Научный архив: статьи

В условиях демографических вызовов (депопуляции, старения населения, снижения рождаемости, сокращения вклада миграции в компенсацию естественной убыли населения) и необходимости достижения стратегических национальных приоритетов в демографической сфере особую актуальность приобретают исследования, направленные на создание реалистичных моделей общества для прогнозирования сценариев демографического развития и апробации различных вариантов управляющих воздействий на него. Такую возможность предоставляют цифровые демографические двойники - агент-ориентированные модели, в основу которых заложена имитация индивидуального поведения отдельных агентов - членов общества. Такие модели выступают платформой для проведения экспериментов в сфере управления демографическими процессами, а следовательно, служат инструментом поддержки принятия управленческих решений. Цель работы заключалась в обосновании концепции и программной реализации агент-ориентированной модели, имитирующей демографическое развитие региона (Вологодской области), предназначенной для апробации управленческого воздействия на него. Рассмотрены примеры зарубежных и отечественных агент-ориентированных моделей. Несмотря на имеющиеся разработки не теряет актуальности построение цифровых демографических двойников для отдельных субъектов РФ, особенно для регионов демографического неблагополучия. Представлена концепция агент-ориентированной модели «Цифровой демографический двойник Вологодской области»: рассмотрены ее структурные блоки (имитация воспроизводства населения и миграционного поведения, имитация внешних воздействий -иммиграции), типы агентов (агенты-люди и агенты-территории) и их свойства, характеристики внешней среды, перечислены основные допущения и ограничения модели, методы имитации демографических процессов, отдельное внимание уделено схеме поведения агента-человека. Описана конструкция модели, раскрыты основные параметры ее программной реализации. Преимущества модели заключаются в учете при имитации поведения агентов-людей их демографических состояний и переходов между ними; использовании данных социологических мониторинговых опросов; применении для моделирования новой программной среды GamaPlatform; учете территориального фактора при моделировании и возможности детализации модели на разных уровнях.

В настоящее время существенное влияние на изменение социальных функций государства и, прежде всего, государственное регулирование социально-трудовых отношений, оказывает повсеместное использование информационно-коммуникационных технологий (ИКТ) и формирование цифровой экономики. Однако не всегда это влияние учитывается при выборе конкретных механизмов регулирования социальных отношений как на уровне страны в целом, так и на уровне отдельных регионов, а также хозяйствующих субъектов. Целью статьи является выявление значимых факторов, оказывающих существенное влияние на реализацию мер государства по регулированию социально-трудовых отношений, включающих, определение первоочередных мер государства в области нормализации отношений на рынке труда, дифференциации доходов населения и обеспечения социальной защиты в условиях перехода к цифровой экономике. Объектом исследования является сфера социальных отношений, а предметом - совокупность отношений между участниками социально-трудовых отношений (государство, наёмные работники, работодатели и незанятые) в условиях цифровой экономики. Её методологическая база включает теоретические положения, раскрывающие особенности цифровой экономики как особой системы, преобразующей формы и содержание социально-трудовых отношений. К числу полученных новых результатов можно отнести обоснование первоочередных мер государства по регулированию рынка труда, защиты интересов наёмных работников и снижению дифференциации доходов в условиях широкого распространения информационно-коммуникационных технологий. Теоретическая и практическая значимость статьи заключается в том, что результаты исследования могут составить основу теоретического анализа особенностей социально-трудовых отношений в условиях цифровой экономики, выработать меры социальной политики, адекватные новым реалиям, что позволит существенно повысить эффективность социальной политики федеральных и региональных органов власти.

Индустрия 4.0 - это активно развивающаяся концепция, частью которой становится концепция цифрового двойника. Цифровой двойник представляет собой сложную киберфизическую систему, состоящую из множества компонентов. Цифровой двойник, как важный инструмент цифровой трансформации, привлекает все большее внимание исследователей и практиков с момента формализации его определения. В глобальном контексте и в условиях пандемии Covid-19 применение цифровых двойников открыло новые возможности для многих отраслей, в том числе и железнодорожного транспорта. Путем сопоставления результатов моделирования и реальной эксплуатации рождаются фундаментальные решения, обеспечивающие высокое качество и надежность железнодорожных узлов и систем. Однако из-за присущей ей сложности и значительных затрат, связанных с созданием цифровых двойников, для полной реализации их преимуществ необходимо проведение систематических теоретических исследований. В этом исследовании проведен систематический обзор литературы для оценки применения цифровых двойников на железнодорожном транспорте, определены их свойства и характеристики и выделены основные преимущества внедрения технологии цифровых двойников. Кроме того, в статье представлены потенциальные проблемы цифровых двойников на железнодорожном транспорте, такие как недостаточная систематическая интеграция данных и малое количество сценариев применения. В будущих исследованиях автор предполагает, что технология цифровых двойников перспективна для инновационных приложений в таких областях, как развитие высокоскоростного и тяжеловесного движения, внедрение интеллектуальных систем при эксплуатации грузового подвижного состава («умный вагон»).

