В работе отмечено, что быстрые нейронные сети (БНС) автомодельны алгоритму быстрого преобразования Фурье (БПФ). Представлен метод построения матричной формы алгоритма быстрого преобразования. Доказана факторизуемость элементов матрицы БНС по элементам нейронных ядер. Предложен метод мультипликативной факторизации произвольных одномерных образов. Показано, что благодаря своей структуре быстрые нейронные сети обладают особыми алгоритмами обучения, которые принципиально отличаются от классического ErrorBackPropagation отсутствием механизма обратного распространения ошибки. Рассмотренные алгоритмы обучения БНС основаны на предложенных в работе методах мультипликативной факторизации образов и быстрых преобразований. Показаны примеры настройки сети к ортогональному базису Адамара, базису Фурье, а также БНС-реализации квазифракталов Кантора и Серпинского. Описан метод настройки быстрых преобразований на эталонную функцию, основанный на методе фрактальной фильтрации сигналов. Предложен метод настройки ортогональных приспособленных преобразований. Приведены примеры. Данная работа является второй частью обобщающей статьи «Быстрые преобразования и самоподобные нейронные сети глубокого обучения». В первой части рассмотрены стратифицированные модели самоподобных нейронных сетей.

Для эффективного использования ресурсов суперкомпьютера необходимо постоянно анализировать различные аспекты качества работы современных высокопроизводительных систем. Одним из наиболее важных аспектов является эффективность выполнения параллельных приложений, работающих на суперкомпьютере. А для того, чтобы изучать данный аспект, зачастую полезно иметь информацию о том, насколько различные приложения схожи между собой. Ранее нами были предложены два подхода к сравнению суперкомпьютерных приложений: на основе статической информации об исполняемых файлах, а также динамики их работы во время исполнения. В данной работе будут показаны два полезных на практике метода применения этих подходов: кластеризация заданий и предсказание метрик оценок качества использования суперкомпьютерных ресурсов. С помощью кластеризации будет показано, как можно выявлять аномальные группы запусков заданий, например, в рамках всего потока суперкомпьютерных приложений либо в рамках запусков одного пользователя. С помощью предсказания метрик оценок качества использования суперкомпьютерных ресурсов будет показано, как, минимизируя влияние на запускаемые приложения, собирать статистику по эффективности выполнения пользовательских приложений. Данные методы были успешно апробированы на суперкомпьютере петафлопсного уровня производительности Ломоносов-2.

В работе рассматриваются вопросы структурирования знаний в области исследований энергетики и предлагается система онтологий для обеспечения доступа к знаниям с использованием разрабатываемого онтологического портала научных знаний. Научный портал знаний для исследований энергетики разрабатывается на основе технологии построения порталов научных знаний, созданной в Институте систем информатики им. А.П. Ершова СО РАН в Новосибирске. Предлагаемая система онтологий формируется с учетом системного подхода как общей методологии системных исследований, выполняемых в Институте систем энергетики им. Л.А. Мелентьева (ИСЭМ СО РАН). Приведены примеры онтологий, отражающих взаимосвязи между направлениями исследований и сложной структурой объектов исследования.

В статье представлены онтологии предметной области «Антропогенное загрязнение атмосферного воздуха», описывающие классы источников загрязнения, причины и виды загрязняющих веществ, показатели качества атмосферного воздуха с указанием влияющих на него факторов, и методы вычисления показателей, которые будут применены в проектируемой информационной системе. На основе онтологий будет сформирована база данных информационной системы. Для оценки уровня загрязнения атмосферы предложена модель агрегатного комплексного показателя, учитывающая предельные допустимые концентрации и число их превышения фактическими среднегодовыми концентрациями загрязнителей, их класс опасности и годовые массы выбросов, расстояние от источника выброса.

Следствием провала в развитии электроэнергетической отрасли в девяностых годах прошлого века в нашей стране стало снижение активности внедрения современных технологий и оборудования на тепловых электростанциях. Переход к рыночным отношениям и подходы к регулированию тарифов и сегодня способствуют образованию дефицита финансовых ресурсов, не позволяют в достаточной степени производить обновление производственных фондов энергетических предприятий. В такой ситуации возрастает интерес к малозатратным способам модернизации действующего оборудования ТЭС – поиску и реализации способов повышения его эффективности при малых капитальных вложениях. Основным инструментом для решения данной задачи являются методы математического моделирования и схемно-параметрической оптимизации. В статье представлен методический подход к оценке эффективности комплексной модернизации технологических схем действующих теплоэнергетических установок (ТЭУ), который систематизирует процесс поиска возможных путей повышения их эффективности, а также позволяет выполнять точную и оперативную оценку рассматриваемых технических решений. Предлагаемый подход состоит из трех стадий и объединяет в себе первостепенное решение задач идентификации параметров математических моделей действующих теплоэнергетических установок с последующим решением задач оптимизации их технологических схем. В качестве примеров практического применения рассматриваемого методического подхода в статье приводятся технические решения, направленные на повышение эффективности работы действующего энергоблока No5 филиала ТЭЦ-10 ООО «Байкальская Энергетическая Компания».

