4.4. Развитие информационных технологий и методов принятия решений информационно-телекоммуникационных и автоматизированных системах

Основатель и руководитель научного направления — Соловьев Николай Алексеевич, доктор технических наук, профессор, профессор кафедры программного обеспечения вычислительной техники и автоматизированных систем (ПОВТАС).

Направления подготовки:

Бакалавриат:

09.03.04 Программная инженерия

Магистратура:

09.04.04 Программная инженерия

Основные направления исследований

Выполняются в рамках инициативной госбюджетной научно-исследовательской работы «Развитие цифровых технологий информационно-телекоммуникационных систем», № гос. регистрации № 123112200003-7.

Объектом исследования являются современные цифровые технологии информационно-телекоммуникационных систем (ИТКС) и их использование в различных секторах экономики.

Цели исследований:

• автоматизация информационных процессов, разработка математического и программного обеспечения информационно-телекоммуникационных систем и методов их исследования с применением сквозных цифровых технологий, обеспечивающих повышение производительности и эффективности труда работников, улучшение качества информационной продукции и услуг, повышение сервиса и оперативности обслуживания пользователей в различных секторах экономики;
• проектирование компонентов автоматизированных систем (АС) и ИТКС на основе моделей, методов искусственного интеллекта и алгоритмов машинного обучения, обеспечивающих сбор, обработку, хранение данных и методов принятия решений в т.ч. и в условиях неопределенности, веб-майнинг социальных сетей и информационного пространства с целью обеспечения устойчивости и безопасности ИТКС и критически важных объектов;
• разработка инструментария адаптивных WEB- и мобильных приложений для автоматизации информационных процессов, позволяющих пользователю удобный и быстрый способ взаимодействия с различными сервисами и функциями в различных сферах деятельности.

Основные научные и производственные результаты

В области автоматизации информационных процессов, разработки математического и программного обеспечения ИТКС и методов их исследования с применением сквозных цифровых технологий:

• Завершены исследования по теме «Автоматизация процессов научных исследований живучести объектов добычи газа в условиях обводнения». Предложен критерий выбора наилучшего средства обеспечения живучести обводненной газовой скважины, учитывающий характеристики пласта, конструкцию и оборудование скважины, дебит газа. Разработана программная система инженерных расчетов реконструкции центробежного насоса.
• Выполнены исследования по разработке моделей и алгоритмов интеллектуальной поддержки принятия решений при управлении процессом устранения дефектов тонколистового проката. Реализована система поддержки принятия решений по коррекции технологических параметров АСУТП для устранения поверхностных дефектов тонколистового проката. Преимущества перед известными аналогами: выбор параметров прокатки осуществляется с учетом воздействия совокупности факторов внешней среды. Результат получен при выполнении научных исследований и разработок по тематике, соответствующей Приоритетным направлениям развития науки, технологий и техники в Российской Федерации.
• Разработаны модели и методики принятия эффективных решений по повышению эффективности систем физической защиты (СФЗ) критически важных объектов. Преимущества перед известными аналогами: введены информационные показатели и методы их оценки, позволяющие принимать математически обоснованные решения по формированию структурных параметров системы физической защиты. Разработанная методика оценки эффективности СФЗ позволяет принимать математически обоснованные решения по формированию оптимальных структурных параметров системы физической защиты.
• Получили развитие интегрированные технологии интеллектуального анализа данных, методов принятия решений в автоматизированных и информационно-аналитических системах. Совместно с транспортным факультетом выполнены исследования по разработке информационно-телекоммуникационной системы безубыточности перевозок по регулярным маршрутам Оренбурга на основе теории графов и эволюционных вычислений. Выполнены исследования информационно-телекоммуникационной системы анализа маршрутной сети города.
• Совместно с Институтом энергетики, электроники и связи выполнены исследования по разработке нечеткой модели оценки состояния устройств релейной защиты и автоматики, что обеспечивает надежность и безопасность работы электроэнергетических объектов за счет наискорейшего отключения поврежденного элемента или участка электрической сети от ее неповрежденных частей.
• Разработана обучающая платформа «Путь к Победе» с игрофикацией. Информационно-обучающая система «Военно-историческая игра „Путь к победе“» (далее — ИОС) предназначена для изучения исторических событий и связанного с ними контекста в игровой форме. Цель разработки ИОС заключалась в автоматизации процессов формирования контента исторических событий путем их реконструкции и вовлечении в них обучающихся в качестве участников, а также для привития обучающимся патриотических чувств и гордости за свою Родину.
• Разработан двухэтапный нейросетевой алгоритм адаптации интерфейсов мобильных приложений к особенностям пользователей и характеристикам смартфона. Применение методов искусственного интеллекта при проектировании прикладных программ позволит максимально учитывать особенности подготовки пользователей. Программно реализовано нейросетевое прогнозирование рисков проектной деятельности.
• Проводятся исследования автоматизации информационных процессов, разработки математического и программного обеспечения ИТКС и методов их исследования с применением сквозных цифровых технологий; проектирование компонентов ИТКС на основе нейросетевых технологий; методов ассоциации для подбора виджетов и алгоритмов повышения конверсии коммерческих сайтов на основе применения графических виджетов.
• Разработан подход к анализу данных, полученных с изображений, для организации программирования ЧПУ станков на основе данных для автоматизации процесса изготовления ключей. Полученные результаты демонстрируют потенциально высокие возможности по упрощению и ускорению процесса создания ключей для станков с ЧПУ, повышая эффективность и точность производства.

В области проектирования компонентов ИТКС на основе нейросетевых технологий и искусственного интеллекта разработаны и программно реализованы:

• система нечеткого вывода, позволяющая поддерживать все этапы разработки нечетких систем для решения задач в различных предметных областях (экономических, технических, медицинских, юридических, безопасности и др. областях);
• модели и алгоритмы прогнозирования демографических процессов в условиях неопределенности; продукционная экспертная система; экспертная система на основе байесовской стратегии логического вывода;
• методика исследования информационных процессов и систем на основе современных вычислительных технологий и сверточных нейронных сетей;
• прототип гибридной нейронной сети для оценки эффективности назначаемой терапии.

В области развития интегрированных технологий интеллектуального анализа данных и методов принятия решений в телекоммуникационных и автоматизированных системах, развития цифровых платформ сбора, обработки, хранения данных в различных сферах деятельности:

• Проводятся исследования автоматизации информационных процессов, разработки математического и программного обеспечения ИТКС и методов их исследования с применением сквозных цифровых технологий; проектирование компонентов ИТКС на основе нейросетевых технологий; применение веб-майнинга социальных сетей и информационного пространства с целью обеспечения устойчивости и безопасности ИТКС и критически важных объектов.

Персональный состав коллектива:

1. Горбачёв Дмитрий Владимирович, канд. техн. наук, доцент, зав. каф. ПОВТАС
2. Соловьёв Николай Алексеевич, д-р техн. наук, профессор, профессор каф. ПОВТАС
3. Валеев Артем Фаатович, канд. техн. наук, старший преподаватель каф. ПОВТАС
4. Волкова Татьяна Викторовна, канд. техн. наук, доцент каф. ПОВТАС
5. Зубкова Татьяна Михайловна, д-р техн. наук, профессор, профессор ПОВТАС
6. Костин Владимир Николаевич, д-р техн. наук, доцент, доцент каф. ПОВТАС
7. Климачёв Сергей Александрович, старший преподаватель каф. ПОВТАС
8. Наточая Елена Николаевна, канд. пед. наук, доцент, доцент каф. ПОВТАС
9. Парфёнов Денис Игоревич, канд. техн. наук, доцент, доцент каф. ПОВТАС
10. Поляков Кирилл Андреевич, преподаватель каф. ПОВТАС
11. Семёнов Анатолий Михайлович, канд. техн. наук, доцент, доцент каф. ПОВТАС
12. Тагирова Лилия Фаритовна, канд. пед. наук, доцент, доцент каф. ПОВТАС
13. Тишина Наталья Александровна, канд. техн. наук, доцент, доцент каф. ПОВТАС
14. Чернопрудова Елена Николаевна, канд. техн. наук, доцент, доцент каф. ПОВТАС
15. Щудро Игорь Анатольевич канд. техн. наук, доцент, доцент каф. ПОВТАС
16. Шаховал Виталий Романович, преподаватель каф. ПОВТАС
17. Шнякина Елена Александровна, старший преподаватель каф. ПОВТАС

Основные данные о деятельности за период с 2021 по 2025 г.:

Количество публикаций участников коллектива:

Основные научные проекты коллектива:

2021 год:

1. Инициативная НИР 28.23.29. Система поддержки принятия решений обеспечения доступности первичной медико-санитарной помощи сельскому населению. Соловьев Н.А., Горбачев Д.В.
2. Всероссийский инновационный конкурс «УМНИК-2021». Разработка АСУТП цветного металлопроката с адаптацией к поверхностным дефектам на основе компьютерного зрения. Соловьев Н.А,. Климачев С.А. Оренбург, 02.12.2021.
3. Конкурс научно-технологических проектов и стартапов «ТЕХНОВЫЗОВ». Автоматизация логистики склада готовой продукции. Тишина Н.А. Багаудинов Р., Золотухин Н., Худойбердиев А. 28.07.2021–15.08.2021.
4. Квалификационный тур Уральского регионального чемпионата ICPC (четвертьфинал чемпионата мира по программированию). Ромасенко А., Дмитренко А., Шумкин Д. Оренбург, 17.10.2021.

2022 год:

1. Заявка № 76 от 06.10.2022 и участие в конкурсе 2022 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами» (региональный конкурс). Тема «Разработка системы поддержки принятия решений со средствами компьютерного зрения для коррекции технологических параметров АСУТП с целью устранения поверхностных дефектов тонколистового проката в процессе производства». Рук. Соловьев Н.А. Исп.: Климачев С.А., Зайчиков А.Д., Науменко Н.А. № 23-29-10069.
2. Участие в конкурсе на получение грантов РНФ (региональный). Тема «Разработка интеллектуальных программно-инструментальных систем для проектирования адаптивных пользовательских интерфейсов». Рук. Тагирова Л.Ф. Исп.: Зубкова Т.М., Субботин А.В. Тутункин М.Д. 04.10.2022.
3. Конкурс 2022 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами» (региональный конкурс). Тема «Методы, модели, алгоритмы разработки конвергированной инфраструктуры региональной системы технического обслуживания и ремонта высокотехнологичного медицинского оборудования». Рук. Горбачев Д.В. Исп.: Кузнецов О.А., Шатов М.С. 05.10.2022.
4. Конкурс 2023 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами». Тема «Моделирование детерминированно-стохастических процессов в городских пассажирских автотранспортных системах на основе лямбда-архитектуры и методов машинного обучения». Рук. Грязнов М.В. Исп.: Любимов И.И., Якунин Н.Н., Горбачев Д.В. 12.11.2022.
5. Конкурс губернатора Оренбургской области в сфере науки и техники за 2022 год. Тема «Обеспечение устойчивого социально-экономического развития предприятия на основе разработки методического аппарата управления внешними и внутренними факторами». Участник Костин В.Н.

2023 год:

1. Заявка № 92 от 02.11.2023 и участие в конкурсе 2024 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами». Тема «Разработка и проектирование прикладного и инструментального программного обеспечения с использованием элементов искусственного интеллекта». Рук. Зубкова Т.М.. Исп.: Тагирова ,Л.Ф. Наточая Е.Н., Токарева М.А., Субботин А.В. — аспирант, Рогачев Д.С. — магистрант, Махметова К.М. — магистрант, Качагин М.Е. — студент, Бадиков В.Р. — студент.
2. Заявка № 89 от 04.06.2023 и участие в конкурсе 2023 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами». Тема «Разработка интеллектуальных программных комплексов проектирования адаптивных пользовательских интерфейсов». Рук. Тагирова Л.Ф. Исп.: Зубкова Т.М.
3. Совместный научный семинар «Актуальные проблемы и направления развития программного обеспечения в автоматизированных и ИТС-системах» (по материалам преддипломной практики студентов) с привлечением руководителей IT-компаний ОП «Синимекс-Оренбург», CEO-компания «Один Клик» и др.
4. Организация и проведение Всероссийской научно-технической конференции «Современные научно-исследовательские и технологические аспекты программной инженерии» (сб. материалов всерос. науч.-техн. конф. под общей ред. Соловьева Н.А., Горбачева Д.В. Оренбург : ОГУ, 2023).

