Для использования закона Пуазейля при описании медленного движения вязкой несжимаемой жидкости в трещинах горных пород и трещинах гидроразрыва необходимо введение корректирующего коэффициента, зависящего от шероховатости их берегов. С целью уточнения возможного вида такой зависимости в работе на основе программного комплекса CADRUN проведено численное моделирование ламинарных течений в каналах с периодическими стенками. В результате для ряда популярных зависимостей выделена область параметров (частоты шероховатости, ее амплитуды и формы), в которой они неприменимы. Также показано, что ряд параметров шероховатости (например, среднее и среднеквадратичное отклонения поверхности), несмотря на свою популярность, не могут быть основой для построения таких зависимостей в общем случае. Poiseuille’s law, which determines the pressure drop in laminar flow of an incompressible viscous fluid in a planar channel, is derived from the Navier – Stokes equations under the assumptions of constant channel width and straight parallel walls. Due to its simplicity, it is widely used to describe fluid flow in rock fractures and hydraulic fractures, even though these assumptions are not satisfied in such cases. Although the introduction of a correction factor accounting for fracture wall roughness extends the applicability of Poiseuille’s law to a broader class of flows, a comprehensive theory determining the form of this factor and the spectrum of roughness parameters affecting it has not yet been established. In this study, we employ the CADRUN numerical method to perform numerical simulations of laminar flows in channels with rough walls to evaluate the accuracy of both Poiseuille’s law itself and several correction factor formulas available in the literature. The channel wall surfaces were defined using periodic functions, which allowed us to assess assessing and minimizeminimizing computational errors by performing calculations within a single periodic element of the channel. While the use of a relatively narrow class of surfaces does not permit the derivation of a universal correction factor formula, our numerical results have identified a range of roughness parameters (frequency, amplitude, and shape) where the existing formulas become inapplicable. Furthermore, we demonstrate that common roughness parameters such as mean and root-mean-square deviation of the surface profile, despite their widespread use, cannot serve as a basis for constructing general correction formulas for arbitrary channel geometries.
In this study, we focus on the nonlinear weakly singular system of Volterra – Chandrasekhar integro-differential equations. These equations pose challenges due to their weak singularities and nonlinear nature. Under appropriate conditions, we prove the existence and uniqueness of both analytical and numerical solutions using the Ba- nach Fixed Point Theorem. For numerical solutions, we combine the Nystr¨om method with the product integration method. This approach demonstrates the convergence of the numerical solution, offering an effective method to solve such complex systems. В данном исследовании мы сосредоточимся на нелинейной слабосингулярной системе интегро-дифференциальных уравнений Вольтерра – Чандрасекара. Эти уравнения представляют собой сложную задачу из-за их слабых сингулярностей и нелинейной природы. При соответствующих условиях мы доказываем существование и единственность как аналитических, так и численных решений, используя теорему Банаха о неподвижной точке. Для численных решений мы комбинируем метод Нистрома с методом интегрирования произведения. Такой подход демонстрирует сходимость численного решения, предлагая эффективный метод решения таких сложных систем.