В работе с помощью численного моделирования исследуется поведение реагирующих сред со стохастическим пространственным распределением реакционной способности. Для таких систем ставится задача определения границ тепловой устойчивости и поведения в закритических условиях. Эти задачи решаются численно с помощью метода Монте-Карло. Проводится анализ результатов моделирования, оцениваются статистические характеристики процессов зажигания в стационарной и нестационарной постановках. Новизна работы заключается в установлении зависимостей между разбросом реакционной способности и дисперсией характеристик зажигания. Результаты работы могут быть полезны при анализе поведения химических систем со случайным распределением реагирующих компонентов.

В статье представлены результаты исследования интенсивности водопотребления различными типами водоразборных устройств (смесителями кухонной мойки и ванны (душевой кабины), унитазом со смывным бачком, стиральной и посудомоечной машинами), использующими воду из системы водоснабжения. Выполнена оценка теоретических законов распределения величины секундного расхода воды и их параметров. Выполнена оценка однородности эмпирических выборок значений секундного расхода воды и теоретических законов распределения. Выполнен выбор наилучших теоретических законов распределения при уровне значимости α = 0.05. В результате исследования была предложена классификация водоразборных устройств по изменчивости интенсивности водопотребления, а также оценены и обоснованы теоретические законы распределения, наилучшим образом описывающие интенсивность водопотребления различными типами водоразборных устройств.

В статье представлена оценка привлекательности инвестиционного проекта, которая может значительно повлиять на модель стратегически ориентированного проектирования инновационной инфраструктуры предприятия ООО НПП «Авиатрон». Была проведена оценка инвестиционного проекта по продаже Радиомодулей Мега12-РМ2400 в рамках договорных отношений с компанией ООО «Байтекс». В результате оценки инвестиционного проекта было выявлено, что модель может быть нацелена на максимизацию инвестиций в данный проект. Таким образом, оценка привлекательности инвестиционного проекта играет важную роль в формировании модели стратегически ориентированного проектирования инновационной инфраструктуры предприятия, определяя приоритеты, цели и методы управления финансовыми ресурсами.

В работе рассмотрены возможности использования семантического подхода, а именно онтологического представления входных и выходных данных компьютерных моделей, предназначенных для выполнения научных исследований. Методический подход для оценки межотраслевой составляющей коэффициентов ценовой эластичности спроса на электроэнергию предполагает использование группы разработанных разными специалистами моделей, каждая из которых решает одну или несколько конкретных задач. Использование семантических технологий при решении поставленной задачи обеспечивает согласование понятий, интеграцию моделей, а также структурирование знаний и данных. Выполнен семантический анализ информационных потоков между моделями. Приведены примеры разработанных графических онтологий. Применение семантических технологий в научных исследованиях расширяет возможности структурирования знаний, обмена данными между процессами, приложениями, специалистами и способствует получению новых знаний.

Статья является заключительной из цикла, посвящённого исследованию живучести изолированных энергетических комплексов локального уровня или автономных микросетей, с помощью ранее разработанной технологии цифрового двойника сложной технической системы. Под живучестью понимается свойство этих энергетических комплексов адаптироваться к крупным возмущениям и восстанавливать свое исходное состояние после их воздействия. Исследование живучести этих энергетических комплексов локального уровня обычно строится на многовариантных вычислительных экспериментах, однако при существовании обратной связи цифрового двойника с микросетью или испытательным стендом можно также использовать натурные опыты. Двухстороннюю связь цифрового двойника с микросетью обеспечивает специализированная предметно-ориентированная среда. В статье демонстрируется применение ранее описанной методики оценки живучести автономной микросети на анализе уязвимости системы энергоснабжения гипотетического туристического лагеря, условно расположенного на побережье озера Байкал и не имеющего связей с внешними системами энергетики. В частности, был проведен поиск критических с точки зрения живучести элементов этой микросети, состоящей из фотоэлектрических преобразователей, аккумуляторных батарей и дизель-генераторной установки. Проведенные вычислительные эксперименты показали, что критическими элементами заданной микросети являются дизель-генераторная установка и аккумуляторные батареи. Дальнейшее развитие данной работы видится в совершенствовании методов и инструментальных средств конструирования цифровых двойников автономных микросетей.

