<!DOCTYPE article
PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.4 20190208//EN"
       "JATS-journalpublishing1.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" article-type="research-article" dtd-version="1.4" xml:lang="en">
 <front>
  <journal-meta>
   <journal-id journal-id-type="publisher-id">Herald of Technological University</journal-id>
   <journal-title-group>
    <journal-title xml:lang="en">Herald of Technological University</journal-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>ВЕСТНИК ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА</trans-title>
    </trans-title-group>
   </journal-title-group>
   <issn publication-format="print">3034-4689</issn>
  </journal-meta>
  <article-meta>
   <article-id pub-id-type="publisher-id">98433</article-id>
   <article-id pub-id-type="doi">10.55421/1998-7072_2024_27_12_130</article-id>
   <article-categories>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru">
     <subject>3. Информатика, вычислительная техника и управление</subject>
    </subj-group>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en">
     <subject>3. Information teory, computer technology and control</subject>
    </subj-group>
    <subj-group>
     <subject>3. Информатика, вычислительная техника и управление</subject>
    </subj-group>
   </article-categories>
   <title-group>
    <article-title xml:lang="en">NEURAL FUZZY MODEL FOR DETERMINING THE FUNCTIONAL STATE OF HUMAN FATIGUE</article-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>НЕЙРОНЕЧЕТКАЯ МОДЕЛЬ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ УТОМЛЕНИЯ ЧЕЛОВЕКА</trans-title>
    </trans-title-group>
   </title-group>
   <contrib-group content-type="authors">
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Катасёв</surname>
       <given-names>А С</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Катасёв</surname>
       <given-names>А С</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>kat_726@mail.ru</email>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-1"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Катасёва</surname>
       <given-names>Д В</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Kataseva</surname>
       <given-names>D V</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-2"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Сибгатуллин</surname>
       <given-names>А А</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Сибгатуллин</surname>
       <given-names>А А</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-3"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Дегтярёв</surname>
       <given-names>Г. Л.</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Degtyarev</surname>
       <given-names>G. L.</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-4"/>
    </contrib>
   </contrib-group>
   <aff-alternatives id="aff-1">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">КНИТУ-КАИ</institution>
     <country>ru</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">КНИТУ-КАИ</institution>
     <country>ru</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <aff-alternatives id="aff-2">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Казанский национальный исследовательский технический университет имени А.Н. Туполева</institution>
     <city>Казань</city>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Казанский национальный исследовательский технический университет имени А.Н. Туполева</institution>
     <city>Казань</city>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <aff-alternatives id="aff-3">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">КНИТУ</institution>
     <country>ru</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">КНИТУ</institution>
     <country>ru</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <aff-alternatives id="aff-4">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева</institution>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Kazan National Research Technical University named after A.N. Tupolev</institution>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <pub-date publication-format="print" date-type="pub" iso-8601-date="2025-08-01T11:28:16+03:00">
    <day>01</day>
    <month>08</month>
    <year>2025</year>
   </pub-date>
   <pub-date publication-format="electronic" date-type="pub" iso-8601-date="2025-08-01T11:28:16+03:00">
    <day>01</day>
    <month>08</month>
    <year>2025</year>
   </pub-date>
   <volume>27</volume>
   <issue>12</issue>
   <fpage>130</fpage>
   <lpage>135</lpage>
   <self-uri xlink:href="https://vestniktu.ru/en/nauka/article/98433/view">https://vestniktu.ru/en/nauka/article/98433/view</self-uri>
   <abstract xml:lang="ru">