Представлены результаты исследования производительности новых процессоров на архитектуре RISC-V c набором векторных инструкций T-Head TH1520 и SpacemiT K1 в одноплатных компьютерах Lichee Pi 4A и Banana Pi BPI-F3. Для тестирования использована функция sgemm из библиотеки OpenBLAS, которая лежит в основе многих современных вычислительных алгоритмов: нейросетей, графических вычислений, цифровой обработки сигналов и численных методов. Показано, что эффективность функции sgemm на RISC-V достигает лишь 40 % от теоретического максимума, тогда как в x86-64 этот показатель превышает 80 %. Кроме того, обнаружено двукратное отставание sgemm в производительности на плате Lichee Pi 4A в некоторых тестах по сравнению с предложенной в работе альтернативной оптимизированной реализацией minigemm. Purpose. The purpose of the work is to evaluate the effectiveness of the OpenBLAS library when performing dense matrix multiplication (GEMM) on processors of RISC-V architecture with support of vector extension. Methodology. The research was conducted through numerical experiments on two RISC-V single- board computers with RISC-V processors (Lichee Pi 4A with a T-Head TH1520 CPU and Banana Pi BPI-F3 with a SpacemiT K1 CPU) and a laptop with x86-64 processor (AMD Ryzen 7 5800H). The performance of the sgemm OpenBLAS function was compared with a custom optimized implementa- tion of the matrix multiplication function called minigemm, which was specifically designed for the RVV vector extension in RISC-V to work with matrices with a non-unit step in both dimensions. Findings. The results revealed a significant performance gap. While the x86-64 implementation achieved more than 80–90 % of its theoretical peak performance, the efficiency of sgemm from OpenBLAS on RISC-V boards was only 30–40 %. Moreover, the custom implementation of minigemm outperformed OpenBLAS by almost two times for matrices of certain sizes. It was assumed that the main bottleneck was the memory subsystem, whose bandwidth on RISC-V processoин и др.rs was lower than in a system with an x86-64 processor, which seriously limited the achievable performance, despite the computing potential of the processor cores. Originality/value. This work is a critical analysis of the performance of a fundamental computing operation on available RISC-V hardware. She emphasizes that the current OpenBLAS parameters are not optimal for these specific RISC-V processors, and demonstrates that the memory subsystem, rather than vector computing units, is currently the main limiting factor.
Due to increasing complexity and frequency of credit card fraud, there is a critical need for highly accurate and efficient detection systems. This study proposes an enhanced fraud detection framework that combines ensemble learning with feature importance techniques to improve performance. It uses six powerful boosting algorithms — AdaBoost, XGBoost, GBM, LightGBM, CatBoost, and LogitBoost — as base models, which are then merged using a stacked ensemble method to boost prediction accuracy. To ensure model efficiency and interpretability, feature selection techniques such as recursive feature elimination, tree-based importance, mutual information classification, and ANOVA F-test are applied, with the ANOVA method prioritized in the final model. When evaluated on a benchmark dataset, the proposed system achieved exceptional results: accuracy, precision, recall, and F-measure of 99.97 %. This demonstrates the effectiveness of stacked ensembles in combining the strengths of individual models while minimizing errors. The feature selection process also improves computational efficiency by focusing on the most relevant features.
Предложена математическая модель формирования теплового режима в промерзающем/протаивающем грунте, учитывающая изменяющиеся фильтрационные свойства и возможность обмена массой между фазами во всем слое грунта. Разработан численный алгоритм решения одномерной задачи фильтрации воды и воздуха в грунте с учетом фазового перехода лед – вода. Проведена верификация математической модели на экспериментальных данных из литературных источников. Численными экспериментами показано формирование слоя грунта с меньшей проницаемостью, влияющего на впитывающую способность грунта. Разработанная математическая модель может быть использована при разработке методик расчетов и прогнозов гидрографов весеннего половодья. Objective. The objective of this study is to examine the mathematical model of ground freezing and thawing, incorporating phase transitions and capillary forces. This will involve developing an algorithm for numerical solution of a one-dimensional problem, conducting numerical experiments for ascertain changes in soil porosity and absorption capacity, and determining the area of active phase transition. Methods. In order to approximate the nonlinear equations numerically, a difference scheme of first-order accuracy in both spatial coordinates and time was employed, with a directed difference applied to the convective component and the Runge – Kutta method used for the second-order accuracy. The mesh convergence was verified by means of a series of computational experiments on sequences of chopped meshes. Results. The mathematical model of thermal regime formation in freezing/thawing soil is propo- sed, which takes into account changing filtration properties and the possibility of mass exchange between phases in the entire soil layer. A numerical algorithm for solving the one-dimensional problem of water and air filtration in the ground, taking into account the ice-water phase transition, has been developed. The results of numerical experiments demonstrate the formation of a layer with significantly lower porosity and, consequently, permeability. The mathematical model allows estimating of the volume of surface and ground runoff during spring snowmelt and taking into account the changing permeability of the upper soil layers. Conclusions. The results of numerical experiments demonstrate the formation of a soil layer with reduced permeability, which impacts the soil’s absorption capacity. The developed mathematical model can be employed in the development of methodologies for calculating and forecasting the hydrograph of spring floods.
В работе приводятся квазигидродинамические уравнения, записанные в цилиндрической системе координат при условии независимости решения от угловой координаты, а также алгоритм построения соответствующей конечно-разностной схемы. В рамках данного подхода численно исследована задача динамики жидкости, заключенной между двумя соосными цилиндрами, из которых внутренний вращается с постоянной угловой скоростью, а внешний покоится. Для некоторой выбранной (закритичной) вязкости построено неустойчивое подпространство в окрестности течения Куэтта. Это позволило показать, что общая картина глобальной динамики образующихся вихрей Тейлора полностью определяется имеющимися в системе неустойчивыми модами. Полученные результаты являются основой для решения задач глобальной стабилизации неустойчивого течения Куэтта, а также аппроксимации глобального аттрактора соответствующей полудинамической системы. The paper presents quasi-hydrodynamic equations in a cylindrical coordinate system provided that the solution is independent of the angular coordinate as well as an algorithm for constructing the corresponding finite-difference scheme. Within framework of this approach, the problem of fluid motions enclosed between two coaxial cylinders is numerically investigated, the inner cylinder rotates at a constant angular velocity while the outer one is at rest. In particular, an unstable subspace in the vicinity of the Couette flow is constructed for a certain selected (beyond critical) viscosity. This allowed showing that the phase portrait of the global dynamics of the appeared Taylor vortices is completely determined by the unstable modes available in the system. The results obtained are the basis for solving the problem of global stabilization of the unstable Couette flow as well as approximation of the global attractor of the corresponding semidynamic system.
Ранее авторами предложены две гибридные схемы для численного решения задач с экспоненциальными слоями, имеющие на явно задаваемых сетках, генерируемых специальным координатным преобразованием, второй порядок точности и сходящиеся равномерно относительно малого параметра к точным решениям краевых задач для обыкновенных дифференциальных уравнений второго порядка с малым параметром диффузии. В данной работе показано, что эти схемы применимы также для решения задач с иными типами слоев (степенных первого и второго рода и гибридных, представляющих собой сочетания простых) и проявляют при их моделировании ровно те же качества. Проведен анализ погрешности схем внутри и вне слоев при умеренных и стремящихся к нулю значениях малого параметра. Теоретические результаты подтверждены численными экспериментами на тестовых задачах со слоями различных типов, приведены апостериорные оценки ошибок решения и реальных порядков точности, подтверждающие равномерный характер сходимости со вторым порядком. The paper addresses the development of numerical algorithms based on layer-resolving grids and special hybrid difference schemes for solving one-dimensional stationary problems with a small diffusion coefficient that have boundary and interior layers. It describes coordinate transformations and corresponding layer-resolving grids, and analyses the convergence of numerical solutions by using the hybrid schemes on the layer-resolving grids. Theoretical results are confirmed by numerical experiments. The layers are classified by the qualitative behaviour of the corresponding singular functions, in particular by their derivatives. At present, basic types of layers (exponential, power-of-type-1 and type-2, and logarithmic) and their combinations (hybrid types of layers) are known for solving problems with small parameters. Of course, solutions of real problems, in particular to the Navier – Stokes equations, may have new types of layers that have not yet been discovered. The relevance and novelty of the paper are concluded on two powerful factors for increasing effici- encies of algorithms, namely, adaptive grids with special rules for grid clustering in the zones of layers which provide uniform convergence of numerical solutions and hybrid difference schemes. Synthe- sis of the hybrid schemes and special meshes constructed using a priori information about the behaviour of solutions in layers and eliminating layers in transformed coordinates allows achieving uniform convergence to the second order and to increase the real accuracy of approximate solutions practically without complicating the algorithms typical of homogeneous schemes of the up-wind type. The developed technologies of generation of special meshes and construction of difference schemes can be applied for numerical solution of problems with boundary and internal layers of various types, including modelling of viscous fluid and gas flows.
