Известия Самарского научного центра Российской академии наук @izvestiya-ssc
Статьи журнала - Известия Самарского научного центра Российской академии наук
Все статьи: 9208
Статья научная
Для сокращения времени на ликвидацию критических ситуаций в работе технического объекта необходимо своевременное реагирование на нарушения процесса его функционирования. Отсюда возникает задача прогнозирования состояния объекта и возможных нарушений в процессе его работы по результатам исследования набора контролируемых параметров объекта. В этом исследовании поставленная задача решается на основе нейросетевых моделей. Однако при построении модели нейронной сети необходимо тщательно подбирать архитектуру модели для обеспечения наилучшей точности прогнозирования состояния объектов. В данной работе для автоматического проектирования моделей нейронных сетей предложена новая методика, которая заключается в последовательном использовании трех эволюционных алгоритмов: алгоритма декартова генетического программирования (CGP) для первичной инициализации, многокритериального эволюционного алгоритма NSGA-II для настройки архитектур нейронных сетей и эволюционного алгоритма CMA-ES для уточнения параметров архитектур. Для оценки качества прогнозирования по моделям нейронных сетей используется среднеабсолютная ошибка (MAE) и коэффициент детерминации (R2). Для исключения возможности подгонки модели под оптимальные прогнозные характеристики используется кросс-валидация. Она позволяет получать несмещенные оценки метрик качества. Для реализации этих методов и моделей на языке программирования Python при использовании библиотек tensorflow и keras была написана специальная программа. В качестве объектов исследования выступили турбореактивный двигатель, литий-ионный аккумулятор и подшипники. Для сравнения эффективности предлагаемой методики была использована библиотека AutoKeras. Исследование показало, что использование предлагаемого подхода значительно улучшает метрики качества моделей нейронных сетей для всех технических объектов по сравнению с моделями, найденными с помощью библиотеки AutoKeras: значение функции ошибки MAE для всех наборов данных при прогнозировании уменьшается в среднем в 4 раза, а значение коэффициента детерминации увеличивается в 1,9 раза. Данный подход может быть применен специалистами для прогнозирования технического состояния объектов в разных отраслях техники, особенно в авиации.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматриваются теоретические основы селективной модификации жидких нефтепродуктов с помощью электромагнитного воздействия на частотах ядерного магнитного резонанса. Приводится устройство генератора, позволяющего на основе данных, получаемых с амплитудных и фазовых детекторов подстраивать частоту электромагнитного излучения под частоту ядерного магнитного резонанса.
Бесплатно
Применение ядерно-физического опробования для изучения зольности угольных пластов
Статья научная
Рассмотрена методика ядерно-физического опробования (ЯФО) для изучения зольности угольных пластов в естественном залегании, показана реализация методики на конкретном месторождении угля, приведена статистическая оценка предлагаемой методики.
Бесплатно
Статья научная
Средообразующая роль козлятника заключается в обогащении почвы азотом, наибольшее накопление его отмечается при комплексной обработке семян покровной культуры ризоторфином, ризоагрином и гуматом натрия - 581,6 кг/га, или в 1,9 раза больше, чем в варианте с ризоторфином. Наибольшая продуктивность козлятника в первый год пользования получена при комбинированном использовании штамма клубеньковых бактерий, ассоциативного азотфиксатора ризоагрина и регулятора роста гумата натрия для инокуляции покровной культуры. Урожай зеленой массы козлятника 1-го г.п. составил 26,2 т/га, выход кормовых единиц 6,37 т/га, переваримого протеина - 1,13 т/га и обменной энергии - 63,8 ГДж/га. Предпосевная обработка агрикой совместно с селенатом натрия, урожайность семян расторопши составила 1,04 т/га, что на 0,5 т/га выше контроля. Наибольшая кормовая и семенная продуктивность клевера паннонского получена при бинарной инокуляции семян перед посевом препаратом Гумат К/Nа совместно с биопрепаратом Агрика, в первый год пользования сбор сухого вещества составил 9,78 т/га, кормовых единиц - 7,23 т/га, урожай семян 8,25 кг/га. При обработке семян черноголовника многобрачного Мегамикс-Семена сбор сухой массы составил 8,3 т/га, кормовых единиц - 4,97 т/га, переваримого протеина - 0,67 т/га, обменной энергии - 101,2 ГДж; при инокуляции препаратом Агрика с микроэлементами + Азотобактер 8,2 т/га, 4,87 т/га, 0,65 т/га и 99,6 ГДж соответственн.
Бесплатно
Пример визуальной модели распределенного вычислительного процесса
Статья научная
В статье рассматриваются этапы построения масштабируемой модели распределенного вычислительного процесса на визуальном языке моделирования. В качестве модельной задачи рассмотрен вычислительный процесс, встречающийся при численном решении уравнений математической физики на кластерных вычислительных системах.
