ИНФОРМАТИКА, ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА И УПРАВЛЕНИЕ

НАИБОЛЕЕ ЗНАЧИМЫЕ СОВРЕМЕННЫЕ ИННОВАЦИОННЫЕ ПОДХОДЫ К ФОРМИРОВАНИЮ И ОБРАБОТКЕ ДАННЫХ В СФЕРЕ ЖИЛИЩНО-КОММУНАЛЬНОГО ХОЗЯЙСТВА

Н. В. Баранова

Институт архитектуры и строительства Волгоградского государственного технического университета

Рассмотрены вопросы необходимости внедрения инноваций в отечественный жилищно-коммунальный сектор, свя-занных с совершенствованием систем обработки данных. Указаны причины необходимости реализации инновацион-ных проектов в области ЖКХ, а также отмечены обстоятельства, затрудняющие ускоренную реализацию инновацион-ных мероприятий в жилищно-коммунальном комплексе. Представлены основные современные инновационные идеи, обладающие значительными перспективами в области оперативного формирования и достоверной обработки данных в сфере ЖКХ, описаны преимущества их использования. В статье также отмечена проблема недостатка квалифициро-ванных работников жилищно-коммунальных служб, необходимость подготовки высшими учебными заведениями специалистов, способных работать в условиях цифровизации техники и экономики.

Ключевые слова: инновации, жилищно-коммунальное хозяйство, данные, цифровые технологии.

THE MOST SIGNIFICANT MODERN INNOVATIVE APPROACHES TO FORMING AND PROCESSING DATA IN THE FIELD OF HOUSING AND COMMUNAL SERVICES

N. V. Baranova

Institute of Architecture and Civil Engineering of Volgograd State Technical University

The issues of the need for innovation in the domestic sphere of housing and communal services related to the improvement of da-ta processing systems are considered. The reasons for the need to implement innovative projects in the field of housing and com-munal services are indicated, as well as circumstances that impede the implementation of innovative measures in the housing and communal complex are noted. The main modern innovative ideas that have significant prospects in the field of operational for-mation and reliable data processing in the housing sector are presented, the advantages of their use are described. The article also notes the problem of qualified workers in housing and communal services, the need for higher education institutions to train spe-cialists who are able to work in the digitalization of technology and the economy.

Keywords: innovation, housing and communal services, data, digital technologies.

Полный текст статьи

АВТОМАТИЗИРОВАННОЕ ПОСТРОЕНИЕ ИНТЕРАКТИВНЫХ ВИЗУАЛИЗАЦИЙ BIM-МОДЕЛЕЙ В ВИРТУАЛЬНОЙ РЕАЛЬНОСТИ

Ю. Н. Згода, К. А. Шумилов

Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет

Рассматривается реализация программно-аппаратного комплекса (ПАК), полностью автоматизирующего процесс по-строения интерактивных визуализаций для BIM-пакетов Autodesk Revit и Renga с использованием технологии виртуальной реальности. Описываются преимущества интерактивной визуализации перед визуализацией на основе трассировки лучей. Рассматриваются уже существующие решения по автоматизированному построению интерактивных визуализаций, их преимущества и недостатки. Предлагается архитектура ПАК, включающая в себя расширения для BIM-пакетов Revit и Renga, реализующие сбор данных о BIM-модели, а также приложение для интерактивной визуализации экспортированной модели. Проводится тестирование разработанных модулей на ряде BIM-моделей. Оцениваются такие критерии эффективности ПАК как скорость экспорта данных, объем памяти, требуемый для хранения экспортированной модели, а также частота обновления кадров в модуле интерактивной визуализации. Приведены выводы об эффективности разработанного ПАК.

Ключевые слова: интерактивная визуализация, BIM, виртуальная реальность, Revit, Renga.

AUTOMATIZATION OF BIM-MODEL INTERACTIVE VISUALIZATION GENERATION PROCESS

I. N. Zgoda, K.A. Shumilov

Saint Petersburg State University of Architecture and Civil Engineering

The article describes the implementation of a hardware-software complex (HSC) that fully automates the process of constructing interactive visualizations of BIM-models designed in BIM software Autodesk Revit and Renga with the use of virtual reality tech-nology. The advantages of interactive visualization over visualization based on raytracing are described. Examples of existing solu-tions for the automated interactive visualizations generation are given, their advantages and disadvantages are described. The HSC architecture is proposed, which includes an extension for Revit and Renga BIM software packages that implements data collection on the BIM model, as well as interactive visualization of the exported model. Testing of export and interactive visualization mod-ules on BIM-models of varying degrees of complexity was carried out. Such criterias for the effectiveness as the duration of the export of BIM model data, the amount of memory required to store the exported model, and the frame refresh rate in the interac-tive visualization module were evaluated. In conclusion, the effectiveness of the developed HSC was demonstrated.

