Информатика, вычислительная техника и управление. Рубрика в журнале - Известия Самарского научного центра Российской академии наук
Статья научная
Рассмотрена глобальная проблема сохранения лесов от незаконных рубок, пожаров, а также сбора информации о состоянии лесного фонда и лесосырьевых потоках. Отмечается, что существующие системы мониторинга леса на сегодня функционально не обеспечивают выполнение таких задач и, тем более, весь комплекс одновременно. Для реализации стратегических планов развития отрасли необходимы новые более совершенные системы мониторинга, в которых используются современные достижения информационных технологий. В работе предложено решение проблемы на основе системы радиочастотного мониторинга лесного фонда наземного типа в виде сети радиочастотных (RFID) устройств. Для проектирования и развертывания в лесу такой сети необходимо значение одного из самых важнейших параметров лесной среды ее комплексной диэлектрической проницаемости. Традиционными статистическими это сделать не представляется возможным, поэтому был использован метод нечеткого моделирования и ранее в предыдущих работах были получены основные функциональные зависимости, которые позволяют сформировать обобщенную модель интеллектуальной системы. Таким образом, целью настоящих исследований была разработка интеллектуальной системы в виде нейронечеткой продукционной сети для оценки комплексной диэлектрической проницаемости лесной среды. Методологическую основу исследований составили положения теории информации и передачи сигналов, нечеткого моделирования.Результатом исследований является разработанная интеллектуальной система для оценки комплексной диэлектрической проницаемости лесной среды и программная реализация модели в среде Simulink. Практическое применение результатов предусмотрено для проектирования конструктивных параметров и топографии в лесу систем радиочастотного мониторинга лесного фонда.
Бесплатно
Статья научная
В статье описана организация системы интерактивной визуализации виртуального стенда БИУС. Приведена архитектура комплекса отладки и системного тестирования с использованием системы интерактивной визуализации и других компонентов виртуального стенда.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается задача построения интервальных оценок для результатов определения пространственного распределения эффективного фильтрационного сопротивления проницаемого пласта методом гидродинамической томографии. Решение основано на использовании интервальных оценок для времен движения особой точки кривой восстановления давления между всеми, участвующими в расчетах парами скважин и информационного графа для оператора расчета коэффициентов пьезопроводности. Построен алгоритм получения интервальных оценок и приведены примеры расчетов по тестовому месторождению.
Бесплатно
Информационная модель компонент железнодорожной инфраструктуры
Статья научная
Работа посвящена вопросам своевременности передачи содержательных данных о наличии нештатных сбоев в функционировании компонент железнодорожной инфраструктуры с оконечной точки на контрольный диагностический пункт. Авторами обращено детальное внимание на процесс автоматизации настройки сетевых устройств и оптимизации транспортировки содержательных данных для быстрого реагирования о выходе из строя эксплуатируемого объекта железнодорожной инфраструктуры. Для решения проблемы ограниченности полосы пропускания поступающей диагностической информации необходимо сформировать определенную топологию сети передачи содержательных данных на основе технологии виртуальных локальных сетей. По результатам проведенного исследования создана многоуровневая архитектура сети с учетом разделения потока данных благодаря технологии виртуальных локальных сетей, что в значительной степени обеспечивает высокий показатель работоспособности и достоверности транспортировки информации. Разработанная модель передачи содержательных данных, основанная на произведении автоматической конфигурации транкового режима, существенно увеличивает уровень эффективности передачи информации. Также, как отмечено авторами, автоматизация настройки сетевых устройств позволяет упросить процесс конфигурирования сетевой структуры, а также в должной мере повысить ее гибкость. Таким образом, применение транкового режима при построении и конфигурации сетевой архитектуры позволяет оптимизировать имеющиеся сетевые ресурсы, а также увеличить скорость доставки достоверных данных о состоянии компонент железнодорожной инфраструктуры в условиях высокой нагрузки на информационно-диагностический канал связи и ограниченного показателя пропускной способности для оперативного реагирования на возможные внештатные обстоятельства. Сформированная модель транспортировки содержательных данных позволяет в условиях реального времени проводить своевременный мониторинг для управления без перебоев железнодорожной инфраструктурой.
Бесплатно
Информационная система мониторинга ионосферы
Статья научная
В работе рассмотрены вопросы создания информационной системы, позволяющей по сигналам спутниковых радионавигационных систем проводить мониторинг ионосферы и выдавать потребителям корректирующую информацию для проведения навигационных определений и организации связи. Определены величины, измерения которых позволяют устранить неопределенность, возникающую при сильных ионосферных возмущениях.
