия «организационная система» из теории управления организационными системами, «Уровень ЦДПП», «Ранг информационной рефлексии в цепи поставок» и подходов к описанию логистической цепи поставок, подхода к описанию конфликта в цепи поставок на основе понятия ранга информационной рефлексии. 2. Будут даны иллюстрирующие примеры для информационных систем четвертого уровня ЦДПП и примеры для информационных систем пятого уровня ЦДПП – использование нейронечетких сетей для осуществления автоматизированного информационно-управляющего взаимодействия между элементами логистической цепи. Решаемая проблема: разрешение конфликтов в цепи поставок дискретного производства путем нахождения устойчивого решения с заданным уровнем эффективности взаимодействия между элементами логистической цепи дискретного производства на основе цифровых двойников. 15.12.2023 Кашевник А.М. Модели и методы анализа многомодальных неинтрузивных данных о пользователе для определения его психофизиологического состояния. Докладчик: Кашевник Алексей Михайлович, кандидат технических наук, Санкт-Петербургский Федеральный исследовательский центр Российской академии наук (СПб ФИЦ РАН). Реферат. Мониторинг действия пользователей является актуальной на сегодняшний день задачей и может успешно внедряться в различных сферах жизни: водители транспортных средств, диспетчеры сложных технических установок, операторы ПК и т.п. Актуальной задачей является определение психофизиологического состояния, для определения которого необходимо осуществлять мониторинг поведенческих характеристик пользователя, а также его физиологических параметров. При этом использование различных контактных датчиков является неудобным и часто ненадежным методом мониторинга (пользователь может забыть или намеренно не использовать сенсор). В работе предложен комплекс методов и моделей для анализа многомодальных данных о пользователе с целью определения его психофизиологического состояния на основе обработки неинтрузивных сенсоров (предложено использовать камеру и трекер глазных движений). 08.12.2023 Сорокин Л.Н. Концепция и методология дистанционного обездвижения беспилотных транспортных средств и роботов, несущих угрозу «умному городу». Докладчик: Сорокин Леонид Николаевич, доктор технических наук, Санкт-Петербургский Федеральный исследовательский центр Российской академии наук (СПб ФИЦ РАН). Реферат. Исследуется фундаментальная проблема избирательного, неразрушительного для города и безопасного для людей дистанционного обездвижения не только беспилотных транспортных средств, но и роботов любого вида, в том числе с искусственным интеллектом, которые своими действиями несут угрозу людям. Разработана концепция и методология дистанционного подавления деятельности роботов, несущих угрозу нормальному функционированию «умного города», посредством использования энергетически оптимизированных источников направленных электромагнитных излучений, не опасных для человека и находящихся при нем полезных технических устройств. В рамках этой общей проблемы решен ряд основополагающих задач, посвященных воздействию электромагнитных излучений разного вида на микросхемы, которые встроены в автоматизированные и роботизированные технические устройства, управляя их функционированием. Разработана теория стойкости микропроцессоров и микроконтроллеров к электромагнитным воздействиям различного вида. Показано, что самыми опасными для них являются сверхширокополосные электромагнитные воздействия, энергетически наиболее эффективным источником которых являются малогабаритные полупроводниковые излучатели сверхкоротких электромагнитных импульсов – СКЭМИ, следующих с частотой порядка 1кГц. Определен порядок порогового уровня электрического поля СКЭМИ в области нахождения робота, превышение которого приводит к его обездвижению в течение десятков секунд с начала облучения. Показано, что последовательность СКЭМИ такого же уровня безопасна для людей в течение нескольких минут и неопасна для имеющихся у них мобильных телефонов. Полученные теоретические результаты согласуются, в пределах заявленных погрешностей, как с экспериментами, выполненными в рамках настоящих исследований, так и с многочисленными данными, опубликованными сторонними авторами в научных изданиях. В докладе будут представлены результаты междисциплинарных исследований по заявленной теме, полученные с использованием спектральных методов в сочетании с энергетическим подходом, методов теории антенн, теории распространения и рассеяния радиоволн, физики разрушения (выгорания) полупроводниковых приборов при электрических перегрузках, методов прикладной радиофизики и механики, математического и компьютерного имитационного моделирования, а также экспериментальных методов исследования в лабораторных и натурных условиях. 