МГТУ им. Н.Э. Баумана (статьи)

Рассмотрены существующие подходы восстановления данных при логических повреждениях систем разделов накопителей. Предложен новый алгоритм восстановления данных, который работает корректно при наличии в адресном пространстве накопителя логических элементов, похожих на логические элементы системы разделов, корректных по формату, но не относящихся к системе разделов накопителя.

Рассмотрена задача определения оценки вероятности ошибки тестирования систем информационной безопасности. Получены формулы для математического ожидания и дисперсии оценки вероятности ошибки, а также построен доверительный интервал для вероятности ошибки.

Приведены новые требования Федеральной службы по техническому и экспортному контролю (ФСТЭК России) к сертификации средств антивирусной защиты в соответствии с методологией стандарта «Общие критерии», обзор особенностей проведения сертификационных испытаний для основных классов средств антивирусной защиты. Рассмотрены практические рекомендации по реализации соответствующих поддерживающих процедур.

Проанализированы основные подходы к оценке информационных рисков и отмечены ограничения их практического применения. Предложен метод повышения адекватности оценок с использованием коэффициента конкордации.

Проанализирован ряд практических и теоретических проблем, возникающих при использовании стеганографии в кодах, исправляющих ошибки (Error Correction Code, ECC). Дан краткий анализ хорошо известных стеганографических приемов и методов. Изложены новые идеи применения стеганографических методов в кодах, исправляющих ошибки. Обоснована возможность и перспективность реализации стеганографических алгоритмов в кодах, исправляющих ошибки в цифровых многоцелевых дисках (Digital Versatile Disc, DVD), дисках Blu-Ray (BD) и голографических многоцелевых дисках (Holographic Versatile Disc, HVD).

Рассмотрены формы фрода, которые являются основными для действующих технологий сетей связи с точки зрения наибольших потерь дохода провайдера. Показана актуальность угроз фрода на сети SIP Российской Федерации. Проведен анализ угроз фрода на сети SIP, установленной на сети связи общего пользования Российской Федерации, предусмотренных механизмов защиты от них, а также некоторые формы фрода и угрозы фрода, которые являются основными для действующей в нашей стране технологии сети VoIP по протоколу SIP.

Проанализированы основные подходы к оценке эффективности облачных вычислений. Предложено усовершенствование неравенства для расчета выгодности использования облачных вычислений. Показаны основные достоинства и основные риски использования облачных вычислений.

Приведены типы исследуемых летательных аппаратов и их навигационные системы. Рассмотрены алгоритмические методы компенсации погрешностей навигационных систем и комплексов. Исследованы способы использования алгоритмов автономной коррекции инерциальных навигационных систем, алгоритмов оценивания, управления, комплексирования и прогнозирования.

Рассмотрены вопросы обеспечения виброустойчивости бесплатформенного инерциального блока на базе волоконно-оптических гироскопов. Приведены результаты расчета собственных частот нескольких вариантов конструкции прибора, а также результаты вибрационных испытаний, подтверждающие эффективность выработанных при моделировании конструктивных решений.

Рассмотрены вопросы подготовки высококвалифицированных специалистов с точки зрения построения системы управления непрерывным образовательным процессом. Показано, что успешная деятельность в этом направлении должна базироваться на интеграции образования, науки, культуры, производства и творчества. Представлен алгоритм организации научно-исследовательской работы учащихся. Сделан вывод о необходимости тесного сотрудничества с промышленностью и наукой, предложены возможности решения вопросов, связанных с повышением эффективности подготовки высококвалифицированных специалистов.

Обоснована актуальность адаптивности наблюдательных каналов человекомашинных систем к яркостной структурированности их визуальной среды. Исследованы ситуация и психофизиологические механизмы интегральной и зональной дезадаптации зрительного анализатора. Разработаны принципы построения, создан демонстрационный макет и проведена его апробация на моделирующем стенде, оценены базовые характеристики локально адаптивных светофильтров различного назначения.

Рассмотрен принцип построения двухконтурной системы обратной связи измерительного канала прецизионного гироскопического измерителя вектора угловой скорости (ГИВУС) на базе поплавковых гироскопов. Изложен алгоритм работы измерительного канала (ИУ). Приведены аналитические выражения математической модели ИК с двухконтурной системой обратной связи. Описан механизм появления динамической ошибки измерительной системы, возникающей при взаимодействии контуров.

Рассмотрен методологический подход к недетерминированному проектированию интеллектуальных мультимодальных интерфейсов на основе процессных и логических моделей. Процессные модели используются для описания процессов проектирования, а логические — для описания свойств, которому эти процессы должны удовлетворять. Недетерминированность проектирования заключается в выборе из совокупности альтернативных проектов того, который в наибольшей степени соответствует требуемым свойствам. Приведены различные подходы к осуществлению этого выбора.

Рассмотрен вопрос выбора зазоров в скоростной газодинамической опорной системе для динамически настраиваемого гироскопа (ДНГ). Проведен расчет несущей способности полусферической газодинамической опоры (ГДО) для ДНГ в зависимости от значения зазора. Приведены результаты экспериментального определения несущей способности ГДО с использованием вибростенда и центрифуги, а также рекомендации по выбору значений зазора в ГДО, обеспечивающих наилучшие запасы по несущей способности опоры.

Приведен анализ возможностей реализации синхронной технологии обработки конструкторско-технологической информации методами визуального моделирования. Предложена гексагональная понятийная модель представления информации о сложных производственных системах и язык VI-XML для реализации синхронной модельной среды.

Рассмотрены показатели достоверности информационных элементов как результатов процесса профилирования данных. Описаны методы оценки показателей достоверности и их недостатки. Предложены оператор Tr, упорядочивающий элементы внутри отдельно взятого класса профилирования, а также формула для расчета значения оператора.

Информационный поиск на основе взвешенного зонного ранжирования подразумевает присвоение каждой зоне или полю в метаданных документов весового коэффициента с использованием методов машинного обучения. Рассмотрен метод определения весов, в котором для вычисления взвешенной зонной релевантности вместо средневзвешенного оператора применен нечеткий интеграл Шоке. Это позволяет учесть при расчетах релевантности возможные взаимозависимости между зонными показателями, что в конечном итоге повысит точность ранжирования.

Представлен метод автоматизированной минимизации ошибок идентификации лексем в текстах, написанных на естественном языке. Метод основан на совместном использовании словарной морфологии и аналитического метода. Применение метода позволит улучшить качество автороведческой экспертизы, что повысит вероятность идентификации автора по написанным им текстам.

Рассмотрена проблема описания природной среды в процессах ликвидации аварийных разливов нефти. Для решения этой проблемы использован объектно-ориентированный подход к описанию предметной области в целях дальнейшего исследования методами имитационного моделирования. Для формирования понятия «объект» предложено провести пространственную декомпозицию путем задания сетки в плоскости xy и разбиения по оси z, в результате чего создаются понятия «ячейка», «слой», «секция». Ячейка характеризуется совокупностью входящих в нее компонентов, структурно организованных в виде дерева, компоненты — параметрами, над которыми заданы операции преобразования (разложение, синтез, трансформация, внутреннее преобразование), а также операции перемещения компонентов. Для описания процессов преобразования использована алгоритмическая модель.

В качестве одного из инновационных методов принятия и моделирования решений предложено использовать метод анаморфирования, относящийся к когнитивной компьютерной графике. Метод позволяет визуализировать сложные распределения различных показателей, которые необходимо учитывать лицу, принимающему решения (ЛПР), на электронной карте местности, уменьшая размерность пространства решения пропорционально количеству анализируемых показателей. С учетом недостатков существующих методов разработаны два модифицированных варианта, один из которых работает на подготовительном этапе принятия решения, а второй — в реальном режиме времени. Показано, что метод анаморфирования — перспективный метод, позволяющий принимать решение и проводить его визуальное моделирование с учетом как отдельных, так и комплексных актуальных показателей в различных режимах работы ЛПР всех уровней.

Рассмотрены современные методы обработки и анализа информации, на основании анализа которых предложена методика автоматизации финансово-экономической деятельности в контексте создания Интегрированной информационной системы (ИИС) МГТУ им. Н.Э. Баумана. Реализация ИИС предполагает создание единого информационного пространства для отображения финансово-экономической деятельности университета. В качестве среды разработки ИИС была выбрана технологическая платформа «1С: Предприятие 8», которая поддерживает современную трехуровневую архитектуру клиент-сервер. Созданы доменная модель, обеспечивающая эффективную работу сложной корпоративной среды и отказоустойчивый кластер, обеспечивающий высокий уровень готовности системы.

Рассмотрены вопросы формализованного описания управляющего и управляемого процессов, что создает базовую модель поведенческой деятельности руководителя

Рассмотренная модель поведения лица, принимающего решения (ЛПР), является одним из видов нечеткой ситуационной сети (НСС), которая используется для описания многошаговых задач, связанных с реализацией управляющих решений НСС. С помощью модели целесообразно представлять динамику и последовательность реализации управляющих решений, выделенных при анализе ситуационных сетей более высокого уровня управления: гомеостатического или тактического по конечной цели. Если в системе решается несколько задач одновременно, то решение каждой задачи моделируется описанным выше способом, а на каждом шаге решения задачи в целях выбора управляющих воздействий, обеспечивающих сохранение определенного уровня системного ресурса, осуществляется анализ на основе нечеткой компромиссной игры.

