Статьи

Актуальность. Одним из этапов проектирования зданий и сооружений в условиях распространения многолетнемерзлых пород является выполнение прогнозных теплотехнических расчетов для оценки изменения теплового состояния грунтов основания в период эксплуатации и выбора принципа использования многолетнемерзлых грунтов.
При проведении расчетов учитываются геологические факторы – литологическое строение, физические и теплофизические характеристики грунтов; геокриологические факторы – температуры пород, а также климатические – температура окружающей среды, скорость ветра, высота и плотность снежного покрова. Высота снежного покрова оказывает значительное влияние на естественное промерзание грунтов в зимнее время. Имеющиеся требования по очистке наметаемого снега в проветриваемом подполье часто не выполняются, что требует учета при прогнозе изменения геокриологических условий. Для зданий с проветриваемыми подпольями высота снежного покрова может изменяться в зависимости от габаритов здания, при этом принципы изменения высоты снега не нормированы. Поскольку результаты теплотехнических расчетов используются для подбора параметров свайных фундаментов и определения их несущей способности, требуется учитывать факторы, влияющие на результаты теплотехнических расчетов.
Целью исследования является определение наиболее достоверного способа задания снежного покрова в проветриваемом подполье при выполнении прогнозных теплотехнических расчетов.
В настоящей работе рассмотрены разные варианты задания снежного покрова для сооружений с проветриваемым подпольем с размерами в плане более 3 м и для вертикальных резервуаров диаметром до 25 м. Осуществлен ряд теплотехнических расчетов, проведена верификация с данными геотехнического мониторинга эксплуатируемого объекта.
Результаты. На основании выполненных расчётов определено, что высота снежного покрова влияет на результаты расчета, при использовании различных методик снегозаноса наблюдается разница температур грунтов на одинаковых глубинах, на глубине ниже 11 м изменения температур грунтов основания для всех моделей незначительны. Определены методы задания снежного покрова, имеющие наибольшую корреляцию с реальными значениями температур в основании эксплуатируемого сооружения.

Актуальность. Вантовые фермы обладают рядом преимуществ по сравнению с конструкциями из бетона и стали, широко применяемыми в покрытиях зданий и сооружений. Они позволяют перекрыть пролеты до 60 м и более, обладают малым собственным весом и не требуют использования монтажной техники большой грузоподъемности. Вместе с тем разработка проектных решений вантовых конструкций затруднена из-за отсутствия в имеющихся программных комплексах конечно-элементного анализа специализированных инструментов для выполнения вариантной проработки. Аналитические методы расчета вантовых конструкций требуют интегрирования эпюр поперечных сил в фиктивной балке и решения систем нелинейных уравнений, что осложняет выполнение статического анализа. Таким образом, разработка упрощенных полуаналитических методов расчета, реализуемых в общедоступных математических программных комплексах, является важной и актуальной задачей, позволяющей повысить качество проектных решений за счет использования встроенных инструментов численного моделирования и оптимизации.
Цель настоящей работы – разработка усовершенствованной методики статического анализа двухпоясных вантовых ферм.
Методы исследования и результаты. В основе разработанной методики лежит разложение функции формы вантового пояса и внешней нагрузки в тригонометрические ряды. С учетом условия совместности деформаций поясов, вытекающего из предположения о неизменности длин связей между ними, а также предположения о малости вертикального перемещения фермы в центре пролета, получена система двух уравнений. Одно из них является квадратным и имеет известное решение при заданном коэффициенте изменения формы вантовой фермы, который определяется из второго уравнения методом хорд.
Выводы. Предложенная расчетная методика позволяет определить вертикальные перемещения вантовой фермы, контактную нагрузку между поясами и усилия в поясах при действии внешней нагрузки, равномерно загружающей левую и правую половины пролета. Применение метода одномерного поиска для решения системы нелинейных уравнений требует меньших вычислительных ресурсов по сравнению с общим случаем решения нелинейных систем.