Keywords: interactive visualization, BIM, virtual reality, Revit, Renga.

Полный текст статьи

МОДЕЛИРОВАНИЕ ТРЕХУРОВНЕВОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССАМИ ЭКСТРЕННОГО РЕАГИРОВАНИЯ

Т. У. Есмагамбетов1, О. М. Шикульская2

1Карагандинский экономический университет Казпотребсоюза,2Астраханский государственный архитектурно-строительный университет

На основе анализа статистической информации показано, наиболее часто гибель людей происходит в первые минуты пожара до прибытия пожарных, и гибель людей на пожаре чаще всего возникает от отравления продуктами горения. Поэтому успешность операции экстренного реагирования во многом зависит от оперативности прибытия служб на место вызова. На основе графической модели развития и тушения пожара разработана функциональная модель операции тушения пожара для выявления «узких мест операции». С целью выявления причин, влияющих на время прибытия сил экстренного реагирования к месту вызова и резервов его сокращения, была разработана модель формирования маршрута прибытия сил экстренного реагирования на место вызова. Для выявления степени влияния ухудшения со-стояния ресурсов на степень выполнения задачи экстренного реагирования разработана диаграмма дерева отказов процесса прибытия формирований на место вызова. Диаграмма SwimLane процесса «Формирование маршрута» показывает распределение функций анализа и управления по уровням управления. Применение разработанных моделей позволит сократить время прибытия экстренных служб на место вызова за счет обоснованного формирования оптимального маршрута на различных этапах управления системой экстренного реагирования.

Ключевые слова: процесс экстренного реагирования, ситуационный центр, чрезвычайная ситуация, пожар, экстренное реагирование, модель, декомпозиция, дерево отказов, диаграмма SwimLane.

SIMULATION OF THREE-LEVEL EMERGENCY RESPONSE PROCESS MANAGEMENT SYSTEM

T. U. Esmagambetov1, O. M. Shikulskaya2

1 Karaganda Economic University of Kazpotrebsoyuz,2 Astrakhan State University of Architecture and Civil Engineering

Based on the analysis of statistical information, the most common deaths occur in the first minutes of a fire before firefighters ar-rive, and fire deaths are most often caused by combustion poisoning. Therefore, the success of an emergency response depends to a large extent on the speed with which services arrive at the call site. On the basis of the graphical model of fire fighting and develop-ment, a functional model of fire fighting operation has been developed to detect «bottlenecks of the operation.» In order to identify the causes affecting the time of arrival of emergency response forces at the place of call and the reserves of its reduction, a model for the formation of a route for emergency response forces at the place of call was developed. In order to identify the impact of re-source degradation on the emergency response task, a diagram of the failure tree of the formation arrival process on the call site has been developed. The Route Generation process SwimLane diagram shows the distribution of analysis and control functions by management level. The application of the developed methods will allow to reduce the time of emergency services arrival at the place of call due to skewed formation of the optimal route at various stages of emergency response system management.

Keywords: emergency response process, a situation centre, an emergency situation; fire, emergency response, model; decomposition, fault tree, diagram of SwimLane.

Полный текст статьи

АЛГОРИТМ ПРИМЕНЕНИЯ МЕТОДА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ АДАПТАЦИИ ЦИФРОВОГО ДВОЙНИКА ОБЪЕКТА СТРОИТЕЛЬСТВА

Д. А. Лысенко

Московский государственный строительный университет

В данной статье рассмотрен подход к применению цифровых двойников объектов строительства. Обозначены современные тенденции к применению технологии создания цифровых двойников объектов строительства. Дано определение цифрового двойника объекта строительства. Обозначены проблемы, которые необходимо решить для применения цифровых двойников в строительстве. Определено ключевое свойство цифрового двойника объекта строительства – адаптивность. Описан метод автоматизированной адаптации цифровых двойников объектов строительства. Представлен алгоритм применения метода автоматизированной адаптации цифровых объектов строительства. Описаны основные шаги выполнения алгоритма автоматизированной адаптации цифрового двойника объекта строительства. Введены понятия коэффициента адаптации, постоянной времени, которые используются для описания моделей цифровых двойников объектов строительства.

Ключевые слова: цифровые двойники объектов строительства, адаптивность, автоматизированная адаптация, коэффициент адаптации, коэффициент постоянной времени.

