КОМПЬЮТЕРНЫЕ НАУКИ
В данной статье рассматривается подход к созданию цифровых двойников для пищевой промышленности на основе мониторинга и численного моделирования термодинамических процессов в пекарной камере (электрическая печь-шкаф). В качестве объекта исследования использовалась профессиональная электрическая печь-шкаф ASTAR, предназначенная для термической обработки хлебобулочных изделий. В качестве системы мониторинга применялись инфракрасный пирометр VICTOR 304F, тепловизор UNI-T UTi120S и аналоговый термометр MGprof, встроенный внутрь камеры печи. Это позволило получить достоверные данные о температурном поле внутри рабочей камеры. На основе этих устройств проводился периодический сбор температурных данных в течение всего времени приготовления продукции. На основе собранных данных была построена карта температурных полей. Математическая модель теплообмена, реализованная в двумерном (2D) формате в среде MATLAB PDE Toolbox с учетом граничных условий Дирихле и Неймана, была верифицирована путем сравнения с экспериментальными результатами. Полученные результаты не только позволяют точно моделировать температурные градиенты и тепловые потоки в пекарной камере, но и закладывают основу для построения цифрового двойника, способного прогнозировать поведение системы в режиме реального времени. Предлагаемый подход может быть использован для повышения энергоэффективности, автоматизации контроля качества и оптимизации технологических режимов в пищевой промышленности. Настоящее исследование вносит вклад в решение задач, возникающих при моделировании и проектировании термодинамических процессов в процессе создания цифровых двойников.
В крупных облачных средах виртуализация играет ключевую роль не только в развертывании приложений и распределении рабочих нагрузок, но и в эффективном управлении сервисами и ресурсами платформы. Использование технологии контейнеризации наряду с такими традиционными подходами, как виртуальные машины, становится все более популярным в современных облачных инфраструктурах. Контейнеры обеспечивают более простой и быстрый способ виртуализации по сравнению с виртуальными машинами, ускоряя процесс внедрения и управления приложениями в изолированной среде, тем самым позволяют им эффективно использовать ресурсы. Для разработчиков контейнеры представляют удобное решение для тестирования компонентов приложений и построения архитектур на основе микросервисов. В результате контейнеризация становится предпочтительным решением для современных облачных сред и актуальных бизнес-потребностей. Поэтому данная работа посвящена изучению современных и известных на сегодняшний день контейнерных технологий. В статье анализируются современные технологии контейнеризации и оркестровки с использованием таких параметров, как производительность контейнера, масштабируемость и управление ресурсами. Основное внимание уделено оркестраторам Docker Swarm, Kubernetes, Apache Mesos и множеству контейнерных решений, исследовались преимущества и недостатки каждой технологии. Данная работа будет полезна ИТ-специалистам при выборе наиболее подходящего инструмента для создания приложений и реализации их облачных стратегий.
Ишемический инсульт является одной из основных причин смертности и инвалидности. Точная сегментация пораженных областей на КТ-снимках головного мозга имеет решающее значение для своевременной диагностики и принятия клинических решений. В данной работе предлагается ансамблевая методика, основанная на объединении моделей трансформеров SE-UNETR и Swin UNETR с помощью взвешенного голосования. Для оценки качества использовался коэффициент Дайса, метрика, измеряющая степень пересечения предсказанных областей поражения с эталонной разметкой. В отличие от использования одиночных моделей, ансамблевые нейросетевые подходы обеспечивают более высокую надежность и точность сегментации за счет согласованного объединения предсказаний нескольких архитектур. Были использованы трехмерные КТ-снимки 98 пациентов с острым ишемическим инсультом, предоставленные Международным центром томографии Сибирского отделения Российской академии наук. Результаты подтвердили, что предложенный ансамбль демонстрирует более высокую производительность по сравнению с отдельными моделями. Среднее значение коэффициента Дайса составило 0.7983, что свидетельствует о высокой эффективности метода при сегментации ишемических очагов. Анализ показал, что ансамблевая методика позволяет более точно определять границы поражений на КТ-снимках головного мозга и снижает ошибки сегментации. Предложенный подход может быть применен не только для инсульта, но и для других патологий, требующих точного анализа медицинских изображений в автоматизированных системах диагностики.
Анализ тональности научных текстов, включая цитирования, активно развивается, позволяя выявлять эмоциональную окраску ссылок и их влияние на научный дискурс. Настоящее исследование направлено на разработку и оценку гибридного подхода, интегрирующего лингвистические правила (анализ частей речи, синтаксических зависимостей и отрицаний) с алгоритмами машинного обучения (SVM, RF, NB, J48) для классификации тональности цитат. Эксперименты проведены на корпусах ACL Anthology (8700 предложений) и Clinical Trials (дополнительно 6500 предложений) с использованием стратифицированного разбиения (70/15/15 для train/val/test) и 5-кратной кросс-валидации. Разработанный метод достиг 90% macro-F1 и 95% F1-меры на датасете Athar, а на Clinical Trials – 85% macro-F1, демонстрируя улучшение на 10–15% по сравнению с базовыми моделями (BERT, LSTM). Абляционные исследования подтвердили вклад лингвистиче- ских правил (рост F1 на 5–7% при их исключении). Тесты статистической значимости (McNemar, p<0.05) подтвердили устойчивость результатов. Предложенный подход эффективен для автоматического анализа цитирований и оценки научного влияния.
Одним из современных направлений в области защиты информации является постквантовая криптография. Ее целью является разработка новых квантово-устойчивых криптографических алгоритмов. Важный раздел постквантовой криптографии составляют алгоритмы электронной цифровой подписи. Существует ряд различных подходов к проектированию постквантовых подписей. Одним из основных подходов к проектированию постквантовых криптографических алгоритмов цифровой подписи являются схемы постквантовой цифровой подписи, основанные на хешировании. Схемы постквантовой цифровой подписи, основанные на хешировании, являются одним из основных типов постквантовых криптографических алгоритмов цифровой подписи. Они достаточно эффективны и доказуемо безопасны. Установлена их надежная безопасность как против классических, так и против квантовых атак. Для решения различных задач информационной безопасности существует множество видов цифровых подписей, например, групповые подписи, кольцевые подписи, слепые подписи, верифицируемо зашифрованные подписи и т.д. В данной работе предлагается новый криптографический протокол верифицируемо зашифрованной подписи с возможностью проверки через заданное время на базе постквантового криптографического алгоритма цифровой подписи, основанной на хешировании, TANBA-SPHINCS+. Протокол является эффективной комбинацией постквантового алгоритма цифровой подписи TANBA-SPHINCS+, криптографического протокола, обеспечивающего шифрование данных на заданное время, ECTLC, и схемы верифицируемо зашифрованной подписи.
