Выпуск №4(24) / 2021

Полный текст журнала вы можете скачать по ссылке

Вернуться назад

Статьи в выпуске

1. СОВРЕМЕННЫЙ ЭТАП РАЗВИТИЯ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА (ИИ) И ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДОВ И СИСТЕМ ИИ В ЭНЕРГЕТИКЕ (с. 5-20)
Массель Людмила Васильевна, Институт систем энергетики им Л.А. Мелентьева СО РАН
Аннотация

В статье анализируется ряд публикаций на эту тему, а также обобщаются результаты дискуссий на конференции «Знания, онтологии, теории» (Новосибирск, 8-12 ноября 2021 г.) и Круглом столе в ИСЭМ СО РАН «Искусственный интеллект в энергетике» (22 декабря 2021 г.). Рассматриваются понятия: сильный и слабый ИИ, объяснимый ИИ, доверенный ИИ. Анализируются причины «бума» вокруг машинного обучения и его недостатки. Сравниваются облачные технологии и технологии граничных вычислений. Определяется понятие «умный» цифровой двойник, интегрирующий математические, информационные, онтологические модели и технологии ИИ. Рассматриваются этические риски ИИ и перспективы применения методов и технологий ИИ в энергетике.

Ключевые слова: Искусственный интеллект (ИИ); энергетика; сильный, слабый, объяснимый, доверенный ИИ; граничные вычисления; этика ИИ.
2. РЕАЛИЗАЦИЯ КОМПОНЕНТНО-ОРИЕНТИРОВАННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ В ПЛАТФОРМЕ СОЗДАНИЯ СИСТЕМ, ОСНОВАННЫХ НА ЗНАНИЯХ (с. 21-30)
Столбов Александр Борисович, Лемперт Анна Ананьевна, Павлов Александр Иннокентьевич, Институт динамики систем и теории управления имени В.М. Матросова СО РАН
Аннотация

В статье исследуются проблемы автоматизации и интеллектуальной поддержки про-цесса математического и имитационного моделирования сложных объектов за счёт комбинации компонентно-ориентированного и онтологического подходов. В качестве основной прикладной области для применения обсуждаемых методов и средств предполагается использовать такое направление, как комплексное моделирование окружающей среды. В контексте изучаемых вопро-сов рассмотрены современные подходы к автоматизации компонентно-ориентированного модели-рования. При интеграции компонентов-моделей в единую результирующую комплексную модель разработчику необходимо не только обеспечить формальное согласование со стандартами исполь-зуемого каркаса моделирования, но и учитывать различные типы семантической и синтаксической неоднородности компонентов. В связи с этим выполнена классификация типов интеграции ком-плексных моделей, обсуждаются особенности реализации компонентно-ориентированного моде-лирования в авторской платформе создания систем, основанных на знаниях. В качестве иллюстра-тивного примера рассматривается гидролого-экологическая балансовая модель.

Ключевые слова: компонентно-ориентированное моделирование, комплексная модель, сценар-ный анализ, онтологии, системы на основе знаний
3. СЕМАНТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ В ИССЛЕДОВАНИЯХ УСТОЙЧИВОСТИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ И СОЦИО-ЭКОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ (с. 31-43)
Ворожцова Татьяна Николаевна, Пестерев Дмитрий Вячеславович, Кузьмин Владимир Русланович, Институт систем энергетики им. Л.А. Мелентьева СО РАН
Аннотация

В статье рассматриваются возможности применения семантического моделирования, включающего, в частности, онтологическое и когнитивное моделирование для поддержки совместных исследований энергетических и социо-экологических систем. Работа посвящена использованию онтологического инжиниринга для структурирования знаний предметных областей и когнитивного моделирования в исследованиях влияния функционирования энергетических объектов на природную среду и человека. Онтологическое моделирование используется для выявления, описания и согласования базовых понятий предметных областей исследований и позволяет систематизировать и наглядно представить взаимосвязи между элементами природной среды, объектами энергетики и их характеристиками, факторами воздействия и методами их расчета. Когнитивное моделирование используется для выявления структуры причинно-следственных связей между факторами, влияющими на устойчивость системы.