08.12.2023 Усыченко А.С. Воздействие сверхвысокочастотных импульсов и сверхкоротких электромагнитных импульсов на полупроводниковые приборы технических средств, не имеющих специализированных приемных антенн. Докладчик: Усыченко Алексей Сергеевич, инженер-программист ООО «ВЕЙВАКСЕСС сервис». Научный руководитель: Сорокин Леонид Николаевич, доктор технических наук, Санкт-Петербургский Федеральный исследовательский центр Российской академии наук. Реферат. В интересах решения фундаментальной проблемы дистанционного обездвижения роботов, несущих угрозу людям, исследована возможность получения направленных электромагнитных излучений, наиболее энергетически эффективно влияющих на работоспособность роботов, не имеющих специализированных приемных антенн, посредством рассеяния в полупроводниковых приборах (ПП) энергии электромагнитных полей. Для достижения этой цели решен ряд взаимосвязанных научных задач из области радиофизики: - о рассеянии энергии электромагнитных излучений в ПП технических средств, у которых поля улавливаются не направленными частотно-избирательными антеннами, а разнонаправленными рецепторами. Рассмотрено воздействие как узкополосных сверхвысокочастотных импульсов (СВЧИ) с различными несущими частотами, так и сверхкоротких электромагнитных импульсов (СКЭМИ), спектр которых простирается до частот, порядка нескольких гигагерц; - об определении условий, при которых излучатель СВЧИ и излучатель сверхширокополосных СКЭМИ оказывают одинаковое по результату энергетическое воздействие на полупроводниковые элементы технических средств, не имеющих специализированных приемных антенн; - об определении зависимости энергетических характеристик излучателя СКЭМИ от формы и длительности электрических импульсов, возбуждающих антенну с различной частотой настройки и различной полосой пропускания. В докладе будут представлены основные результаты исследований по заявленной теме: 1. Теоретическая модель проникновения энергии СВЧИ и СКЭМИ в ПП технических средств, не имеющих специализированных приемных антенн. Результаты расчетов согласуются с опубликованными экспериментальными данными. 2. Аналитический метод сравнения излучателей узкополосных и сверхширокополосных электромагнитных импульсов по эффективности воздействия на роботов. Показано, что излучатели СВЧИ, несущие частоты которых порядка сотен мегагерц – единиц гигагерц, достигают нужного эффекта при меньших затратах энергии. Но с увеличением несущей частоты их энергетическая эффективность снижается, и во многих практических случаях первенство переходит к сверхширокополосным излучателям. 3. Компьютерная модель ТЕМ-антенны и расчетные процедуры оценивания энергетических характеристик СКЭМИ. Методами компьютерного имитационного моделирования исследовано влияние временных параметров импульса возбуждения идеализированной ТЕМ-рупорной антенны на энергетические характеристики излучателей СКЭМИ. Доказано, что при заданных параметрах антенны три доли энергии СКЭМИ – излученной в дальнюю зону, воспринятой нагрузкой рецептора и отраженной обратно от антенны к генератору – существенно и по-разному зависят от длительности переднего и заднего фронтов импульса возбуждения. 19.05.2023 Милостная Н.А. Методология синтеза интеллектуальных высокопроизводительных нейро-нечётких систем технического зрения. Докладчик: Милостная Наталья Анатольевна, кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Юго-Западный государственный университет» (ЮЗГУ). Реферат. В докладе представлены результаты исследований высокопроизводительных нейро-нечётких систем технического зрения. Научная новизна доклада состоит в разработке: 1. Методологии синтеза интеллектуальных высокопроизводительных нейро-нечётких систем технического зрения, состоящей из новых взаимосвязанных методов и нейро-нечетких математических моделей, позволяющих повысить производительность обработки видео и стереоинформации для принятия решений в системах управления роботизированными комплексами. 2. Метода построения адаптивной нейро-нечёткой системы вывода на основе нового метода дефаззификации (метода отношения площадей), позволяющего сократить время вычислительного процесса на несколько порядков по сравнению с аналогами. 3. Модели оптимизации числа проходов при обработке изображений свёрточной матрицей с окном 3х3, позволяющей уменьшить вычислительную сложность обработки информации. 