THE ALGORITHM FOR APPLYING THE METHOD OF AUTOMATED ADAPTATION OF THE DIGITAL TWIN OF THE CONSTRUCTION OBJECT

D. A. Lysenko

Moscow State University of Civil Engineering

This article discusses the approach to the use of digital twins of construction projects. The current trends in the application of technology for creating digital twins of construction projects are outlined. The definition of a digital twin of the construction object is given. The problems that need to be solved for the use of digital twins in construction are outlined. The key property of the digi-tal twin of the construction object is defined – adaptability. The method of automated adaptation of digital twins of construction objects is described. An algorithm for the application of the method of automated adaptation of digital construction objects is pre-sented. The basic steps of the algorithm for automated adaptation of the digital twin of the construction object are described. The concepts of adaptation coefficient, time constant, which are used to describe models of digital twins of construction objects, are introduced.

Keywords: digital twins of construction projects, adaptability, automated adaptation, adaptation coefficient, time constant coefficient.

Полный текст статьи

CИСТЕМЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ КАЧЕСТВА ЖИЗНИ В УМНОМ ГОРОДЕ

В. М. Зарипова, И. Ю. Петрова, Ю. А. Лежнина

Астраханский государственный архитектурно-строительный университет

Рост городского населения в последние годы обуславливает активное развитие городской инфраструктуры на основе информационных технологий и интернета вещей. С другой стороны, высокая концентрация населения в городских агломерациях увеличивает нагрузку на такие ресурсы, как земля, пространство, чистая вода и энергия. Поэтому вопросы эффективного управления крупными городами и обеспечение жизненно важных функций городской среды (транс-порт, безопасность, водоснабжение, энергетика и др.), необходимых для удовлетворения потребностей граждан, становятся еще более актуальными. В статье рассмотрена системная многоуровневая архитектура инфраструктуры умных городов, обоснована важность уровня сбора информации, который включает множество датчиков, используемых для измерения или обнаружения изменений различных типов физических величин и параметров. Для мониторинга окружающей среды, качества воды и воздуха в реальном времени широко используются различные виды биосенсоров. В статье представлена классификация биосенсоров с указанием процентного соотношения патентов по видам трансдьюсеров и количества патентов по биоселективным элементам, а также приведено описание автоматизированной си-стемы синтеза новых конструкций биосенсоров на основе энергоинформационного метода (ЭИМ). Система может применяться в научных исследованиях и при опытно-конструкторских работах с целью снижения трудоемкости процесса концептуального проектирования биосенсоров. Использование этой системы позволит сократить время проектирования в среднем на 5-10%.

Ключевые слова: энергоинформационный метод цепей, биосенсоры, умные города, новые технические решения.

THE SYSTEM OF ENSURING QUALITY OF LIFE IN SMART CITY

V. M. Zaripova, I. Yu. Petrova, Yu. A. Lezhnina

Astrakhan State University of Architecture and Civil Engineering

The growth of urban population in recent years leads to the active development of urban infrastructure based on information technology and the Internet of Things. On the other hand, a high concentration of the population in urban agglomerations increases the burden on resources such as land, space, clean water and energy. Therefore, the issues of effective management of large cities and ensuring the vital functions of the urban environment (transport, security, water supply, energy, etc.) necessary to meet the needs of citizens, are becoming even more relevant. The article discusses the multi-level system architecture of the infrastructure of smart cities, substantiates the importance of the level of information collection, which includes many sensors used to measure or detect changes in various types of physical quantities and parameters. To real-time monitor the environment, water and air quality, various types of biosensors are widely used. The article presents a classification of biosensors indicating the percentage of the number of patents by type of transducer and the number of patents by bioselective elements, as well as a description of the automated system for the synthesis of new biosensor designs based on the energy-information method (EIM). The system can be used in scientific research and in experimental design work in order to reduce the complexity of the process of the biosensors con-ceptual design. Using this system will reduce design time by an average of 5-10%.

Keywords: energy information method chains, biosensors, smart cities, new technical solutions.

Полный текст статьи

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ОЦЕНКИ И ВЫБОРА ТЕХНИЧЕСКОГО РЕШЕНИЯ В СИСТЕМАХ ОЧИСТКИ ВОЗДУХА

Е. М. Евсина1, Т. В. Хоменко1, Н. В. Золотарева2

1Астраханский государственный архитектурно-строительный университет,2Астраханский государственный университет