В работе рассматриваются интервальные системы линейных алгебраических уравнений и их различные решения, возникающие при аккуратном учете типов неопределенности, которые имеют интервальные параметры системы. Вводится понятие многоэтапных интервальных систем уравнений, дается аналитическое бескванторное описание их множеств решений. Следствием этого результата является также аналитическое описание для кванторных решений интервальных линейных систем уравнений с произвольным порядком логических кванторов в выделяющем предикате. Рассмотрены обобщения на случай интервальных уравнений в частично упорядоченных линейных пространствах. The paper addresses interval systems of equations in which interval parameters can carry different types of uncertainty (corresponding to different logical quantifiers) and which act in arbitrary order. The so-called quantifier solution sets arise as solutions for such interval systems of equations, corresponding to multi-stage games or multi-stage decision-making processes under interval uncertainty. A convenient equivalent language based on the concept of interval-quantifier equation systems is proposed for describing interval systems of equations with different types of interval uncertainty. In particular, multi-stage interval systems of equations are considered. The main result of the paper is analytical quantifier-free characterizations and descriptions of the quantifier solution sets for interval systems of linear algebraic equations, including multi-stage ones. On their basis, it is possible to further construct computational methods for recognizing and estimating the quantifier solution sets. These descriptions generalize the previously proposed characterizations for sets of AE-solutions of interval linear systems that correspond to one-step decision-making procedures under interval uncertainty. In addition to describing the quantifier solution sets in the form of interval relations using interval arithmetic, more familiar descriptions are also derived in the form of vector inequalities with modules in arithmetic vector spaces. They are similar to the well-known Oettli – Prager inequality for the united solution set of interval linear systems of equations. The benefit of such descriptions is that they can be used to involve traditional non-interval (point) numerical methods of analysis and optimization in solving interval problems. Generalizations of the main results of the work to interval equations in partially ordered linear spaces are considered.
Рассмотрен один из вариантов задачи классификации данных со слабой разметкой, называемой обучением на множествах примеров, групповым (многоэкземплярным) обучением или обучением на мультимножествах. В данной задаче метки определены для множеств объектов — пакетов. Каждый объект из пакета имеет свое признаковое описание. Пакет отмечается как положительный, если в нем содержится хотя бы один положительный объект (какой именно — неизвестно), иначе пакет помечается как отрицательный. Требуется предсказать наличие или отсутствие положительных объектов для новых пакетов, представленных как набор объектов. Разработан алгоритм решения, основанный на выборе информативных признаков и фильтрации обучающей выборки. Приведены результаты экспериментального исследования алгоритма на примере решения задачи идентификации белков.
Рассмотрена конвейерная модель процесса выполнения неоднородного по трудоемкости потока команд однородным процессором. Получена в аналитическом виде функциональная зависимость оптимальной длины конвейера от времени выполнения отдельных команд приложения, размера приложения, накладных расходов на запись и чтение промежуточных результатов на каждом этапе конвейера и неоднородных вероятностей перезагрузки конвейера при промахах предсказания ветвлений на различных участках программного кода. Проведен анализ времени выполнения приложений оптимальным по длине процессорным конвейером. Найдены условия, при которых конвейеризация обеспечивает ускорение вычислений. The aim of the work is to optimize the number of phases of the processor pipeline according to the criterion of minimum application execution time and analyze the conditions for the feasibility of pipelining. The study of the pipeline computing process is based on a model of the central processor considered as a homogeneous pipeline processing a heterogeneous flow of commands with heterogeneous probabilities of rebooting the pipeline. Rebooting occurs when branch prediction failures in various sections of the software algorithm. The dependence of the execution time of an application of a given size on the known complexity of individual commands and the overhead of saving and extracting intermediate results from processor control structures at individual pipeline phases is found. Based on the obtained dependence, the ratio for the optimal length of the processor pipeline is calculated analytically, which is found to be consistent with known special cases. Conditions for accelerating calculations in the form of inequalities are formulated for the parameters of the processor pipeline and the characteristics of applications. The obtained ratio for the optimal length of the processor pipeline with dynamic command execution allows assuming that the reboot probability is nonzero only in the sections of the application algorithm which contains conditional operators and commands that follow them within the sliding window (buffer) of processor commands. It allows more accurate accounting for the reasons of the processor pipeline reboots and optimizing the execution time of applications.