    <p>Статья посвящена построению и тестированию нейронечеткой модели для определения состояния утомления человека. Классические подходы к оценке состояния утомления человека зачастую основаны на использовании субъективных методов, подверженных влиянию индивидуальных особенностей человека и ситуативных факторов. Это актуализирует необходимость разработки более объективных и точных методов, способных учитывать различные аспекты функционального состояния утомления. В настоящее время популярность в задачах определения утомления человека приобретают нечеткие и нейронечеткие модели. Они позволяют учитывать сложность и неопределенность, присущую процессам, связанным с функциональным состоянием человека. Ключевым преимуществом таких моделей является их способность работать с неточными, неполными и зашумленными данными, которые часто сопровождают процессы, связанные с человеком. Для построения нейронечеткой модели определения функционального состояния утомления человека потребовалось решение следующих задач: подготовки исходных данных для анализа, обучения нечеткой нейронной сети и оценки ее адекватности. В исследовании использован экспериментальный набор данных, полученный методом пупиллометрии у людей, находящихся в одном из двух функциональных состояний: нормальное состояние и состояние утомления. Набор данных содержал файлы, представленные в двух форматах: в виде текста (TXT) и в виде изображения (PNG). Папка «Норма» содержала 236 файлов, а папка «Отклонение» - 216. Текстовые файлы формата TXT представляли собой последовательности значений нормированного размера зрачка через каждые 0,04 секунды. Для формирования нейронечетких моделей в качестве исходных данных выбраны файлы TXT. Для удобства работы все исходные данные из этих файлов загружены в одну Excel-таблицу. На основе данных таблицы рассчитаны значения следующих характеристик зрачка: минимальный и конечный диаметры, амплитуда сужения, скорость сужения и расширения, а также время сужения. Общий объем данных для анализа содержал 452 записи. В качестве среды моделирования выбран авторский программный комплекс, позволяющий обучать нечеткую нейронную сеть. При ее обучении использованы следующие значения параметров: длина хромосомы в генетическом алгоритме - 10, число хромосом - 150, вероятность мутации дочерних хромосом - 10%, число эпох холостой работы - 50, число циклов холостого обучения сети - 2. Точность классификации построенной модели на обучающей выборке данных составила 95,95%, на тестовой выборке - 92,59%. Время обучения модели составило 23 минуты 35 секунд. Анализ полученных результатов свидетельствует об адекватности построенной модели и возможности ее эффективного практического использования.</p>
   </abstract>
   <trans-abstract xml:lang="en">
    <p>The article is devoted to the construction and testing of a neuro-fuzzy model for determining the state of human fatigue. Classical approaches to assessing the state of human fatigue are often based on the use of subjective methods influenced by individual characteristics of a person and situational factors. This actualizes the need to develop more objective and accurate methods that can take into account various aspects of the functional state of fatigue. Currently, fuzzy and neuro-fuzzy models are gaining popularity in the tasks of determining human fatigue. They allow taking into account the complexity and uncertainty inherent in the processes associated with the functional state of a person. The key advantage of such models is their ability to work with inaccurate, incomplete and noisy data that often accompany processes associated with a person. To build a neuro-fuzzy model for determining the functional state of human fatigue, it was necessary to solve the following problems: preparing the initial data for analysis, training a fuzzy neural network and assessing its adequacy. The study used an experimental data set obtained by the pupillometry method in people in one of two functional states: a normal state and a state of fatigue. The data set contained files presented in two formats: as text (TXT) and as an image (PNG). The &quot;Norm&quot; folder contained 236 files, and the &quot;Deviation&quot; folder contained 216. The TXT text files were sequences of normalized pupil size values every 0.04 seconds. TXT files were selected as the initial data to form neuro-fuzzy models. For ease of use, all the initial data from these files were loaded into one Excel table. Based on the table data, the following pupil characteristics were calculated: minimum and final diameters, constriction amplitude, constriction and expansion speed, and constriction time. The total data volume for analysis contained 452 records. The author's software package was selected as the modeling environment, allowing training a fuzzy neural network. The following parameter values were used for its training: chromosome length in the genetic algorithm - 10, number of chromosomes - 150, probability of daughter chromosome mutation - 10%, number of idle work epochs - 50, number of idle network training cycles - 2. The classification accuracy of the constructed model on the training data sample was 95.95%, on the test sample - 92.59%. The training time of the model was 23 minutes 35 seconds. The analysis of the obtained results indicates the adequacy of the constructed model and the possibility of its effective practical use.</p>
   </trans-abstract>
   <kwd-group xml:lang="ru">
    <kwd>НЕЙРОНЕЧЕТКАЯ МОДЕЛЬ</kwd>
    <kwd>ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ ЧЕЛОВЕКА</kwd>
    <kwd>УТОМЛЕНИЕ</kwd>
    <kwd>НЕЧЕТКАЯ НЕЙРОННАЯ СЕТЬ</kwd>
    <kwd>ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ОБЪЕКТОВ</kwd>
   </kwd-group>
   <kwd-group xml:lang="en">
    <kwd>NEURAL FUZZY MODEL</kwd>
    <kwd>HUMAN FUNCTIONAL STATE</kwd>
    <kwd>FATIGUE</kwd>
    <kwd>FUZZY NEURAL NETWORK</kwd>
    <kwd>OBJECTS STATE ASSESSMENT</kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
 </front>
 <body>
  <p></p>
 </body>
 <back>
  <ref-list/>
 </back>
</article>