Предлагается математическая модель для сравнения сконструированных устройств очистки атмосферного воздуха от токсикантов, позволяющая выполнить оценку и выбор технического решения, при различных теоретических платформах моделей движения аэродинамических потоков в системах подачи воздуха в замкнутом и открытом пространствах. Техническое решение рассматривается как модель принципа действия конструируемого устройства, согласно соответствующей математической модели. Совокупность конструируемых устройств очистки атмосферного воздуха от токсикантов определяет множество технических решений. Техническое задание на выбор определяется системой факторов, научно-технической результативности. Каждое техническое решение оценивается в заданной системой факторов. Проверка факторов в отношении технических решений включает в себя: выявление самого близкого аналога; определение признаков, отличающих заявленное техническое решение от самого близкого аналога; установление решений, которые имеют признаки, совпадающие со всеми отличительными признаками технических решений; разность дат публикаций между патентами и их ссылками. Проводимый анализ научно-технического эффекта решений состоит в сопоставлении их преимуществ и недостатков с «базовыми решениями» на основе оценок «лучше – хуже», «выше – ниже», «больше – меньше» и так далее.

Ключевые слова: математическая модель, оценка и выбор технического решения, системы очистки воздуха.

MATHEMATICAL MODELING OF EVALUATION AND THE CHOICE OF TECHNICAL SOLUTIONS IN AIR PURIFICATION SYSTEMS

E. M. Evsina1, T. V. Khomenko1, N. V. Zolotareva2

1Astrakhan State University of Architecture and Civil Engineering,2Astrakhan State University

A mathematical model is proposed for comparing the designed devices for purifying atmospheric air from toxicants, which makes it possible to evaluate and select a technical solution for various theoretical platforms of models for the movement of aero-dynamic flows in air supply systems in closed and open spaces. The technical solution is considered as a model of the principle of action of the designed device, according to the corresponding mathematical model. The set of designed devices for purifying atmos-pheric air from toxicants determines many technical solutions. The technical task of choice is determined by a system of factors, scientific and technical effectiveness. Each technical solution is evaluated in a given system of factors. Verification of factors in rela-tion to technical solutions includes: identification of the closest analogue; determination of the features that distinguish the claimed technical solution from the closest analogue; establishment of solutions that have features that coincide with all the distinctive features of technical solutions; the difference in publication dates between patents and their references. The analysis of the scien-tific and technical effect of the solutions consists in comparing their advantages and disadvantages with the “basic solutions” based on the ratings “better — worse”, “higher — lower”, “more — less” and so on.

Keywords: mathematical model, evaluation and selection of technical solutions, air purification systems.

Полный текст статьи

О ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ФИЛЬТРАЦИИ ЗАШУМЛЁННЫХ СИГНАЛОВ В ЗАДАЧАХ ИДЕНТИФИКАЦИИ

В. А. Боева

Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет (Сибстрин)

Для описания математических моделей стационарных технических систем применяется интегральное уравнение Вольтерра I рода с разностным ядром. Задача идентификации импульсной переходной характеристики подобной си-стемы считается поставленной некорректно вследствие неустойчивости получаемого решения по отношению к по-грешностям, содержащимся в исходных данных. Для снижения относительного уровня ошибки регуляризированного решения предлагается проводить предварительную фильтрацию искажённых шумами сигналов идентифицируемой системы. В статье представлены результаты исследований, позволяющие пронаблюдать изменение статистических свойств шума при проведении предварительной фильтрации с помощью локально-пространственных алгоритмов и алгоритмов вейвлет-фильтрации для случаев нормальных и аномальных измерений. В заключение даются краткие рекомендации о целесообразности проведения предварительной фильтрации зашумлённых сигналов идентифициру-емой системы.

Ключевые слова: интегральное уравнение Вольтерра I рода, пороговые алгоритмы вейвлет-фильтрации, локально-пространственная фильтрация, предварительная фильтрация исходных данных задачи идентификации.

ABOUT THE REASONABILITY OF NOIZES UNDER THE PRE-FILTRATION PROCESSES FOR IDENTIFICATION PROBLEMS

V. A. Boeva

Novosibirsk State University of Architecture and Civil Engineering (Sibstrin)

Mathematical models of many technical systems have the form of Volterra integral equation of the first kind with a difference kernel. The identification task is to estimate the impulse transition function of the system from the registered values of the input and output signals. Such a task is ill posed due to the violation of solution stability condition concerning noise terms in initial data. To reduce the total identification error the pre-filtration procedure of identified system noise-contaminated signals is supposedly to be effective. In this paper, theoretical base and modeling-calculating results are presented to demonstrate how different statisti-cal characteristics of noise terms contained in initial data of identification task change under the local-spatial pre-filtration and wavelet-filtration. All the procedures are focused on cases of uniform and pulse noise masking. Finally, some author’s recommen-dations for pre-filtration application are briefly underlined.

Keywords: Volterra integral equation of the first kind, wavelet-filtration threshold algorithms, local-spatial filtration, identification task initial data pre-filtration.

Полный текст статьи