В работе рассматривается параметризованная постановка задачи о сумме подмножеств для n-элементного множества положительных целых чисел, сумма элементов которого равна заданному сертификату S. Предлагается метод формирования подмножеств фиксированной мощности k на основе индексных сертификатов и двумерных массивов, позволяющий эффективно выполнять выборку подмножеств без полного перебора. Основная идея заключается в переходе от значений элементов к индексному пространству и использовании структурированных диагоналей массивов, что снижает практическую трудоемкость вычислений при фиксированном k. Представлены алгоритмы формирования подмножеств четной мощности и показана их применимость в задачах поиска информации и обработки больших данных, а также на задачи поиска неструктурированной информации, где существенную роль играют скорость обработки и рациональное использование памяти. Подчеркивается, что полученные результаты относятся к ограниченной и параметризованной постановке задачи и не противоречат известной NP-полноте общей формулировки.
Современные тенденции цифровизации образования способствуют активному внедрению цифровых технологий в процесс обучения письму, особенно на дошкольном этапе. В статье представлена интеллектуальная система анализа формирования графомоторных навыков у детей дошкольного возраста на основе математического моделирования ошибок при написании букв с использованием сенсорных устройств. Цель исследования – разработка и апробация математической модели оценки графомоторных ошибок, позволяющей выявлять и анализировать типовые отклонения от эталона при выполнении заданий в цифровом приложении «Ловкие пальчики». В основе модели лежит сравнение пользовательской траектории с эталонной, представленной в виде кусочно-линейных функций. Для повышения точности анализа применяется сглаживание с использованием сплайна Кэтмулл-Рома. Предложена система метрик: отклонение формы, угловое отклонение, смещение начальной/конечной точек и метрика подобия (расстояние Фреше). Эти параметры формируют интегральную оценку качества выполнения задания. Приложение автоматически генерирует отчеты и графики прогресса для педагогов и родителей, а также предоставляет рекомендации по корректирующим мерам. Разработанный интерфейс визуализирует ошибки, формирует рекомендации и фиксирует прогресс. Такой подход значительно расширяет возможности диагностики и коррекции навыков письма, дополняя традиционные методы наблюдения педагогов. Таким образом, интеллектуальное электронное приложение «Ловкие пальчики» представляет собой эффективный инструмент цифровой педагогической диагностики, способствующий раннему выявлению нарушений письма и повышению готовности дошкольников к школьному обучению.
Точное прогнозирование стоимости ИТ-проектов имеет ключевое значение для успешного планирования, бюджетирования и распределения ресурсов. Однако традиционные методы оценки, такие как COCOMO, анализ функциональных точек или экспертные оценки, часто не дают надежных результатов, особенно в развивающихся странах, таких как Казахстан, где предыдущие данные о проектах скудны или неполны. В настоящем исследовании рассматривается использование ансамблевых алгоритмов машинного обучения, в частности Random Forest и Gradient Boosting, для прогнозирования стоимости ИТ-проектов в условиях недостатка исходных данных. Для решения проблемы нехватки данных применяются методы генерации синтетических данных, позволяющие формировать расширенные наборы данных, моделирующие различные сценарии проектов при сохранении статистических характеристик, наблюдаемых в реальных случаях. Представленные модели используют ключевые проектные параметры, такие как размер команды, сложность проекта, методология разработки и размер проекта, в качестве входных данных для прогнозирования стоимости. Экспериментальные результаты показывают, что ансамблевые подходы превосходят стандартные методы оценки по точности прогнозирования. Модель Random Forest продемонстрировала наименьшую среднюю абсолютную ошибку (MAE = 0,09) и наибольший коэффициент детерминации (R² = 0,603). Кроме того, анализ важности признаков показал, что размер проекта и время разработки являются наиболее значимыми факторами в оценке стоимости. Полученные результаты подтверждают эффективность ансамблевого обучения для работы со сложными, нелинейными зависимостями между параметрами проектов и предлагают практический инструмент для совершенствования методов оценки стоимости в условиях отсутствия качественных исторических данных. Данное исследование вносит вклад в развитие интеллектуальных систем поддержки принятия решений и предоставляет практические рекомендации для менеджеров ИТ-проектов и лиц, принимающих решения в развивающихся экономиках, заинтересованных в улучшении бюджетирования и планирования ИТ-проектов.
В последние годы Казахстан столкнулся с серьезными проблемами как недостатка воды, так и эксплуатации имеющихся гидротехнических сооружений: периоды засухи приводят к систематическому снижению накопленных запасов пресной воды, а паводок 2024 г. привел к затоплению ряда населенных пунктов. Для понимания реальной картины состояния имеющихся гидротехнических сооружений и наличествующих в этих водохранилищах водных запасов, а также прогнозирования потенциальных рисков правительством инициирован ряд исследований. В свете возросшей актуальности проблемы понимания достоверной картины состояния гидротехнических сооружений авторами в статье поднимаются вопросы оценки точности компьютерного моделирования состояния водохранилищ региона (на примере Каратомарского и Верхнетобольского водохранилищ). В исследовании батиметрия Каратомарского водохранилища выполнена с помощью дрона Apache 3. Исследование закономерностей точности моделирования от частоты галсов проводилось с использованием методов кригинга. Модели водохранилища строились в QGis и Surfe. При анализе береговой линии использовались космические снимки Sentinel-2 и данные «Казводхоза». Результатом исследования стал алгоритм определения плотности (шага) галсов гидродрона для современной геоморфологии дна. Исследования показали, что точность исследования даже равнинных гидротехнических сооружений Казахстана существенно зависит от параметров проведения полевых исследований, а сами гидротехнические сооружения за период эксплуатации претерпели существенные изменения.