Изложен подход к разработке автоматизированных учебных пособий на основе семантической сети понятий. Сформулированы требования к такому учебному пособию, предложены структурная и формализованная модели пособия на основе семантической сети понятий. Целью разработки модели является облегчение для обучаемых восприятия различных учебных пособий за счет того, что они составлены на основе целостного представления о предметной области.

Предложен подход выбора варианта реорганизации системы обработки информации на основе экспертного анализа с учетом коэффициента ранговой корреляции Спирмена для оценки парного сравнения мнений отдельных экспертов и исключения из состава рабочей группы экспертов с резко отличающимися мнениями.

Рассмотрены постановки задач анализа и синтеза информационной системы промышленного комплекса. Предложены формализованные постановки двух задач: оценка эффективности и оптимизация вариантов построения информационной системы. Приведен перечень показателей качества, характеризующих каждую задачу, а также способы выбора вариантов.

При описании процессов со сложной нелинейной логикой исследователь обычно использует известные методологии описаний в виде диаграмм последовательностей и конечных автоматов. Чтобы описать процессы в системах реального времени, необходимо учесть возможность фиксации и реагирования системы на внешние и внутренние события. При этом переход от теоретического описания процесса в виде диаграмм конечного автомата к его программной реализации зачастую затруднен вследствие неполного соответствия средств проектирования и программирования. Используемый в работе метод событийного конечного автомата основан на подходе, реализуемом функциональными языками и в современных моделях программирования типа .Net Framework.

Приведены основные направления развития интернет-портала МГТУ им. Н.Э. Баумана, а также методики для оценки его качества. Основной акцент сделан на развитие коммуникационной составляющей интернет-портала.

Приведены результаты сравнения процессов обработки запросов в строчной и колоночной СУБД.

Сформулирована задача разработки структуры данных с произвольным доступом и с меньшим временем удаления, чем у обычного массива, а также предложены принципы ее решения.

Предложено рассматривать применение анализа для решения задач трафика в целях получения данных о наиболее частых маршрутах. Разработана модель периодического шаблона.

Проведен анализ подходов к реализации темпоральных систем на основе реляционной базы данных, даны определения «темпоральные данные» и «темпоральная база данных». Представлены подходы к моделированию времени, на основе которых описаны типы временных меток, используемые в темпоральных базах данных. Приведены два способа реализации темпоральных систем, в которых применяются современные реляционные базы данных: реализация темпоральной поддержки на уровне приложения и расширение нетемпоральной реляционной модели до темпоральной модели. Для каждого подхода выявлены соответствующие достоинства и недостатки.

Определены функции и рассмотрены особенности построения автоматической системы паспортного контроля для пунктов пропуска.

Рассмотрены особенности обеспечения безопасности в Российской Федерации и перспективы развития технологий для пограничного контроля.

Предложен подход к разработке информационных систем на основе адаптивных объектов, который предназначен для облегчения разработки программного обеспечения и уменьшения связности между компонентами биомедицинской информационной системы.

Предложена группировка методов и алгоритмов интеграции информации, рассмотрены методы и алгоритмы интеграции информации на уровне решений. Представлен новый алгоритм мультиклассификации FuzzyBoost, реализующий метод нечеткого усиления. Алгоритм FuzzyBoost обеспечивает построение квазилинейной композиции и основан на алгоритме AdaBoost, дополненном вычислением нечеткого интеграла вместо собственного линейного агрегационного правила AdaBoost на каждой итерации бустинга. Экспериментальные результаты показали, что в случае сложной разделяющей классы поверхности алгоритм FuzzyBoost имеет лучшую обобщающую способность, чем алгоритм AdaBoost.

Рассмотрены паспортный контроль, информационные системы поддержки управленческих решений (ИСПУР) федеральных органов исполнительной власти, осуществляющих свои полномочия в пунктах пропуска через государственную границу, экстернальный контроль интернального состояния объектов и на его основе показаны методы управления ИСПУР. Приведены методы создания базы знаний и данных о результатах функционирования ИСПУР, определяющей их функционально-целевое назначение. Изложена концепция создания ИСПУР и системы управления ее качеством. Формализованы процессы синхронизации функционирования ИСПУР и экстернального контроля. Предложен вариант прототипа программного обеспечения управления ИСПУР.

На примерах биометрических систем рассмотрены вопросы формирования системы признаков, необходимых для эффективной работы системы распознавания. Приведена методика исследования групповой и индивидуальной эффективности признаков, а также чувствительности признаков к искажениям, сопровождающим получение входных данных.