The Cauchy problem for the heat conduction equation with double nonlinearity, variable density, and nonlinear source is considered. Such equations degenerate into first-order equations; therefore, the Cauchy problem usually does not have a classical solution. It is necessary to consider a generalized (weak) solution that satisfies the equation in the sense of distributions. Using the methods of reference equations and nonlinear splitting, a self-similar solution of the equation is constructed. A theorem on the global solvability of the problem for small initial data is proved. To prove the theorem, an upper solution is constructed for certain parameter values. The asymptotic behaviour of the weak solution with compact support is obtained. Conditions on the parameters of the medium are derived under which the self-similar solution serves as the asymptotic representation. Рассматривается задача Коши для уравнения теплопроводности с двойной нелинейностью, с переменной плотностью и при наличии нелинейного источника. Такие уравнения вырождаются в уравнения первого порядка. Задача Коши обычно не имеет классического решения, поэтому приходится рассматривать обобщенное (слабое) решение, удовлетворяющее уравнению в смысле распределений. С использованием методов эталонных уравнений и нелинейного расщепления построено автомодельное решение уравнения. Доказана теорема о глобальной разрешимости задачи при малых начальных данных. Для доказательства построено верхнее решение при определенных значениях параметров. Получена асимптотика слабого решения с компактным носителем. Получено условие (относительно параметров среды), при котором автомодельное решение является асимптотикой.
Целью работы является создание и апробация прототипа информационной системы, реализующей принципы сервис-ориентированной архитектуры при создании цифровой экосистемы организации. Рассматривается типовая задача интеграции различных хранилищ и методов обработки данных в единую структуру с применением сервис-ориентированного подхода. Решается проблема интеграции отдельных программных комплексов в единую цифровую экосистему предприятия, возникающая из-за возрастающих требований к цифровизации масштабируемых сложных производств, цифровые экосистемы которых изначально состоят из разрозненных и трудно интегрируемых компонентов. В качестве решения предлагается сервисориентированная архитектура программного приложения. Описывается интеграция сервисов различного вида и полученная структурная схема взаимодействия. The purpose of this article is to formulate the problem of integrating repositories and data processing methods into a single information system, as well as to describe the principles of applying a service-oriented architecture for solving this problem, creating and testing a prototype of a system implementing these principles. The problem of integrating existing and new information solutions into a single structure — the digital ecosystem of the organization is being solved. The serviceoriented architecture of the software application is used. The integration of various types of services and the resulting block diagram of interaction are described. Python programming language is used, REST API is used for configuration and organization of information exchange. The main program in this configuration controls interaction with all third-party services, as well as processes information and coordinates its exchange between all elements of the system in order to obtain a complete and reliable result during the operation of the program. The resulting block diagram of the joint approach to the service architecture is replicable — it is applicable to solving a class of problems similar to those described in the introduction to this paper. Despite the fact that the proposed solution resorts to the use of many independent third-party files, it can still be useful in situations where it is impossible to avoid information exchange between numerous and disparate data stores.
Изложена методика высокоточного расчета характеристик облучения широтных зон земной поверхности в тропических годах и их частях с 9999 г. до н. э. по 9998 г. н. э. на основании эфемерид DE441. Характеристики облучения: энергия, удельная энергия, интенсивность. Интенсивность солнечного излучения считается постоянной. Атмосфера, рельеф, приливные деформации не учитываются. Учитываются эллипсоидальная форма Земли, долгосрочные изменения и краткосрочные возмущения, вносимые телами Солнечной системы в орбитальное движение и вращение Земли. Рассчитаны характеристики облучения, а также датировки и длительности тропических лет и их частей. Context. The irradiation characteristics for the Earth’s surface and its latitudinal zones in tropical years and their parts can be precisely calculated based on NASA ephemerides, by accepting the Earth’s ellipsoidal form. Due to ephemerides, the long-term changes and short-term disturbances of the Earth’s orbital movement and rotation, caused by the Solar system bodies, are considered. The Earth’s atmosphere, relief, and tide deformations are not taken into account. The solar radiance intensity is assumed to be constant. The main irradiation characteristics are: IrE — energy (J); IrSE — specific energy (J/m2); and IrI — intensity (W/m2). For previous calculations, the DE406 ephemerides were used by the authors. They formed the set of IrE for all 5-degrees latitudinal zones and all tropical months in the range of 3000 BC — AD 2999. Purpose. The aim of this work is the revision of the calculation method: the use of DE441 ephemerides with extended time range; the division of the Earth’s surface into 1-degree latitudinal zones, and the tropical years up to tropical days; and additional calculations of IrSE and IrI. Methodology. The precise and approximate formulas for calculations, description of the work stages and calculation errors are presented. Findings. The authors conducted precise calculations of the irradiation characteristics for the surface and latitudinal zones of the Earth in tropical years and their parts for the interval of 9999 BC — AD 9998, with dating and durations of tropical years and their parts. Value. The data can be used in irradiation blocks of physical-mathematical and neural network models of weather and climate.
