Современные инновации, системы и технологии
Статьи журнала - Современные инновации, системы и технологии
Все статьи: 170
Статья
С развитием железнодорожной индустрии, информатизации общества и автоматизации многих технологических процессов, появляется возможность создания аппаратно-программных комплексов автоматического управления, диагностики и безопасности движения локомотивов. Одной из важнейших систем данного комплекса является система обнаружения объектов на железнодорожных путях, разрывов железнодорожного полотна и его поворотов. Подобная система может быть разработана в виде камеры, установленной на локомотиве, и систем обработки информации, находящихся на борту каждого подвижного состава, или в виде глобальной системы, осуществляющей удаленную обработку информации с нескольких локомотивов. Независимо от реализации системы существует необходимость создания блока обнаружения объектов на изображениях, приходящих с камер. Для реализация данного блока необходимо выделять железнодорожную полосу на изображении и детектировать объекты в режиме реального времени. Для выделения полосы используются методы сегментации. В статье приведены алгоритмы нескольких из них и выбран наиболее предпочтительный вариант. Задача обнаружения объектов в видеопотоке в режиме реального времени решается при помощи сверточных нейронных сетей. В статье приведены краткие описания нескольких сетей, проанализированы результаты работы описанных нейронных сетей и выбрана сеть, наиболее подходящая для решения поставленной задачи
Бесплатно
Статья
В статье дается обзор подходов и методов к оценке сравнительной эффективности технологических процессов и производств. Известно, что наиболее распространены методы, которые дают оценку производств, исходя из анализа состояний объектов управления, как составных частей производства учитываемых в АСУП или анализа хода технологического процесса. Показано, что эффективность – это наиболее общее, определяющее свойство любой целенаправленной деятельности, которое с познавательной точки зрения раскрывается через категорию цели и объективно выражается степенью достижения цели с учетом затрат ресурсов и времени. Повышение эффективности работы предприятия осуществляется при помощи методов анализа структур предприятий, которые позволяют при прозрачности структуры и организации производства осуществлять точное и качественное слежение за состоянием объектов предприятия и управление ими. Анализ сравнительной эффективности является важной составляющей процессов функционирования производства. Результаты анализа позволяют отлаживать работу предприятия уже на первоначальных этапах снижения эффективности его функционирования. Важной задачей является поиск математической основы анализа эффективности предприятий. В работе рассматриваются параметрические и непараметрические методы оценки сравнительной эффективности. Основным отличием параметрических методов является эконометрическая оценка параметрических функций при исследовании взаимодействия затрат и ресурсов. Авторы уделяют внимание непараметрическому методу DEA, который, в силу своих характеристик, обладает рядом преимуществ и особенностей. Метод позволяет получать комплексный показатель эффективности для каждого предприятия, а также может учитывать множественные входные и выходные переменные. Эти особенности метода DEA позволяют успешно применить его при определении показателя сравнительной эффективности предприятий.
Бесплатно
Статья
На основе общих методологических принципов спецификации системных параметров в статье рассматриваются системные параметры полетных контроллеров БПЛА с целью формирования модели микропроцессорной производительности роевого применения БПЛА в точном земледелии. Отмечается, что анализ основных полетных контроллеров БПЛА, применяемых в точном земледелии, позволит сформировать пул спецификаций системных параметров для анализа микропроцессорной производительности их роевого применения. При этом важно правильно оценивать влияние системных параметров на усовершенствование БПЛА и возможные перспективы развития полетных контроллеров нового поколения. Обоснованность спецификаций системных параметров контроллеров БПЛА существенно влияет на эффективность реализации транспортно-технологических циклов БПЛА в системах точного земледелия. В работе рассмотрен полетный контроллер нового поколения Pixhawk, а также семейство высокопроизводительных микроконтроллеров на базе ядра Cartex-M4. Отмечаются основные отличительные особенности микроконтроллеров данной серии. Делается вывод о том, что на микропроцессорную производительность также влияют характеристики функциональной периферии, которой обладает данное семейство контроллеров.