4. Математической модели распознавания цветовых меток на основе нейро-нечёткой сети, позволяющей в режиме реального времени формировать 3d проекции геометрического расположения исполнительных механизмов роботизированного комплекса. 5. Интеллектуальной математической модели построения карт глубин, отличающейся использованием для вычисления диспарантности трёхуровневой нейро-нечёткой системы вывода, позволяющей строить 3d сцены объектов вокруг роботизированного комплекса. Решаемая проблема: увеличение быстродействия обработки видео и стереоинформации в системе технического зрения при обеспечении требуемой точности вычислений для принятия управляющих решений в роботизированных комплексах. 12.05.2023 1)Мозохин А.Е. Методика разработки алгоритмов согласованного управления многоконтурной энергетической системой с применением цифровых двойников. Докладчик: Мозохин Андрей Евгеньевич, кандидат технических наук, доцент, главный инженер проектов департамента решений по автоматизации систем технологического управления ООО «Интеллектуальные системы» (Группа компаний «СИГМА», г. Москва). Научный консультант: ведущий научный сотрудник Федерального государственного бюджетного учреждения науки Всероссийский институт научной и технической информации Российской академии наук (ФГБУН ВИНИТИ РАН), доктор технических наук, профессор Шведенко Владимир Николаевич. Реферат. В докладе представлены результаты исследований методологии цифровых двойников компонентов интеллектуальной электроэнергетической системы с целью разработки алгоритмов согласованного управления распределенными энергетическими системами. Научная новизна доклада состоит в разработке: 1. Научного подхода к системному представлению цифрового двойника электроэнергетической системы. 2. Теоретических основ формирования цифрового двойника электроэнергетической системы и её компонентов в единой цифровой среде моделирования. 3. Методических основ для проектирования информационно-энергетического пространства взаимодействия цифровых двойников компонентов электроэнергетической системы. 4. Концепции управления сетевой структурой компонентов интеллектуальной электроэнергетической системы с применением технологии цифровых двойников. 5. Методики управления сетевой структурой компонентов интеллектуальной электроэнергетической системой с применением взаимодействующих цифровых двойников. 6. Методики управления микроклиматом умного дома с использованием ансамбля нечетких искусственных нейронных сетей. 7. Иллюстрирующих примеров приложений методики управления сетевой структурой интеллектуальной энергетической системы к решению задач согласованного управления компонентами умного дома. 8. Методики управления показателями качества электроэнергии в сети электроснабжения с использованием ансамбля нечетких искусственных нейронных сетей. 9. Иллюстрирующих примеров приложений методики управления сетевой структурой интеллектуальной энергетической системы к решению задач согласованного управления компонентами распределительной сети электроснабжения. Решаемая проблема: разработка теоретических основ и методов поддержки принятия управленческих решений с использованием технологии цифрового двойника для обеспечения эффективной совместной работы гетерогенных систем генерации, транспорта, распределения и потребления электроэнергии. 28.04.2023 1)Щекочихин О.В. Методика разработки математического и алгоритмического обеспечения управления объектами киберфизических систем с применением цифровых двойников. Докладчик: Щекочихин Олег Владимирович, кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой защиты информации Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Костромской государственный университет» . Научный консультант: ведущий научный сотрудник Федерального государственного бюджетного учреждения науки Всероссийский институт научной и технической информации Российской академии наук (ФГБУН ВИНИТИ РАН), доктор технических наук, профессор Шведенко Владимир Николаевич. Реферат. В докладе представлены результаты исследований методологии построения цифровых двойников киберфизических систем (КФС). Научная новизна. В исследовании разработаны: 1. Теоретико-множественная модель цифрового двойника киберфизической системы, отличительными особенностями которой являются использование объектно-процессной модели данных для описания объектов системы и процессов, протекающих в ней, наличие инвариантной и переменной части цифрового двойника, где инвариантная часть позволяет учитывать отраслевые особенности. 