Электронные библиотеки

Экспериментальное исследование порогового метода HSV и нейронной сети U-Net в задаче распознавания пожаров

2025-11-11T15:52:48+03:00

Проведен сравнительный анализ методов сегментации изображений пожара с использованием пороговой обработки в цветовом пространстве HSV и нейронной сети U-Net. Цель исследования заключалась в оценке эффективности этих подходов по времени выполнения и точности детекции огня на основе метрик RMSE, IoU, Dice и MAPE. Эксперименты были проведены на четырех различных изображениях пожара с вручную подготовленными истинными масками пожаров. Результаты показали, что метод HSV обеспечивает высокую скорость обработки (0.0010–0.0020 с), но склонен к детекции не только огня, но и дыма, что снижает его точность (IoU 0.0863–0.3357, Dice 0.1588–0.5026). Нейронная сеть U-Net демонстрирует более высокую точность сегментации огня (IoU – до 0.6015, Dice – до 0.7512) за счет избирательного выделения пламени, однако требует значительно большего времени (1.2477–1.3733 с) и может недооценивать общую площадь пожара (MAPE – до 78.5840%). Визуальная оценка подтвердила различия в поведении методов: HSV захватывает дым как часть целевой области, тогда как U-Net фокусируется исключительно на огне. Выбор между методами зависит от приоритетов задачи: скорости или точности. Предложены направления дальнейших исследований, включая оптимизацию U-Net и разработку гибридных подходов.

Обратная задача идентификации термофизических параметров модели Грина – Нагди III типа для упругого стержня на основе физически информированной нейронной сети

2025-11-11T15:55:54+03:00

Исследована обратная задача идентификации безразмерного коэффициента теплопроводности для уравнения Грина – Нагди III типа, которое описывает распространение тепловых возмущений с конечной скоростью и учитывает инерционные эффекты теплового потока. Для обратной задачи нарушается требование устойчивости (критерий Адамара), в результате чего даже минимальные искажения данных ведут к значительным ошибкам идентификации параметра.
В качестве метода решения задачи идентификации использован подход на основе физически информированных нейронных сетей (ФИНС), сочетающий возможности глубокого обучения с априорными знаниями о структуре дифференциального уравнения. Параметр включен в число обучаемых переменных, а функция потерь сформирована на основе дифференциального уравнения, граничных условий, начальных условий и зашумленных экспериментальных данных с точечного датчика. Представлены результаты вычислительных экспериментов, демонстрирующие высокую точность восстановления параметра (погрешность менее 0.03%) и устойчивость метода к наличию аддитивного гауссовского шума в данных. Метод ФИНС показал себя как эффективный инструмент решения некорректных обратных задач математической физики.

Эмпирические аналоги статистических критериев с гарантированным выводом

2025-11-11T16:04:13+03:00

Для построения гарантийных процедур различения двух односторонних гипотез применены методы ядерного оценивания априорной плотности в задаче деконволюции. Рассмотрена ситуация, когда наблюдаемая случайная величина представляет собой сумму неизвестного параметра и центрированной нормальной ошибки с известной дисперсией. Построены состоятельные эмпирические оценки для функции d-апостериорного риска. Установлена сходимость соответствующей критической константы к оптимальному значению. Точность процедур проиллюстрирована численно на трех вариантах априорного распределения.

Цифровой двойник парковочного пространства

2025-11-11T16:06:55+03:00

Рост уровня урбанизации и автомобилизации приводит к дефициту парковочных мест, что вызывает заторы, повышение выбросов и снижение качества жизни. Традиционные методы организации парковочного пространства не обеспечивают эффективного решения этой проблемы, что требует применения инструментов анализа данных и прогнозирования.

В работе рассмотрено использование цифрового двойника парковочной системы города Казани. Проведены фильтрация и интеграция данных, выполнены кластеризация точек интереса и корреляционный анализ факторов, влияющих на заполняемость парковок. Для прогнозирования уровня загруженности обучены и сравнены модели линейной регрессии, дерева решений, случайного леса, XGBoost, MLP и LSTM. Наилучшие результаты продемонстрировала модель случайного леса. Разработанный прототип цифрового двойника обеспечивает мониторинг и сценарное моделирование, что делает его эффективным инструментом для оптимизации парковочного пространства и принятия управленческих решений.