Бесплатно
Определение параметров трепальной машины для очистки шерстяных волокон
Статья
В статье представлена информация о технологии первичной обработки шерсти. Изучены механизмы машин для производства шерсти и выявлены их конструктивные недостатки. Проанализированы конструкции и размеры колкового барабана. Были изучены конструкции рыхлительных (трепальных) машин, используемых в процессе разрыхления сырья. Проанализированы типы и принципы работы трепальных машин, работающих на предприятиях первичной переработки шерсти. Приведены технические характеристики машин. Отмечены негативные аспекты деталей механического воздействия на изделие. Объясняются дефекты трепальных машин и их влияние на сырьё. Предложена новая конструкция и принцип действия трепальной машины для получения высококачественных изделий. Расчетные характеристики машины обеспечивают высокую производительность, эффективное конструктивное исполнение и воздействие на продукт, низкое энергопотребление, энергоэффективность и эффективное рыхление. В этой машине подбирается оптимальный вариант технологических деталей, которые положительно влияют на естественные характеристики продукта.
Бесплатно
Статья
В статье рассмотрен анализ воздействия частотно-модулированных сигналов на анизотропную среду над скоплениями углеводородов. Для проведения анализа использовались квазигидродинамический подход и компьютерное моделирование. Выведены соотношения, описывающие взаимодействие анизотропных сред над углеводородными залежами и частотно-модулированных зондирующих сигналов. Компьютерное моделирование осуществлялось при помощи специализированного математического пакета MathCAD14. Проведено исследование компонент поверхностного сопротивления профиля над углеводородными залежами. Проведено исследование характеристик среды над углеводородными залежами для частотно-модулированных сигналов для различных значений частоты несущего колебания, диэлектрической проницаемости и проводимости диэлектрического наполнителя вмещающих пород. В соответствии с результатами компьютерного моделирования, проанализированы амплитудные и фазовые характеристики поверхностного импеданса с целью поиска углеводородов на основе вариации характеристик зондирующих сигналов. Установлены закономерности, позволяющие уточнить рекомендуемый частотный диапазон для формирования зондирующих частотно-модулированных сигналов. Предложены варианты внедрения различных методов и аппаратуры для повышения точности определения границ залежей углеводородов на основе частотно-модулированных сигналов. Показаны способы повышения информативности электромагнитных методов электроразведки. Проведенные исследования применимы для создания аппаратуры поиска и обнаружения углеводородных залежей по измерению сопротивления профиля среды.
Бесплатно
Оптимизация методики определения жирнокислотного состава молочной продукции
Статья
Хроматографический анализ метиловых эфиров жирных кислот используется для определения характеристик липидной фракции пищевых продуктов и является эффективным методом выявления фальсификации и одной из наиболее важных прикладных задач в анализе пищевых продуктов. В статье приводится оптимизированный способ пробоподготовки при определении жирнокислотного состава молочной продукции для сокращения энергозатрат и времени анализа. Вся процедура, начиная от пробоподготовки до получения МЭЖК, занимает около 2 часов. При упрощенном способе время пробоподготовки сократилось в 4-5 раз и составило: для продуктов нежидкой консистенции (творог, сыр, мороженое и пр.) – 20, для молока и жидких кисломолочных продуктов (кефир, ряженка, катык и пр.) – 30 минут. Проведенная оценка показателей качества результатов анализа с применением рабочей пробы при реализации методики показала, что ее метрологические характеристики ниже, чем в базовом нормативном документе, что позволяет рекомендовать ее к применению.
