Публикации в сборнике Труды Кольского научного центра РАН. -5/2014(24). Информационные технологии. – Вып. 5.– Апатиты: Изд-во КНЦ РАН,  2014. — 255 с. (п.л. 29.6),  ISBN 978-5-91137-284-2,
ISSN 2307-5252

Введение
Формирование и развитие информационной инфраструктуры является одним из направлений государственной политики России в Арктической зоне. Решение этой задачи охватывает довольно широкий спектр вопросов – от разработки проблемно-ориентированных информационных ресурсов и средств компьютерной обработки информации, до создания надежных телеком-муникационных сетей, обеспечивающих доступ к информационным ресурсам различным категориям пользователей. Очаговый характер деятельности в арктической зоне и прилегающих регионах предопределяет перспективность использования беспроводных технологий связи. Учитывая геополитическое положение Арктической зоны РФ, к одной из важнейших областей использования информационных технологий относится поддержка управления комплексной безопасностью данной территории. В рамках этой области, как и в других областях использования информационных технологий, должна решаться задача интеграции разнородных информационных ресурсов с целью обеспечения разнородных информационных потребностей пользователей различных категорий. Актуальность этой задачи обусловлена необходимостью реализации системного подхода при решении проблем Арктической зоны РФ, предполагающего рассмотрение возникающих вопросов и задач с различных точек зрения и, как следствие, совместное использование данных, знаний и методов обработки информации, характерных для различных областей знания. Согласование информации, порождаемой и используемой различными субъектами деятельности, а также вырабатываемых ими решений требует создания соответствующих моделей, методов и инструментальных средств. Перспективными технологиями, которые используются для указанных целей, являются технологии онтологического анализа, имитационного моделирования. Важно, также развивать подходы, обеспечивающие повышение когнитивности средств поиска, анализа и представления мультидисциплинарной информации, обеспечивающие автоматизированную адаптацию средств информационной поддержки, как к ментальным представлениям пользователя, так и к специфике решаемых задач.
Не менее важными, чем разработка перспективных технологий модели-рования и организации информационной инфраструктуры поддержки деятельности в Арктической зоне РФ, являются и решения конкретных задач, направленных на аналитическую поддержку принятия решений в таких областях, как переработка минеральных ресурсов и кадровая политика регионов.
Настоящий выпуск – пятый в серии «Информационные технологии» Трудов Кольского научного центра РАН. Вошедшие в него работы, в основном, представляют результаты исследований членов научной школы, сформировав-шейся в Институте информатики и математического моделирования техноло-гических процессов КНЦ РАН. Ряд работ выполнен при активном участии сотрудников и студентов факультета информатики и прикладной математики Кольского филиала Петрозаводского госуниверситета, а также в сотрудничестве с исследователями других научных и образовательных учреждений.