этой работе используются передовые стратегии управления, включая ПИД-регулирование, для управления динамическими и чувствительными ко времени процессами, присущими производству цемента. Контроллер Honeywell C300 используется для реализации надежной и масштабируемой системы, способной адаптироваться к требованиям высоких температур, изменениям расхода материалов и эксплуатационным нарушениям. Датчики и исполнительные механизмы интегрированы для сбора данных в реальном времени и обеспечения бесперебойной связи по всей производственной линии. Инструменты математического моделирования, такие как MATLAB, используются для точной настройки параметров управления, что позволяет осуществлять прогнозное и адаптивное управление критическими переменными, такими как температура, давление и расход. Значимость этой работы выходит за рамки повышения эффективности работы, способствуя устойчивому развитию за счет оптимизации потребления энергии и минимизации отходов. Соответствуя глобальным усилиям по снижению воздействия промышленных операций на окружающую среду, система демонстрирует, как автоматизация может произвести революцию в процессе производства цемента. В этой статье излагаются технологические основы, методологии проектирования и практические реализации системы управления, предлагая понимание ее потенциала.
В статье представлено комплексное исследование применения методов машинного обучения для автоматизированного анализа рентгенографических изображений органов дыхательной системы с целью раннего выявления патологических изменений. Предложена и реализована методика классификации легочных заболеваний на основе ансамбля глубоких сверточных нейронных сетей, включающего архитектуры DenseNet121, MobileNetV2, EfficientNetB0, SENet и ShuffleNetV2. В рамках исследования проведен сравнительный анализ эффективности различных методов предобработки изображений, включая использование исходных черно-белых рентгеновских снимков без дополнительной обработки, применение метода CLAHE (Contrast Limited Adaptive Histogram Equalization) в сочетании с цветовой фильтрацией, а также использование нейросетевого денойзера DynamicCNN для подавления шумов. Экспериментальные результаты показали, что ансамблевый подход с применением стратегии мягкого голосования (soft voting) обеспечивает статистически значимое повышение точности классификации по сравнению с отдельными моделями. Полученные результаты подтверждают высокую эффективность предложенного подхода и демонстрируют перспективность использования ансамблевых моделей глубокого обучения в задачах медицинской диагностики и поддержки принятия клинических решений.
Данное исследование представляет систему глубокой нейронной сети, которая обеспечивает многоклассовую классификацию эмоций в процессе разработки. Система определяет семь эмоциональных состояний: гнев (angry), отвращение (disgust), страх (fear), радость (happy), нейтральное состояние (neutral), грусть (sad) и удивление (surprise). Исследователи разделили свой набор данных на обучающую и тестовую части после предварительной обработки и использовали точность (precision), полноту (recall), F1-меру, матрицу ошибок (confusion matrix) и кривые ROC-AUC для оценки результатов. Согласно матрице ошибок, модель достигает наибольшей точности при распознавании радости (89%), далее следуют удивление (68%) и отвращение (49%). Модель показала хорошие и отличные результаты по большинству эмоций, однако испытывает трудности с эмоциями «страх» и «нейтральное состояние», поскольку их признаки пересекаются или распределение классов несбалансированно. Исследователи вычислили кривые операционных характеристик приемника (ROC) и площади под кривой (AUC) для каждого класса. Модель показала лучшие AUC-результаты для радости (0,92) и удивления (0,90), далее для отвращения (0,84). Наименьший AUC-показатель – 0,71 был зафиксирован для категории «страх» из-за слабой различимости этой эмоции. При оценке всех классов вместе модель достигла макроусредненного AUC-показателя 0,82. Предложенная нейронная сеть демонстрирует высокую эффективность в задачах распознавания эмоций благодаря своей способности выявлять интенсивные эмоции, такие как радость и удивление.
Расширение телекоммуникационных услуг сопровождалось ростом числа мошеннических телефонных звонков, представляющих серьезную угрозу для отдельных лиц и организаций. Традиционные методы обнаружения обычно основаны на офлайн-анализе полных разговоров, что ограничивает оперативность реагирования.
В данной работе автор предлагает систему обнаружения мошенничества в реальном времени, основанную на предварительно обученных контекстных встраиваниях в сочетании с двунаправленной сетью долговременной кратковременной памяти (LSTM) для моделирования семантического содержания и временной динамики многоходовых разговоров. Для обнаружения мошеннических звонков система постепенно изменяет вероятность мошенничества после каждого хода разговора, что позволяет обнаружить мошенничество. При тестировании на синтетическом наборе данных многоходовых диалогов показано, что предложенная BiLSTM с использованием встраиваний BERT имеет точность 93,75% и показатель F1 93,55, что выше, чем у существующих базовых моделей машинного обучения и сверточных нейронных сетей. Система способна выявлять большинство мошеннических схем на начальных этапах звонка, что обеспечивает быструю оценку риска. Эти результаты свидетельствуют о полезности контекстно ориентированного, последовательного моделирования для обнаружения мошенничества в режиме реального времени и о возможности его практического применения.
В этом исследовании рассматривается проблема эффективности планирования задач и ограниченной отказоустойчивости в специализированных грид-вычислительных средах, где традиционные системы полагаются на централизованное управление и стабильную инфраструктуру. Чтобы преодолеть это, было разработано поведение децентрализованных агентов с использованием платформы Java Agent DEvelopment Framework, позволяющей автономно перераспределять задачи между гетерогенными рабочими агентами. Предлагаемая архитектура Планировщик – Рабочий обеспечивает динамическую координацию и восстановление после сбоев без централизованной оркестровки. Эксперименты на пяти устройствах показывают, что увеличение числа агентов с одного до трех сокращает общее время выполнения в 1,98–3,25 раза, в то время как наилучшая производительность достигается при использовании четырех агентов, что обеспечивает ускорение в 2,99 раза при выполнении 100 задач. Однако использование шести агентов на меньшем количестве устройств снижает эффективность до 2,34 раза из-за нехватки ресурсов и увеличенной коммуникационной нагрузки. Исследование ограничено одной топологией сети и небольшим испытательным стендом. Тем не менее результаты демонстрируют практический потенциал децентрализованного планирования на основе агентов для создания устойчивых распределенных систем машинного обучения.