В последние годы существенно вырос интерес к искусственному интеллекту на основе нейросетевых подходов. Получен ряд значимых научных результатов, которые нашли широкое применение на практике. Большое внимание привлекли генеративно - состязательные нейросетевые модели, нейросетевые трансформеры и другие решения. Достигнут очевидный прогресс в нейросетевом распознавании и генерации образов, обработке текстов и речи, прогнозировании событий, управлении трудно формализуемыми процессами. Однако пока не удалось наделить нейросетевые машины мышлением. Все получаемые с использованием нейросетевых машин результаты можно отнести к решениям на основе различных видов связывания сигналов без полноценного управления процессами их обработки. Типичными представителями таких машин выступают ChatGPT. Возможности по интеллектуальному оперированию различными сигналами в известных нейросетевых машинах очень ограничены. Среди основных причин таких ограничений следует выделить несовершенство используемых базовых принципов нейросетевой обработки информации. Свойства нейронов длительное время рассматривались упрощенно. Обуславливалось это, как пробелами в области биологических исследованиях, так и отсутствием возможностей построения больших нейронных сетей на сложных моделях нейронов. В последние годы ситуация изменилась. Появились новые способы реализации больших нейронных сетей. Также установлено, что даже отдельные нейроны могут обладать обширной внутренней памятью и реализовывать различные функции. Однако до сих пор многие механизмы функционирования нейронов и их взаимодействия остаются не раскрытыми. Мало исследованы вопросы управляемого ассоциативного обращения к внутренней памяти нейронов. Эти недостатки существенно сдерживает создание мыслящих нейросетевых машин. Объектом исследования в статье выступает процесс интеллектуальной нейросетевой обработки информации.
Предмет исследования: принципы, модели и методы такой обработки. Преследуется цель расширения функциональных возможностей нейросетевых машин по решению трудно формализуемых творческих задач за счет разработки новых принципов, моделей и методов интеллектуальной обработки информации. В интересах достижения этой цели уточняются принципы функционирования интеллектуальных нейросетевых машин, предлагаются новые модели и методы нейросетевой обработки информации. Раскрывается новая модель импульсного нейрона, как базового элемента таких машин. Искусственный мозг нейросетевых машин рекомендуется формировать в виде многослойных нейронных сетей, наделенных логическими структурами, с различными по параметрам нейронами. Предлагается новый метод многоуровневой интеллектуальной обработки информации в нейросетевых машинах на основе умных импульсных нейронов. Поясняются механизмы мышления нейросетевых машин, лежащие в их основе функции интеллектуального оперирования образами и понятиями в нейросетевой памяти. Приводятся результаты моделирования, подтверждающие справедливость предложенных решений.

В настоящее время происходит активное развитие технологий обработки изображений дистанционного зондирования, включающих как спутниковые снимки, так и аэрофотоснимки, полученные от видеокамер беспилотных летательных аппаратов. Зачастую такие снимки имеют артефакты, связанные с низким разрешением, размытостью фрагментов изображения, наличием шумов и т.д. Одним из способов преодоления таких ограничений является применение современных технологий для восстановления снимков сверхвысокого разрешения на основе методов глубокого обучения. Особенностью аэрофотоснимков является представление текстуры и структурных элементов более высокого разрешения, чем на спутниковых снимках, что объективно способствует лучшим результатам восстановления. В статье приводится классификация методов сверхвысокого разрешения с учетом основных архитектур глубоких нейронных сетей, а именно сверточных нейронных сетей, визуальных трансформеров и генеративно-состязательных сетей. В статье предлагается метод восстановления аэрофотоснимков сверхвысокого разрешения с учетом семантических особенностей SemESRGAN за счет использования на этапе обучения дополнительной глубокой сети для семантической сегментации. При этом минимизируется общая функция потерь, включающая состязательные потери, потери на уровне пикселов и потери воспирятия (сходства признаков). Для экспериментов использовались шесть наборов аннотированных аэрофотоснимков и спутниковых снимков CLCD, DOTA, LEVIR-CD, UAVid, AAD и AID. Было выполнено сравнение результатов восстановления изображений предложенным методом SemESRGAN с базовыми архитектурами сверточных нейронных сетей, визуальных трансформеров и генеративно-состязательных сетей. Получены сравнительные результаты восстановления изображений с применением объективных метрик PSNR и SSIM, что позволило оценить качество восстановления с использованием различных моделей глубоких сетей.