Ключевые слова: онтологический инжиниринг, когнитивное моделирование, устойчивость, энергетические системы, социо-экологические системы, качество жизни, базы данных
4. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЧ-ПЛАЗМЫ ПОНИЖЕННОГО ДАВЛЕНИЯ ДЛЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ВАКУУМНОЙ КАМЕРЫ С ЗАРЯЖЕННЫМ ОБРАЗЦОМ (с. 44-49)
Шемахин Александр Юрьевич, Желтухин Виктор Семенович, Шемахин Евгений Юрьевич, Казанский (Приволжский) федеральный университет, Казанский национальный исследовательский технологический университет
Аннотация

Для моделирования процессов в ВЧ-плазме пониженного давления с продувом газа разработана гибридная математическая модель при числах Кнудсена 8 ⋅ 10−3 − 7 ⋅ 10−2 для несущего газа. Модель включает начально-краевую задачу для кинетического уравнения Больцмана, описывающего функцию распределения несущего нейтрального газа, краевые задачи для уравнения неразрывности электронной, ионной и метастабильной компонент, уравнения сохранения энергии электронов, для ВЧ-уравнений Максвелла в форме телеграфных уравнений и уравнения Пуассона для потенциальной составляющей поля. Приводятся результаты расчета электрической напряженности, концентрации электронов, ионов и метастабилей, потенциальной составляющей электромагнитного поля в цилиндрической вакуумной камере

Ключевые слова: ВЧ-плазма, пониженное давление, численное моделирование, уравнение баланса электронов, уравнения Максвелла, концентрация электронов, напряженность электрического поля, математическое моделирование, пониженное давление.
5. АВТОМАТИЗАЦИЯ ПОСТРОЕНИЯ СХЕМЫ РЕШЕНИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНО СЛОЖНЫХ ЗАДАЧ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ НА СУПЕРКОМПЬЮТЕРАХ (с. 50-59)
Глинский Борис Михайлович, Сапетина Анна Федоровна, Снытников Алексей Владимирович, Загорулько Галина Борисовна, Загорулько Юрий Алексеевич, Шестаков Владимир Константинович, Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН, Институт автоматики и электрометрии СО РАН, Институт систем информатики им. А.П. Ершова СО РАН
Аннотация

В статье представлен подход к разработке информационно-аналитической системы, помогающей исследователю решать вычислительно сложные задачи математической физики на суперкомпьютерах. Система автоматически строит схему решения задачи по спецификации пользователя, введенной им в режиме диалога. Схема включает наиболее подходящие математические модели для решения задачи, численные методы, алгоритмы и параллельные архитектуры, ссылки на доступные фрагменты параллельного кода, которые пользователь может использовать при разработке собственного кода. Построение схемы осуществляется на основе онтологии проблемной области «Решение вычислительно сложных задач математической физики», онтологии заданной предметной области и экспертных правил, построенных с использованием технологии Semantic Web

Ключевые слова: решение вычислительно сложных задач на суперкомпьютерах, информационно-аналитическая система, схема решения задачи, экспертная система, база знаний, онтология, экспертные правила.
6. ТЕХНОЛОГИЯ ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ ОПТИМИЗАЦИИ ДЛЯ АТОМНО-МОЛЕКУЛЯРНЫХ КЛАСТЕРОВ МОРСА (с. 60-67)
Горнов Александр Юрьевич, Аникин Антон Сергеевич, Сороковиков Павел Сергеевич, Зароднюк Татьяна Сергеевна, Институт динамики систем и теории управления им. В.М. Матросова СО РАН
Аннотация

я. В статье рассматриваются специализированные вычислительные технологии и алгоритмы, используемые для поиска низкопотенциальных атомно-молекулярных кластеров. Проведенные вычислительные эксперименты продемонстрировали достаточно высокую конкурентоспособность новых алгоритмов по сравнению с классическими для функций рассматриваемого типа. С использованием разработанного программного комплекса получены рекордные результаты оптимизации атомно-молекулярных кластеров Морса рекордных размерностей.