Развитие технологий 5G и предстоящее внедрение сетей 6G приводят к существенному усложнению архитектуры мобильных систем за счет сервисно ориентированной архитектуры, сетевого слайсинга, виртуализации и распределенных cloud-native функций. Эти изменения повышают масштабируемость и гибкость, но одновременно увеличивают атакуемую поверхность и формируют новые типы уязвимостей. Традиционные методы тестирования на проникновение не соответствуют таким динамичным и виртуализированным средам, поскольку полагаются на статические процедуры и ручные действия, не успевающие за изменениями сетевой инфраструктуры. В то же время системы обнаружения вторжений (IDS), основанные на машинном обучении, способны выявлять аномалии и неизвестные угрозы, но остаются отделенными от процессов тестирования на проникновение. В работе представлен интеллектуальный гибридный метод автоматизированного тестирования на проникновение в сетях 5G и будущих поколений. Подход объединяет IDS, основанную на инкрементальном обучении, автоэнкодерах и GAN-моделях, с модулем оптимизации атак на основе алгоритма дифференциальной эволюции (DE). Вместо генетического алгоритма используется DE благодаря высокой скорости сходимости, устойчивости к локальным минимумам и пригодности для оптимизации высокоразмерных представлений стратегий атак. Эксперименты на тестовой платформе 5G Standalone, реализованной с использованием OpenAirInterface, показали, что DE повышает эффективность идентификации уязвимостей и формирует оптимальные многоэтапные стратегии атак. Эти результаты показывают, что оптимизация на основе DE обеспечивает масштабируемую, адаптивную и эффективную основу для непрерывной оценки безопасности мобильных сетей следующего поколения.
МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ
Глобальная оптимизация многоэкстремальных функций многих переменных – важная задача развития различных направлений науки. Актуальность этой задачи подтверждается тем, что необходимость поиска глобального экстремума постоянно возникает как в теоретических исследованиях, так и на практике. В данной работе предлагается новый подход к проблеме поиска глобального минимума многоэкстремальной функции многих переменных. В опубликованной ранее работе одного из авторов данной статьи путем преобразования целевой функции была построена специальная функция, которая была названа «вспомогательной функцией». При этом были изучены важные свойства этой функции (неотрицательность, равномерная непрерывность, дифференцируемость, монотонность и другие), благодаря которым переход от целевой функции к вспомогательной обеспечивает экономию и гарантию сходимости метода поиска глобального минимума. В предлагаемой статье строго сформулированы и доказаны необходимые и достаточные условия глобального минимума целевой функции, и, как следствие, задача нахождения глобального минимума многоэкстремальной функции многих переменных сводится к поиску «наибольшего нуля» выпуклой функции одной переменной. При этом доказано, что глобальный минимум целевой функции совпадает с точной верхней гранью нулей вспомогательной функции. А для определения «наибольшего нуля» вспомогательной функции с высокой точностью можно рационально использовать известные численные методы.
В теории уравнений с малыми параметрами задача Коши в точке 0, где характеристическое уравнение, построенное в соответствии с однородной частью рассматриваемого линейного интегро-дифференциального уравнения, имеет положительные и отрицательные корни, а также порядок производной интеграла до 2, ранее не рассматривалась. Известно, что при противоположных корнях характеристического уравнения решение задачи рискует склониться к бесконечности. Например, решение задачи Коши для дифференциального уравнения с малым параметром перед двумя большими производными остается неопределенным, когда корни характеристического уравнения противоположны, и если добавим интегральную часть к правой части дифференциального уравнения и будем рассматривать ее как интегро-дифференциальное уравнение, мы можем получить аналитическую формулу решения. В данной работе была построена невозмущенная задача для заданной возмущенной задачи с малым параметром. В невозмущенной задаче порядок внешнего дифференциального оператора меньше, чем порядок внутреннего оператора. Такой тип задачи относится к нестандартным случаям и требует дополнительного изучения. В связи с этим была получена аналитическая формула решения невозмущенной задачи и проведены дополнительные исследования. При этом установлена связь между возмущенной и невозмущенной задачами, что подтверждается соответствующим примером. Сформулирована и изложена теорема предельного перехода.
В данной работе рассматривается краевая задача для интегро-дифференциального уравнения дробного порядка 0 <α <1 с инволютивным преобразованием. Для исследования разрешимости поставленной краевой задачи используется метод параметризации, предложенный профессором Д. Джумабаевым. Для этого вводится параметр μ = x (0) и выполняется замена переменных 0 <α <1. Введенная замена переменных разбивает рассматриваемую задачу формально на две части, т.е. задачу Коши для интегро-дифференциального уравнения дробного порядка 0 <α <1 с инволютивным преобразованием и линейное уравнение относительно введенного параметра. Определяя решение задачи Коши для интегро-дифференциального уравнения дробного порядка 0 <α <1 с инволютивным преобразованием и подставляя его в краевое условие, получим линейное уравнение относительно введенного параметра. Считая, что коэффициент данного уравнения не равен нулю, находим единственное решение исследуемой краевой задачи. Установлена взаимосвязь между разрешимостью исследуемой задачи и коэффициентом полученного уравнения.
В последние годы в исследованиях функциональных пространств широко изучаются пространства гранд Лебега, гранд Лоренца и их обобщения. Это связано с тем, что в настоящее время стало очевидным, что большинство известных функциональных пространств недостаточны для моделирования прикладных задач, таких как моделирование электрореологических жидкостей, термореологических жидкостей, обра- ботка изображений, дифференциальные уравнения с нестандартным ростом и другие области. Поэтому были введены новые точные шкалы функциональных пространств, а именно переменнозначные пространства и гранд-пространства. В данной статье, используя определение анизотропного гранд-пространства Лоренца и его ранее доказанные свойства, мы получаем ранее недоказанное неравенство Гёльдера в этом пространстве. Для доказательства этих неравенств используются свойства невозрастающей перестановки функций. В исследовании применяются методы, разработанные для многомерных случаев, включая анализ связей между упорядоченными и переставленными вариантами функций. С помощью полученного неравен- ства Гёльдера доказана дуальность этих пространств. Полученные результаты имеют не только теоретическое значение, но и применяются в прикладных задачах, таких как решение дифференциальных уравнений и изучение интегральных операторов. Результаты, представленные в статье, способствуют углублению теории функциональных пространств и расширению сфер их применения.
Рассматривается начально-краевая задача для дифференциального уравнения с n-нагрузкой, зависящего от двух переменных и содержащего частные производные четвертого порядка. Путем введения новой неизвестной функции исходная задача сводится к семейству задач Коши для нагруженного дифференциального уравнения с частными производными первого порядка. Для неизвестной функции cнагрузкамистроится система функциональных уравнений по переменной x. Предложен алгоритм нахождения решения этой системы функциональных уравнений. Доказана теорема о существовании единственного решения семейства задач Коши для нагруженного дифференциального уравнения с частными производными первого порядка. Установлены условия существования и единственности решения начально-краевой задачи для дифференциального уравнения с нагрузкой, содержащего частные производные четвертого порядка и зависящего от двух переменных. Результат проиллюстрирован примером.