Содержание

  1. Маслобоев А.В., Путилов В.А.  Модели и методы формирования интегрированной информационной среды поддержки управления безопасностью арктических регионов России. –С.10-26.
  2. ШемякинА.С., Датьев И.О. связь в северных регионах российской федерации. –С.27-40.
  3. Датьев И.О. Развитие инфотелекоммуникационных систем арктических территорий. –С.41-63.
  4. ПавловА.А., Датьев И.О. Протоколы маршрутизации в беспроводных сетях. –С.64-75.
  5. Датьев И.О. Модели перемещения сетевых узлов для исследования протоколов маршрутизации мобильных самоорганизующихся сетей. –С.76-94.
  6. Диковицкий В.В., Шишаев М.Г. Об оптимальной навигационной структуре интерфейсов информационных систем. –С.95-100.
  7. Шишаев М.Г. , Диковицкий В.В. Технология синтеза адаптивных пользо-вательских интерфейсов для мультипредметных информационных систем. –С.101-108.
  8. Ломов П.А., Шишаев М.Г., Данилов Е.Ю. Визуализация на основе когнитивных фреймов для передачи знаний. –С.109-120.
  9. Вицентий А.В. Разработка механизмов виртуальной интеграции разнородных информационных ресурсов в системах информационно-аналитической поддержки управления территориями. –С.121-127.
  10. Фридман О.В. Применение градиентного метода координации для решения задачи оперативного управления объектами различной структуры. -С.128-135.
  11. Македонов Р.А., Зуенко А.А., Фридман О.В. Алгоритм синхронизации нерегулярных процессов в системе ситуационного концептуального моделирования. –С.136-149.
  12. Зуенко А.А. Алгебраическая модель вопросно-ответного диалога для построения индивидуальной траектории обучения. –С.150-157.
  13. Зуенко А.А., Алмаматов А.А. Программирование в ограничениях на языке Python с применением структур и алгоритмов алгебры кортежей. –С.158-170.
  14. Харитонов А.В., Олейник А.Г. Метод определения границы зрачка на изображении глаза. –С.171-177.
  15. Яковлев С.Ю., Олейник Ю.А. Шемякин А.С. Локальная информационная система нормативно-методического обеспечения исследований. –С.178-184.
  16. Халиуллина Д.Н. Краткий обзор современных средств мониторинга сложных социально-экономических систем региона. –С.185-195.
  17. Халиуллина Д.Н., Малыгина С.Н., Менькова А.А. Разработка имитационной модели для оценки количества выпускников вузов и ссузов мурманской области. –С.196-203.
  18. Рыженко А.А. Механизм моделирования сколов и осколков разрушенных объектов сложной формы. –С.204-214.
  19. Олейник А.Г., Скороходов В.Ф., Бирюков В.В. Алгоритм функционирования блока автоматизированного выбора топологии технологической схемы обогащения минерального сырья. –С.215-220.
  20. Кириллов И.Е., Морозов И.Н. Подход к созданию адаптивной модели технологического процесса с целью осуществления оперативно-предупреждающего управления. –С.221-225.
  21. ТузА.А., Богатиков В.Н. Построение системы адаптивного управления процессом измельчения апатито-бадделеитового концентрата участка подготовки питания флотации ОАО «Ковдорский ГОК». –С.226-238.
  22. Хохуля М.С., Фомин А.В. СFD моделирование разделения минеральных частиц в гидравлическом сепараторе с наклонными пластинами. –С.239-245.
  23. Скороходов В.Ф., Никитин Р.М. Использование вычислительного эксперимента для исследования флотационного разделения минералов. –С.246-250.
  24. Козырев С.А., Скороходов В.Ф., Никитин Р.М., Амосов П.В., Массан В.В. CFD метод в компьютерных технологиях как инструмент исследования аэродинамики глубоких карьеров. –С.251-255.


УДК 004.89, 004.942, 338.24
А.В. Маслобоев, В.А. Путилов
МОДЕЛИ И МЕТОДЫ ФОРМИРОВАНИЯ ИНТЕГРИРОВАННОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ СРЕДЫ ПОДДЕРЖКИ УПРАВЛЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТЬЮ АРКТИЧЕСКИХ РЕГИОНОВ РОССИИ

Аннотация
В статье представлены результаты исследований, полученные в ходе выполнения работ по проекту РФФИ
№ 12-07-00138-а «Разработка когнитивных моделей и методов формирования интегрированной информационной среды поддержки управления безопасностью арктических регионов России». Приводится краткая характеристика основных научных результатов, рассматриваются их особенности и области применения.


УДК 004.73
А.С. Шемякин, И.О. Датьев 
СВЯЗЬ  В  СЕВЕРНЫХ  РЕГИОНАХ  РОССИЙСКОЙ  ФЕДЕРАЦИИ

Аннотация
В данной статье представлен обзор текущего состояния связи в северных регионах Российской Федерации: Республика Саха (Якутия), Красноярский край, Ханты-Мансийский автономный округ, Республика Коми, Ненецкий автономный округ, Карелия, Мурманская и Архангельская область. В частности, рассматривается состояние проводной, сотовой и спутниковой связи.


УДК 004.7 
И.О. Датьев
РАЗВИТИЕ ИНФОТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ СИСТЕМ АРКТИЧЕСКИХ ТЕРРИТОРИЙ

Аннотация
В статье рассмотрены основные направления развития инфотелекоммуникационных систем арктических территорий РФ. Представлены наиболее масштабные проекты развертывания инфотелекоммуникационных систем на основе различных технологий передачи данных. Приводятся выводы относительно вариантов развития единого информационного пространства российской Арктики и роли различных технологий передачи данных этом процессе.


