Информатика, вычислительная техника и управление. Рубрика в журнале - Известия Самарского научного центра Российской академии наук
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
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
Статья научная
Предложены и исследованы самонастраивающиеся алгоритмы и структура системы автоматического управления динамическими объектами, обеспечивающие стабилизацию и слежение при степенных задающих и возмущающих воздействиях общего вида с нулевой статической ошибкой. Сущность реализации предложенного метода устранения статической ошибки заключается в автоматическом масштабировании задающего воздействия. Приведены результаты компьютерного моделирования, подтверждающие формальные аналитические расчеты.
Бесплатно
Сжатие изображений с использованием многослойного персептрона
Статья научная
В статье описан подход к сжатию цветных изображений с использованием многослойного персептрона. Описывается алгоритм сжатия цветных изображений. Анализ различных структур нейронных сетей показывает зависимость показателей сжатия от количества слоев и числа нейронов в них. В статье приводятся результаты исследования качества сжатия и определяется оптимальная структура нейронной сети для решения задачи сжатия.
Бесплатно
Синтез тематического слоя объектов транспортной сети
Статья научная
Рассматривается вопрос построения тематического слоя объектов транспортной сети на базе космических снимков в условиях отсутствия спектральных признаков. В основе метода лежит использование разработанного в результате анализа характерных признаков объектов транспортной сети фильтра, применяемого к исходному изображению в режиме скользящего окна.
Бесплатно
Синхронный детектор для мостового вихретокового преобразователя
Статья научная
В статье рассмотрена схемотехническая реализации синхронного (ключевого) детектора для выделения полезного сигнала,формируемого мостовыми схемамипеременного тока, в частности мостовымвихретоковым преобразователем (ВТП). В статье рассматривается функциональная схемауказанного детектора, принцип действия и приводятся временные диаграммы работы детектора. Приведено сравнение схемы синхронного детектора с классическим вариантом амплитудного детектора, отмечены достоинства и недостаткисинхронного детектора для мостового ВТП. Предложеныварианты развития схемотехнической реализации синхронного детектора.
Бесплатно
Система корреляционного анализа статистической информации о заболеваемости коронавирусом
Статья научная
Статья посвящена проведению исследования о влиянии различных социологических, экономических, экологических и иных факторов на состояние заболеваемости и распространению коронавируса в мире. Авторами предложена схема получения информации из Интернет-ресурсов с возможностью проведения корреляционного анализа данных о причинах, темпах и масштабах пандемии, факторах, влияющих на её распространение. Во введении показана актуальность темы, проведён подробный анализ Интернет-ресурсов. Проведена систематизация размещаемых в них данных, сделаны необходимые заключения и выводы. В качестве источника статистической информации выбран интернет-сайт coronavirus-monitor.ru. В качестве инструментария предлагается разработка программы Coronavirus Stat , которая необходима для просмотра статистических данных на ПК в оффлайн режиме и проведения расчетов по проверке гипотез о влиянии внешних факторов на распространение и течение COVID-19. Авторами подробно рассмотрены методы получения информации из интернет-источников, их преимущества и недостатки, выбран метод автоматического поиска с разработкой собственного варианта парсера. Сформулированы требования к отбору факторов для корреляционного анализа и проверяемые гипотезы. Приведены примеры проверки гипотез с представлением зависимостей числа заболевших от различных факторов и полей корреляции в виде графиков. Проведено подробное описание разработанной программы, состоящей из frontend части программы, парсера для получения новой информации, базы данных для хранения старой информации, файлов для хранения статической информации. Сформулированы требования к парсеру, приведена блок-схема его алгоритма. Показаны требования, учтённые при разработке программы и приведены примеры её работы. Тестирование программы проведено путём проведения экспериментов по проверке выдвинутых гипотез. Результаты проведения экспериментов сведены в таблицу. В заключении сделаны выводы по дальнейшему использованию разработанной программы.
Бесплатно
Система обучения и контроля знаний по управлению качеством радиоэлектронных средств
Статья научная
В статье приводится информация о разработанном программном модуле для обучения и контроля знаний студентов по дисциплине «Управление качеством электронных средств», о структуре программы, ее внешнем виде и алгоритме работы. Отображены основные элементы и отмечены решаемые задачи разработанной системы. Анализ методики автоматизированной проверки знаний показал, что наиболее подходящим инструментом является тестирование. В качестве критериев оптимизации в данном исследовании рассматривалось суммарно затраченное время на проведение проверки знаний и объём материала, по которому проводится проверка.
Бесплатно
Статья научная
Организации, осуществляющие операции с денежными средствами или иным имуществом, должны разрабатывать правила и осуществлять внутренний контроль в целях противодействия легализации (отмыванию) доходов, полученных преступным путем, и финансированию терроризма. Некредитные финансовые организации испытывают сложности при разработке правил и осуществлении внутреннего контроля в полном объеме, что приводит к ухудшению финансовой стабильности регионов и открывает возможности нарушения законодательства. Цель работы заключается в повышении эффективности внутреннего контроля путем разработки интеллектуальной автоматизированной системы, реализующей прецедентный гибридный подход к поддержке принятия решений. В предлагаемом подходе решение каждой новой задачи сводится к решению задачи поиска схожих прецедентов, представленных унифицированными паттернами в базе знаний, получения из них путем адаптации решений для новой задачи, гибридизация полученных решений с целью получения наилучших результатов и сохранение нового случая решения задачи в базе знаний. Разработаны алгоритмы функционирования и программное обеспечение системы, построенные на основе предложенного прецедентного подхода. Программное обеспечение системы реализовано как веб-приложение для возможности использования в филиальной сети организаций и как настольное приложение для отдельных филиалов, не имеющих стабильного канала связи с сетью Интернет. Применение системы позволит повысить эффективность деятельности некредитных финансовых организаций в части внутреннего контроля за счет сокращения времени и повышения качества принятия решений, снижения числа технических ошибок, сокращения времени подготовки документов.