В статье представлен численный метод восстановления пространственного распределения скорости звука в неоднородных средах на основе обратного анализа распространения акустических волн. Математическая модель базируется на волновом уравнении второго порядка с переменными коэффициентами. Обратная задача сформулирована как задача оптимизации по минимизации функционала невязки между смоделированными и наблюдаемыми данными давления на границах области. Для эффективного вычисления градиента функционала применяется метод сопряженной (вспомогательной) задачи, выведенный с помощью вариационного исчисления. Численная реализация выполнена с использованием явной конечно-разностной схемы. Вычислительные эксперименты на одномерной модели гетерогенной среды (грунт – металл – грунт) показывают, что предложенный алгоритм позволяет достоверно восстанавливать профиль скорости, особенно в зонах резкого контраста. В работе проведен анализ чувствительности решения и скорости сходимости, показавший, что 500 итераций обеспечивают оптимальный баланс между точностью и вычислительными затратами.
В данной статье рассматриваются оценки коэффициентов Фурье–Уолша для функций двух переменных, обладающих ограниченной вариацией. Исследование направлено на получение верхних оценок модулей коэффициентов ряда Фурье–Уолша, что позволяет анализировать сходимость и аппроксимационные свойства соответствующих рядов. Основное внимание уделено функциям, заданным на единичном квадрате, и имеющим ограниченную вариацию по каждой переменной и в совокупности. Приводятся оценки, зависящие от индексов коэффициентов и характеристик вариации функции. В статье получены новые верхние оценки модулей коэффициентов ряда Фурье–Уолша для функций двух переменных с ограниченной вариацией. В отличие от классических результатов в работе получены новые верхние оценки коэффициентов Фурье–Уолша для функций двух переменных с учетом как вариации по каждой переменной, так и их совместной вариации. Такой подход позволяет более точно описывать поведение коэффициентов и частичных сумм рядов, что важно для исследования абсолютной сходимости и аппроксимационных свойств в многомерном случае. Актуальность работы обусловлена современными направлениями развития теории ортогональных рядов и их прикладными аспектами. Ряды Фурье–Уолша широко применяются в цифровой обработке сигналов, теории сжатия и восстановления данных, а также при анализе дискретных и двоичных структур, что в последние годы приобретает особую значимость в связи с развитием цифровых технологий и вычислительных методов.
ФИЗИЧЕСКИЕ НАУКИ
В статье представлено подробное численное исследование ограниченной задачи трех тел в рамках общей теории относительности. На основе Лагранжевой и Гамильтоновой формулировок выведены уравнения движения с релятивистскими поправками до порядка 1/c2, которые решены численно в среде Wolfram Mathematica. Разработанная модель позволила исследовать устойчивость орбит при малых релятивистских возмущениях и сравнить полученные результаты с теоретическими предсказаниями. Численные расчеты выполнены методом Рунге–Кутты для трех систем: «Земля – Солнце – Луна», «Земля – Солнце – Меркурий» и системы с равными массами. Полученные данные подтвердили устойчивость круговых орбит и воспроизвели наблюдаемый эффект смещения перигелия Меркурия. В случае равных масс обнаружен переход от квазипериодического движения к хаотическому, зависящий от начальных параметров. Проведенное исследование демонстрирует высокую точность и надежность численного метода в среде Wolfram Mathematica и подчеркивает его практическую ценность для моделирования нелинейной релятивистской динамики, анализа орбитальной устойчивости и дальнейших исследований в области небесной механики и гравитационной физики.
Высокомассивные рентгеновские двойные системы (HMXB) делятся на постоянные (персистентные) источники, которые излучают практически непрерывно и относительно стабильно, и транзиентные (переменные) источники, большую часть времени пребывающие в тихом состоянии и лишь эпизодически переживающие мощные рентгеновские вспышки. Цель данной работы – статистически сравнить свойства рентгеновской светимости этих двух классов HMXB, в частности максимальную светимость и диапазон ее изменчивости . Для этого использованы каталожные данные по галактическим HMXB-пульсарам (18 постоянных и 64 транзиентных систем). Проанализированы распределения и с помощью гистограмм, коробчатых диаграмм (boxplot), кумулятивных кривых (CDF) и непараметрического критерия Манна–Уитни. Показано, что оба класса достигают сходных значений (порядка – эрг/с), без статистически значимого расхождения распределений. Однако транзиентные системы демонстрируют значительно более широкий диапазон изменчивости светимости: увеличение на 4–5 порядков (до раз) против обычно менее раз у постоянных. Это отличие подтверждается статистически (для транзиентов выявлена более высокая вариабельность, p ≈ 0.05). Таким образом, основное различие между постоянными и транзиентными HMXB заключается не в предельной рентгеновской светимости, а в режиме аккреции. В постоянных системах компактный объект непрерывно аккрецирует вещество из устойчивого звездного ветра OB-сверхгиганта, обеспечивая относительно стабильное излучение. Напротив, транзиенты характеризуются прерывистой аккрецией (например, эпизодическим захватом материи из диска Be-звезды), что приводит к их экстремальной вариабельности.
Углеродные наностены (УНС) являются перспективными углеродными наноматериалами для гибкой и носимой электроники благодаря их уникальной вертикально ориентированной архитектуре и высокой электропроводности. В данной работе систематически исследовано влияние механической деформации на электрические свойства гибких пленок УНС. УНС были синтезированы методом индуктивно-связанного плазменно-химического осаждения из газовой фазы и перенесены на полимерные подложки для проведения электромеханических испытаний. Измерения методом эффекта Холла показали, что увеличение изгибной деформации и циклической механической нагрузки приводит к постепенному росту поверхностного сопротивления и снижению электропроводности и подвижности носителей заряда, при этом концентрация носителей остается практически неизменной. Сканирующая электронная микроскопия выявила образование микротрещин и частичное нарушение проводящих каналов после многократного изгиба, тогда как общая морфология наностенок в целом сохраняется. Рамановская спектроскопия подтвердила стабильность sp2-углеродного каркаса с увеличением дефектных мод после деформации. Полученные результаты демонстрируют механическую устойчивость УНС и их перспективность для применения в гибких электронных и сенсорных устройствах.
