Информатика, вычислительная техника и управление. Рубрика в журнале - Известия Самарского научного центра Российской академии наук
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 машинного зрения для распознавания трехмерной структуры перинейрональных сетей
Статья научная
В статье предложена система, представляющая комплекс алгоритмов для детектирования границ ячеек перинейрональных сетей на различных слоях микроскопических снимков, представления ячейки в трехмерной структуре, трехмерной визуализации ячейки перинейрональных сетей. В качестве исходных данных использованы слои-изображения конфокальных стеков головного мозга мышей. В процессе работы проведено исследование применимости нейронных сетей для решения задачи выделения масок внутренней структуры ячеек перинейрональных сетей. В данной статье представлен алгоритм выделения масок, основанный на решении задачи семантической сегментации посредством, популярной в биомедицине нейросети на архитектуре U-Net. Предложены архитектурные решения, позволяющие нивелировать проблему переобучения в условиях малого размера выборки. Предложено два алгоритма для исследования ячеек перинейрональных сетей по дискретным измерениям распределения сигнала окраски по толщине конфокального стека, а также алгоритм обнаружения самой ячейки в толще полученных слоев-изображений. Предложен алгоритм обработки полученных масок для создания трехмерного облака точек и метод последующей реконструкции ячейки альфа формами для трехмерной визуализации.
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
Статья научная
Статья посвящена актуальной проблеме математического и технического обеспечения технических требований и допускового контроля процессов производства и эксплуатации аэрокосмической и других отраслей техники на основе новейших научных разработок и методики оценки параметров технического состояния распределенных кабельно-жгутовых бортовых сетей автономных объектов. Представлено техническое решение существующих проблем и задач.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматривается новый метод, позволяющий определять параметры периодических сигналов усилительных трактов в процессе контроля и испытаний радиоэлектронной аппаратуры. Метод позволяет начинать измерение в произвольный момент времени. Реализация метода обеспечивает значительное сокращение времени и увеличение точности измерения. Приводятся результаты анализа погрешности измерения параметров из-за отклонения реального сигнала от гармонической модели. Полученные результаты позволяют выбирать оптимальное соотношение между образцовым интервалом времени и периодом сигнала, исходя из требований по точности и времени измерения.
Бесплатно
Совершенствование мониторинга научной деятельности учреждений МЧС России
Статья научная
Обоснованы новые подходы и критерии оценки научной деятельности научно-образовательных учреждений МЧС России на основе уже существующих методов - библиометрического и метода экспертной оценки. Показано, что унифицированные критерии оценки научной деятельности не подходят для многих научных учреждений, ведущих специализированную деятельность. Объективно оценить эффективность их работы позволит комбинирование критериев оценки и учет их «веса». Предложен показатель - критерий значимости научной деятельности для сравнения деятельности схожих организаций.
Бесплатно
Современные тенденции по реализации распределенной медицинской диагностики на базе Интернета вещей
Статья научная
Статья посвящена проблеме построения распределенной автоматизированной системы для медицинской диагностики на основе современной концепции Интернета вещей. В результате системного анализа и классификации диагностических аппаратно-программных комплексов выделен новый класс медицинских приборов, относящихся к мобильным комплексным активным медицинским диагностическим системам с открытым интерфейсом. Отличительным свойством такой системы является возможность комбинированного достижения высоких показателей энергоэффективности, надежности и своевременности решения задач медицинской диагностики. В рамках реализации концепции Интернета вещей для медицинской распределенной диагностики в статье концепция медиаторной сети связи, в рамках которой удается повысить автономность каждого датчика за счет реализации специализированного программного обеспечения, функциональность которого включает предобработку информации на стороне датчика и реализацию P2P взаимодействия между датчиками в процессе передачи данных. В ходе такого взаимодействия устройства сбора информации реализуют не только свое непосредственное назначение, но и участвуют в передаче информации между сторонними устройствами. В общем виде медиатор представляется в виде трех взаимодействующих подсистем: сетевого узла, агента и диспетчера. Одно из основных отличий такой архитектуры заключается в реализации предварительной обработки данных посредством вычислительных возможностей интеллектуальных датчиков. Также предлагается использовать интерфейс информационного взаимодействия между датчиками, необходимый для реализации комплексной обработки информации в рамках измерительной подсистемы. Предлагаемая архитектура позволяет наделить систему сбора и обработки данных функционалом, который определяет возможность начального диагностического анализа на уровне данной системы в реальном масштабе времени. Выбранный подход обеспечивает сокращение совокупных энергозатрат автономных устройств на проведение диагностики, сокращает время доставки сетевых сообщений и количество детектированных исключительных ситуаций, вследствие чего повышается общая эффективность распределенной медицинской диагностики.
