Модельное, алгоритмическое и программное обеспечение методов и средств индуктивного анализа данных

Отчет состоит из 217 страниц, 95 рисунков, 18 таблиц, 189 источников. Целью настоящей НИР является разработка и прикладные исследования моделей, алгоритмов и программных комплексов, реализующих методы и средства ИндАД. В ходе выполнения проекта разработано новое модельное, алгоритмическое и программное обеспечение на базе интеллектуальных алгоритмов и технологий моделирования. Интеллектуальный анализ применен не только для обработки статичных данных, но и динамических (временных рядов), сигналов (процессов) и знаний. Отчет состоит из введения, 14 разделов и заключения. Разделы посвящены трем крупным тематикам: интеллектуальным технологиям моделирования (разделы 1–5), интеллектуальным алгоритмам анализа данных (разделы 6–9), программному обеспечению разработки алгоритмов и приложений анализа данных (разделы 10–14). Основные результаты научно-исследовательской работы: 1. Для изучения и проведения экспериментов разработано ПО, моделирующее нейронные сети адаптивной резонансной теории ART-1, ART-2 и ARTMAP в среде C#. Предложен новый подход к построению растущих сверточных нейронных сетей. 2. Предложен и описан подход для приближения к решению специальной задачи дефектоскопии. Проведены вычислительные эксперименты, результаты которых можно использовать для локализации тонкого дефекта в промышленном изделии. 3. Для определения параметров неустойчивого объекта, представляющего собой перевернутый маятник на тележке с одним входом и двумя выходами, предложен метод активной идентификации, состоящий в задании начального положения маятника и последующем измерении переходных процессов по углу и положению тележки в заданные моменты времени. 4. Предложен подход обучения нейронной сети, основанный на эмоциях оператора. Определены эмоции для использования в качестве поощрения и наказания при обучении сети. 5. Выполнено численное моделирование распространения волнового поля в кавернозных средах для формирования обучающего пакета нейронной сети. 6. Определены алгоритмы демодуляции фазы в фазосдвигающих системах интерферометрии, устойчивые к шумам различного рода. 7. Для обнаружения и выделения неоднородностей в средах разработан алгоритм расчета локальных скоростей сейсмических волн в сложнопостроенных средах. 8. Предложен новый подход к построению осей синфазности на сейсмограммах отраженных волн. 9. Результаты снижения потерь в активных силовых фильтрах, построенных на многоуровневых полупроводниковых преобразователях при их параллельном включении и результаты улучшения качества компенсации высших гармоник тока в трехфазной сети. 10. Выполнено проектирование программного обеспечения для решения задачи классификации сельскохозяйственных показателей. Разработана программа для анализа и прогнозирования урожайности сельскохозяйственных культур на основе учета качественных и/или количественных факторов с использованием комплекса методов интеллектуального анализа данных. 11. Показана актуальность исследования особенностей отечественных медицинских информационных систем (МИС) и реализации технологий доверенного взаимодействия, выполнена постановка задачи усовершенствования базовых систем регламентации и стандартизации МИС. 12. Получена реализация нового многопарадигменного (функционально-императивного) языка программирования El, разработанного на кафедре вычислительной техники Новосибирского государственного технического университета. 13. Автоматизированная система оперативного планирования процесса производства автомобильных шин. 14. Разработана архитектура двухуровневой открытой платформенно-независимой системы мониторинга и управления для SCADA и IoT. Для IoT-систем разработан оригинальный стек-протоколов связи сервер-вещь и технология программирования драйвера вещи. Реализованы программные компоненты для платформенно-независимых серверных и клиентских приложений.