Бесплатно
Статья научная
Авторами предложена информационно-измерительная система, позволяющая оценивать эксплуатационные характеристики светотехнических устройств. Информационно-измерительная система состоит из четырех основных элементов: программно-аппаратный комплекс для проектирования светотехнических устройств; имитатор воздействия на оптическую поверхность природных и техногенных факторов; блок анализа состояния оптических поверхностей, блок экспериментальных исследований светотехнических устройств. Использование системы позволяет сократить на несколько порядков сроки сертификации оптических устройств по сравнению с испытаниями в естественных условиях.
Бесплатно
Статья научная
Методология информационного моделирования в строительстве BIM является инновационной альтернативой традиционному подходу к проектированию, строительству и эксплуатации зданий и сооружений. Наиболее полно BIM реализуется в рамках интегрированной реализации проектов в строительстве IPD. Таким же образом BIM/IPD технологии должны быть включены в учебный процесс профессионального образования строителей. Такую особенность IPD, как раннее вовлечение в процесс проектирования и строительства проектной команды и генподрядчика, авторами предлагается моделировать в учебном процессе через кроссдисциплинарное курсовое проектирование на кафедрах «Строительные конструкции» и «Технология и организация строительного производства» Самарского государственного архитектурно-строительного университета. Для решения этой задачи авторами определен порядок действий участников педагогического эксперимента на следующих этапах жизненного цикла зданий и сооружений: концептуализация, проектные решения, разработка проекта, исполнительная (имплементационная) документация, прохождение экспертизы (защита проекта). Средством интеграции конструкторской модели в процессе расчета, документооборота, технологического проектирования и строительства определены программные комплексы компаний Autodesk и Tekla.
Бесплатно
Информационные системы на авиаприборостроительном предприятии
Статья научная
При автоматизации предприятия с помощью внедрения и дальнейшего использования информационных систем возникает ряд типовых проблем. В результате обзора возникающих сложностей при внедрении информационных систем, анализа типовых проблем при их интеграции в общую информационную среду авторами статьи представляется перспектива обнаружения альтернативных решений для возникших проблем.
Бесплатно
Информационный образ растрового изображения шероховатой поверхности деталей машиностроения
Статья научная
В статье предлагается метод параметризации изображения шероховатой поверхности с помощью его информационного образа, который формировался на основе решения задачи ортогональной упаковки квадратов в квадрат Мною было установлено, что информационный образ позволяет отслеживать любые изменения яркости пикселей на изображении контролируемой шероховатой поверхности. Метод позволяет визуально фиксировать утрату или изменения яркости группы пикселей изображения шероховатой поверхности. При этом группа пикселей может составлять менее 0,2 % анализируемого изображения. Для формирования информационного образа монохромного изображения использовалась его нормированная гистограмма. Каждое значение гистограммы рассматривались, как площадь квадратов, которые размещены ортогонально и без пересечений в квадрате площадью 2. Такая упаковка квадратов в квадрат рассматривалась, как информационный образ изображения. Для численного анализа информационного образа использовался параметр, который позволил отслеживать любые изменения количества и яркости пикселей изображения шероховатой поверхности.
Бесплатно
Инфраструктурное развитие проектов цифровой экономики
Статья научная
В статье рассматриваются вопросы планирования и мониторинга проектов цифровой экономики, направленных на развитие информационно-вычислительной инфраструктуры. На основе анализа современных тенденций выделено отдельное направление по управлению инфраструктурными проектами. В частности, предложена система поддержки принятия решений по оценке перспективности и инвестиционной привлекательности инновационных проектов в современных условиях. Инновационный характер выполнения проектов в данном случае определяется стеком применяемых информационных технологий, от которых в рамках цифровой экономики ожидаются ключевые преимущества. С этой точки зрения управление инновационными проектами цифровой экономики сводится к стимулированию цифровых платформ, обеспечивающих эмиссию сервисов и мотивации проектов, обеспечивающих максимальный инфраструктурный возврат. В качестве основного показателя эффективности развития ИТ инфраструктуры предлагается оценка инфраструктурного возврата, которая позволяет оценить риски и перспективы эмиссии новых сервисов. В статье предложена методика расчета инфраструктурного возврата в рамках выполнения проектов цифровой экономики. Приведен пример реализации этой методики для планирования и мониторинга проектов с инфраструктурным возвратом на практике для Национальной программы «Внутренние затраты на развитие цифровой экономики за счет всех источников по доле в валовом внутреннем продукте страны». В качестве примера рассмотрен проект создания четырех космических аппаратов «Экспресс-РВ» на высокоэллиптических орбитах в модели инфраструктурного возврата. Результаты исследования могут быть использованы в разработке инновационных систем управления в цифровых социальных и экономических системах.