В статье рассмотрен реинжиниринг бизнес-процесса проведения физического эксперимента в области управляемого термоядерного синтеза на базе аппаратно-инфраструктурной платформы информационно-коммуникационного пространства FusionSpace. Выполнено моделирование бизнес-процессов работы с научными данными участников научных экспериментальных исследований в области термоядерной энергетики на микро- и макроуровне AS IS, целевого состояния TO BE. На основе выявленных в результате моделирования особенностей сформулированы требования к разработке программного обеспечения анализа и отображения экспериментальных данных, информационного взаимодействия между узлами прототипа платформы. Статья представляет интерес для специалистов, занимающихся исследованием бизнес-процессов в рамках разработки программного обеспечения и реинжинирингом бизнес-процессов, а также для физиков, участвующих в территориально-распределённых исследованиях.

В статье рассмотрены логистические транспортные маршруты поставки природного газа с Арктических месторождений, расположенных на шельфе северных морей и полуострове Ямал. Приведено описание развития транспортной сети с результатами сравнительного расчета удельной стоимости транспортировки газа в различном фазовом состоянии по разным транспортным маршрутам. Целью исследования является рассмотрение возможных вариантов доставки углеводородного сырья потребителю с наименьшими транспортными затратами. Рассмотренные транспортные маршруты и полученные предварительные данные применимы при решении задач линейного программирования. Схематично показаны поставки природного газа потребителям с северных месторождений по трубопроводной системе в компримированном состоянии и морским транспортом в сжиженном виде. Месторождения западной части полуострова Ямал и Надым-Пур-Тазовского региона входят в Единую систему газоснабжения, месторождения восточной части полуострова Ямала, шельфа и западной части Гыданского полуострова удалены от существующей газовой инфраструктуры, что существенно усложняет монетизацию готовой продукции. Ввиду тесной связи Арктических регионов с акваторией Северного ледовитого океана доставка морским транспортом становится неотъемлемой частью развития морских и прибрежных месторождений. Климатические условия и слаборазвитая инфраструктура требуют детальной проработки возможных транспортных маршрутов с учетом надежности работы оборудования, задействованного в транспортных цепочках, и финансовой составляющей соответствующих инвестиционных проектов. С целью выявления оптимальных с экономической точки зрения направлений поставок газа рассмотрены различные варианты маршрутов, в том числе с изменением фазового состояния энергоносителя. Автором рассмотрен интегрированный маршрут доставки газа потребителю, объединяющий морской и трубопроводный транспорт газа, предложены новые маршруты поставок, показана методика подготовки исходной информации, выполнены расчеты по существующим, проектным и возможным транспортным направлениям.

Статья посвящена разработке и последующей программной реализации подхода по созданию виртуального рабочего пространства с интеллектуальным адаптивным интерфейсом. В статье рассматриваются существующие решения для организации виртуальных рабочих мест, формулируются основные требования к виртуальному рабочему пространству и предлагается структура программного решения. Демонстрируется прототип разработанной программной платформы.

Статья посвящена выделению неформальных районов на основе данных из новостных источников и социальных сетей по критерию географической близости. Предложена методика извлечения геоданных из текстов для пространственной кластеризации. Из текстов извлекаются географические названия, которые преобразуются в геолокации с помощью геокодирования. Выделенные геоточки кластеризуются по плотности и для каждого кластера определяется распределение тем. Данный подход позволяет абстрагироваться от административного деления и выявить кластеры, близкие к восприятию горожан. Результаты кластеризации перспективно применять в разнообразных задачах управления городской инфраструктурой: мониторинг общественной жизни, анализ качества городской среды, общественная безопасность. Отличие предложенной методики от аналогов состоит в синтезе геоданных для группировки объектов. Разработанные на основе методики программные средства позволяют принимать решения в области урбанистики: развитие микрорайонов города и транспортной инфраструктуры, размещение социально значимых объектов и обеспечение безопасности.

В статье рассматриваются модули, отвечающие за каталогизацию и визуализацию данных в системе аграрного мониторинга ФИЦ КНЦ СО РАН. Представлены особенности программной реализации этих модулей, диаграммы взаимодействия компонентов, а также основные возможности пользовательского интерфейса системы.