Бесплатно
Статья научная
В работе исследуются колебания моноатомных кристаллических решеток, вызванные Ван-дер-Ваальсовскими силами. Построена динамическая модель и получены уравнения, описывающие колебания моноатомных кубических решёток в адиабатическом приближении. Показано, что согласно принципу длинных волн, в предельном случае полученные уравнения переходят в известные уравнения теории упругости, что позволяет выразить силовые константы динамической модели через упругие константы вещества. Решение полученных уравнений позволило получить дисперсионные соотношения для ОЦК и ГЦК решеток без каких-либо свободных параметров. Произведенные расчеты дисперсионных кривых для Na и Al, показали хорошее согласие с экспериментальными данными.
Бесплатно
Принцип зональности систем живой и неживой природы в экологическом образовании
Статья научная
Работа содержит обзорный материал по явлению зональности в системах живой и неживой природы. Приведена современная система классификации природных зон, показан причинно-следственный характер взаимосвязи зон биосферы и зон сфер жизнеобеспечения. Даны методические рекомендации по использованию данного материала в процессе экологического образования.
Бесплатно
Принцип и особенности функционирования модуля измерения массы породы в ковше карьерного экскаватора
Статья научная
В статье рассматривается основной принцип работы модуля измерения массы породы в ковше карьерного экскаватора, использующего для измерения параметры электроприводов.
Бесплатно
Статья научная
В статье в форме краткого историографического обзора раскрываются взгляды на принцип историзма, которые имели место в советской исторической науке.
Бесплатно
Статья научная
В статье анализируется принцип партийности исторической науки как в советский период, так и на современном этапе ее развития. Материал изложен в дискуссионном ключе.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены принципиальные схемы объемных насосов с вытеснителем возвратно-поступательного перемещения. Показано, что поршневые насосы с клапанным распределением, как правило, являются тихоходными и имеют сравнительно невысокую надежность. Выявлены два основных направления расширения функциональных возможностей поршневых насосов - применение гидравлических диодов и использование волновых и инерционных эффектов при движении перекачиваемой среды в проточной части гидромашины. Показано, что существующие насосы обоих направлений имеют сравнительно невысокий КПД. Для повышения эффективности бесклапанных гидромашин с вытеснителем возвратно-поступательного перемещения предложена принципиальная схема гибридного насоса, основанного на принципе работы impedance pump и включающего гидравлические диоды в качестве органов распределения. Выполнен анализ предложенной схемы и выявлены основные параметры, влияющие на рабочий процесс. Представлены расчетные энергетические характеристики гидромашины, выражающие зависимость подачи и КПД от напора.
Бесплатно
Принципы вероятностного анализа балансировки гибких роторов турбокомпрессоров
Статья научная
В статье рассматриваются основные принципы вероятностного анализа балансировки гибких роторов турбокомпрессоров. Приводится методика оценки эффективности низкочастотной балансировки, основанная на данных вероятностного расчета начального и остаточного дисбаланса. Отражены результаты численного анализа существующих и новых методов балансировки, проведенного по указанной методике на основании экспериментальных данных.
Бесплатно
Статья научная
Предложены принципы геоэкологических исследований территории двух районов Киовской области в рамках оценки риска здоровью населения от химических веществ, загрязняющих окружающую среду. Уточнены пути миграции химических загрязнений в природной среде и выявлены приоритетные для анализа влияния на здоровье населения близлежащих городов химические вещества.
Бесплатно
Принципы использования лишайников при фитоиндикации биотопа в степных лесах
Статья научная
В статье рассматриваются принципы использования лишайников при фитоиндикации биотопа на примере расположенного в зоне степи Красносамарского лесного массива.
Бесплатно
Принципы многоальтернативного управления критическими объектами авиационно-космического назначения
Статья научная
Рассматриваются пути повышения надёжности функционирования ответственных - критических подсистем летательных аппаратов. Показано, что перспективным направлением обеспечения живучести таких объектов является воспроизведения соответствующего свойства биологических систем - гомеостазиса. Выдвигается предположение, что указанное свойство в технических системах может быть реализовано на основе эволюционных принципов многоальтернативности: многоуровневости структуры и управления, многообразия и разделения функций, модульности строения. На биологических примерах раскрывается содержание этих принципов и демонстрируется возможность их распространения на технические системы критического назначения. В качестве примера реализации принципов многоальтернативности в летательных аппаратах рассматривается построение системы электроснабжения космической станции. Система содержит несколько альтернативных источников энергии, имеющих многоуровневую иерархическую структуру управления. Для реализации принципа разделения функций используется разбиение общей зоны управления на неперекрывающиеся диапазоны активного регулирования, в результате чего существенно упрощается задача обеспечения устойчивости и показателей качества системы, а также обеспечение унификации и взаимозаменяемости контуров регулирования. Разделение функций, модульность и иерархичность строения исключают возможность каскадного (технологически связанного) нарастания отказов в системе и обеспечивают её живучесть.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассмотрены принципы определения биоклиматической комфортности с применением современных геоинформационных технологий. Апробация данной методики проводилась на примере территории Центрального федерального округа РФ.