Онлайн-инструмент Tula для балансировки видеоигр

2025-11-11T16:09:09+03:00

Разработан инструмент Tula для балансировки видеоигр. Его необходимость обоснована растущими требованиями к качеству и экономической эффективности в индустрии видеоигр, особенно в аспектах управления внутри-игровой экономикой и логикой игрового мира. Проанализированы существующие инструменты и подходы к балансировке игр, выявлены их ограничения, на основе которых построен функционал нового инструмента, интегрирующего функции современных решений и предоставляющего расширенные возможности для анализа и тестирования игровых параметров, включая генерацию прототипов через описание классов и симуляцию в реальном времени. Описаны технологическая база и архитектура инструмента. Рассмотрены ключевые аспекты реализации: отзывчивость интерфейса, непрерывное обновление данных и безопасность. Проведенный сравнительный анализ с известным инструментом Machinations показал преимущества в корректности обработки данных, удобстве интерфейса и гибкости модификации прототипов.

Алгоритмический фреймворк для извлечения информационного ядра веб-страницы

2025-11-11T16:12:11+03:00

Представлен новый точный алгоритм MCE извлечения основного содержимого с новостных веб-сайтов. Предложенный алгоритм использует анализ структуры объектной модели документа (DOM) и метрики плотности контента
для идентификации и извлечения информационного ядра веб-страницы. Реализованный подход объединяет три ключевые особенности: максимальное количество прямых дочерних элементов с текстом, максимальное текстовое содержимое без дочерних элементов, содержащих текст, и ближайшее расположение
к средней глубине узла. Алгоритм продемонстрировал лучшую производительность по сравнению с существующими решениями, такими как Boilerpipe и Readability, достигая 99,96% точности, 99,69% полноты и 99,80% F1-меры на использованном комплексном наборе данных из 500 разнообразных веб-страниц. Языково-независимый дизайн делает алгоритм особенно эффективным для извлечения мультиязычного контента, включая языки со сложной структурой, такие, например, как арабский.

Моделирование сценариев работы радиолокационной системы для классификации беспилотных летательных аппаратов и птиц на основе микродоплеровских сигнатур в среде Engee

2025-11-11T16:15:16+03:00

Рассмотрен метод классификации беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) и птиц по радарным измерениям при различных сценариях их движения. Актуальность решения этой задачи подтверждается сложностью обнаружения БПЛА ввиду небольших их габаритных размеров, высокой маневренности, а также схожей геометрией с птицами. Для решения задачи применен метод классификации, основанный на анализе микродоплеровских сигнатур (МДС), которые отражают динамику движения объектов. Моделирование сценариев выполнено в среде Engee, где разработаны модели радиолокационной системы (РЛС), БПЛА и птиц.

Разработка адаптивной системы генерации игровых квестов и диалогов на основе больших языковых моделей

2025-11-11T16:17:50+03:00

Рассмотрена проблема создания динамических нарративных систем для видеоигр с интерактивностью в реальном времени. Представлены разработка и тестирование компонента интеграции GPT для генерации диалогов, выявившие критическое ограничение облачных решений – задержку в 30 с., неприемлемую для игрового процесса. Предложена гибридная архитектура адаптивной системы, сочетающая LLM с механизмами обучения с подкреплением. Особое внимание уделяется решению проблем консистентности игрового мира и управлению долгосрочным контекстом взаимодействий с NPC через RAG-подход. Обоснован переход к парадигме Edge AI с применением методов квантования для достижения целевой задержки 200–500 мс. Разработаны метрики оценки персонализации и динамической адаптации контента.

VII Всероссийская конференция с международным участием «Цифровые технологии будущего — современные решения в науках о Земле. ITES-2025»

2025-11-11T15:45:57+03:00

Представлена краткая информация о VII Всероссийской конференции с международным участием «Цифровые технологии будущего – современные решения в науках о Земле. ITES-2025» которая прошла 22–26 сентября 2025 г. во Владивостоке.

Вариации спектрального состава микросейсм как прогнозный параметр землетрясений в байкальской рифтовой системе

2025-11-11T15:08:52+03:00

Исследован спектральный состав микросейсмического шума за несколько часов до умеренных и сильных сейсмических событий. Рассмотрены 40 землетрясений с энергетическим классом К = 9.5–14.5 на эпицентральных расстояниях от 10 до 120 км. Установлено статистически значимое повышение спектральной плотности мощности (СПМ) в диапазоне 0.8–2.4 Гц. Методами машинного обучения построена модель бинарной классификации, позволяющая по значениям СПМ микросейсм в указанном диапазоне частот определить процессы подготовки землетрясений за несколько часов до толчка.

