Семинар отдела Прикладной информатики

Специальность: 05.13.18 – Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В работе представлена авторская методика построения и разработки многоагентных программных комплексов для исследований проблемы энергетической безопасности. Базой для реализации подобных комплексов является сервис-ориентированная архитектура (SOA). Автором предлагаются концептуальная модель и архитектура многоагентного программного комплекса. Роль эффективного представления знаний агентов отводится онтологиям. Описывается процесс проектирования многоагентного программного комплекса ИНТЭК-М для исследований проблемы энергетической безопасности.

Описывается реализация многоагентного программного комплекса ИНТЭК-М, определяются системно-концептуальные соглашения при разработке ПК. Описывается процесс реализации системных компонентов ИНТЭК-М, включающих реинжиниринг ПК ИНТЭК, разработку стандарта информационных моделей ТЭК на основе технологии XML, а также разработку алгоритма загрузки информационных моделей в репозитарий ИТ-инфраструктуры научных исследований и соответствующих программных средств, реализующих указанный алгоритм. Рассматриваются вопросы интеграции ИНТЭК-М в ИТ-инфраструктуру. Приводится предлагаемая технология проведения вычислительных экспериментов при исследованиях проблемы энергетической безопасности с использованием разработанного ИНТЭК-М.

Специальность: 05.25.05 – Информационные системы и процессы, правовые аспекты информатики

В работе представлены методы и модели описания информационных процессов и процессов формирования информационных ресурсов, а также проведён анализ информационных потоков, направленных на создание региональной инфраструктуры поддержки диагностики и лечения онкологических больных, формирование и рационализацию Популяционного ракового регистра. Для создания информационной системы (ИС) «Популяционный раковый регистр» использованы оригинальная технология и информационное обеспечение процесса синтеза программного кода каркаса (база данных, приложение, интерфейс пользователя) информационной системы, а также новые принципы организации данных для разработки ИС, являющиеся одной из реализаций подхода MDA (Model Driven Archtecture), основанного на методах первопорядковой логики. Применение разработанного информационного обеспечения позволяет вести разработку информационной системы на основе ее модели, большую часть программного кода получать автоматически, через последовательные преобразования исходной модели.

Разработанная ИС «Популяционный раковый регистр» представлена в виде кроссплатформенного приложения с трехуровневой архитектурой и Web-доступом по интрасети. Такой способ представления информационного ресурса позволяет упростить внедрение, обслуживание, устранить зависимость от используемых программно-аппаратных технологий. ИС является интегрирующим звеном для лечебно-профилактических учреждений системы здравоохранения органов региональных государственной власти и местного самоуправления для создания и поддержки функционирования государственного ракового регистра. Использование ИС позволяет повысить оперативность и качество лечения больных злокачественными новообразованиями.

Научный руководитель: Исаева Ольга Сергеевна

Специальность: 05.13.01 — Системный анализ, управление и обработка информации

В работе рассматривается задача повышения производительности специализированных хранилищ данных за счет создания методики адаптивного управления процессом проектирования и развития хранилищ данных, позволяющей реагировать на изменение условий эксплуатации.

Предложена методика адаптивного управления процессом проектирования и развития хранилищ данных, которая обеспечивает оригинальную формализацию процессов проектирования и развития модели данных, учитывая условия эксплуатации и специализированную информацию о предметной области, что позволяет повысить производительность хранилищ данных. Разработан новый метод формирования модели общей стоимости материализации, обеспечивающий оценку релевантности представлений на основе информации о предметной области. Предложен оригинальный алгоритм выбора релевантных представлений для повышения производительности хранилища данных, который позволяет принимать решения о материализации при отсутствии статистической информации о работе хранилища.

Научный руководитель: Лапко Василий Александрович

Специальность: 05.13.01 – Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям: информатика, вычислительная техника и управление)

Специальность: 05.13.01 – Системный анализ, управление и обработка информации

Целью диссертационной работы являлось разработка, апробация и внедрение интерактивной информационной системы дендроклиматического мониторинга, позволяющей эффективно исследовать системные связи и закономерности функционирования лесных бореальных экосистем в зависимости от динамики ведущих глобальных климатических факторов в для территории Сибири и Дальнего Востока на базе современных коммуникационных технологий, классических и авторских методов обработки дендроклиматической информации.

Основные задачи исследования:

1. Разработка интерактивной информационной системы обработки дендроклиматической информации, отвечающей общим требованиям к программному обеспечению (ПО) и объединяющей в себе базы дендрохронологических и климатических данных, а также математические методы обработки и анализа этих данных;
   
2. Дополнение существующего ПО обработки дендроклиматической информации авторскими алгоритмами на базе методов реляционной математики, позволяющих эффективно решать задачи пространственной динамики системных связей между климатическими и дендрохронологическими переменными;
   
3. Применение интерактивной системы при решении следующих задач дендроклиматического мониторинга: 1) обнаружение общих закономерностей в реакции древесных растений на изменение глобальных факторов, определяющих прирост деревьев, для обширной территории России в XX веке; 2) выявление системных взаимосвязей между пространственным приростом древесных растений и проявлениями «Эль-Ниньо» различной интенсивности; 3) визуализация и анализ взаимосвязей в пространственном распределении системы древесно-кольцевых хронологий и индексов NDVI, являющихся индикатором первичной продуктивности растений; 5) классификация сезонов роста древесных растений по степени их благоприятности на базе параметров структуры годичных древесных колец лиственницы на севере Якутии; 6) визуализация пространственно-временной согласованности прироста древесных растений севера Евразии за последние 2000 лет.