История инженерно-строительного образования в г. Томске насчитывает более века. В статье представлена общая картина предпосылок становления технического и инженерно-строительного образования в азиатской части Российской империи в конце XIX – начале ХХ в., показаны особенности первых лет существования новой архитектурной школы за Уралом, пути развития образовательного процесса.
Актуальность. В конце XIX в. с открытием первого университета за Уралом Томск прибрел особую значимость как город науки. В историографии известны работы, посвященные высшему образованию в г. Томске. Однако комплексные научные работы в отечественной историографии, посвященные становлению инженерно-строительного образования в азиатской части России, и в частности в Томске, мало представлены.
Значимый вклад в развитие инженерно-строительного образования Томска внесли К.К. Лыгин, А.Д. Крячков, И.И. Бобарыков, А.Э. Сабек, Ф.Ф. Гут, П.Ф. Федоровский, однако их участие в значимом историческом процессе не освещено в полной мере.
Целью настоящей работы является комплексное исследование вклада первых руководителей Технологического института и преподавателей инженерно-строительного отделения в формирование учебного процесса инженерно-строительного профиля.
Работа рассматривает хронологическую последовательность этапов становления инженерно-строительного и архитектурного образования, начиная с открытия Томского технологического института, заканчивая выделением направления (факультета) в отдельное высшее учебное заведение и переездом его в г. Новосибирск. Временные границы исследования – первая треть ХХ в., но для уточнения значимых фактов, для полноты картины в отдельных случаях они могут быть расширены.
*Результаты. *Приведенные новые сведения дополняют существующие исторические исследования, расширяют информацию о становлении инженерно-строительного образования и проблемах, с которыми сталкивались первые руководители высшей инженерно-строительной школы в г. Томске.

Актуальность работы связана с необходимостью эффективного использования бывших промышленных территорий внутри города. С развитием агломераций таких территорий становится все больше, и появляется потребность в их устойчивом развитии.
В настоящей работе раскрывается проблематика заброшенных территорий в черте города.
Целью исследования является оценка возможности использования бывших промышленных территорий для устойчивого развития городов.
В результате исследования приведены методы работы с заброшенными территориями. Применение данных методов способно уменьшить количество пустот и деградирующих территорий внутри города, улучшив тем самым социальные, экономические, транспортные и экологические факторы. Таким образом, повышается территориальная связанность города, уменьшается социальная изоляция.

Проблема обучения глубоких нейронных сетей на малых выборках особенно актуальна для медицинских задач. В работе рассматривается влияние попиксельной разметки значимых объектов на изображении, в дополнении к истинной метке класса, на качество решения задачи классификации. Для достижения лучших результатов классификации на малых выборках предлагается мультизадачная архитектура Unet-boosted classifier (UBC), обучаемая одновременно для решения задач классификации и семантической сегментации. В качестве исследуемого набора данных используются МРТ-снимки пациентов c доброкачественной глиомой и глиобластомой, взятые из открытого набора данных BraTS 2019. В качестве входа рассматривается один горизонтальный срез МРТ-изображения, содержащий глиому (всего 380 кадров в обучающей выборке), в качестве выхода - вероятность глиобластомы. В качестве базового решения используется ResNet34, обученный без аугментаций с функцией потерь на основе взаимной энтропии (CrossEntropyLoss). В качестве альтернативного решения используется UBC-ResNet34 - тот же ResNet34 усиленный декодером, построенным по принципу U-Net, и предсказывающим положение глиомы. В качестве дополнительной функции потерь используется сглаженный коэффициент Соренсена-Дайса (DiceLoss). Результаты на тестовой выборке: доля правильных ответов (accuracy) для базовой модели составила 0.71, для альтернативной - 0.81, коэффициент Дайса (Dice score) при этом составил 0.77. Таким образом, глубокую модель можно качественно обучить даже на небольшом наборе данных, используя предложенную архитектуру и добавив в разметку информацию о пораженных тканях в виде семантической маски. Предлагаемый подход потенциально может быть полезен и в любых других задачах классификации изображений с ограниченным набором данных.