Бесплатно
Статья научная
Исследуются проблемы согласованного наведения и управления мини-спутниками в низкоорбитальных группировках землеобзора. Синтез законов наведения основан на явных соотношениях, которые связывают движение изображения в фокальной плоскости телескопа с пространственным движением спутника относительно поверхности Земли. Представлены разработанные алгоритмы площадной съемки, которая выполняется группировками мини-спутников на солнечно-синхронных орбитах, и результаты компьютерной имитации, демонстрирующие их эффективность.
Бесплатно
Создание электронного архива в корпоративной информационной системе на базе 1С: PDM
Статья научная
Статья посвящена анализу функциональных возможностей системы «1С:PDM. Управление инженерными данными» для ведения электронного архива проектной организации. Рассмотрены современные методы организации электронного архива и выполнена оценка инструментальных средств системы для их реализации. Приведено описание структуры системы «1С:PDM» и ее возможностей в части хранения электронной проектной документации. В статье предложены три различных структуры хранения документов в электронном архиве, такие как классификация папками, классификация с использованием конструкторско-технологического справочника и классификация с использованием электронной структуры изделия. Исследованы преимущества и недостатки этих структур приведены рекомендации по их использованию. Описаны средства ведения архива бумажной документации, предлагаемые системой «1С:PDM». Рассмотрены средства адаптации системы и приведен пример адаптации системы для нужд конкретной проектной организации. Описаны разработанные в ходе адаптации системы модуль создания сложноорганизованных структур каталогов по шаблону, модуль ассоциирования файлов проекта системы «1C:PDM» со сторонними приложениями, а также модуль обмена технологическими данными и сопутствующей нормативно-справочной информацией. В заключительной части статьи кратко рассмотрены возможности системы для организации единого информационного пространства.
Бесплатно
Статья научная
В статье представлены специализированные алгоритмы информационного обеспечения жизненного цикла продукции с часто изменяющимися конструкторско-технологическими данными. Изготовление опытной и мелкосерийной продукции приборостроения, в том числе в позаказном режиме, требует оперативного динамического отражения в производственном процессе модификаций и версионности изменений, проведенных в проектной документации на выпускаемые изделия. Введение двух электронных документов технологической структуры изделия (ТСИ) и материально-расцеховочной ведомости (ЭМРВ) позволило динамически отобразить информацию о произведенных изменениях при материальном обеспечении производства. Реализация предложенных алгоритмов на приборостроительном предприятии ПАО АНПП «Темп-авиа» повлекла за собой качественные изменения процесса информационного обеспечения производства, выраженные в максимальном исключении влияния человеческого фактора при разработке и корректировке представленных документов, замене бумажного документооборота электронным согласованием, сосредоточив разработчика на качестве и сроках выполнения работ. Использование при разработке ТСИ, ЭМРВ единой базы нормативно-справочной документации в качестве источника информации улучшило взаимопонимание конструктора, технолога, специалиста снабжения и производственных подразделений, что положительно отразилось на сроках поставки необходимых материалов, на сроках производства деталей, а в итоге и на качестве производимой продукции. Примененные алгоритмы дали существенное упрощение и ускорение процесса отражения конструкторских изменений в производстве и имеют количественные характеристики, в частности, увеличение скорости оформления документов по запуску производственных программ в 20 раз относительно ручного запуска с размножением кальки и заполнением копий. Представленные алгоритмы можно использовать на любом приборостроительном предприятии. Авторами решение задачи рассмотрено на примере интеграционного сопряжения двух российских программных продуктов - T-Flex PLM и “1С: Управление производственным предприятием”.
Бесплатно
Способы автоматизации специальных транспортных средств, эксплуатируемых в жестких внешних условиях
Статья научная
В данной статье приведены способы автоматизации транспортных средств, которые могут эксплуатироваться в жестких внешних условиях, в частности местах добычи полезных ископаемых. Подробно представлена разработанная под руководством автора архитектура системы сенсорики, основные сценарии применения, а также описан метод прототипирования на базе малогабаритной платформы для проверки и испытания всех подсистем.
Бесплатно
Сравнение алгоритмов обучения нейронной сети с бинарными входами
Статья научная
Данная статья сравнивает несколько алгоритмов обучения нечеткой нейронной сети Ванга-Менделя: алгоритм наискорейшего спуска, генетический алгоритм, алгоритм имитации отжига, алгоритм имитации роя частиц, алгоритм дифференциальной эволюции. Сравнение проводилось на данных из международного репозитория c бинарными значениями. При решении задачи классификации наилучшие результаты показал генетический алгоритм.
Бесплатно