Ключевые слова: атомно-молекулярный кластер, задача глобальной оптимизации, невыпуклая функция
7. ПОДХОД К ПОСТРОЕНИЮ ИНФОРМАЦИОННОЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ СРЕДЫ ДЛЯ АНАЛИЗА НАУЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ И СОЗДАНИЯ АННОТИРОВАННЫХ КОРПУСОВ (с. 68-76)
Серый Алексей Сергеевич, Гриневич Анна Александровна, Лисин Владислав Александрович, Институт систем информатики им. А.П. Ершова СО РАН, Институт филологии СО РАН, Новосибирский Государственный Университет
Аннотация

В статье предложен подход к построению исследовательской среды для интеграции информационных ресурсов определенной области знаний и поддержки научных исследований. Особенностью подхода является комбинация в рамках единой информационной системы, основанных на онтологиях средств представления, систематизации и аннотирования интегрированных в систему ресурсов, а также ориентация на совместную работу специалистов над созданием размеченного корпуса. В статье приведен пример применения предложенного подхода для разработки информационной системы

Ключевые слова: Semantic Web, онтология, информационный ресурс, аннотированный корпус
8. ОРГАНИЗАЦИЯ МОНИТОРИНГА ПАРАМЕТРОВ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО СТЕНДА СОЛНЕЧНЫХ ПАНЕЛЕЙ (с. 77-87)
Иванов Роман Андреевич, Максаков Никита Владимирович, Институт систем энергетики им. Л.А. Мелентьева СО РАН
Аннотация

Актуальность разработки обусловлена необходимостью создания устройства для сбора и обработки информации с экспериментального стенда солнечных панелей. Назначением стенда является получение достоверных данных для верификации моделей оценки показателей гелиопотенциала, использующихся при обосновании эффективности применения солнечных электростанций на территории восточных регионов России. Дано описание основного и вспомогательного оборудования экспериментального стенда. Солнечные панели стенда разноориентированы для определения наиболее эффективного угля наклона и обоснования необходимости применения следящей за солнцем системы. Для снятия и записи мгновенной мощности солнечных панелей разработано устройство на основе микроконтроллера Arduino. Для мониторинга показаний силы тока используется шунтовый амперметр, подключаемый в разрыв цепи питания. Приведена схема счётчика тока и описана его работа. Приведены первичные результаты собранных данных. Намечены основные этапы дальнейшей обработки данных.

Ключевые слова: солнечные панели, arduino, шунтовый амперметр, трекинговые системы.
9. АДАПТАЦИЯ МЕТОДИКИ РЕИНЖИНИРИНГА УНАСЛЕДОВАННЫХ ПРОГРАММНЫХ СИСТЕМ (с. 88-99)
Массель Алексей Геннадьевич, Мамедов Тимур Габилович, Институт систем энергетики им. Л.А. Мелентьева СО РАН
Аннотация

В статье рассматривается адаптация методики реинжиниринга унаследованных систем. Приводится обзор подходов к реинжинирингу. Несмотря на то, что термин «реинжиниринг» в первую очередь относится к изменению бизнес процессов, он удачно подходит и к модернизации программного обеспечения. Обосновывается необходимость адаптации методики. В статье описывается применение адаптированной методики на примере реинжиниринга программного комплекса для прогнозных исследований ТЭК. Приведен исторический обзор версий ПК «ИНТЭК» и описаны поэтапно все шаги проведения его реинжиниринга на основе агентно-сервисного подхода