УДК 004.9
А.А. Павлов, И.О. Датьев
ПРОТОКОЛЫ  МАРШРУТИЗАЦИИ  В  БЕСПРОВОДНЫХ  СЕТЯХ

Аннотация
Сегодня интенсивно развивается научное направление в области построения телекоммуникационных сетей с переменной топологией. Подобные сети получили название MANET (Mobile аd-hoc Networks). MANET — это беспро-водные децентрализованные самоорганизующиеся сети, узлами которых являются мобильные устройства. В данной статье рассмотрены существующие и разрабатываемые протоколы маршрутизации в беспроводных сетях, а также представлены отличительные особенности различных типов подобных сетей.


УДК 004.7, 004.4
И.О. Датьев
МОДЕЛИ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ СЕТЕВЫХ УЗЛОВ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОТОКОЛОВ МАРШРУТИЗАЦИИ МОБИЛЬНЫХ САМООРГАНИЗУЮЩИХСЯ СЕТЕЙ

Аннотация
В статье представлен обзор моделей перемещения сетевых узлов, которые используются для тестирования протоколов маршрутизации мобильных самоорганизующихся сетей. Кроме того, приведены некоторые из транспортных моделей, которые также предлагается использовать для проверки эффективности протоколов. В частности, разработана имитационная модель транспортной подсистемы небольшого города, предназначенная для тестирования разрабатываемых протоколов маршрутизации.


УДК 004.5
В.В. Диковицкий, М.Г. Шишаев
ОБ ОПТИМАЛЬНОЙ НАВИГАЦИОННОЙ СТРУКТУРЕ ИНТЕРФЕЙСОВ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ

Аннотация
В работе выдвинуто предположение о существовании оптимальной структуры интерфейсов информационных систем. Рассмотрена зависимость количества действий пользователя от формы навигационной структуры интерфейса.


УДК 004.5
М.Г. Шишаев, В.В. Диковицкий
ТЕХНОЛОГИЯ СИНТЕЗА АДАПТИВНЫХ ПОЛЬЗОВАТЕЛЬСКИХ ИНТЕРФЕЙСОВ ДЛЯ МУЛЬТИПРЕДМЕТНЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ

Аннотация
В статье рассмотрена технология синтеза адаптированных к ментальным стереотипам пользователя навигационных структур пользовательских интерфейсов. Технология ориентирована на использование в мультипредметных информационных системах, основанных на знаниях. Технология базируется на предложенных авторами формальных моделях: мультипредметной ИС, модели ментальных стереотипов пользователя, модель навигационного интерфейса.


УДК 004.7, 004.45
П.А. Ломов,  М.Г. Шишаев,  Е.Ю. Данилов
ВИЗУАЛИЗАЦИЯ НА ОСНОВЕ КОГНИТИВНЫХ ФРЕЙМОВ
ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ЗНАНИЙ

Аннотация
В данной работе предлагается технология визуализации онтологий, ориентированная в первую очередь на облегчение получения представленных в  них знаний экспертом. Для этого предлагается формировать для понятий онтологии специальные структуры – когнитивные фреймы. Каждый когнитивный фрейм включает специальным образом сформированные фрагмент онтологии и соответствующий ему визуальный образ. Ожидается, что использование такого способа визуализации позволит упростить передачу онтологических знаний пользователю. В завершении рассмотрена программная реализации технологии в виде плагина для редактора онтологий Protege.


УДК 004.9
А.В.  Вицентий
РАЗРАБОТКА МЕХАНИЗМОВ ВИРТУАЛЬНОЙ ИНТЕГРАЦИИ РАЗНОРОДНЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ РЕСУРСОВ В СИСТЕМАХ ИНФОРМАЦИОННО-АНАЛИТИЧЕСКОЙ ПОДДЕРЖКИ УПРАВЛЕНИЯ ТЕРРИТОРИЯМИ

Аннотация
В работе рассматривается задача интеграции данных, знаний и сервисов, как одна из наиболее важных задач, решение которых должно обеспечиваться современными интеллектуальными системами информационно-аналитической поддержки управления сложными процессами и системами. На основе анализа современных решений в этой области делается выбор в пользу виртуальной интеграции.