2. Научный подход к описанию метрологии цифрового двойника, который заключается в том, что в его структуре выделен компонент, выполняющий функцию организации информационных ресурсов для описания точной физической копии, обеспечение контроля наличия микродефектов, влияющих на надежность работы киберфизической системы, временной базы данных, хранящей информацию о показателях состояния объектов и физической среды на этапах жизненного цикла киберфизической системы. 3. Научные основы прогнозирования состояния КФС с учетом вероятностных показателей свойств объектов для вычислений вероятности появления аварийных ситуаций, а также научный подход к обоснованию экономической целесообразности применения цифрового двойника объектов в киберфизической системе. 4. Язык информационных запросов для извлечения данных из цифрового двойника, для выбора модели поведения. 5. Методы реализации алгоритмического, триггерного и поискового поведения киберфизической системы с использованием цифровых двойников, на основе таблиц решений. 6. Научное обоснование применения структурного, параметрического и межклассового полиморфизма при проектировании цифрового двойника. Решаемая проблема: обеспечение эффективности цифрового двойника для управления киберфизическими системами на этапах их жизненного цикла, создание единой методологической платформы построения структурных и параметрических моделей технических объектов, позволяющих формализовать процесс проектирования и создания их цифровых двойников. 28.04.2023 2)Шведенко В.В. Теоретические основы информационного обеспечения процессно-функционального управления умными пространствами с использованием цифровых двойников. Докладчик: Шведенко Валерия Валериевна, кандидат экономических наук, генеральный директор ООО «Т-ИННОВАТИК», г. Санкт-Петербург. Реферат. В докладе будут представлены результаты исследования, связанного с разработкой информационного обеспечения умного пространства взаимодействующих гетерогенных систем для достижения их согласованного взаимодействия. Научная новизна доклада состоит в следующем: 1) разработаны теоретические основы полиструктурных систем, отличительной особенностью которых является наличие в их структуре специального интегрирующего слоя, обеспечивающего согласование целевых установок входящих в нее элементов SoS (System of Systems), а также взаимодействующих цифровых двойников объектов полиструктурной системы; 2) разработан способ создания метамодели топологии и топологии информационного пространства полиструктурной системы, отличающейся тем, что информационные ресурсы являются распределенными, масштабируемыми, находятся в коллективном доступе, и обладают функциями интеллектуальной обработки данных и автоматического принятия управленческих решений; 3)разработан способ организации хранения и агрегации данных информационного пространства полиструктурной системы, обеспечивающий согласованное взаимодействие элементов SoS; 4)на основе предложенных способов поиска, хранения, агрегации и обработки данных разработано методическое обеспечение процессно-функционального управления элементами полиструктурной системы. Решаемая проблема: использование современной технологии формирования умного пространства для управления развитием территории. 17.03.2023 Ласкин М.Б. Нетрадиционные экономико-математические модели в задачах оценки недвижимого имущества и анализа цен на рынке недвижимости. Докладчик: Ласкин Михаил Борисович, кандидат физ.-мат. наук, старший научный сотрудник, лаб. ИС (СПИИРАН). Реферат. В докладе будет представлен новый комплексный инструмент для решения задач, возникающих при оценке недвижимого имущества и в анализе рынков недвижимости, в основе которого лежит модель многомерного логарифмически нормального распределения взаимосвязанных факторов и показателей рынка недвижимости как ансамблей зависимых случайных величин. Будет предложен ряд новых методов оценки рыночной стоимости и связанных с ней показателей для задач, формализуемых в виде одно, двух, трех, многомерных случайных величин, а также, будет предложена новая методология прогнозирования распределения цен, рассмотрены некоторые методы интеллектуального анализа данных и их особенности применения, вытекающие из принципа логарифмически нормального распределения цен. 10.03.2023 Тесля Н.