Ключевые слова: реинжиниринг, унаследованные системы, прогнозные исследования ТЭК, агентно-сервисный подход
10. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И РЕАЛИЗАЦИЯ ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ СРЕДСТВ ДЛЯ СЕМАНТИЧЕСКОГО АНАЛИЗА БОЛЬШИХ ДАННЫХ О НАУЧНЫХ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕШЕНИЯХ В ОБЛАСТИ ЭНЕРГЕТИКИ (с. 100-110)
Копайгородский Алексей Николаевич, Хайруллина Елена Павловна, Институт систем энергетики им. Л.А. Мелентьева СО РАН
Аннотация

В статье рассмотрены подходы к проектированию и реализации отдельных компонентов инструментальных средств для семантического анализа извлекаемой из открытых источников информации о научных и технологических решениях в области энергетики. Рассмотрена структура билингвистической онтологии, позволяющая решать задачу классификации информации с учётом ее представления в различных языках и синонимии. Рассмотрен подход к поиску и обработке информации из открытых источников, основанный на применении разработанных авторами средств семантического анализа, реализация которых выполнялась на Python с использованием библиотеки Natural Language Toolkit.

Ключевые слова: научно-технологическое прогнозирование, семантический анализ, классификация текстовых документов, билингвистическая онтология
11. ПРОЕКТНОЕ ОБУЧЕНИЕ: СОЗДАНИЕ ИНСТРУМЕНТАРИЯ ОБРАБОТКИ БОЛЬШИХ ДАННЫХ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В ДАТА-ЖУРНАЛИСТИКЕ (с. 111-124)
Ерженин Роман Валерьевич, Бахвалова Зинаида Андреевна, Волков Евгений Дмитриевич, Абзаев Александр Андреевич, ООО «НПЦ ГОСУЧЕТ», Иркутский национальный исследовательский технический университет
Аннотация

В статье рассматривается проблема адаптации образовательной программы подготовки ИТ-специалистов к решению сложных инженерных и, одновременно, творческих задач, связанных с развитием дата-журналистики1 . В качестве источника больших данных используются открытые государственные данные о системе здравоохранения. В статье отражены отдельные положения проектного обучения, сформированного на стандартах проектной и системно-инженерной деятельности, а также на принципах проведения хакатонов, где главным приоритетом является интеллектуальная составляющая работы команды и ее идеи. Приведены некоторые результаты использования проектного обучения при взаимодействии студентов - будущих ИТ-разработчиков с журналистами и исследователями данных. Предложенный подход и полученные на его основе результаты проектного обучения могут использоваться при создании методических рекомендаций для разработки совместных междисциплинарных образовательных программ, объединяющих сферу подготовки будущих ИТ-специалистов и дата-журналистов.

Ключевые слова: дата-журналистика, большие данные, визуализация, отчетность учреждений
12. СОВРЕМЕННЫЙ ПОДХОД К МОНИТОРИНГУ УСПЕВАЕМОСТИ ОБУЧАЮЩИХСЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ ИНФОРМАЦИОННО-КОММУНИКАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ (с. 125-131)
Поначугин Александр Викторович, Нижегородский государственный педагогический университет им. К. Минина
Аннотация

Целью статьи является обоснование эффективности проведения поэтапного мониторинга успеваемости обучающихся с применением информационно-коммуникационных технологий. Актуальность темы обусловлена тем, что важным вопросом современного образования является разработка, апробация и дальнейшее внедрение системы мониторинга качества образовательного процесса в ВУЗах. Основным методом является мониторинг, который может улучшить состояние учебного процесса путем выявления проблем и целенаправленной индивидуальной работы. В статье рассматривается алгоритм реализации поэтапного мониторинга с применением информационно-коммуникационных технологий на занятиях. По результатам проведенных исследований сделаны выводы о необходимости внедрения поэтапного мониторинга на занятиях, направленного на управление аудиторией, развитие воспитательной работы и беспристрастную оценку успеваемости обучающихся.

Ключевые слова: информационно-коммуникационные технологии, мониторинг, образовательный процесс, поэтапный мониторинг, эффективность

Вернуться назад