УДК 004.9
О.В.  Фридман
ПРИМЕНЕНИЕ ГРАДИЕНТНОГО МЕТОДА КООРДИНАЦИИ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ОБЪЕКТАМИ РАЗЛИЧНОЙ СТРУКТУРЫ

Аннотация
Статья продолжает цикл исследований по применению ранее разработанного градиентного метода координации для решения задачи оперативного управления объектами различной структуры. Приведено краткое описание результатов модельного эксперимента для объектов абстрактной структуры (иерархической и сетевой). Проведена апробация метода на модели реальной структуры сети виртуальных предприятий.


УДК 004.89, 004.9
Р.А.  Македонов, А.А.  Зуенко, О.В.  Фридман
АЛГОРИТМ СИНХРОНИЗАЦИИ НЕРЕГУЛЯРНЫХ ПРОЦЕССОВ В СИСТЕМЕ СИТУАЦИОННОГО КОНЦЕПТУАЛЬНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

Аннотация
Для ситуационного моделирования функционирования регионального природно-промышленного комплекса разработан прототип системы моделирования, реализующий специализированный алгоритм имитации. В алгоритме применен модифицированный процессный способ организации квазипараллелизма для синхронизации нерегулярных процессов, использующих общие материальные ресурсы. Обеспечена возможность подключения в систему моделирования готовых внешних программных модулей сторонних разработчиков, которые имитируют функциональные действия компонент модели в виде разностных уравнений с различными шагами дискретизации.


 УДК 004.89
А.А.  Зуенко
АЛГЕБРАИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ВОПРОСНО-ОТВЕТНОГО ДИАЛОГА ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ТРАЕКТОРИИ ОБУЧЕНИЯ

Аннотация
В статье описывается подход к разработке вопросно-ответных обучающих систем на основе контролируемых языков, а также алгебраических моделей представления и обработки вопросно-ответных текстов. Модифицируемые рассуждения, моделирующие стратегию опроса учителя, формализуются с использованием математического аппарата QC-структур и опираются на отношение частичного порядка “вопрос-подвопрос”.


УДК 004.832
А.А. Зуенко,  А.А. Алмаматов
ПРОГРАММИРОВАНИЕ В ОГРАНИЧЕНИЯХ НА ЯЗЫКЕ PYTHON с ПРИМЕНЕНИЕМ СТРУКТУР И АЛГОРИТМОВ АЛГЕБРЫ КОРТЕЖЕЙ

Аннотация
В статье рассмотрены особенности существующих подходов к решению задач удовлетворения ограничений. Для решения подобных задач авторами предлагается применять методы локального поиска на основе анализа структур алгебры кортежей. Приводится сравнение предыдущей версии библиотеки алгоритмов алгебры кортежей, реализованной на языке С++, и текущей версии библиотеки, разработанной на языке Python. Описаны преимущества использования интерпретируемых языков для создания среды программирования в ограничениях, представимых в структурах алгебры кортежей.


УДК 004.932.2
А.В. Харитонов1, А.Г. Олейник
1 Поволжский государственный технологический университет
МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГРАНИЦЫ ЗРАЧКА НА ИЗОБРАЖЕНИИ ГЛАЗА

Аннотация
Предлагается метод определения границы зрачка на изображении глаза. Метод основан на поиске приблизительного центра зрачка и последующего уточнения его центра и радиуса. Приведены статистические результаты, определяющие точность работы метода. В качестве тестовых данных использованы изображения из открытой базы данных Casia v4.


УДК 004.9
С.Ю. Яковлев, Ю.А. Олейник, А.С. Шемякин
ЛОКАЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА НОРМАТИВНО-МЕТОДИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

 Аннотация
В статье описано программное средство создания базы документов на примере нормативно-методического обеспечения управления промышленно-экологи-ческой безопасностью. Представлена структура системы, рассмотрены основные блоки и интерфейс информационной системы.


УДК 004.94
Д.Н.  Халиуллина
КРАТКИЙ ОБЗОР СОВРЕМЕННЫХ СРЕДСТВ МОНИТОРИНГА СЛОЖНЫХ СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ СИСТЕМ РЕГИОНА

Аннотация
Проведен краткий обзор средств и технологий мониторинга сложных социально-экономических систем региона. Введено понятие социально-экономического мониторинга, выделены его цели и задачи.