Бесплатно
Статья научная
Проведен системный анализ комплексных показателей степени воздействия импульсов высокого и низкого давления на типовые узлы сложных технологических трубопроводов (СТТ). Для оценки вибрационно-ударного воздействия импульсов давления на стенки СТТ предложены четыре класса комплексных показателей: гидродинамические, статистические, фрактально-геометрические и амплитудно-частотные. На основе методологии системного анализа с использованием математического аппарата непрерывного вейвлет-преобразования временных рядов пульсаций давления газовых потоков в типовом узле (блоке) СТТ типа «тройник» выделены шестнадцать турбулентных структур разного масштаба. Системный анализ аппроксимаций и детализаций дискретного вейвлет преобразования (ДВП) временных рядов пульсаций давления газовых потоков позволил установить, что средние, медианы и средние квадратические значения низкочастотной компоненты пульсаций почти в два раза превышают аналогичные значения высокочастотных компонент ДВП, из чего следует, что низкочастотные компоненты пульсаций давления представляют большую опасность для целостности СТТ, чем высокочастотные компоненты. Установлено, что стандартные отклонения низкочастотной компоненты ДВП меньше, чем стандартные отклонения высокочастотных компонент, из чего следует, что пульсации низкочастотной компоненты больше локализованы и имеют более сосредоточенный характер, представляющий опасность для прочности трубопровода.
Бесплатно
Статья научная
Применение современных технических систем управления дорожным движением способствует повышению безопасности и устойчивости функционирования транспортного комплекса. Важно разрабатывать модели транспортной инфраструктуры, обладающие возможностью интеграции с техническими системами управления движением и позволяющие учитывать управляющие воздействия технических средств организации дорожного движения и воздействия окружающей среды на транспортные потоки, их взаимное влияние друг на друга, что приводит к необходимости учета как семантических (атрибутных), так и пространственных характеристик. Таким образом, цель работы заключается в моделировании объектов, процессов и явлений транспортной инфраструктуры с учетом их пространственных характеристик в технических системах управления движением на основе методов системного анализа. Проведена декомпозиции предметной области - модель предметной области представлена моделями транспортного процесса, улично-дорожной сети, технических средств организации дорожного движения, инцидентов, придорожных объектов и окружающей среды. Разработаны программные модули для интеллектуальной транспортной системы ITSGIS, реализующие предложенные модели. В ITSGIS проведено имитационное моделирование, использующее гетерогенные источники информации при идентификации моделей. С использованием предложенных моделей проведено аналитическое моделирование на основе гидродинамического подхода к описанию транспортного потока: показано влияние плановых инцидентов и погодных условий на пропускную способность участка улично-дорожной сети, влияние придорожных объектов на интенсивность транспортных потоков. Применение синтезированных моделей объектов, процессов и явлений транспортной инфраструктуры в передовых технических системах управления дорожным движением позволит организовать эффективное управление транспортными потоками с канализированием во времени и пространстве, оценить изменение скорости, плотности, интенсивности транспортных потоков, рассчитать транспортные задержки, выявить образование очередей и заторовых ситуаций, возникающих под воздействием различных дорожных, организационных и погодных факторов.
Бесплатно
Системный анализ управления загрузкой транспортной сети при возникновении нештатных ситуаций
Статья научная
В статье с позиции системного анализа исследованы существующие методы структурно-параметрического синтеза, математического моделирования, оптимального управления транспортными сетями, определены цели обеспечения безопасности функционирования транспортной инфраструктуры с позициями оптимальной загрузки транспортной сети, особенно, при возникновении нештатных ситуаций, определены требования к разработке математической модели загрузки транспортной сети. Большое количество исследований загрузки транспортной сети проводилось в среде интеллектуальной транспортной геоинформационной системы «ITSGIS» и было направлено на разработку алгоритмов автоматического детектирования нештатных ситуаций и заторов. При этом в интеллектуальной транспортной геоинформационной системе для сбора характеристик транспортных потоков использовались различные типы аппаратных средств: датчики, камеры, радары. При решении задачи проведения системного анализа управления загрузкой транспортной сети при возникновении нештатных ситуаций и построения модели нештатных ситуаций выполнена декомпозиция предметной области «Загрузка транспортной сети» на классы объектов, разработана модель предметной области; разработаны модели объектов транспортной инфраструктуры, входящих в предметную область, выявлены атрибутивные характеристики объектов; выполнена параметризация модели нештатной ситуации, представлена классификация нештатных ситуаций по типам, выявлены временные характеристики и геозоны непосредственного влияния на транспортную сеть и опосредованного влияния на транспортные потоки. Модель нештатной ситуации определяется классами: Тип, Время, Геозона_влияния. Тип нештатной ситуации характеризуется её местоположением, т.е. её координатами на электронной карте, либо причиной возникновения. Время нештатной ситуации рассматривается с различных позиций, таких как время возникновения, нормативное и фактическое время устранения. Геозоны влияния нештатной ситуации делятся на зоны непосредственного и опосредованного влияния нештатной ситуации на транспортные процессы и объекты транспортной инфраструктуры. На основе построенных моделей разработаны методы управления загрузкой транспортной сети и анализа возникших нештатных ситуаций, включающие в себя сбор и обработку исходных данных, детерминацию нештатных ситуаций и их характеристик, выбор оптимальной стратегии реагирования, выполнение функций управления.
Бесплатно
