2017 год, №1

Содержание выпуска
Сравнение моделей с нейронной сетью и OLS-регрессией при построении стратегии управления риском от дохода по индексу
Щенников Владимир Николаевич, Щенникова Елена Владимировна, Санников Сергей Андреевич
Стр. 12 — 20
Введение. Модели с нейронной сетью и OLS-регрессией используются на рынке акций и включают в себя переменные, описывающие состояние данного рынка. Одним из возможных способов определения таких зависимостей является их кластеризация с помощью анализа главных компонент. Цель исследования -раскрыть суть двух перспективных эвристических подходов к оценке динамики функциональных связей между доходами на рынке акций и переменных, описывающих состояние рынка. Материалы и методы. Материалами для исследования послужили модели с непрерывной сетью и OLS-регрессия в пространстве стратегий управления доходами, а также математическая статистика. Результаты исследования. Известно, что суть установления фужциональных связей между доходами на рынке акций состоит в их кластеризации с использованием линейного или нелинейного анализа главных компонент состояния рынка. В данной работе приводится анализ двух перспективных эвристических подходов к оценке динамики функциональных связей между доходами на рынке акций и переменными, описывающими состояние рынка. Обсуждение и заключения. В результате исследования было установлено, что полученные нейронные сети имеют преимущество перед более традиционными методами в случаях, когда невозможно точно описать имеющиеся связи, но возможно выделить некоторый набор показателей, характеризующий исследуемое явление. И даже в самой неблагоприятной ситуации MBPN-сеть может превосходить метод OLS-регрессии.
Нейронные сети в задачах расчета цен опционов фондовых рынков
Санников Сергей Андреевич
Стр. 21 — 26
Введение. Использование нейронных сетей для нелинейных моделей помогает понять, в какой степени проявляются недостатки линейной модели, вызванные их спецификацией. Цель исследования - раскрыть содержание понятия «расчет цен опциона с использованием аппарата нейронных сетей». Материалы и методы. В работе были использованы 2 вида переменных: эндогенные (входящие в модель нейронных сетей) и действующие на модель (постоянные возмущения). Результаты исследований. С помощью полученной 33-14-1 нейронной сети с прямыми связями были получены 2 совокупности прогнозов; разработаны критерии оптимальности стратегий в задачах расчета цен опционов фондовых рынков. Обсуждение и заключения. Получены 2 вида нейронных сетей, каждая из которых дает собственные положительные результаты, превышающие показатели регрессионного анализа. Также было выявлено, что адаптивная сеть лучше оценивает будущие доходы, чем простая нейронная сеть.
Проблемы информационной безопасности: интернет вещей
Шиков Станислав Александрович
Стр. 27 — 40
Введение. В статье рассматриваются возможные угрозы в сфере информационной безопасности при переходе от технологии информационного взаимодействия типа «машина-машина» к глобальному коммуникационному взаимодействию типа «интернет вещей». Угрозы рассматриваются на примерах системы «Умный Дом», беспроводного стандарта ZigBee, электрокаров фирмы Tesla и бесконтактной системы оплаты Apple Pay. Приводится определение термина интернет вещей; рассматривается история развития данной области, кратко излагается структура работы интернета вещей. Описывается разработанный в 2011 г. IoT-связанный стандарт -IEEE 1888, целью внедрения которого является повышение энергоэффективности решений, построенных на базе интернета вещей. Рассматриваются базовые проблемы безопасности при создании системы «Умный дом». Материалы и методы. В качестве объектов исследования были выбраны Apple Pay, беспроводной стандарт ZigBee, электрокары Tesla Model S. Методами анализа и сравнения, а также путем моделирования были определены угрозы безопасности для интернета вещей. Результаты исследования. В ходе исследования была выявлено, что даже самые современные технологии не дают 100 % гарантии безопасности. Наиболее безопасной из рассмотренных примеров оказалась система Apple Pay. Главным фактором недостаточной безопасности во многом является желание производителя максимально удешевить процесс производства. И поскольку рядовые пользователи, как правило, в последнюю очередь обращают внимание на безопасность систем, то производители предпочитают сокращать затраты именно в этой сфере, соблюдая необходимые стандарты по нижней границе. Обсуждение и заключения. Было установлено, что современный интернет вещей не соответствует всем необходимым требованиям безопасности. Устранять уязвимости рекомендуется путем разработки новых стандартов безопасности с предварительным полным анализом существующих угроз интернета вещей. Кроме этого, необходимо наладить контроль над логистикой таких устройств от производителя до этапа инсталляции оборудования на объекте.