Solutions of the linear advection equation at constant wind speed with an initial condition, which describes the propagation of a jump to the right obtained on the basis of the Hermite elements of the second, third and fifth degree are compared with solutions obtained on the basis of Lax –Wendroff, Lagrange linear elements and Galerkin – Crank – Nicolson type schemes. Решения уравнения линейной адвекции при постоянной скорости ветра с начальным условием, описывающим распространение скачка вправо, полученные на основе элементов Эрмита второй, третьей и пятой степени, сравниваются с решениями, полученными на основе линейных элементов Лакса – Вендроффа, Лагранжа и схем типа Галёркина – Кранка – Николсон.
In this article, we present a novel mathematical model for simulating earthquake phenomena, distinguished by its originality, efficiency, and realism compared to prior research. Our primary innovation involves the integration of non-constant frictional resistance. The earthquake model we propose is expressed as a bi-nonlinear Volterra integral equation. Subsequently, we verify the existence and uniqueness of a solution to this equation under certain conditions. Through numerical simulations, we illustrate the alignment between our analytical and numerical predictions and the observed physical phenomena. Finally, experimental findings are showcased to confirm the effectiveness of our mathematical model. Представлена новая математическая модель для моделирования сейсмических явлений, отличающаяся оригинальностью, эффективностью и реализмом по сравнению с предыдущими исследованиями. Основное нововведение заключается в интеграции непостоянного сопротивления трения. Предложенная модель землетрясения выражается в виде би-нелинейного интегрального уравнения Вольтерра. Проведена проверка существования и единственности решения этого уравнения при определенных условиях. С помощью численного моделирования продемонстрировано соответствие между полученными аналитическими и численными прогнозами и наблюдаемыми физическими явлениями. Представлены экспериментальные данные, подтверждающие эффективность нашей математической модели.
Предлагается метод сведения двумерной задачи нахождения минимума функции к двум задачам двустороннего оценивания минимума функции одной переменной с помощью одномерных квадратичных функциональных интервалов. Обсуждаются вопросы реализации нового метода и его применение. This research addresses a new method for reducing the two-dimensional problem of finding a global minimum of a function to a sequence of simpler one-dimensional problems. This approach helps to overcome the computational difficulties inherent in multidimensional optimization and enhances the efficiency of existing interval computation algorithms. The method is based on an interval representation of a function of two variables using a Taylor expansion with a Lagrange remainder term. A key aspect of the new technique is the estimation of the second-order mixed term using quadratic forms, which allows for the transformation of the original expression into a sum of two one-dimensional functional intervals. The natural interval extensions of the derivatives are used to estimate their ranges of values. In practice, the method is integrated into a branch-and-bound scheme, where a technique based on solving inequalities with functional interval bounds is applied to narrow the search domain. The proposed method was successfully tested on the Booth function minimization problem. As a result of its application, the original two-dimensional search box was significantly reduced. Furthermore, a two-sided estimate for the global minimum of the function was obtained, which proved to be significantly more accurate than the estimates computed using classical methods — namely, the natural interval extension and the centered differential form. The developed method demonstrates high practical value. It not only improves the estimates of the global minimum but also reduces the search domain by reducing the multidimensional problem to one-dimensional ones. The use of functional intervals opens up new possibilities for transforming and simplifying complex expressions. The proposed approach is promising for practical application in interval global optimization algorithms and can be generalized to functions of a larger number of variables.