Исследуются конструктивные особенности междуэтажных и чердачных перекрытий главного корпуса бывшего Императорского Томского университета, построенного в 1878–1888 гг., их изменения и утраты в процессе эксплуатации и реставрации, проведённой в 1987–1991 гг.
Актуальность работы обусловлена имеющими тенденцию роста невосполнимыми утратами подлинных конструктивных элементов в процессе ремонтных и ремонтно-реставрационных работ на объектах культурного наследия и исторических зданиях Томска.
Цель исследования – изучить конструкции перекрытий главного корпуса бывшего Императорского Томского университета (с 1919 г. – Томского государственного университета), а также степень сохранности их подлинности после проведённых ремонтнореставрационных работ.
В процессе исследования применялся комплексный подход: анализ литературы и других источников, общего состояния исследуемых конструкций до и после реставрации.
Впервые проведён анализ степени сохранности подлинных конструкций междуэтажных и чердачных перекрытий на исследуемом объекте после проведения ремонтнореставрационных работ и введены в научный оборот проектные и фиксационные чертежи, фотографии конструкций, сделанные в процессе реставрации.
Теоретическая значимость исследования заключается в выявлении конструктивных особенностей междуэтажных и чердачных перекрытий главного корпуса первого в Сибири университета и анализе результатов проведённых реставрационных работ.
Практическая значимость – в возможности использования результатов исследования при проведении ремонтно-реставрационных работ на общественных каменных объектах Томска.

В секвенаторе ДНК «Нанофор СПС», разработанном в Институте аналитического приборостроения РАН, реализован метод массового параллельного секвенирования для расшифровки последовательности нуклеиновых кислот. Этот метод позволяет определять последовательность нуклеотидов в ДНК или РНК, содержащих от нескольких сотен до сотен миллионов звеньев мономеров. Таким образом, имеется возможность получения подробной информации о геноме различных биологических объектов, в том числе человека, животных и растений. Важнейшей частью этого прибора является программное обеспечение, без которого невозможно решение задач по расшифровке генома. Выходными данными оптической детекции в секвенаторе являются набор изображений по четырем каналам, соответствующим типам нуклеотидов: A, C, G, T. С помощью специального программного обеспечения определяется положение молекулярных кластеров и их интенсивностные характеристики вместе с параметрами окружающего фона. В ходе создания программного обеспечения прибора были разработаны алгоритмы и программы обработки сигналов флуоресценции, рассмотренные в работе. Также, для отладки и тестирования рабочих программ созданы модели построения изображений, аналогичных реальным данным, получаемым в ходе работы секвенатора. Данные модели позволили получить значительный массив информации без запуска дорогостоящих экспериментов. За последние годы достигнуты значительные успехи в области машинного обучения, в том числе и в области биоинформатики, что привело к реализации наиболее распространенных моделей и возможности их применения для практических задач. Однако, если на этапе вторичного анализа биоинформационных данных эти методы широко зарекомендовали себя, то их потенциал для первичного анализа остается недостаточно раскрытым. В данной работе особое внимание уделяется разработке и внедрению методов машинного обучения для первичного анализа оптических изображений сигналов флуоресценции в реакционных ячейках. Описаны методы кластеризации и их апробация на моделях и на изображениях, полученных на приборе. Цель этой статьи - продемонстрировать возможности алгоритмов первичного анализа сигналов флуоресценции, получающихся в процессе секвенирования на приборе «Нанофор СПС». В работе описаны основные задачи анализа сигналов флуоресценции и сравниваются традиционные методы их решения с использованием технологий машинного обучения.