Бесплатно
Статья научная
В статье исследуются вопрос формирования принципов построения алгоритмического обеспечения интеллектуализированной системы контроля при управлении космическим полетом. Кратко проанализированы особенности применение «классических» стохастических моделей для космических аппаратов (КА). Компенсировать указанные недостатки предлагается осуществить внедрением интеллектуализированной системы контроля. На основе современных подходов предлагается использование цифровых интеллектуальных моделей функционирования КА на основе технологических знаний, в качестве которых выступает телеметрическая информация. Изложен подход, основанный на разработке и комплексировании методов сочетающих интеллектуальную идентификацию отдельных составных частей КА с помощью различных алгоритмов анализа для имитационного моделирование функционирования КА в целом. Сформулированы основные требования к интеллектуализированным системам контроля и решаемые задачи, с учетом особенностей процесса управления космическим полетом. Укрупнено представлен принцип методики контроля с использованием цифрового двойника созданного на основе реальных данных функционирования КА.
Бесплатно
Статья научная
Проблема прогнозирования и предотвращения авиационных происшествий является актуальной как в российской, так и в мировой гражданской авиации. В связи с этим авиакомпаниям необходим удобный и понятный инструмент для поддержки принятия решений, связанных с безопасностью полетов. Для решения подобной сложной задачи требуется разработка новых методов и моделей прогнозирования и оценивания рисков, проведения математического и компьютерного имитационного моделирования на основе эффективных методов теории вероятностей и математической статистики. В работе представлены принципы разработки системы прогнозирования и предотвращения авиационных происшествий.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматриваются вопросы идеологического обоснования принятия Петром I императорского титула. Поднимается проблема соотнесения царского и императорского достоинства. В частности, обосновывается тезис о том, что великий князь Иван III, отказавшись от предложенного ему королевского титула, имел амбиции на равный с императором Священной Римской империи статус. Титул царя, принятый Иваном IV, воспринимался в Московском государстве и странах Западной Европы как равный императорскому. В статье показывается, что со временем в Западной Европе статус московских правителей начинают понимать как королевский и в официальных обращениях от имени императора к ним обращаются так же, как и к остальным европейским королям - «пресветлейшество». В этом контексте рассматриваются имперские амбиции самозванца Лжедмитрия I, который называл себя «цесарь» и предпринял акт коронации своей жены Марины Мнишек, которая именовалась «государыня цесарева». Акцентируется внимание на предпринятой в царствование Алексея Михайловича Романова неудачной попытке убедить римского императора признать московского царя за равного правителя и обращаться к нему не «пресветлейшество», как к королям, а «величество». На данном примере показывается, что, сумев убедить население Московского государства в своей преемственности Рюриковичам, первые Романовы не смогли восстановить в глазах европейских правителей пошатнувшийся в годы Смуты статус русской монархии. В работе акцентируется внимание на обусловленных эволюцией общественного мышления различиях в смысловой нагрузке титулов «царь» и «император». В Новое время источником власти является не только Бог. Высшую власть Сенат просит Петра I принять от имени общества. Император в Новое время - это не только исполнитель воли Всевышнего, а также служитель государству для достижения идеалов общественной пользы и благоденствия подданных. В заключении статьи делается вывод о том, что идея преемства верховной власти от Византийской империи в начале XVIII в. утрачивает былую актуальность, императорский титул воспринимается в политической культуре как обозначение высшей власти и предъявление амбиций на лидерство в мировой политике.
Бесплатно
Приоритетные направления и некоторые результаты селекции ярового ячменя в Волго-Вятском регионе
Статья научная
В статье представлены актуальные направления и основные результаты селекции ярового ячменя в ФГБНУ ФАНЦ Северо-Востока им. Н.В. Рудницкого. Анализ многолетних данных обеспеченности агроклиматическими ресурсами региона показал, что в регионе наблюдается тенденция к повышению температурного режима и снижению количества осадков на протяжении всего периода роста и развития растений ячменя. В условиях центральной агроклиматической зоны Кировской области недостаток влаги растения испытывают в период прохождения фаз «кущение» и «колошение». Предлагается при поиске исходного материала для селекции в условиях усиливающейся нестабильности количества осадков и температурного режима в период роста и развития растений, большее внимание обращать на совпадение времени наступления и продолжительности основных этапов органогенеза с наиболее благоприятными условиями вегетации. Выявлена доля влияния климатических условий на формирование урожайности и эффект взаимодействия «генотип - среда» у селекционных линий ячменя. Методами, основанными на оценке урожайности в различающиеся по метеоусловиям годы для дальнейшей селекционной работы выделены линии, характеризующиеся высокой экологической стабильностью. Выращивание в регионе созданных ранее сортов Новичок, Тандем, Памяти Родиной и др. доказывает, что используемые методы создания сортов ярового ячменя являются достаточно эффективными.
Бесплатно