Камерная обработка поверхности деталей незакрепленным шлифовальным материалов
Скрябин Владимир Александрович
Стр. 41 — 51
Введение. При финишной обработке деталей типа тел вращения со сложным контуром поверхности мелкодисперсными незакрепленными абразивными частицами во время уплотнения сжатым воздухом через эластичную оболочку в специальной камере в съеме металла принимает участие достаточно большое количество абразивных зерен. Материалы и методы. Характер контактного взаимодействия уплотненного слоя с обрабатываемой поверхностью детали главным образом определяется формой абразивных зерен и их режущих элементов, которая является весьма разнообразной. Однако изучение многочисленных теневых отпечатков абразивных частиц показало, что все они вписываются в эллипс и в первом приближении могут быть смоделированы в виде эллипсоида вращения. Результаты исследования. Был определен съем материала с поверхности детали абразивными режущими зернами в процессе обработки. Обсуждение и заключения. В статье показаны особенности обработки поверхностей деталей незакрепленным абразивным материалом. Приведены методы обработки, модели абразивных зерен и математические зависимости, позволяющие прогнозировать съем материала и производительность процесса микрорезания.
Обоснование параметров динамического стабилизатора устойчивости движения подвижного модуля экспериментального стенда при исследовании активных ротационных рабочих органов почвообрабатывающих машин
Купряшкин Владимир Федорович, Наумкин Николай Иванович, Князьков Алексей Сергеевич, Купряшкина Валентина Николаевна, Шляпников Михаил Геннадьевич, Купряшкин Владимир Владимирович, Терехин Евгений Юрьевич
Стр. 52 — 66
Введение. Работа посвящена обоснованию конструктивных параметров и технологических режимов функционирования динамического стабилизатора устойчивости движения подвижного модуля экспериментального стенда для исследования активных ротационных рабочих органов почвообрабатьшающих машин. Для этого была рассмотрена конструкция указанного экспериментального стенда и дана характеристика его работы. На основании теоретических и экспериментальных ранее проведенных исследований была отмечена возможность нарушения устойчивости хода подвижного модуля, что в свою очередь отрицательно сказывается на обеспечении выполнения заданной методикой программы эксперимента. Также была указана необходимость конструкторского решения по устранению выявленного недостатка. Кроме этого, рассмотрены конструктивные особенности и характеристики применяемых устройств по обеспечению стабилизации подвижного модуля при исследовании активных ротационных рабочих органов почвообрабатывающих машин. На основе сравнительного анализа был предложен динамический стабилизатор устойчивости движения в виде электромагнитного тормоза с последующим его размещением в конструкции существующего подвижного модуля. Материалы и методы. С целью интеграции электромагнитного тормоза в конструкцию существующего подвижного модуля, на основе синтеза основных положений и законов механики и экспериментальных данных силового взаимодействия активных ротационных рабочих органов с почвой, было проведено теоретическое исследование устойчивости его движения. В результате данного исследования была составлена расчетная схема нагружения подвижного модуля с учетом ее конструктивных особенностей, а также силовых факторов, действующих на ее опорные колеса и исследуемые активные ротационные рабочие органы. С учетом особенностей планирования эксперимента и почвенных условий были выявлены аналитические зависимости основных силовых характеристик определяющих устойчивость движения подвижного модуля. Результаты исследования. Путем обработки результатов исследования была получена база данных, представляющая собой значения силовых характеристик, определяющих устойчивость движения подвижного модуля. Дальнейшее использования значений данной базы с учетом конструктивных особенностей подвижного модуля позволило обосновать наиболее оптимальное месторасположения электромагнитного тормоза в его конструкции. Также на основе стандартной методики было произведено обоснование конструктивных параметров электромагнитного тормоза с выбором его типоразмера. Обсуждение и заключения. Проведенное исследование позволило путем использования электромагнитного тормоза в конструкции подвижного модуля обеспечить стабилизацию его движения, что позволит повысить чистоту экспериментальных исследований и получать наиболее объективные данные в ходе их проведения.