Рассматриваются вопросы макроуровневого наблюдения за производственной системой при реализации концепций Индустрии 4.0 и 5.0 на основе исследования информационных потоков в производственных сетевых структурах. Представлены три типа численных моделей сетевого взаимодействия, учитывающие влияние количества объектов, внешних воздействий, используемых правил взаимодействия. Приведены результаты численных экспериментов с использованием предложенных моделей, позволяющие проанализировать особенности сетевой активности при различных значениях параметров модели: возникновение нестабильностей, конкуренция типов сетевой активности, влияние случайности, переходные процессы при изменении внешнего воздействия и др. Рассмотрены основные механизмы обеспечения устойчивости в сетевых структурах. Даны рекомендации по использованию мониторинга информационных потоков в задачах обеспечения устойчивости сетевых производственных структур. The issues of macro-level monitoring for the manufacturing system in the implementation of the concepts of Industry 4.0 and 5.0 based on the study of information flows in manufacturing network structures are considered. The numerical models of three types of network interaction, that taking into account the influence of the number of objects, external influences, and the interaction rules, are investigated. We present the results of numerical experiments using the proposed models, allowing analyzing the characteristics of network activity for different values of the model parameters. They include the occurrence of instabilities, competition of types of network activity, the influence of randomness, transient processes when changing external influences, and others. The main mechanisms for ensuring stability in network structures are considered. We discuss the recommendations for using information flow monitoring in tasks of ensuring stability of network manufacturing structures.
Сегодня в мире имеется большое количество реляционных данных, доступных в неструктурированных источниках, а именно в таблицах произвольной формы, являющихся частью электронных документов различных редактируемых форматов. Последние, в отличие от баз данных, предназначены не для того, чтобы быть интерпретируемыми компьютерными программами, а исключительно для понимания человеком. Только будучи приведенными к структурированной форме, они станут доступными для использования в различных приложениях автоматической интерпретации данных. Настоящая работа посвящена комплексной научной задаче автоматизации процессов извлечения реляционных данных из произвольных таблиц электронных редактируемых документов. Предложен метод решения поставленной задачи на основе пользовательского программирования правил анализа и интерпретации таблиц, приводимых к формату так называемых рабочих книг (Excel/Sheets). Впервые такие правила отделены от применяемых моделей представления и алгоритмов обработки, при этом обеспечена поддержка произвольности структуры таблиц, а именно пользовательской компоновки, структурированности ячеек и иерархичности заголовков. Выполненная оценка производительности решений, реализованных на основе предлагаемого метода, показывает высокую эффективность их применения. Currently, a vast amount of relational data is available in unstructured sources, particularly as arbitrary tables within electronic documents in various editable formats. Unlike databases, these tables are primarily designed for human comprehension rather than for direct interpretation by computer programs. To be utilized in applications requiring automatic data interpretation, these tables have to be converted into a structured representation first. This work addresses the complex task of automating the extraction of relational data from arbitrary tables within electronic documents. A novel method is proposed to tackle this problem, leveraging end-user programming to create rules for analyzing and interpreting tables that have been converted into spreadsheet formats (Excel/Sheets). Unlike the existing rule-based methods devoted to the stated task, this approach decouples the rules from the underlying representation models and processing algorithms. Additionally, the proposed method accommodates arbitrary table layouts, structured cells, and header hierarchies. The tools implementing this method offer several notable advantages. The developed model of a document table supports arbitrary layouts, structured cells, and header hierarchies, providing flexibility in handling diverse table formats. The problem-oriented language, CRL, simplifies syntax specifically designed for end-user programming. Unlike general-purpose rule languages, CRL conceals irrelevant details, allowing users to focus exclusively on the logic of table analysis and interpretation. CRL rules can effectively replace specialized algorithms typically implemented using imperative programming or supervised learning. A single set of CRL rules can process a class of tables that share similar layout, formatting, and content characteristics. The complexity of implementing these rules varies depending on the diversity of these shared properties. The tools for table analysis and interpretation are integrated into the TabbyXL software package, which specializes in extracting data from tables. TabbyXL supports workbooks in formats (Excel/Sheets). It is important to note that document tables in other editable formats (Word/Docs, HTML, etc.) can be converted to the supported formats using existing conversion tools. The effectiveness of TabbyXL is substantiated by experimental data, both qualitative and quantitative comparisons with existing analogues. Additionally, the software has been successfully implemented in various scientific and industrial projects, addressing practical challenges such as data integration, constructing domain-specific ontologies, and managing the template document exchange.