В данной работе проведено исследование кристаллизации аморфных пленок селенида индия (InSe) при термической обработке в инертной атмосфере. Пленки получены методом термического испарения объемных кристаллов InSe стехиометрического состава в условиях высокого вакуума. Анализ структуры пленок осуществлялся методами рамановской спектроскопии и рентгеновской дифракции, результаты которых указывают на изначальную аморфную фазу, которая переходит в структуру стехиометрического InSe с гексагональной кристаллической решеткой в результате термической обработки при температуре 350 °С. Особенностью исследуемых пленок является значительный контраст в удельном электрическом сопротивлении между аморфным и кристаллическим состояниями. Переход в кристаллическую фазу сопровождается резким снижением электрического сопротивления на несколько порядков, что позволяет косвенно оценить температуру кристаллизации пленок путем измерения зависимости сопротивления образца от температуры. В данной работе обнаружено резкое изменение электрического сопротивления в области ~ 140 °C, соответствующее температуре кристаллизации исследуемых образцов. Полученные результаты подтверждают возможность формирования поликристаллической пленки InSe на больших площадях, что, в свою очередь, является важным при создании прототипов оптоэлектронных устройств. Кроме того, в работе продемонстрирована возможность локальной кристаллизации пленок InSe с использованием технологии лазерного гравирования.
Мы представляем наблюдения континуума на длине волны 1.3 мм с высоким угловым разрешением, а также молекулярных линий в области массивного звездообразования G350.29+0.12, выполненные с использованием вращательных переходов CH₃CN и CH₃¹³CN. Континуумное излучение разрешает два основных ядра: яркое компактное северное ядро G350.29+0.12 A и более слабое южное ядро G350.29+0.12 B. Ядро A демонстрирует шесть компактных субструктур, вложенных в более протяженное излучение. Обнаружены множественные K-компоненты переходов CH₃CN J = 14→13 и CH₃¹³CN J = 14→13, при этом излучение преимущественно исходит из ядра A. Карты момента 0 для CH₃CN показывают, что интегральные интенсивности достигают максимума в положении основного континуумного источника, указывая на то, что молекулярное излучение трассирует теплый и плотный газ. Карты момента 1 выявляют выраженный градиент скорости порядка ∼2 км/с через ядро A, ориентированный с северо-запада на юговосток, тогда как карты момента 2 демонстрируют зависящие от K-компоненты вариации дисперсии скоростей. Диаграммы положение–скорость дополнительно указывают на организованные вращательные движения, проявляющиеся в виде компактной скоростной структуры с центральным максимумом и систематическими градиентами. Анализ вращательной температуры дает T₍rot₎ = 360.6 ± 34.8 K для CH₃CN, что указывает на наиболее горячий и плотный газ, и T₍rot₎ = 138 ± 45 K для CH₃¹³CN, что согласуется с более холодным и протяженным веществом. В совокупности эти результаты демонстрируют, что G350.29+0.12 A является вращающимся горячим молекулярным ядром, находящимся на стадии активного массивного звездообразования.
Изучение механизмов образования и эволюции звезд основано на комплексных исследованиях областей межзвездной среды, включая анализ и идентификацию молодых звездных объектов (МЗО). Идентификация молодых звездных объектов по их излучению на различных длинах волн инфракрасного диапазона ведется относительно недавно – первые исследования в этой области появились лишь в конце XX века. Развитие данного направления стало возможным благодаря совершенствованию наблюдательной техники и методов обработки данных, получению более надежных характеристик звездных источников, а также созданию каталогов, содержащих обширные массивы информации о космических объектах. В данной работе было проведено исследование области звездообразования W40 молекулярного облака Aquilla в инфракрасном диапазоне длин волн на предмет обнаружения ранее не идентифицированных и находящихся на различных стадиях эволюции молодых звездных объектов. Идентификация проводилась с использованием двух подходов: по фотометрическим критериям и спектральномым индексам. Это позволило более достоверно выявить эволюционные стадии впервые найденных и ранее неисследованных 37 кандидатов в МЗО (5 объектов – I класса, 2 объекта – ІІ, 4 объекта – класса «переходные диски» и 26 объектов – ІІІ класса), что свидетельствует об активном и продолжающемся процессе звездообразования в W40.
В данной работе исследовано влияние никелевой пенки на структуру и свойства RF-DBD разряда в смеси аргон-метан при низком давлении 0.5 Торр. Были проведены эксперименты при варьировании подводимой мощности, потока газа и расстояния между катализатором и радиочастотным (РЧ) электродом. Показано, что увеличение мощности плазмы и изменение потока газа метана при присутствии катализатора приводит к заметному укорочению длины свечения плазмы в кварцевой трубке. Было установлено, что увеличение расстояния между катализатором и РЧ-электродом снижает возможность поддержания плазмы в области после катализатора. По итогу анализа оптических эмиссионных спектров выявлено снижение интенсивности углеродосодержащих радикалов, атомарного и молекулярного водорода после катализатора, что свидетельствует о его активном участии в плазменно-каталитических процессах. Рамановский анализ подтвердил образование отложений аморфного углерода на поверхности никелевой пенки. Установлено, что никелевая пена не только модифицирует структуру RF-DBD разряда, но и существенно влияет на распределение активных частиц в плазме, изменяя условия протекания плазменно-каталитических реакций. Полученные результаты позволяют глубже понять механизмы взаимодействия низкотемпературной плазмы с пористым металлическим катализатором и могут быть использованы при разработке эффективных плазменно-каталитических систем конверсии углеводородных газов.