Существующие здания играют важную роль в современных городах и имеют значительное влияние на экономику, экологию и комфортность жизни горожан. Однако, управление и обслуживание таких зданий часто является сложной задачей из-за отсутствия централизованных информационных систем, в которых были бы собраны все данные о здании и его инфраструктуре. Создание информационных моделей существующих зданий позволяет собрать и структурировать всю необходимую информацию о здании в единую базу данных, которая может быть использована для оптимизации управления, планирования ремонтных работ и повышения энергоэффективности.

Статья рассматривает использование цифрового двойника в химии, представляющего собой виртуальное отображение реальной химической системы, а также методику его создания и применения. Проиллюстрирована сложность моделирования молекулярных систем и обоснована необходимость автоматизации этого процесса. Проведен анализ процесса возникновения молекулярных связей, и на его основе разработаны критерии составления продукционных правил, применяемых при моделировании сложных молекулярных систем. Показаны специфика составления и добавления продукционных правил в базу данных, а также особенности их использования в процессе моделирования. Кроме того, описаны программные алгоритмы формирования модели сложной молекулярной системы. Выполнена оценка эффективности автоматизированной системы в сравнении с ручной обработкой данных. Полученные результаты могут быть использованы специалистами в области химии, биологии и др.

Эффективный сбор, хранение и анализ данных о пациентах имеют решающее значение для улучшения качества медицинского обслуживания, оптимизации лечения и проведения исследований. В связи с этим разработка методологий для формирования структур информационных систем, которые позволяют надежно хранить и анализировать данные о пациентах, стала актуальной исследовательской задачей. В данной статье описываются существующие методологии на основе которых формируются информационные системы хранения и анализа данных о пациенте, которые являются важным инструментом для предоставления качественной медицинской помощи, что в сою очередь позволяет врачам и другим медицинским работникам получать быстрый и удобный доступ к полной и актуальной информации о состоянии здоровья пациента, что необходимо для принятия обоснованных медицинских решений.

Компьютерное моделирование позволяет инженерам принимать обоснованные проектные решения за счет точной оценки тепловых характеристик объектов проектирования. Актуальным направлением научных исследований и разработок является реализация технологии цифровых двойников в процессе проектирования технических объектов. Для этого необходимо разрабатывать компьютерные модели, точность которых соответствует требованиям, предъявляемым к цифровым двойникам. Однако в научной литературе недостаточно широко представлены результаты исследований, направленных на реализацию технологии цифровых двойников в процессе проектирования. В основном рассматриваются общие вопросы, связанные с применением цифровых двойников в различных отраслях промышленности. Поэтому целью данного исследования явилась разработка цифровой модели и сравнительный анализ точности расчетов тепловых характеристик объекта проектирования.Материалы и методы. В качестве основного инструмента для проведения исследования выступает предложенная авторами методика разработки компьютерной модели тепловых характеристик для реализации технологии цифровых двойников. Численное решение реализовано путем построения тепловой модели для расчета температурного поля на основе метода конечных элементов в системе инженерного анализа «Ansys» от компании «Ansys Inc» (США). Для аналитического решения применяется разработанная на основе метода пространства состояний компьютерная модель тепловых характеристик, реализованная в модуле «Ansys Twin Builder». Модель пространства состояний приводится в соответствие с поведением исходной тепловой модели путем приближения передаточной функции к пошаговому отклику тепловой нагрузки с применением метода векторной аппроксимации во временной области. Верификация построенной аналитической модели выполнялась в системе инженерных расчетов «MATLAB» от компании «The MathWorks» (США). Исследования проводились для станка модели 400V производства предприятия ООО «НПО «Станкостроение» г. Стерлитамак (Россия).Результаты исследования. Разработана цифровая модель

Угроза кибератак стала серьезной проблемой для организаций, решение которой в том числе лежит и в плоскости моделирования сценариев возможных атак с применением технологий цифровых двойников. Киберполигон, основанный на программном комплексе AMPIRE, используется для изучения воздействия киберугроз. Сценарий действий злоумышленника включает использование различных тактик и уязвимостей, таких как активное сканирование, подготовка ресурсов, уязвимости в общедоступных приложениях, вредоносные ссылки и файлы, а также компрометацию учетных записей пользователей домена. Вектор атаки злоумышленника соотносится с тактиками, техниками и процедурами матрицы Mitre ATT&CK. Уязвимости включают плагин wpDiscuz, Zerologon и последствия использования Wordpress Shell и получения несанкционированного доступа. Проводимые межвузовские киберучения позволили выявить сильные и слабые места, которые необходимо учитывать при проведении следующих мероприятий. Сценарное тестирование с участием вузов показало эффективность комплекса при оценке времени, необходимого для закрытия уязвимостей и устранения последствий. Реализация на киберполигоне разнотипных сценариев с профильным функционалом
дает возможность сформировать практические навыки по предотвращению атак на компьютерные сети, а также позволяет анализировать ситуацию, взаимодействовать
с другими специалистами-участниками.