Н. Модели и методы онтолого-ориентированной интеграции информации из разнородных источников с учетом пространственно-временных отношений для задач геоаналитики... Докладчик: Тесля Николай Николаевич, кандидат технических наук, доцент СПб ФИЦ РАН. Реферат. В докладе представлены онтолого-ориентированные методы слияния информации с учетом пространственно-временных отношений для задач геоанализа. В качестве сквозного примера рассматривается анализ дорожно-транспортных происшествий посредством сопоставления онтологий для слияния информации из разнородных источников. Рассматриваемый метод заключается в интеграции разнородных источников пространственно-временной информации в единую систему геоанализа путем преобразования каждого источника в онтологию и их дальнейшего сопоставления и слияния в общую онтологию для проведения проверки и анализа частоты аварий на отдельных участках дорог.В результате анализа определяются наиболее частые виды и причины ДТП. Модели и методы апробированы на данных о дорожно-транспортных происшествиях из открытых источников информации в Санкт-Петербурге, Россия. 03.03.2023 Романова-Большакова И.К. Методология создания и эксплуатации технических объектов и их систем управления на основе объединенной стратегии многокритериальной оптимизации, моделирования и интеллектуального анализа данных. Докладчик: Романова-Большакова Ирина Константиновна, доцент Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования «Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)» (МГТУ им. Н.Э. Баумана)). Реферат. В докладе представлены результаты подготовленной к защите диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук. Специальность 2.3.1 Системный анализ, управление и обработка информации, статистика (технические системы). Научная новизна исследования состоит в: 1. Разработке принципов новой методологии, включая формулировку и решение фундаментальной проблемы установления причинно-следственных связей в сложной иерархической системе применительно к поставленной цели исследований, а также поддержку принятия решений как новую формулировку проблем многокритериальной оптимизации и моделирования с учетом возможностей интеллектуального анализа данных, создания эффективных механизмов формирования новых внутренних связей между технологиями, что обеспечило взаимное их обогащение и с учетом связи с жизненным циклом технической системы. Это позволило ускорить процессы разработки управляемых технических объектов. 2. Формулировке и решении проблем размерности и места многокритериальной оптимизации в рамках решения фундаментальной и прикладной научных проблем диссертационного исследования. 3. Постановке и решении задачи разработки общего теоретического подхода к созданию методов многокритериальной оптимизации, моделирования и прогнозирования, как задач управления. 4. Постановке и решении задачи активного управления фронтом Парето, позволившая определить конкретные направления изменения параметров системы и более обоснованно формировать требования к критериям в задаче многокритериальной оптимизации. 5. Формулировке подхода к фронту Парето как объекту многокритериальной оптимизации и управления и определение критериев качества фронта, позволившего решить задачу управления фронтом с позиций теории оптимального управления. 6. Разработке новых стратегий организации моделирования, в том числе, имитационного, для решения фундаментальной и прикладной научных проблем диссертационных исследований. 7. Решении фундаментальной проблемы новой трактовки метода аналогий. 8. Постановке и решении задача формирования и многокритериальной оптимизации индикаторов состояния, качества функционирования и прогнозирования состояния технических объектов предметной области на этапе создания и эксплуатации систем. 9. Разработке новых методов исследования, диагностики и прогнозирования функционирования технических объектов предметной области, реализующие решение фундаментальной задачи установления причинно-следственных связей в системах, включая аналитические методы и методы на основе интеллектуального анализа данных. Решаемая проблема: Разработка новой методологии создания и эксплуатации технических объектов и их систем управления и ее основных составляющих на основе единой стратегии многокритериальной оптимизации, моделирования и интеллектуального анализа данных, являющейся научно-практической базой повышения эффективности и качества функционирования управляемых технических систем, разработки и внедрения комплексных методов исследования, прогнозирования, поддержки принятия решений в проектировании и эксплуатации технических объектов, в том числе. Фундаментальная научная проблема. Установление причинно-следственных связей в сложной иерархической системе.