НЕФТЕГАЗОВАЯ ИНЖЕНЕРИЯ И ГЕОЛОГИЯ
В данной работе проведено численное исследование типового участка магистрального надземного газопровода усиленными композитными накладками, установленными на опоры на предмет анализа частот колебаний. Исследование проведено методом конечных элементов в программном комплексе ANSYS Workbench. В исследовании в качестве нагрузки рассмотрены случаи с внутренним рабочим и критическим давлением. Результат исследования показал, что в вариации установки композитных накладок при условии критического давления первые 11 частот колебаний показали более низкое значение, а начиная с 12 частоты более низкие значения показали в условиях рабочего давления. Вместе с тем в условиях рабочего давления расположение композитной накладки в вариации между опорами 2 и 3, а также в вариации между опорами 3 и 4 показало одинаковые результаты, то есть изменение происходило только в 1, 4 и 5 формах. В вариации, когда накладка установлена между опорами 1 и 2, изменению подверглись 1, 3 и 5 формы. В условиях критического давления расположение композитной накладки в вариации между опорами 2 и 3, а также в вариации между опорами 1 и 5 показало одинаковые результаты, то есть изменение происходило в 1, 2 и 5 формах. В вариации, когда накладка установлена между опорами 3 и 4, изменению подверглись 1, 3 и 5 формы. При сравнении всех трех случаев было установлено, что значение частот колебаний при установке композитных накладок посередине в большинстве случаев превышает, то есть из перечисленных двадцати частот в 60–70% показатель частот больше относительно других двух случаев. Таким образом, полученные результаты исследований можно использовать для выбора места расположения накладки из углепластика для бандажирования газопроводов в условиях региона с сейсмической активностью.
В условиях разработки нефтяных и газовых месторождений с повышенными и высокими пластовыми температурами эффективность операций гидроразрыва пласта (ГРП) в значительной степени определяется корректным выбором брейкерной системы, обеспечивающей контролируемое разрушение полисахаридного геля после завершения закачки и размещения проппанта. В традиционной практике проектирования ГРП тип и концентрация брейкера, как правило, подбираются исходя из статического значения пластовой температуры, тогда как изменения температурного режима в призабойной зоне в процессе закачки учитываются лишь в ограниченной степени. В работе представлены результаты анализа динамики пластовой температуры, зарегистрированной в режиме реального времени с использованием автономного глубинного термобарического датчика в ходе проведения операции ГРП, включающей нагнетательный тест, мини-ГРП и основной гидроразрыв. Установлено, что закачка жидкости гидроразрыва с поверхностной температурой порядка 20 °C приводит к быстрому снижению температуры в призабойной зоне на десятки градусов по сравнению с исходной пластовой температурой. Наличие технологических пауз сопровождается частичным восстановлением температуры, однако исходное тепловое состояние пласта не восстанавливается до начала последующих стадий. Полученные результаты показывают, что эффективная температура, определяющая поведение жидкости ГРП в течение значительной части операции, существенно отличается от статического пластового значения. Это расхождение оказывает влияние на кинетику разрушения геля и эффективность окислительных брейкеров персульфатного типа. Сопоставление промысловых температурных данных с результатами лабораторных реологических испытаний, выполненных на вискозиметре Chandler 5550, подтверждает необходимость учёта динамического температурного режима при подборе брейкерных систем. Учет фактической температурной истории операции повышает надежность выбора брейкера и способствует улучшению очистки трещины и повторяемости результатов ГРП в условиях высокотемпературных коллекторов.
Полимерное заводнение широко применяется в качестве метода контроля подвижности для повышения нефтеотдачи пластов (EOR), однако часто сообщается о постепенном восстановлении после повышения подвижности, что остается неполным объяснением. В этом обзоре рассматривается роль вязкоупругости в повышении эффективности очистки микропор при заводнении полимеров. Проводится четкое различие между доступом к микропорам (проникновение потока в микродомены с низкой связностью) и мобилизацией микропор (высвобождение захваченного масла из тупиковых пор и углов). Анализ обобщает экспериментальные наблюдения, моделирование масштаба пор и реологические соображения, чтобы оценить, влияют ли упругие напряжения на дополнительные механизмы вытеснения нефти, помимо влияния сдвиговой вязкости. Особое внимание уделяется режиму течения при растяжении в условиях сходящейся и расходящейся геометрии пор, влиянию вязкости сырой нефти и роли солености, температуры и механического разрушения в подавлении вязкоупругих реакций. Обзор показывает, что влияние вязкоупругости на нефтеотдачу зависит от условий эксплуатации и наиболее выражено в пределах определенной вязкости и эксплуатационных периодов. Различия в представленных результатах в значительной степени объясняются несогласованностью реологических характеристик и недостаточным учетом последствий деградации. Для улучшения воспроизводимости и прогнозирования рекомендуется использовать стандартизированные реологические протоколы, основанные на кондиционировании рассола, включая, где это возможно, количественные показатели. Полученные результаты подчеркивают необходимость многомасштабной проверки, связывающей механизмы изменения масштаба пор со смещением керна и эксплуатационными характеристиками месторождения.
Прикаспийский бассейн, включая его юго-восточную часть, является уникальной нефтегазоносной провинцией с гигантскими месторождениями, такими как Тенгиз и Кашаган, запасы которых оценив в миллиарды тонн. Несмотря на обширные исследования региона, вопросы генетической принадлежности нефтей и условий их палеообразования требуют дополнительных геохимических анализов нефтяных проб. Для проведения комплексной геохимической характеристики и генетической корреляции нефтей Эмбинского региона с акцентом на анализ молекулярных маркеров для реконструкции условий нефтеобразования было отобрано семь нефтяных проб из различных стратиграфических горизонтов. В исследовании использовались современные аналитические методы: газовая хроматография (Agilent 7890B) для детального анализа н-алканов и изопреноидов (пристана и фитана) и хромато-масс-спектрометрия в режиме регистрации выбранных ионов m/z 191, 217 для идентификации терпанов и стеранов соответственно. Особое внимание было уделено расчету ключевых геохимических индексов (изопреноидных, гопановых, отношений стерановой изомеризации), а также построению диагностических диаграмм. Результаты указывают на морское происхождение исследуемых нефтей с доминированием карбонатных материнских пород (C₂₇ стераны > 30%, C₂₉/C₃₀ гопаны > 1). Отношения Pr/Ph (0,79–1,07) и повышенное содержание C₃₅ гомогопанов свидетельствуют об образовании в восстановительных условиях. Параметры термической зрелости (Ts/(Ts+Tm) = 0,15–0,64; C₂₉ ββ/(αα+ββ) = 0,55–0,71) подтверждают генерацию проб в главной зоне нефтеобразования. Генетическая корреляция объединила все образцы в одну нефтяную семью морского карбонатного проис- хождения. Полученные выводы имеют практическую значимость для прогнозирования аналогичных скоплений в регионе.
ЭКОНОМИКА И БИЗНЕС
Целью данного исследования был анализ влияния брендинга на опасные товары, такие как табак, алкоголь и наркотики, с акцентом на потребительские предпочтения, доверие и покупательское поведение. Также изучалось, как эти факторы различаются в зависимости от демографических характеристик и уровня узнаваемости бренда. Кроме того, в исследовании рассматривались этические последствия брендинга вредных товаров и то, смягчают ли национальные правила негативные последствия такого маркетинга. Эксперты считают, что брендинг влияет на поведение потребителей, привлекая внимание исследователей, особенно в отраслях, продающих продукцию, негативно влияющую на здоровье потребителей. Данное исследование было сосредоточено на казахстанском рынке сигарет и алкоголя, чтобы оценить, как стратегии брендинга влияют на выбор потребителей в категориях опасных товаров. Опираясь на существующую литературу по поведению потребителей, лояльности к бренду и этичности маркетинга вредных товаров, исследователь стремился определить, формирует ли брендинг восприятие и потребление потребителей. Использовалась комбинация первичных и вторичных источников данных, а также был проведен опрос для оценки отношения потребителей к брендингу на казахстанском рынке. Результаты показали, что брендинг оказывает значительное влияние на поведение потребителей. Однако в отношении вредных товаров были выявлены определенные ограничения. В условиях растущих этических проблем и повышения осведомленности о рисках для здоровья эффективность брендинга оказалась ниже, чем раньше. Исследование было ограничено тем, что оно было сосредоточено на казахстанском рынке, который может не в полной мере отражать глобальное поведение потребителей в отношении вредных товаров. Кроме того, использование данных самоотчета в опросе могло привести к предвзятости ответов. Данное исследование вносит вклад в дискуссию об этичности брендинга вредных товаров, предоставляя информацию о поведении потребителей на развивающемся рынке. Оно подчеркивает эволюцию эффективности брендинга на фоне растущих этических проблем и нормативных мер, предлагая ценные выводы для политиков, бизнеса и исследователей. Исследование также подчеркивает необходимость более строгих правил, регулирующих брендинг вредных товаров.
Данное исследование изучает организационную конкурентоспособность на развивающихся рынках, движимую глобальной экономической интеграцией. Основное внимание уделяется взаимодействию трех важнейших драйверов: цифровой трансформации, участию в глобальных цепочках создания стоимости (ГЦС) и стратегической гибкости. Был проведен количественный перекрестный опрос 435 руководителей высшего звена в секторах логистики, производства, агробизнеса и энергетики. Используя SPSS и R, в исследовании применяются модели регрессии и медиации, основанные на ресурсном подходе (RBV) и теории динамических способностей. Результаты показывают, что цифровая зрелость и инновационный потенциал значительно повышают конкурентоспособность. Стратегическая гибкость выступает в качестве ключевого медиатора, трансформирующего международную интеграцию в улучшение показателей деятельности. Фирмы с глубоким вовлечением в ГЦС и цифровыми цепочками поставок продемонстрировали лучшие результаты экспорта и рост рентабельности активов. Исследование подчеркивает, что менеджеры в развивающихся экономиках должны уделять приоритетное внимание цифровой готовности и гибкости. Эти способ- ности являются необходимыми предпосылками для использования преимуществ глобальной интеграции, отсутствие инвестиций в них грозит потерей конкурентных преимуществ. В отличие от предыдущих макроэкономических исследований, данная работа предоставляет эмпирические доказательства на уровне фирмы о том, как управленческие стратегии взаимодействуют с глубиной интеграции.
В данном исследовании рассматриваются стили руководства и динамика проектов в нефтехимической отрасли Казахстана, в частности, в контексте политики «Нұрлы жол» и китайской инициативы «Один пояс, один путь». Используя последовательный подход со смешанными методами и структуру «Макро-мезо-микро», в исследовании анализируется, как заинтересованные стороны преодолевали системные финансовые, технические и связанные с пандемией сбои, возникавшие на протяжении четырнадцатилетнего жизненного цикла проекта. В ходе исследования была проведена триангуляция данных, включая анализ документации, 12 интервью с заинтересованными сторонами и опрос 68 экспертов, который выявил «двусторонний» механизм управления. Результаты показывают, что неформальное управление отношениями и политическое лидерство были необходимы для компенсации ограничений, налагаемых официальными контрактами на проектирование и строительство. Кроме того, в исследовании подчеркивается важнейшая роль межкультурной коммуникации в выстраивании этих сложных партнерских отношений в существующих условиях. В конечном счете для успеха проекта требовалось согласовать операционную дисциплину с возможностью адаптации, предлагая новую основу для управления институциональными сложностями в странах с переходной экономикой и предоставляя практическую информацию для будущих проектов и инициатив по развитию международной инфраструктуры.
Современный глобальный бизнес-ландшафт характеризуется непрерывной консолидацией, где сделки слияния и поглощения (M&A) выступают основной стратегией роста для организаций, стремящихся к технологическому лидерству и расширению доли рынка в странах с развивающейся экономикой. Однако эмпирические данные свидетельствуют о том, что значительная часть таких сделок не достигает своих стратегических целей из-за систематического игнорирования вопросов человеческого капитала и культурного соответствия на этапе постинтеграции. В данной статье рассматриваются критические аспекты управления человеческим капиталом (HCM) в рамках трансграничного поглощения казахстанского телекоммуникационного оператора (компания «X») международным конгломератом (компания «Y»). Исследование направлено на выявление и диагностику кадровых и культурных рисков, возникающих в первые 12 месяцев после сделки – в период, когда ценность сделки наиболее уязвима. Используя смешанный метод исследования, объединяющий анализ вторичных данных, глубинные полуструктурированные интервью (n=23) и масштабные опросы сотрудников (n=106), авторы изучают социокультурную динамику, определяющую успех интеграции. Результаты выявили три основные угрозы: значительную «утечку мозгов» (рост текучести кадров до 15%, что вдвое выше нормы), глубокий культурный конфликт между предпринимательским духом «agile» поглощаемой фирмы и бюрократической централизованной структурой покупателя, а также критический коммуникационный вакуум (78% линейного персонала не были проинформированы об этапах интеграции). Ключевым выводом стала сильная отрицательная корреляция (r = -0,72) между качеством внутренних коммуникаций и риском увольнения ключевых сотрудников, что подтверждает количественную связь между прозрачностью процессов и удержанием талантов. На основе полученных данных предложена комплексная модель интеграции, включающая такие инструменты, как матрица рисков удержания и тепловая карта коммуникаций, предназначенные для формирования гибридной корпоративной культуры.
ISSN 2959-8109 (Online)