Бесплатно
Инфраструктурные модели цифровой экономики
Статья научная
В статье предлагается семейство моделей информационно-коммуникационной инфраструктуры цифровой экономики, построенное на основе реализации методов и средств статистического анализа неэквидистантных временных рядов. Модели предназначены для реализации программных комплексов и ситуационных центров мониторинга, контроля, прогнозирования и управления в различных предметных областях. В статье обобщается опыт разработки автоматизированных систем научных исследований и прикладных программных комплексов для управления в транспортной логистике, социальных системах и обеспечении безопасности научно-производственных предприятий. Результаты исследования могут быть использованы в разработке инновационных систем управления в цифровых социальных и экономических системах. Предложенные модели виртуального посреднического оператора, инфраструктурного возврата, риск-краулера и профит-краулера могут быть полезны разработчикам и специалистам по внедрению современных информационно-коммуникационных технологий в рамках развития цифровой экономики в России.
Бесплатно
Статья научная
С помощью растрового изображения шероховатой поверхности рассчитываются характеристики особенностей микронеровностей контролируемой поверхности. Предложенные характеристики рассчитываются на основе информационной энтропии Шеннона, корреляционной, условной и выборочной энтропий. Проведен расчет четырех характеристик микрорельефа неизношенной и изношенной поверхностей рассеивателя фары автомобиля «Калина». Показаны границы применимости предложенных параметров для контроля за динамикой изменений шероховатой поверхности. Указаны пути развития предложенных параметров для шероховатых поверхностей, работающих в различных условиях.
Бесплатно
Использование контрольных карт для обнаружения фрода при передаче голосового трафика
Статья научная
Непрерывное развитие мошеннического телекоммуникационного трафика требует повышения качества работы систем борьбы со спамом и фродом - антифрод-систем. Модуль антифрод-системы по обнаружению аномального трафика использует для мониторинга контрольные карты, построенные по временным рядам характеристик процесса передачи голосового трафика, которые обладают нестационарностью, цикличностью и асимметричным распределением, что затрудняет их анализ. В статье представлен алгоритм, снижающий частоту ложных срабатываний контрольных карт и повышающий эффективность работы антифрод-системы. Алгоритм основан на подготовке исходного временного ряда характеристики процесса передачи голосового трафика к анализу с помощью контрольных карт путем сегментации нестационарного ряда с циклической составляющей и последующего объединения однородных сегментов в одну общую выборку.
Бесплатно
Статья научная
Исследуется метод измерения параметров по мгновенным значениям входных и дополнительных гармонических сигналов. Метод обеспечивает определение характеристик по мгновенным значениям сигналов, измеренным одновременно один раз за период в момент перехода одного из дополнительных напряжений через ноль. Приводятся результаты оценки погрешности реализации метода из-за не идеальности фазосдвигающих блоков, формирующих дополнительные сигналы. Полученные результаты позволяют определять оптимальный угол сдвига фазы блоков в зависимости от требований по точности измерения.
Бесплатно
Использование многослойного персептрона для распознавания жанров музыкальных композиций
Статья научная
В статье приводятся результаты решения задачи распознавания жанров музыкальных композиций при помощи модели многослойного персептрона. Описана методика извлечения классификационных признаков из аудиофайлов музыкальных композиций, приведён перечень используемых в данной работе характеристик. Приведена структура многослойного персептрона, описан алгоритм обучения. Исследована зависимость погрешности обучения многослойного персептрона от значения коэффициента обучения и от числа нейронов в скрытом слое. Исследована точность распознавания музыкальных композиций, принадлежащих пяти различным жанрам на наборе музыкальных композиций GTZAN, состоящем из 1000 примеров.
Бесплатно
Использование многослойного персептрона для решения задачи идентификации законов распределения
Статья научная
В статье описана разработанная авторами автоматизированная система идентификация законов распределения многослойным персептроном. Реализованная система использует многослойный персептрон, обученный при помощи алгоритма обратного распространения ошибки и алгоритма Quickprop. В статье приводятся результаты исследования качества идентификации законов распределения.
