Онтология проектирования

Задача исследования – структурировать аспекты управления и безопасности технической системы с применением понятий энтропия, негэнтропия и информация для возможности получить дополнительные факторы оценки контроля и потери управления при принятии управляющих решений или утраты эмерджентности. Рассмотрен анализ некоторых свойств эргатических систем, которые формируют информационное поле описания структуры, управления и уровня безопасности технических систем. Построена двухуровневая структура онтологии для оценки управления технической системы путём рассмотрения информационных свойств. Негэнтропия характеризует состояние технической системы при сочетании влияния на функционал внутренних свойств и внешних факторов. Количество систем безопасности формирует предельные уровни и возможности управления и обеспечения безопасности в технической системе, в т.ч. при проявлении эмерджентности. Дуализм безопасности заключается в определении как негэнтропии (характеристики состояния порядка в системе, фактического (наихудшего) уровня и структуры управления и безопасности), так и информации о состоянии управления и безопасности (по величине необходимого количества систем безопасности в проекте для достижения наилучших возможностей). Проведено сопоставление некоторых понятий и закономерностей из теории информации и термодинамики для применения их в онтологии дуализма безопасности. Анализ дуализма безопасности позволяет для проектов технических систем проводить сравнение структуры и комплексов управления, их потенциальных возможностей; определение факторов успешного контроля или потери управления, условий утраты эмерджентности; экспертные оценки систем коммуникаций, управления и связи; формировать режимы оптимального управления оборудованием и обеспечения безопасности с учётом потери ресурсов и/или необходимости их пополнения.

Выполнен поиск эффективного подхода к выявлению аномалий в транзакциях криптовалют с помощью нейронных сетей (свёрточных, глубоких, управляемых рекуррентных блоков) и сравнение с другими подходами, применяемыми к задаче поиска нелегальных транзакций в сети криптовалют. Проведён анализ работ в областях анализа данных транзакций в сети криптовалют, визуализации данных для анализа транзакций и поиска аномальных транзакций с помощью компьютерного зрения. Определена предметная область исследования. Проблема выявления аномалий в транзакциях криптовалют основывается на том, что в наборах данных транзакций нет прямых указаний на личность отправителя и получателя. Актуальность и значимость работы заключается в предлагаемом в ней способе выявления с высокой точностью аномальных транзакций в режиме, приближенном к реальному времени. Выполнены экспериментальные исследования набора данных транзакций криптовалют с помощью нейронных сетей и не нейросетевых классификаторов с последующим сравнением полученных результатов с другими исследованиями. Эксперименты показали, что управляемые рекуррентные блоки позволили справиться с задачей лучше других сравниваемых нейросетевых подходов: аккуратность 0.94, точность 0.95, полнота 0.93 и F-мера 0.94, что доказывает высокую эффективность предложенной модели. Однако данная модель уступает традиционным алгоритмам машинного обучения, таким как оптимизированный распределённый градиентный бустинг. Новизной предложенного подхода является то, что он основан на анализе статистической информации о графе транзакций и использовании для этого технологии глубокого обучения и градиентного бустинга. Областью применения предложенного подхода является создание программных средств для поиска нелегальных транзакций криптовалюты в системах информационной безопасности и в задачах цифровой криминалистики.

Рассматривается развитие системы информационного обеспечения административного органа территориального управления. Опубликованные работы, в которых поставлены задачи исследования особенностей информационного обеспечения административных органов территориального управления уровня районов города, практически отсутствуют. Применительно к системе информационного обеспечения административного управления районом города адаптированы концепции многоуровневого информационно-управляющего комплекса и сервис-ориентированной архитектуры. Для обоснования выбора инновационных технологий и сервисов при развитии информационного обеспечения административного органа территориального управления предложены методы и модели, основанные на применении системно-целевого подхода. Проведены структуризация и анализ целей и задач территориального управления. Предложены модели организации экспертиз, базирующиеся на оценке влияния инновационных технологий и программных продуктов на реализацию целей и задач, решаемых органом административного управления, с учётом взаимного влияния нововведений и существующего информационного обеспечения. Разработанные методы и модели позволяют оценивать значимость инновационных технологий для выполнения основных функций информационно-управляющего комплекса административного управления на уровне района города.

Статья является развитием авторского подхода к решению задач интеллектуального анализа данных. Разрабатываемые методы относятся к объяснимому искусственному интеллекту и теории программирования в ограничениях. Предложен метод поиска частых замкнутых паттернов с учётом иерархий признаков, который основан на процедуре построения бинарного дерева поиска и обеспечивает получение паттернов без предварительного этапа формирования кандидатов в искомые паттерны. Обработка ограничений иерархии признаков осуществляется специализированными процедурами редукции пространства поиска, что снижает остроту проблемы экспоненциальной катастрофы. В отличие от часто используемых алгоритмов в предлагаемом методе реализуется обход дерева поиска не в ширину, а в глубину, где основной составляющей является процедура логического вывода, позволяющая вычислять для заданного множества признаков его замыкание. Рассматриваемый метод позволяет учитывать дополнительные ограничения и применять их для сокращения пространства поиска. По сравнению с аналогами, использующими логический вывод, метод позволяет исключить многократное повторение действий при вычислении замыканий на множествах признаков.

Увеличение размерности данных, вызванное множеством гетерогенных временных рядов, обусловливает разработку эффективных способов их обработки и сжатия. В данной статье рассмотрен подход к сжатию данных, представленных в виде временных рядов, основанный на гранулировании с использованием методов нечёткой логики. Проведён анализ среднесуточной температуры в Республике Татарстан в период метеонаблюдений с 1881 по 2024 годы. Гранулирование позволило значительно сжать объём данных. Для преобразования исходных числовых данных в информационные гранулы использовано нечёткое резюмирование, которое позволило осуществить автоматическую генерацию гранулярного описания поведения временного ряда. Резюмирование результатов состояния временного ряда, полученных при анализе, выполнено с помощью методов нечёткой логики, включающих набор правил, функции принадлежности для каждого временного сезона, интервальные лингвистические переменные и программный модуль логического вывода (дефаззификации). Применение предложенных методов в рассмотренном примере позволило сократить объём данных с 52534 до 7504 точек (коэффициент сжатия ~85%). Разработанные методы могут быть использованы для анализа больших объёмов данных в различных прикладных областях.

Проектирование градостроительных объектов основано на подходах, которые включают создание новых методов извлечения и представления знаний и позволяют адаптировать цифровые модели к изменяющимся условиям, упрощая согласование междисциплинарных требований. В статье рассматриваются вопросы формализации знаний о типах строительных конструкций, стандартах, условиях эксплуатации и других видах данных, которые необходимо учитывать в процессе градостроительной деятельности. На основе анализа процесса проектирования и нормативно-справочной документации разработана онтология, которая предназначена для поддержки оценки градостроительных проектов. Предложен метод анализа градостроительных проектов, который обеспечивает интеграцию данных информационной, геометрической и онтологической моделей для проверки соответствия цифровых моделей и проектной документации нормам и стандартам. Метод инвариантен к градостроительным проектам, и условия его применения зависят от полноты баз данных и правил. Программная реализация метода позволяет снизить трудоёмкость экспертизы градостроительных проектов и повысить их качество.