 УДК 004:[614.89+351]
А.А. Рыженко
Академия Государственной противопожарной службы МЧС России
(г. Москва)
МЕХАНИЗМ МОДЕЛИРОВАНИЯ СКОЛОВ И ОСКОЛКОВ РАЗРУШЕННЫХ ОБЪЕКТОВ СЛОЖНОЙ ФОРМЫ

 Аннотация
Проблемы дистанционного управления силами и средствами при ликвидации ЧС и пожаров актуальны. Важную роль играют методы моделирования текущей обстановки. В статье представлен усовершенствованный механизм визуализации разрушений зданий и сооружений сложной формы.


УДК 622.7: 519.711.2
А.Г. Олейник1,3, В.Ф. Скороходов2, В.В. Бирюков2
1 Институт информатики и математического моделирования технологических процессов Кольского НЦ РАН
2 Горный институт КНЦ РАН
3 Кольский филиал Петрозаводского государственного университета
АЛГОРИТМ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ БЛОКА АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ВЫБОРА ТОПОЛОГИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ОБОГАЩЕНИЯ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ

Аннотация
Предложен алгоритм функционирования программного модуля автоматизированной генерации топологий энерго – ресурсосберегающих технологических схем обогащения минерального сырья, реализующий принцип сокращения материальных потоков поступающих в циклы измельчения. В алгоритме используются: математический аппарат модификации функции распределения частиц по крупности Розина – Раммлера; бета функция раскрытия полезного компонента при рудоподготовке; функции распределения характеристик в операциях разделения.


УДК 65.011.56, 62.50
И.Е. Кириллов, И.Н. Морозов
ПОДХОД К СОЗДАНИЮ АДАПТИВНОЙ МОДЕЛИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА С ЦЕЛЬЮ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ОПЕРАТИВНО-ПРЕДУПРЕЖДАЮЩЕГО УПРАВЛЕНИЯ

Аннотация
В статье рассмотрен возможный подход к созданию модели любого технологического процесса. Дается общее представление о возможной структуре модели в виде направленного графа, о способах описания узлов и «передаточных функций» соответствующих дугам. Проводится обоснование применяемого аппарата.


УДК 004.94
А.А. Туз1,3, В.Н. Богатиков2,3
1 Ковдорский ГОК
2 Тверской государственный технический университет (ТвГТУ)
3 Кольский филиал Петрозаводского государственного университета

ПОСТРОЕНИЕ СИСТЕМЫ АДАПТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ АПАТИТО-БАДДЕЛЕИТОВОГО КОНЦЕНТРАТА УЧАСТКА ПОДГОТОВКИ ПИТАНИЯ ФЛОТАЦИИ ОАО «КОВДОРСКИЙ ГОК»

Аннотация
В работе предлагается использовать управление с прогнозирующими моделями. Рассматриваются кинетические модели процесса измельчения.


УДК 622.7:519.711.2
М.С. Хохуля, А.В. Фомин
Горный институт Кольского НЦ РАН
СFD МОДЕЛИРОВАНИЕ РАЗДЕЛЕНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ ЧАСТИЦ
В ГИДРАВЛИЧЕСКОМ СЕПАРАТОРЕ С НАКЛОННЫМИ ПЛАСТИНАМИ

Аннотация
Рассматривается гравитационное разделение тонких частиц в сепараторе с восходящим потоком и системой параллельных наклонных пластин. Для исследования влияния этих пластин на характер расширения твердой суспензии в псевдоожиженном слое использовались методы вычислительной гидродинамики.


УДК 622.7:519.711.2
С.А.  Козырев, В.Ф.  Скороходов, Р.М.  Никитин, П.В.  Амосов,
В.В.  Массан
Горный институт Кольского НЦ РАН
CFD МЕТОД В КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЯХ КАК ИНСТРУМЕНТ ИССЛЕДОВАНИЯ АЭРОДИНАМИКИ ГЛУБОКИХ КАРЬЕРОВ 

Аннотация
Работа является пилотным этапом 3D компьютерного моделирования аэродинамических условий карьера рудника «Железный» с использованием программного комплекса ANSYS Fluent. Рассмотрена принципиальная возможность использования CFD (Computational Fluid Dynamics) моделирования для оценки и прогнозирования состояния атмосферы внутри глубоких карьеров.