2024 год:

1. Конкурс 2025 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами» (региональный конкурс) № 100. «Использование методов искусственного интеллекта при создании персонализированного программного обеспечения». Тагирова Л.Ф.
2. Заключены договоры на выполнение научно-исследовательских (опытно-конструкторских, технологических) работ:
   • договор № 102 от 15.05.2024 «Система сбора и обработки онлайн-данных Qform»;
   • договор № 133/24 от 23.09.2024 «Разработка антиспам-фильтра, активизирующегося при заполнении веб-форм и виджета бронирования).
   Общий объем финансирования 500 тыс. рублей.

2025 год:

1. Конкурс 2025 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами» (региональный конкурс). «Разработка интеллектуальной информационной системы управления пассажирскими перевозками городской агломерации». Горбачев Д.В., Чернопрудова Е.Н., Тагирова Л.Ф., Семенов А.М., Шнякина Е.А., Костин В.Н.
2. X Всероссийский конкурс научно-исследовательских работ студентов и аспирантов. «ДокЛайт — генерация человекочитаемой документации из Swagger/gRPC-схем с помощью микро-LLM». Саратов, 23.09.2025–26.09.2025. Поляков К.А.
3. Участие в чемпионатах по спортивному программированию: открытый командный чемпионат по спортивному программированию PrimeTim, Екатеринбург, 29.03.2025, 1-е и 2-е места; чемпионат Оренбургской области по спортивному программированию «ОренКод-2025», 1, 2 и 3-е места.

По результатам исследований подготовлен промежуточный отчет о научно-исследовательской работе «Развитие цифровых технологий информационно-телекоммуникационных систем». Получено 45 свидетельств регистрации программ для ЭВМ в Роспатенте и УФЭР. По тематике НИР ППС подготовлено и опубликовано 9 статей в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, входящих в перечень ВАК, 20 статей в сборниках и других изданиях.

Защиты диссертаций членами коллектива:

1. Защищена докторская диссертация. Автор Костин В.Н. Тема: «Методики, модели и методы обоснования и разработки систем физической защиты критически важных объектов». Специальность 05.13.01 «Системный анализ, управление и обработка информации (в науке и технике)». Руководитель Боровский А.С. Защита состоялась в г. Ижевске, Ижевский государственный технический университет им. М.Т. Калашникова, диссертационный совет Д 212.065.06. 16.09.2021.
2. Защищена кандидатская диссертация. Автор Шнякина Е.А. Тема: «Методика принятия решений по обеспечению требуемой эффективности систем физической защиты на основе многомерных статистических методов». Научная специальность 2.3.1 «Системный анализ, управление и обработка информации, статистика». Руководитель Костин В.Н. 28.11.2025.
3. Защищена докторская диссертация. Автор Валеев А.Ф. Тема: «Автоматизированная система научных исследований живучести объектов добычи газа в условиях обводнения». Диссертационный совет 24.2.352.01. ОГУ, Оренбург. Научная специальность 2.3.3 «Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами». Руководитель Соловьёв Н.А. 17.03.2026.
4. К защите представлена диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по научной специальности 2.3.1 «Системный анализ, управление и обработка информации, статистика» (технические науки) Климачёва С.А. «Оптико-электронная система контроля качества листового металлопроката со средствами интеллектуальной поддержки решений по устранению дефектов». Руководитель Соловьёв Н.А. 10.04.2026.

Контактная информация:

460018, г. Оренбург, пр. Победы, 13, ОГУ

кафедра программного обеспечения вычислительной техники и автоматизированных систем

Тел.: (35-32) 37-25-54, внутр. 21-35

E-mail: povtas@mail.osu.ru