Технологии семантического веба для поддержки фундаментальных исследований в геологии

2025-11-11T15:14:10+03:00

Представлена инновационная методология применения технологий семантического веба для поддержки фундаментальных геологических исследований. Рассмотрена проблема семантической интеграции разнородных геологических данных, характеризующихся масштабом разного уровня и междисциплинарностью. Разработана пятиэтапная методология, включающая анализ предметной области, онтологическое концептуальное моделирование, трансформацию данных в граф знаний, развертывание инфраструктуры распределенного доступа к данным на основе концептуальной модели, а также интеграцию с процедурами обработки и анализа. Практическая апробация проведена на трех кейсах: анализе геохимических данных для оценки уровня загрязнения территории, создании информационной системы о разломах и исследовании динамики береговой зоны водохранилищ. Предложенный онтологический подход обеспечивает соответствие FAIR-принципам и преодоление «семантического барьера» в геологических исследованиях. Показано, что технологии семантического веба позволяют перейти от фрагментированных информационных массивов к целостному семантическому пространству геологических знаний, что открывает новые возможности для генерации комплексных научных гипотез и кросс-дисциплинарных исследований.

Цифровой помощник геолога-исследователя

2025-11-11T15:33:48+03:00

Представлены концепция и архитектура мультиагентной системы, предназначенной для функционирования в роли цифрового ассистента геолога-исследователя. Система нацелена на автоматизацию ключевых этапов научного исследования: от формулировки темы и анализа литературы до выдвижения гипотез и оформления результатов. Описана интеграция системы с платформой GeologyScience.ru, обеспечивающей доступ к разнородным геологическим данным и инструментам анализа, а также подходы к адаптации больших языковых моделей (LLM) для решения специализированных научных задач.

Цифровые технологии будущего для научных исследований в геологии

2025-11-11T15:39:47+03:00

Рассмотрены технологии, способные радикально изменить развитие сразу многих областей: искусственный интеллект, квантовые технологии, большие данные, технологии беспроводной связи, системы распределенного реестра и др. Представлен ряд перспективных технологий ближайшего будущего, которые в настоящее время имеют перспективы применяться в науках о Земле. Дан обзор применения этих технологий для решения различных геологических задач, в том числе и результатов, полученных авторами.

Сравнительный анализ текстов геологических публикаций с использованием больших языковых моделей

2025-11-11T15:48:51+03:00

Стремительный рост объема публикаций во всех областях геологических наук делает критически важным внедрение методов автоматизированной обработки научных текстов. Одним из наиболее перспективных инструментов для решения этой задачи выступают большие языковые модели на основе нейронных сетей. Огромный прорыв в области искусственного интеллекта за последние годы превратил такие модели в незаменимых помощников для исследователей.
Наши работы по семантическому поиску публикаций с использованием дополнительно тренированных языковых моделей и нахождения меры близости геологических текстов показали хорошие результаты. Но используемые модели оказались неспособны выполнить глубокий анализ текстов. Сравнительный анализ современных архитектур позволил нам выделить модель DeepSeek R1, относящуюся к классу систем с расширенными возможностями логического вывода. Данный тип моделей демонстрирует принципиально новый уровень качества генерации. На базе выбранной модели разработан веб-сервис, предоставляющий уникальный функционал, осуществляющий сравнительный анализ до 5 научных статей стандартного объема; поддержку мульти язычных источников (ввод текстов на английском, китайском, русском и др. языках); формирование структурированных отчетов на русском языке с выделением ключевых тезисов, противоречий и паттернов. Проведено тестирование предложенного подхода для сравнительного анализа геологических публикаций. Тестирование показало результаты, вызывающие доверие.

Цифровые технологии в геологии: состояние и перспективы

2025-11-12T10:50:38+03:00

Рассмотрен опыт развития цифровых технологий в геологии и добывающих отраслях, включая государственные и частные структуры, промышленные, научные и образовательные учреждения. Приведены результаты использования цифровых технологий для широкого спектра исследований в области геологоразведки и добычи, рассмотрены преимущества и недостатки. Предложены подходы, способные обеспечить качественный прирост знаний и информации в области геологии.