Многокритериальные системы оптимизации в агропромышленном комплексе
Шешунова Елена Владимировна
Стр. 67 — 76
Введение. В статье рассматриваются вопросы использования многокритериальных систем оптимизации, их преимущество перед однокритериальными. Впервые данная тема была рассмотрена итальянским экономистом В. Парето. В дальнейшем интерес ученых всего мира к изучению этого вопроса усилился, поскольку многокритериальные задачи, очевидно, присутствуют во всех сферах деятельности. Материалы и методы. Для рассмотрения данного вопроса были составлены математические модели объекта оптимизации, выбраны критерии оптимальности, установлены возможные ограничения. Результаты исследования. Задачи проектирования сложных систем всегда являются многокритериальными, поскольку при выборе достоверного варианта приходится учитывать множество различных требований, которые предъявляются к системе. Для получения более полной характеристики недостатков и достоинств проектируемого объекта было увеличено количество рассматриваемых критериев качества. Метод многокритериальной оптимизации предполагает возможность ранжирования критериев, т. е. определения преимуществ каждого предшествующего критерия перед следующим. В условиях неполноты информации, трудностей соизмерения значимости критериев оптимизации выбор лучшего представляет определенную сложность, которая, однако, частично нивелируется благодаря использованию рассмотренного в статье метода. Обсуждение и заключения. В предыдущих исследованиях нами рассматривались задачи, в которых, как правило, был всего один основной критерий и, соответственно, единственная целевая функция. В случаях, когда качество решения оценивается по нескольким критериям, выбор лучшего решения представляет собой более сложную задачу, особенно учитывая, что неизвестно, какое именно из них будет лучшим. Именно поэтому окончательное решение должно учитывать важность каждой целевой функции. Основной сложностью при многокритериальной оптимизации является неоднозначность выбора «оптимального решения». Для ее преодоления необходимо учесть все требования, предъявляемые к рассматриваемому объекту.
Проектирование привода конвейера в системе КОМПАС-3D
Родиошкин Михаил Юрьевич, Масленникова Людмила Васильевна, Арюкова Ольга Александровна, Родиошкина Юлия Григорьевна
Стр. 77 — 92
Введение. В современных условиях перед инженерами встают задачи сокращения сроков конструкторско-технологической подготовки производства с одновременным повышением качества разрабатываемой технической документации. Данные задачи могут быть решены при использовании CAD/CAE/CALS-технологий в промышленном производстве. Проектирование изделий машиностроения связано c моделированием деталей и трехмерных сборок в графических систем автоматизированного проектирования (САПР) с последующим инженерным анализом. В статье рассматривается последовательность проектирования привода конвейера с помощью прикладных библиотек КОМПАС. Материалы и методы. При помощи прикладных библиотек КОМПАС были проведены расчет и моделирование механических передач, входящих в состав привода конвейера. Также были выполнены проектный расчет и построение в КОМПАС-3D трехмерной модели привода. Результаты исследования. Была предложена последовательность проектирования привода конвейера с помощью библиотек КОМПАС-3D. Обсуждение и заключения. В результате исследования была разработана методика создания трехмерной модели привода конвейера, включающая выбор необходимых параметров для проектирования, расчет и моделирование механических передач, входящих в проектируемое изделие. Данные факторы позволят использовать возможности современных САПР при проектировании изделий соответствующего типа, что обеспечит сокращение времени на подготовку производства, а следовательно, повысит экономическую эффективность работы.