Применительно к задачам биометрической идентификации личности по радужке глаза рассмотрен комплекс технических требований к оптико-электронным системам фоторегистрации (сканерам) радужки в ближнем инфракрасном (ИК) диапазоне спектра c высоким пространственным разрешением. Требования сформулированы адекватно анатомическим и физиологическим свойствам зрительной системы человека. Представлен экспериментальный образец сканера, обеспечивающий получение ИК-изображений радужки глаза с пространственным разрешением не менее 50 лин./мм.

Рассмотрены достижения в области автоматических методов идентификации личностей по голосу, которые позволили приблизить рабочие характеристики голосовой модальности к характеристикам других биометрических модальностей, в особенности к лицевой. Приведен метод мультиалгоритмического и мультимодального смешивания на уровне оценок при совместном использовании нескольких биометрических характеристик различной модальности. Приведены экспериментальные данные построения обобщенного решения по нескольким модальностям.

Рассмотрены принципы построения системы некооперативной биометрической идентификации людей. При данном уровне развития технологий построение таких систем возможно только на основе биометрической идентификации человека по изображению лица. Приведены параметры разработанных систем идентификации лица по его изображению и реконструированной 3D-модели лица.

Рассмотрена методика идентификации пассажира по установочным данным с учетом возможных опечаток в тексте. Для сравнения строк текста с опечатками предложено использовать расстояние Дамерау – Левенштейна, вычисленное с помощью алгоритма Вагнера – Фишера с отсечениями Укконена.

Предложен метод распознавания направлений линий на изображении отпечатка пальца. Направления линий находятся по конечным вершинам простой цепи и снабжаются достоверностью. Пути цепей определяются границами линий. Поиск простых параллельных цепей в окрестностях одноименных границ различных линий обеспечивает фильтрацию помех.

Рассмотрены классификация документов, удостоверяющих личность, технологии защиты и перспективы развития технологий, позволяющие оценить возможность их применения для идентификации и верификации личности в системах безопасности.

Изложены подходы к моделированию таких сложных систем, про которые хорошо известно, из каких компонент они состоят, какие функции эти компоненты выполняют, по каким правилам взаимодействуют между собой. Проблема моделирования, причем весьма непростая, заключается в воспроизведении поведения и оценке возможностей такой системы в целом. Рассмотрены вопросы эффективности применения различных парадигм программирования для решения задачи синтеза многокомпонентной системы.

Развита методика оценки погрешности обширного класса алгоритмов параметрической идентификации, допускающих структурную декомпозицию блоков формирования матричной системы и ее решения. Проведена оценка наследственной погрешности блока решения. Точность блока формирования продемонстрирована на конкретном алгоритме производящих функций, примененном к идентификации коэффициентов дифференциального уравнения моментов в колебательной модели продольного короткопериодического движения летательного аппарата. Принята гипотеза о наиболее неблагоприятном распределении знаков ошибок. Проведено аналитическое вычисление первых двух вероятностных моментов матричных ошибок. Обсуждается отделимость задачи фильтрации измерений входных и выходных процессов от задачи параметрической идентификации стационарной линейной динамической системы.

Рассмотрены методы декомпозиции случайных паттернов периодичности кодирующих последовательностей ДНК, в которых наблюдается скрытая профильная периодичность. Наблюдаемое в таких последовательностях явление 3-регулярности, обусловленное триплетным генетическим кодом, позволило значительно повысить эффективность процесса декомпозиции.

Приведены основы линейной теории волн Кельвина в однородном море под ледяным покровом. Найдены и проанализированы явные решения для волн Кельвина, а также соответствующие им дисперсионные уравнения. Задача рассмотрена без использования приближения гидростатики в рамках единой теории волн, распространяющихся под ледяным покровом.

Введено понятие связанной конфигурации для пористых сред с конечными деформациями и некогерентной поверхностью раздела фаз. Показано, что система законов сохранения для пористых сред такого класса может быть симметризована, т. е. представлена в едином универсальном дивергентном виде, при этом она отличается от классической системы законов сохранения для однофазных сред наличием двух дополнительных групп уравнений: уравнений движения фиктивной твердой среды, связанной с основной твердой фазой условиями идеального контакта, и уравнением совместности фиктивной среды.

Рассмотрен вопрос о введении упругих потенциалов при решении класса задач трехмерной теории упругости, в которых не учитывается антиплоское движение, с использованием интегрального преобразования Радона, позволяющего перейти к плоской задаче теории упругости в образах. Получено естественное представление в терминах трех потенциалов, рассмотрено применение этого представления на примере волны Рэлея. Показано, что в случае плоской нагрузки на границе возбуждение волны Рэлея осуществляется за счет градиентной составляющей нагрузки.