Специальность: 05.13.01 – Системный анализ, управление и обработка информации

Автоматизированные системы управления современными спутниковыми системами связи характеризуются сложной структурой и большим числом взаимосвязей между подсистемами. Реализация процессов управления и обработки информации в АСУ спутниковой системой связи в большой степени зависит от программного обеспечения системы управления. Таким образом, надежность ПО во многом определяет надежность всей АСУ спутниковой системой связи в целом. Применяя методологию мультиверсионного формирования программных средств, основанную на введении программной избыточности, можно не только повысить уровень надежности, но и гарантировать отказоустойчивость автоматизированных систем управления. Однако введение избыточных программных компонент требует учета рада атрибутов: стоимости разработки и внедрения ПО, процессорного времени, требуемого программным модулям, необходимого объема оперативной памяти и пр.

Проблеме принятия решений при формировании мультиверсионного программного обеспечения АСУ спутниковыми системами связи, основываясь на ряде атрибутов, и посвящена диссертационная работа.

В диссертации предложены модели и методы многоатрибутивного принятия решений, предназначенных для выбора лучшего состава мультиверсионного программного обеспечения.

Научный руководитель: д.т.н., проф. Ковалев Игорь Владимирович

Специальность:
05.13.01 – Системный анализ, управление и обработка информации (космические и информационные технологии),
05.13.11 – Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей.

Целью исследования является повышение отказоустойчивости среды исполнения программных комплексов систем управления за счет применения мультиверсионных моделей.

Автором разработана методика, позволяющая использовать существующие мультиверсионные модели повышения надежности для реализации программного комплекса системы управления. Разработан программный инструментарий, позволяющий унифицировать применение мультиверсионного подхода к различным программным комплексам, который в отличие от существующих в настоящее время, позволяет исполнять модули не только с помощью методологии мультиверсионного программирования, но также с использованием остальных распространенных мультиверсионных моделей: восстанавливающихся блоков, согласованных восстанавливающихся блоков, t/(n-1)-версионного программирования и мультиверсионного программирования с самопроверкой. Разработана методика, позволяющая оценить эффективность мультиверсионных моделей, а также выбрать алгоритм мультиверсионного голосования, предложена и проверена модификация алгоритмов мультиверсионного голосования, позволяющая повысить устойчивость алгоритмов к межверсионным ошибкам.

Путем тестирования показано, что применение методологии мультиверсионного программирования позволяет повысить отказоустойчивость системы. Результаты выполнения имитационных тестов подтверждают универсальность разработанных систем мультиверсионного исполнения программных модулей.

Специальность: 05.13.18 – математическое моделирование, численные методы и комплексы программ (технические науки)

Обоснована транзитивность задачи распознавания структурированных символов, включающая в себя последовательность задач бинаризации оконтуренного изображения, локализации области расположения символов, выделение отдельных символов и распознавание символов. Впервые введены морфологические операторы заливы и озера, позволяющие получить описание структурированных символов в виде топологических особенностей, инвариантных к проективным и аффинным преобразованиям. Разработаны быстрые морфологические преобразования, позволяющие построить эффективные алгоритмы обработки и коррекции бинарных изображений за счет исключения операции последовательного перебора точек внутри структурирующего элемента. Результаты исследований, проведенные в диссертационной работе, послужили основой для создания программной системы распознавания государственных регистрационных знаков транспортных средств. Программная система используется в ЗАО «Томский лечебно-диагностический комплекс» как составная часть распределенной системы безопасности «БАЗИС» для оперативного контроля транспортных средств на территории предприятия.

Научный руководитель: Ноженкова Людмила Федоровна

Специальность: 05.13.01 – Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям: информатика, вычислительная техника и управление)

Предложена методика комплексной поддержки процессов подготовки, формирования и реализации решений в территориальном управлении на основе разработки и применения совокупности методов и алгоритмов оценивания состояния территории, формирования решений и документационного обеспечения управленческих задач. Разработан индексный метод оценивания уровня благополучия территории. Предложена модель формирования управляющих рекомендаций на основе когнитивной карты ситуации и правила вывода, обеспечивающие интеллектуальную поддержку в принятии решений. Разработаны модели и методы оперативного формирования отчетной и организационно-распорядительной документации в процессе подготовки и реализации управленческих решений. Представлены результаты применения разработанного методического и алгоритмического обеспечения для автоматизированной поддержки процессов принятия решений в задачах социально-гигиенического мониторинга и размещения муниципального заказа.