Бесплатно
Использование нечеткой логики для диагностики технического состояния объекта
Статья научная
Основной задачей диагностики является определение технического состояния объекта с целью обеспечения его надежного и безопасного функционирования. Предполагается, что имеется объект, техническое состояние которого характеризуется набором диагностических параметров. По значениям этих параметров необходимо оценить в каком состоянии находится объект: исправном или неисправном. Данная задача может быть решена, например, методами машинного обучения. Однако проблема состоит в том, что нельзя заранее определить, какой из методов машинного обучения обеспечит корректное решение задачи. В данной работе для диагностики технического состояния объекта предлагается использование методов нечеткой логики. Правила нечеткой логики позволяют моделировать систему в случае невозможности применения традиционных методов, а также вместо точных математических вычислений более эффективно использовать качественные оценки технического состояния объекта. Однако методы нечеткой логики не заменяют традиционные подходы, а наоборот, дополняют их. Для преобразования четких входных значений диагностических параметров объекта в нечеткие выходные, характеризующие техническое состояние объекта, используется алгоритм нечеткого логического вывода Мамдани. Для оценки эффективности использования нечеткой логики для диагностики технического состояния объектов при двух значениях выходной переменной используются критерии качества бинарной классификации: F-мера и критерий AUC. Эффективность предлагаемого подхода показана на примере диагностики технического состояния объекта по восьми заданным параметрам его функционирования с использованием нечеткой логики, а также базовыми методами машинного обучения (логистическая регрессия, дискриминантный анализ и наивный байесовский классификатор). Показано, что применение нечеткой логики позволяет повысить точность технической диагностики на 5%-8% по сравнению с базовыми методами машинного обучения.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматривается альтернативный подход к научному программированию, обеспечивающий необходимый уровень гибкости и структурной целостности кода при разработке обобщенных алгоритмов и структур данных. При решении задач математического моделирования, связанных с научными исследованиями, использование чисто объектно-ориентированных языков, таких как C# и Java, происходит достаточно редко. Исключая вопросы быстродействия, это связано с недостаточно развитыми средствами итерирования и доступа к элементам коллекций, а также отсутствием информации об истинном типе в универсальных объявлениях во время компиляции. Для устранения этих недостатков в статье предлагается использование обобщённых концепций, позволяющих специфицировать требования к аргументам алгоритмов. Возможность контроля предусловий выполнения, основанная на синтаксических и семантических особенностях, задаёт требуемую стратегию обработки данных. Понятие концепции широко известно и применяется в технологиях программирования как спецификация требований к параметрам типов в предикативной форме. Эти требования устанавливают правила для ожидаемой семантики и синтаксической общности языковых конструкций и дают понимание того, что должны представлять собой связанные с ними типы данных, литералы, допустимые операции и выражения. Статья предназначена для постоянно практикующих специалистов, использующих C++, C# или Java в научной работе и будет интересна с точки зрения концептуального объединения многих, уже существующих, понятий, методов и технологий обработки данных.
Бесплатно
Статья научная
В данной работе рассматривается итерационная процедура для определения параметров линейных динамических объектов при наличии помех динамики и измерителя. В качестве входного сигнала используется входной сигнал типа меандра. Выполнено моделирование динамической системы на примере объекта четвертого порядка и итерационной процедуры метода наименьших квадратов в среде Simulink. Приводятся результаты оценивания параметров. В дальнейшем предполагается использовать предложенный подход для идентификации динамических объектов более высокого порядка.
Бесплатно
Статья научная
В основу расчетов положена предложенная Ильюшиным А.А. [1] теория течения в тонком пластическом слое, заключенном между двумя сближающимися по заданному закону сближающимися поверхностями тел инструмента. На поверхностях контакта принимается классический закон течения Л. Прандтля [2]. Для решения предложенной задачи используется известная краевая задача в постановке «идеальной жидкости». Эта постановка описывается нелинейными дифференциальными уравнениями в частных производных первого порядка относительно контактного давления и компонент вектора скорости течения вдоль плоскости течения [3, 4]. В общем случае искомые величины представляют собой сложные функции, зависящие от формы очага деформации, величины контактного давления в рассматриваемой точке поверхности контакта, наличия, состава и степени смазки, величины шероховатости контактирующих поверхностей и т. д. [5, 6]. В работе предлагается метод решения задач течения пластических слоев в новой постановке. Проведен анализ полученного результата. На основе метода характеристик решена задачи о течении пластического слоя материала между наклонными плитами в фиксированной круговой области, когда ее граница образована пазами в одном из тел инструмента, куда свободно затекает пластический материал. С помощью предложенного решения можно построить кинематику течения.
Бесплатно