Рассмотрены этапы формирования регулярной планировочной структуры г. Тюмени под влиянием общероссийских государственных программ по развитию городов России в конце XVIII – первой половине ХIХ в. Выявлены общие тенденции проектирования и строительства деревянных зданий по высочайше утвержденным «образцовым» проектам в г. Тюмени. Типовое проектирование служило средством обеспечения быстрого и качественного строительства по всей стране. Это явление охватило почти все области проектирования и оказало значительное влияние на облик русских городов.
Актуальность исследования обусловлена проблемами сохранения исторической планировочной структуры Тюмени и деревянной исторической застройки, возведенной по «образцовым» проектам, получившей широкое распространение в русских городах в ХIХ в., а к настоящему времени находящейся на грани исчезновения.
Цель работы – изучение этапов формирования регулярной планировочной структуры г. Тюмени и анализ деревянной застройки, возведенной по «образцовым» проектам.
Новизна настоящего исследования заключается в проведенном комплексном анализе деревянной застройки, возведенной по «образцовым» проектам в г. Тюмени, выявлении основных типов домов по архитектурно-художественным характеристикам.
Методы исследования основываются на комплексном подходе, включающем: изучение архивных и библиографических источников; проведение натурного исследования; анализ и систематизацию результатов исследования, графоаналитический анализ, синтез информации при формировании выводов.
В результате исследования были проанализированы исторические регулярные планы г. Тюмени; выявлены деревянные дома, построенные по «образцовым» проектам, которые разделены на типы; определен наиболее распространенный тип такого деревянного дома.

Книга “Будущее потребления“ предлагает читателям взглянуть на тенденции в современной индустрии розничной торговли и их влияние на будущее потребления. Редакторы, Кристина Бекстрем, Кэрис Иган-Уайер и Эмма Самсиое, представляют материал в дедуктивной манере, сначала излагая общую тему каждой части, которая дает читателю общее представление. Они знакомят читателя с технологиями, устойчивым развитием, благополучием и качеством обслуживания клиентов, которые тесно взаимосвязаны и формируют практику потребления. Далее они разделяют части на более мелкие элементы, каждый из которых отражает важнейшие тенденции в современной практике потребления, которые должны определить будущее потребления. В каждой главе авторы раскрывают неотъемлемые элементы современного дискурса о потреблении, которые к концу книги помогают читателю собрать мозаику и получить полное представление о будущем потребления. Несмотря на то, что книга представляет собой чисто маркетинговую точку зрения и представляет собой руководство для исследователей рынка и практиков, читатель может найти множество доказательств того, что описанные факторы имеют гораздо более глубокую социальную природу, чем просто модели потребления. Современное потребление - это уже не только приобретение и использование товаров и услуг. Речь идет о самоидентификации и самоопределении, когда через потребление люди рассказывают, кто они, какое социальное положение они занимают, какие ценности и убеждения отражают. Роль розничной торговли также претерпевает определенные изменения. Современные ритейлеры и бренды рассматриваются как проводники социальных и политических идей, те, кто способен формировать общественное мнение и существенно изменять потребительское поведение. Все игроки современной розничной торговли взаимосвязаны и влияют друг на друга.

Актуальность. Высокий уровень урбанизации определяет спрос на создание комфортных мест для отдыха у воды. Современные набережные предоставляют условия не только для пассивного досуга населения, но и позволяют обеспечить физическую активность граждан, в частности, благодаря созданию различных видов спортивных площадок, в том числе и реабилитации. Однако с помощью опроса и анкетирования выявлено, что на сегодняшний день набережные в городах не полностью удовлетворяют потребностям населения.
Цель. Комплексная оценка и систематизация данных по зонированию и благоустройству набережных.
Новизна. Типологическая и функциональная оценка набережных в России: набережная реки Амур (Комсомольск-на-Амуре), Университетская (Белгород), набережная реки Урал (Оренбург), набережная реки Оки (Орёл) и за рубежом: Марина Бэй (Сингапур), Хорнсбергс Странд-парк (Стокгольм), Вайтань (Шанхай), разработка научно-практических рекомендаций по размещению и наполнению современных функциональных зон.
Методы. Терминологический и теоретический сравнительный анализ, функциональнопланировочный, типологический, нормативно-правовой анализ, анкетирование, опрос.
Результаты исследования. Разработаны варианты размещения и наполнения новых, редко используемых функциональных зон на городских набережных согласно потребностям населения.