name: Модели и методы сонификации киберфизических систем
keyword_list: Интернет звука многомерное тембральное пространство звуковое пространство мультидоменная модель инфокоммуникаций киберфизические системы сонификация
abstract: Объект. Киберфизические системы и процессы полимодального представления и обработки информации. Предмет. Формализация, моделирование и алгоритмизация процессов, компонентов и структур киберфизических систем на основе звукового неречевого представления данных (сонификации) и компьютерных методов обработки информации. Цель. Систематизация и расширение пространства состояний систем неречевого звукового представления информации (сонификации) и разработка методов анализа, моделирования и проектирования информационных процессов в киберфизических системах. Научная новизна. 1. В результате расширения мультидоменной модели инфокоммуникаций, позволяющей описать связи между сущностями физического, информационного и когнитивного доменов, разработана модифицированная доменная модель. В отличие от доменной модели инфокоммуникаций, в предложенной модели детализирован аспект, учитывающий полимодальное представление информации в киберфизических системах с человеко-машинными интерфейсами. 2. В результате детализации киберфизических систем впервые разработан многоуровневый комплекс моделей киберфизических объектов, позволяющий описать их структурно-функциональные характеристики и разработать генераторы данных для имитации жизненного цикла объектов киберфизических систем с целью использования их на дальнейших этапах моделирования. 3.	Впервые предложен комплекс моделей звукового пространства, объединяющий различные группы дескрипторов звуковых объектов. Предложенный комплекс моделей позволяет сформировать критерии практического выбора соответствующих алгоритмов синтеза и обработка звука, а также параметры генеративных моделей для задач сонификации. 4. Впервые предложен комплекс методов, позволяющий установить функциональное соответствие между состоянием киберфизической системы и звуковыми объектами, включающий в себя метод контраста, метод выбора сценария сонификации и метод оценки рабочей области звукового пространства. Предложенный метод позволяет произвести разработку верхнего уровня сонификации киберфизических систем. 5. Разработан комплекс моделей многомерных тембральных пространств. В отличие от существующих моделей тембральных пространств, разработанных в основном для акустических музыкальных инструментов, предложенный комплекс моделей многомерных тембральных пространств рассчитан на компьютерные системы синтеза и обработки звука. Применение комплекса для систем сонификации, синтезаторов, библиотек сэмплов позволяет повысить уровень автоматизации при их проектировании и работе с ними. 6. Впервые предложен метод, позволяющий установить связь между состоянием киберфизической системой и многомерным тембральным пространством, базирующийся на решении задач оптимального размещения звуковых объектов и тембральных траекторий в n-мерном тембральном пространстве. Предложенный метод является концептуальной основой для проектирования и реализации систем сонификации. 7. Впервые предложена архитектура программно-аппаратного комплекса сонификации киберфизических систем, рассматриваемая в контексте Интернета звука, как нового сегмента Всеобщего Интернета. Предложенное программно-аппаратное решение является действующим прототипом реальной системы сонификации киберфизических систем. Методология основана на использовании междисциплинарного подхода, базирующегося на фундаментальных научных положениях таких отраслей, как системный анализ, инженерная психология, музыкальная акустика, математическое моделирование. Методы сонификации, психоакустики, спектрального анализа, компьютерного моделирования, методы теоретико-множественного анализа, методы многомерной начертательной геометрии, топологии и алгебры, методы Парето-оптимизации, методы теории графов и сети Петри. Теоретическая значимость. Формирование теоретических основ сонификации киберфизических систем и разработке соответствующего комплекса методов и моделей. Важным теоретическим результатом является разработка системы классификации звуковых пространств и вложенность в них многомерных тембральных пространств, определяющих, соответственно, общие и детальные характеристики звуковых объектов. Существенным теоретическим вкладом является доказательство возможности оптимального решения задачи проектирования тезауруса системы сонификации в многомерном тембральном пространстве на основе решения задачи об упаковке шаров и Парето-оптимальности. Практическая значимость. Создание научно-обоснованных рекомендаций по реализации методов сонификации киберфизических систем и возможности использования соответствующих полимодальных систем на их основе в различных отраслях народного хозяйства. Область применения. В составе ПО платформы видеоконференцсвязи и персонального модуля видеоприсутствия ООО «НТЦ ПРОТЕЙ».  В НИР и учебном процессе СПбГУТ. В НИР, выполняемой ФГБУН «Институт проблем транспорта им. Н.С. Соломенко Российской академии наук». В НИР, выполняемых СПбГИКиТ.
chairman_dissertation_council.name: Сергей
chairman_dissertation_council.surname: Бачевский
chairman_dissertation_council.patronymic: Викторович
chairman_dissertation_council.position: ректор
chairman_dissertation_council.degree: Доктор технических наук
chairman_dissertation_council.rank: Профессор
chairman_dissertation_council.wos_research_id: L-3847-2016
chairman_dissertation_council.scopus_author_id: 7801400299
chairman_dissertation_council.territory: РОССИЯ
organization_supervisor.name: Василий
organization_supervisor.surname: Елагин
organization_supervisor.patronymic: Сергеевич
organization_supervisor.position: Начальник Управления НРПНК
organization_supervisor.territory: РОССИЯ
rubrics.code: 47.63.31
rubrics.name: Устройства отображения информации индивидуального пользования
rubrics.code: 47.55.33
rubrics.name: Звукофикация помещений и открытых пространств
rubrics.code: 50.07.03
rubrics.name: Теория и моделирование вычислительных сред, систем, комплексов и сетей
rubrics.code: 50.41.29
rubrics.name: Программное обеспечение пользовательского интерфейса
rubrics.code: 50.10.41
rubrics.name: Устройства речевого и звукового ввода-вывода
oecds.code: 02.02.ES
oecds.name: COMPUTER SCIENCE, HARDWARE & ARCHITECTURE
speciality_codes.name: Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)
speciality_codes.code: 05.13.01
supervisors.fio: Сотников Александр Дмитриевич
supervisors.scientific_degree: Доктор технических наук
supervisors.speciality_code: Системы, сети и устройства телекоммуникаций
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
opponents.fio: Басов Олег Олегович
opponents.scientific_degree: Доктор технических наук
opponents.speciality_code: Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Дворянкин Сергей Владимирович
opponents.scientific_degree: Доктор технических наук
opponents.speciality_code: Методы и системы защиты информации, информационная безопасность
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Пименов Виктор Игоревич
opponents.scientific_degree: Доктор технических наук
opponents.speciality_code: Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)
opponents.responsible_type: Оппонент
protection_organization.short_name: СПБГУТ
protection_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ ИМ. ПРОФ. М.А. БОНЧ-БРУЕВИЧА"
protection_organization.ogrn: 1027809197635
protection_organization.supervisor_name: СЕРГЕЙ
protection_organization.supervisor_surname: БАЧЕВСКИЙ
protection_organization.supervisor_patronymic: ВИКТОРОВИЧ
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Министерство цифрового развития, связи и массовых коммуникаций Российской Федерации
protection_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения
author_organization.short_name: СПБГУТ
author_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИЙ ИМ. ПРОФ. М.А. БОНЧ-БРУЕВИЧА"
author_organization.ogrn: 1027809197635
author_organization.supervisor_name: СЕРГЕЙ
author_organization.supervisor_surname: БАЧЕВСКИЙ
author_organization.supervisor_patronymic: ВИКТОРОВИЧ
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Министерство цифрового развития, связи и массовых коммуникаций Российской Федерации
author_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения