Информатика, вычислительная техника и управление. Рубрика в журнале - Известия Самарского научного центра Российской академии наук
Разработка платформы для управления инфраструктурой Интернета вещей
Статья научная
В статье представлена технология для удаленного мониторинга и управления устройствами, имеющими подключение к интернету. Предложена архитектура платформы, которая позволяет автоматизировать процесс взаимодействия устройств и платформы. Разработан прототип экспериментальной системы, работающей на основе данной платформы.
Бесплатно
Разработка распределенных приложений сбора и анализа данных на базе микросервисной архитектуры
Статья научная
В статье рассматривается применение микросервисной архитектуры в области вычислительных наук. Микросервисная архитектура в основном применяется для распределенных приложений в промышленных системах и не является распространенной в области научных вычислений и анализа данных. Однако ее применение в настоящее время приобретает все большую актуальность. Декомпозиция научных приложений, связанных с вычислениями и обработкой данных, на микросервисы имеет потенциальные преимущества, известные в области промышленных систем: увеличение гибкости системы, снижение трудоемкости ее сопровождения, упрощение масштабирования и другие. Декомпозиция систем на микросервисы является сложной задачей и существует несколько методик, позволяющих выделить сервисы из монолитной системы. В промышленных системах пока нет единого подхода к декомпозиции систем и в каждой системе нужно выбирать методику, основываясь на особенностях предметной области, связанности подсистем и других параметрах системы. В работе обсуждаются основные подходы к реализации систем научных вычислений на базе микросервисной архитектуры, приводятся отличия научных систем от промышленных и выделяются аспекты, позволяющие проще, чем в промышленных системах, применять микросервисную архитектуру в научных приложениях. На примере реализованной авторами системы сбора и анализа данных о загрузке вычислительного кластера «Сергей Королёв» Самарского университета демонстрируются принципы определения границ сервисов при декомпозиции первоначальной монолитной системы. Процесс миграции существующего приложения на микросервисную архитектуру для каждой системы индивидуален и не может быть выполнен за одну итерацию. В качестве примера такой миграции показано преобразование архитектуры облачного сервиса Templet Web от монолитной версии системы с 3-х слойной архитектурой к микросервисной версии системы с выделенным сервисом Service Discovery / API Gateway. При миграции сильно связанные части системы не были разбиты на микросервисы, чтобы не усложнять дизайн системы. Авторами даются практические рекомендации решения проблем, возникающих при эксплуатации системы на базе микросервисов. В заключении приводятся важнейшие отличия микросервисной версии системы от монолитной и преимущества, позволяющие решать больший, по сравнению с монолитными системами, спектр задач.
Бесплатно
Статья научная
В условиях ускорения научно-технического прогресса усложнился процесс создания сложных технических систем (авиационных изделий) на всех этапах жизненного цикла, включая производство по выпуску опытных партий. В работе предложена САПР, позволяющая автоматизировать часть проектно-конструкторских работ в области проектирования сварочных приспособлений и метод перехода от специальных сварочных приспособлений к универсальной оснастке.
Бесплатно
Разработка системы визуализации разнородных данных цифрового макета изделия
Статья научная
В данной статье рассматриваются вопросы разработки моделей и методов визуализации разнородных данных цифрового макета изделия, построения программной системы визуализации данных, использования технологий визуализации и извлечения данных об изделии.
Бесплатно
Статья научная
В статье представлены новые подходы к разработке системы экспертной оценки проектов технологического развития и модернизации промышленности, направленных на повышение ресурсной и экологической эффективности и снижение углеродоемкости производства. Актуальность исследования определяется необходимостью формирования единых критериев и целостной системы оценки проектов. Подчеркнуто, что перед Российской Федерацией стоят задачи расширения технологических возможностей экономики и обеспечения роста мощностей отечественной промышленности при одновременном повышении эффективности использования природных ресурсов и сокращении негативного воздействия на окружающую среду. Эти задачи решаются путем разработки и внедрения инновационных технологических решений, перехода к наилучшим доступным технологиям (НДТ) и формирования экономики замкнутого цикла. Государство и бизнес направляют значительные средства на проекты эколого-технологической модернизации промышленности. Для того, чтобы обеспечить поддержку приоритетных направлений развития промышленности, авторы обосновывают необходимость использования объективных критериев оценки ресурсной и экологической эффективности, а также создания системы подходов к экспертной оценке проектов. В статье предложено сформировать единую систему критериев дофинансовой оценки проектов на основе показателей, характеризующих НДТ, включая показатели экологической эффективности (выбросов загрязняющих веществ в воздух и их сбросов в водные объекты), а также ресурсоемкости и углеродоемкости производства. При этом система экспертной оценки проектов должна включать инструменты добровольной (на этапе выбора технологических решений, разработки проектов и подготовки документации) и обязательной оценки (на этапе рассмотрения проектов уполномоченными органами исполнительной власти, комиссиями, банками и пр.). На примере сравнительного анализа проектов развития цементной отрасли показано, что применение системы экспертной оценки проектов эколого-технологической модернизации промышленности с использованием единых критериев позволит учитывать последовательное совершенствование концепции наилучших доступных технологий, расширение спектра областей применения НДТ и уточнение (ужесточение) отраслевых показателей, а также международные подходы к оценке зеленых проектов. Подходы, разработанные в Российской Федерации, целесообразно использовать для целей укрепления евразийской интеграции в области устойчивого (в том числе зеленого) развития.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматривается тепловая модель ПКМ для диагностики ее температурных характеристик. Предложена тепловая модель, сформирован расчетный алгоритм температурных зависимостей.
Бесплатно
Статья научная
Предложен алгоритм численного моделирования сопряженных аэрогазодинамических и термомеханических процессов в композитных конструкциях высокоскоростных летательных аппаратов, который позволяет рассчитывать все параметры трехмерного аэрогазодинамического потока в окрестности поверхности аппарата, теплообмен на поверхности, процессы внутреннего тепломассопереноса в конструкции из термодеструктирующего полимерного композитного материала, а также динамические процессы термодеформирования композитной конструкции, включающие в себя эффекты изменения упругих характеристик композита, переменную тепловую деформацию, усадку, вызванную термодеструкцией, образование внутрипорового давления газов в композите. Приведен пример численного моделирования сопряженных процессов в модельной композитной конструкции высокоскоростного летательного аппарата. Показано, что вследствие высоких температур аэродинамического нагрева конструкций, в них может происходить терморазрушение из-за термодеструкции полимерной фазы и интенсивного внутреннего газообразования в материалах конструкции.
Бесплатно
Статья научная
В данной статье рассматривается конструкция специализированной установки и методика проведения квалификационных испытаний КТ-160G/14G по разделу 11 категория F «Загрязняющие жидкости».
Бесплатно
Разработка устройства измерения толщины металлических покрытий в процессе изготовления печатных плат
Статья научная
Разработано устройство для контроля толщины металлических покрытий в технологическом процессе изготовления тонкопленочных микрополосковых печатных плат. Описан метод измерения толщины, позволяющий оценивать как однослойные, так и многослойные металлические покрытия, а также представлены варианты его внедрения в технологический процесс. Описана функциональная схема измерительного устройства. Приведены результаты экспериментальной оценки погрешностей процесса измерения толщины металлических покрытий методом локального электрохимического анализа.
Бесплатно
Статья научная
Статья посвящена рассмотрению вопроса распознавания показаний аналоговых приборов на примере авиационных приборов высотно-скоростной группы. Приводится подробное описание программного обеспечения, способного распознавать показания аналоговых приборов на примере авиационных приборов при их поверке. Дается описание основных функций библиотеки алгоритмов компьютерного зрения, обработки изображений и численных алгоритмов общего назначения с открытым кодом OpenCV, использованных при распознавании показаний приборов. Программное обеспечение разработано на высокоуровневом языке общего назначения Python 3.7.7. Приведены результаты работы программы, показывающие эффективность данного метода поверки авиационных приборов высотно-скоростной группы.
Бесплатно
Распознавание речевых сообщений радиообмена в авиации на базе корреляционного анализа
Статья научная
В работе рассматривается задача распознавания речевых сообщений фразеологического радиообмена в гражданской авиации. Во введении обосновывается актуальность данной задачи. Далее представлены методы исследования, базирующиеся на корреляционном анализе. Наконец, приводятся описание эксперимента и результаты работы алгоритмов распознавания на базе корреляционного анализа. Были записаны различные варианты звуковых сигналов для пяти речевых сообщений и построены спектральные представления таких сигналов. Спектральное преобразование может быть получено либо с использованием специализированного программного обеспечения, либо на основе преобразования Фурье сигнала во временной области. Для получения более универсального эталонного сигнала и устранения влияния помех было произведено усреднение спектральных составляющих одного и того же речевого сообщения, записанного несколько раз. В действительности, использовались три спектра одного и того же речевого сообщения для усреднения. Такое усреднение спектра по трем обучающим составляющим обеспечило получение эталонного образца для каждой фразы, позволив при этом сократить влияние аддитивных белых гауссовых шумов на эталонную запись. В дальнейшем на основе корреляционного анализа были посчитаны связи между тестовыми фразами и всеми эталонами. На базе этих связей построена корреляционная матрица эталонных фраз. Исследования показали, что фразы, произнесенные одним человеком, оказались сильно-коррелированными. Анализ показал, что выбор класса (содержания речевого сообщения) при решении задачи распознавания, соответствующего наиболее близкому к единице значению коэффициента корреляции, обеспечивает свыше 90% правильных распознаваний на тестовой выборке, содержащей в общей сложности 100 фраз, по 20 на каждую фразу. При этом следует отметить, что при записи тестовых сообщений в качестве фона дополнительно присутствовала аддитивная белая гауссова помеха, воспроизводимая другим аудиоустройством. В случае же анализа информации без искусственно генерируемого шума, вероятность правильных распознаваний для тестовой выборки из 100 фраз, по 20 на каждую фразу, составила 100%.
Бесплатно
Распределенное мультиагентное планирование выполнения задач в группе устройств
Статья научная
Рассматривается проблема распределенного планирования задач использования целевого оборудования спутников самими космическими аппаратами в группировке малых космических аппаратов. Предложены технологии, позволяющие преодолеть ряд трудностей, связанных с организацией данного процесса. Описывается работа демонстрационного стенда, построенного из физических устройств, демонстрирующего, что рассмотренные технологии действительно справляются с возложенными на них задачами. Обсуждается возможность применения рассмотренных технологий в реальных группировках малых космических аппаратов.
Бесплатно
Расчет и моделирование регулировочной характеристики шланговой задвижки
Статья научная
В статье описана методика определения пропускной способности шланговой задвижки при использовании её в устройствах регулирования давления и стабилизации скорости вязких потоков в трубах. Рассмотрены характеристики задвижки, определяющие пропускную способность для различных конструктивных параметров. Разработана система управления нанесением изолирующих покрытий на внутреннюю поверхность труб, проведено математическое моделирование шланговой задвижки. Полученные данные описывают статическую характеристику задвижки, которая позволяют организовать процедуру автоматического управления при медленных изменениях давления и скорости потока.
Бесплатно
Статья научная
В работе предложена методика расчета литья короткоармированных термопластичных материалов на элементах сетки топологической оптимизации, без использования трехмерных геометрических моделей. Выполнен расчет ориентации армирующих волокон на элементах сетки топологической оптимизации кронштейна. Проведено сопоставление результатов моделирования течения на напрямую импортированных сетках с результатами моделирования на синтезируемых по результатам топологической оптимизации трехмерных геометрических моделей. Показано, что разработанная методика позволяет существенно сократить время проектированного расчёта литья силовых конструкций. Представленная методика расчета задач гидродинамики на элементах сетки топологической оптимизации легко формализуема и может быть реализована в пакетном режиме на основе API интерфейсов систем, что дает возможность решать задачи гидродинамики и определения тензора армирующих волокон на внутренних итерациях цикла топологической оптимизации.
Бесплатно
Расчетная модель метрологических характеристик волоконно-оптических измерительных устройств
Статья научная
В статье рассматриваются возможности и особенности использования моделирования метрологических характеристик при проектировании волоконно-оптических датчиков давления и температуры для использования в нефтегазовой сфере.
Бесплатно
Статья научная
Обсуждаются результаты исследования операции вальцовки поковки детали «гаечный ключ» в секторных инструментах ковочных вальцов и выбора необходимых формы и размеров полуфабрикатов для сокращения технологических отходов в виде облоя. С помощью компьютерных экспериментов в программном комплексе DEFORM-3D найдены рациональные параметры ручьев секторов-штампов, а также размеры исходной заготовки для осуществления вальцовки.
Бесплатно
Рациональное управление строительством объектов сети цифрового телерадиовещания
Статья научная
В статье предлагается метод рационального управления финансированием строительства объектов сети цифрового телерадиовещания (ЦТВ) в Российской Федерации, реализующий современные технологии моделирования и интеллектуальной поддержки принятия решений. В основе метода - построение карт стойкости для системного анализа достижимости контрольных показателей строительства объектов сети ЦТВ. Метод направлен на совершенствование системы управления строительством объектов сети ЦТВ за счет рационального планирования бюджетов и сроков с учетом комбинированного влияния фактора времени и человеческого фактора. Реализация метода в программное информационно-аналитической системе мониторинга (ИАСМ) позволила производить моделирование и анализ процессов управления и информационного обмена при выполнении Федеральной целевой программы «Развитие телерадиовещания в Российской Федерации на 2009 - 2018 годы» и обеспечить достижение целевых индикаторов и показателей эффективности реализации Программы.
Бесплатно
Регулируемый элемент назначения веса волоконно-оптических ЦАП
Статья научная
В статье впервые предложена оригинальная конструкция регулируемого элемента назначения веса волоконно-оптических ЦАП. Постановка задачи формулируется следующим образом: создание конструкции регулируемого элемента назначения веса для волоконно-оптических ЦАП с возможностью точной регулировки коэффициента передачи при небольших массогабаритных показателях. Разработан алгоритм программы для получения и анализа математической модели указанного элемента назначения веса..Приводятся результаты математического моделирования, анализ которых показал возможность применения разработанной конструкции элемента назначения веса для 14-ти разрядных волоконно-оптических ЦАП.
Бесплатно
Рекурсивное миграционное преобразование радарограммы в системе подповерхностной радиолокации
Статья научная
Предложен эффективный в вычислительном отношении рекурсивный алгоритм миграционного преобразования радарограммы в системе подповерхностной радиолокации. Алгоритм основан на анализе восходящего и нисходящего волновых полей в последовательных слоях зондируемой неоднородной среды с помощью комбинации миграционных отображений Столта и Газдага.
Бесплатно
Статья научная
Разработаны методы робастного управления космическим роботом-манипулятором при полётном обслуживании геостационарного спутника связи - замене топливных баков, панелей солнечных батарей и других сменяемых компонентов системы управления движением спутника, что приводит к значительным изменениям инерционных параметров жесткого сцепления космического робота с геостационарным спутником. Представляются результаты компьютерной имитации типовых динамических процессов при техническом обслуживании геостационарного спутника связи.
Бесплатно