Проведено исследование динамического пространства человека при различных сценариях движения: нормальное и соревновательное, движение в прямом коридоре без проема и с проемом. Под динамическим понимается пространство, которое необходимо человеку при движении. В качестве динамического пространства рассматривается площадь проекции тела человека на плоскость. В качестве исходных использовались данные с покадровой записью координат людей в эксперименте. На каждом кадре строились диаграммы Вороного. Предполагается, что площадь ячейки Вороного соответствует площади динамического пространства. Найдены площади динамического пространства для каждого рассмотренного сценария. Построены графики изменения площади от времени для всех участников экспериментов. Показано, что при соревновательном сценарии движение возможно в достаточно стесненных условиях. Наблюдается колебательное изменение площади динамического пространства. Purpose. The article investigates the space occupied by a person (personal space) under moving in various scenarios: normal and competitive movement, movement in a straight corridor both with and without bottleneck. Methodology. An open access data archive with a series of well-controlled laboratory experiments was used. These data include people’s coordinates during movement, which provides high accuracy of the observations. Four experiments with a large number of participants were selected for the study. A Voronoi diagram was constructed on each frame. The people’s coordinates in the frame were used as the set of seeds for the Voronoi diagram. It is assumed that the area of the Voronoi cell corresponds to the area of the personal space. Findings. Time series and histograms of the Voronoi cell area were constructed for the all considered experiments. The average personal space during movement ranges from 0.12 to 0.125 m2 in bottleneck scenarios under competitive conditions, slightly exceeding the average body size of 0.1 m2. During competitive movement, people can move in relatively limited conditions. Personal space can be momentarily reduced to 0.05 m2 during movement, this value does not have longterm stability. The compressive forces that a person encounters in a crowd manifest themselves in waves. Compression can occur not only in front of the opening, but also at a distance from it. When moving in a straight corridor with an opening under normal conditions, people retain a space around themselves estimated at 0.23 m2 on average. Under the same conditions in a straight corridor without an opening, the size of the dynamic space increases to 0.4 m2. It has been shown that transient modes require more space for movement compared to steady-state ones. Originality/value. The findings of this research contribute to enhancing computer simulations of people movement and assessing the precision of calculations in different scenarios.
Рассматривается задача определения плохо переводимых предложений, которая является подзадачей улучшения машинного перевода путем перефразирования оригинала. Ее актуальность обусловлена возрастающей потребностью развития и практического применения систем компьютерного перевода. Исследуются возможности алгоритмов на основе нейронных сетей со слоями эмбеддингов, рекуррентных слоев и слоев одномерной свертки, которые обучены для задачи обнаружения плохо переводимых предложений.Сравниваются архитектуры нейронных сетей, не требующие больших вычислительных затрат, и оценивается целесообразность их использования на практике. Purpose. This study addresses developing and evaluating neural network-based classification models for identifying sentences that are difficult to translate using machine translation systems. Methodology. We assemble and preprocess dataset sentences labeled by translation difficulty, apply tokenization and implement multiple neural network architectures for their classification. Three models are built: a simple recurrent network (A1) using SimpleRNN layers, a long short term memory network (A2), and a convolutional neural network (A3) with Conv1D layers. The models are trained and tested on the dataset using standard machine learning procedures, and their classification performance is evaluated using metrics such as accuracy and F1-score. Findings. The experimental results demonstrate that the LSTM-based architecture (A2) achieves the highest classification accuracy and F1-score among the proposed models, indicating its superior ability to capture complex features related to translation difficulty. All models yield satisfactory Нейросетевые модели определения сложных для перевода предложений 157 results, however clear differences in training dynamics and final performance metrics do occur. Detailed metric values for each architecture are reported, confirming the feasibility of using neural networks for this binary classification problem. Originality/value. A novel application of neural network classifiers to the problem of detecting translation-difficult sentences is presented. The developed dataset and models can improve pre translation analysis and help optimize machine translation pipelines by flagging challenging inputs. The approach contributes to computational linguistics by exploring different neural architectures and offering a valuable resource for further study.