Направленная доставка доксорубицина с помощью экзогенных биосовместимых нановекторов при экспериментальных неоплазиях
Заборовский Андрей Владимирович, Кокорев Александр Викторович, Бродовская Екатерина Павловна, Фирстов Сергей Александрович, Минаева Ольга Владимировна, Куликов Олег Александрович, Червякова Наталья Николаевна, Медвежонков Вячеслав Юрьевич
Стр. 93 — 107
Введение. В статье предложен метод получения конъюгата противоопухолевого химиопрепарата доксорубицин с экзогенной двухцепочечной ДНК осетровых рыб (источник - коммерческий препарат «Деринат»). Были подобраны оптимальные условия синтеза конъюгата (рН, температура и массовое соотношение компонентов), обеспечивающие наибольшую степень связывания химиопрепарата с носителем. Проведено исследование токсичности и специфической противоопухолевой активности синтезированного комплекса. Материалы и методы. Синтез конъюгатов ДНК-доксорубицин проводили смешиванием раствора ДНК, водного раствора доксорубицина и фосфатного буфера. Смесь инкубировали 60 мин при постоянной температуре и непрерывном шей-кировании. Очистку конъюгата от невключившегося химиопрепарата проводили методом ультрафильтрации. Показатели токсичности препарата установлены на интактных мышах в соответствии с принятыми стандартами. Противоопухолевая активность оценивалась по индексу торможения роста опухоли и индексу ингиби-рования метастазирования на мышах с трансплантированной карциномой Льюис. Специфическая противоопухолевая активность была исследована в эквитоксиче-ских дозах препарата. Результаты исследования. Было установлено, что при введении в эквитоксиче-ских дозах конъюгат обладает большей противоопухолевой активностью, чем водорастворимый препарат (на 35 % по объему опухоли и на 51 % по индексу торможения роста опухоли). Все исследованные формы, за исключением водорастворимого доксорубицина в дозе 0,5 LD, достоверно уменьшали количество метастазов опухоли в легкие. Метастазов в группах, получавших ДНК-конъюги-рованный препарат, было меньше, чем в группах, которым проводили лечение водным доксорубицином, однако эти различия не были статистически значимыми. Обсуждение и заключения. Наиболее вероятным механизмом увеличения противоопухолевой активности доксорубицина при его конъюгации с ДНК является избирательное накопление химиопрепарата в опухолевой ткани, обусловленное эндоцитозом комплекса ДНК-доксорубицин.
Магнетические бактерии и их потенциальное применение : обзорная статья
Эльджмали Сара Раджаб, Альшихи Сальма Абрахам, Абед Алькрем Наема Мохамед, Хамуда Самир Ахмед
Стр. 108 — 122
Введение. Статья предоставляет обзор научных открытий, касающихся магнитотак-тических бактерий (МТБ). Результаты открытий используются в микробиологии, минералогии, лимнологии, физике, биофизике, химии, биохимии, геологии, кристаллографии и астробиологии. Магнитосомы МТБ организованы в линейные цепи и ориентируют клеточные тела вдоль силовых линий геомагнитного поля, причем вращательные движения жгутиков приводят к т. н. магнитотаксису. Материалы и методы. Обзорная статья о бактериях, чувствительных к магнитному полю, является компиляцией нескольких научных работ из различных научных учреждений. Наиболее важные моменты этого обзора сводятся к следующим положениям: 1) любая биологическая система способна создавать магнитные биоматериалы, такие как магнетит (FeO) и грегит (FeS); 2) навигация этих нанокристал-лов в биологической системе взаимосвязана с магнитным полем Земли. Результаты исследования. Исследователи, участвующие в изучении данной темы, показали, что магнитотактические бактерии действительно реагируют на магнитное поле. Это делает их привлекательными для медико-биологического и промышленного использования из-за наличия сильных электромагнитов, сверхпроводящих магнитов и постоянного магнита. Магнетические бактерии также могут быть использованы в качестве диагностического инструмента при обнаружении дефектов даже на наноуровне. Обсуждение и заключения. Несмотря на важность этой темы, которая пока находит лишь ограниченное применение в медицинской области, необходимо исследовать мир этих бактерий, которые являются кандидатами для использования в новых промышленных технологиях и терапевтических стратегий в медицины.
Мониторинг заболеваемости ВИЧ-инфекцией в Республике Мордовия (по данным 2015 г.)
Блинов Дмитрий Сергеевич, Ласеева Мария Геннадьевна, Чернова Наталья Николаевна, Балыкова Оксана Павловна, Китаева Людмила Ивановна, Тумутолова Оксана Михайловна
Стр. 123 — 130
Введение. ВИЧ-инфекция является медленно прогрессирующим вирусным заболеванием иммунной системы, которое приводит к ослаблению иммунной защиты от опухолей и инфекций. Это одна из важнейших инфекционных патологий человека, отличающаяся пандемическим распространением и приводящая к значительным социально-экономическим потерям. К сожалению, темпы развития эпидемии ВИЧ/СПИД в Российской Федерации являются самыми стремительными в мире. Материалы и методы. В данной работе представлены показатели заболеваемости и смертности населения Республики Мордовия за 2015 г., обусловленных ВИЧ-инфекцией; определены возрастная, половая и социальная структуры заболеваемости. Результаты исследования. Эпидемическая ситуация по ВИЧ-инфекции в Республике Мордовия имеет тенденцию к ухудшению. До настоящего времени сохраняется высокий уровень заболеваемости; увеличивается общее количество смертей ВИЧ-инфицированных. Наблюдается высокий уровень инфицированных в возрастных категориях 21-30 лет и 31-Ю лет, т. е. у лиц трудоспособного возраста. Несмотря на это, РМ имеет статус относительно благополучного региона ПФО и продолжает оставаться в числе территорий РФ с низким уровнем распространения ВИЧ-инфекции. Обсуждение и заключения. Увеличение случаев заражения и показателей заболеваемости могут свидетельствовать о втором пике заболеваемости ВИЧ-инфекцией на территории РМ.
Первая находка Mutinus ravenelii (Berk. & M. A. Curtis) E. Fisch. (Phallaceae) в Республике Мордовия
Ивойлов Александр Васильевич
Стр. 131 — 140
Введение. При изучении микобиоты Республики Мордовия летом 2016 г. был найден необычный по внешнему виду и запаху гриб - Mutinus ravenelii (Berk. & M. A. Curtis) E. Fisch., 1888 (мутинус Равенеля), относящийся к грибам отдела Basidiomycota. Гриб представляет несомненный интерес для микологов-флористов и систематиков как редкий адвентивный вид, имеющий значительный, но прерывистый (дизъюнктивный) ареал. Цель исследования - дать описание найденных бази-диом, координаты находок, провести их морфометрию. Материалы и методы. При установлении систематической принадлежности гриба использовались соответствующие современные определители, атласы и электронные базы данных «Index Fungorum» и «MycoBank». Результаты исследования. В статье приведена информация о первой находке в РМ мутинуса Равенеля, или собачьего гриба Равенеля (M. ravenelii (Berk. & M. A. Curtis) E. Fisch.). Изложена история описания вида, его систематическая принадлежность, этимология названия, описание плодовых тел, общее распространение на земном шаре, особенности его экологии. Приведены сведения о времени появления этого американского вида на европейском континенте и в отдельных европейских странах. Показано, что в последние годы M. ravenelii стал довольно часто встречаться в странах Европы, в том числе в Российской Федерации. Этому способствует как потепление климата, так и процессы глобализации (перевозка грузов - семян, растений, животных, садово-огородных субстратов, путешествия людей), увеличение площади закрытого грунта и полевых культур с использованием плодородных субстратов, мульчирование посевов и посадок овощных культур корой, опилками, соломой. В статье указаны местонахождения макромицетов, приведены их координаты и даты находок. Обсуждение и заключения. Размеры найденных плодовых тел были типичными для вида. В связи с тем, что M. ravenelii считается инвазионным видом с непредсказуемой стратегией поведения, дана рекомендация о включении его в список грибов, нуждающихся в мониторинге.