Бесплатно
Оптимизация параметров процесса валкового отжима кожи
Статья
Работа посвящена оптимизации параметров процесса валкового отжима кожи. Найдены регрессионные и эмпирические модели остаточной влажности кожи и мощности процесса отжима в зависимости от интенсивности нагрузки, радиуса и скорости валков. Разработана методика расчета оптимальных параметров валкового отжима кожи с учетом удельного давления, что позволяет научно-обоснованно формировать параметры валкового отжима кожи. Выявлено, что лучший эффект интенсивности нагрузки наблюдается в отжимных машинах с маленькими скоростями и диаметрами.
Бесплатно
Оптимизация пробоподготовки при определении жирнокислотного состава ультрапастеризованного молока
Статья
С целью удешевления себестоимости молока некоторые недобросовестные производители изготавливают фальсифицированные молочные продукты, потребление которых может привести к нарушениям в питании: человек получает чувство насыщения, но недополучет те макро- и микронутриенты, на которые рассчитывает. Определение жирно-кислотного состава молочной продукции является эффективным методом выявления фальсификации. При ультрапастеризации молоко гомогенизируется под давлением и подвергается обработке при сверхвысокой температуре с последующей асептической упаковкой. Из-за гомогенности ультрапастеризованного молока возникают проблемы с экстракцией жира при проведении хроматографического анализа по определению жирно-кислотного состава. В статье приводятся результаты эксперимента, которые подтверждают, что при предварительном нагревании ультрапастеризованного молока до 45 0С жировая фракция при центрифугировании хорошо разделяется. Для проверки работоспособности методики проведена оценка показателей качества результатов анализа на примере пальмитиновой кислоты, которая показала, что ее метрологические характеристики ниже, чем в базовом нормативном документе (ГОСТ 32915), что позволяет рекомендовать ее к применению на практике.
Бесплатно
Особенности конструирования женской одежды для женщин старшего возраста
Статья
В статье представлены результаты комплексного исследования промышленных методов конструирования женской одежды больших размеров для женщин пожилого возраста. Предложены рациональные параметры базовой конструкции женского платья полуприлегающего силуэта. В целях обеспечения объективной оценки качества разработанных конструкций проведена комплексная оценка качества посадки макетов
Бесплатно
Особенности распространения волн в вязкой среде в трубах
Статья
В данной статье приведены исследования по распространению волн, в частности, рассмотрено их распространение в полупространстве, на контакте двух тел, а также в различных пластинчатых и цилиндрических формах. В области длинных волн, соответствующих толщине этого слоя, фазовая скорость будет зависеть от длины волны и от частоты. Этот факт, характерный для слоистых структур, позволяет создавать волноводные элементы, в которых распространяются волны, а также линии задержки, где время задержки зависит от частоты. Установлено, что поверхностные волны могут распространяться в любом направлении в изотропных или анизотропных телах.
Бесплатно
Остаточная влажность материала при валковом отжиме
Статья
Работа посвящена аналитическому описанию остаточной влажности материала при валковом отжиме. Выявлено, что количество удаляемой жидкости в начале зоны сжатия растет быстрее, затем темп роста намного понижается, а под конец зоны сжатия удаленная жидкость стабилизируются. Установлено, что закономерности изменения удаляемой жидкости в зоне восстановления зависит от угла, определяющего положение точки, где жидкость меняет направление.
Бесплатно
Параметры кривых контакта валков двухвалковых модулей
Статья
В работе получены аналитические зависимости для расчета длины кривых контакта валков, протяженностей зон скольжения и прилипания и углов, определяющие положение точек разделения этих зон. Выявлено, что зоны скольжения асимптотически уменьшаются до нуля с увеличением угла наклона материала к линии центров. Установлено, что увеличение радиусов валков и проекции внешних сил на ось ординат и уменьшение проекции внешних сил на ось абсцисс приводит к увеличению зоны скольжения и уменьшению зоны прилипания.
Бесплатно
Статья
Создание любых современных сложных технических систем, а также управление ими, невозможно без комплексного программного обеспечения. В этом случае важнейшей технической задачей является повышение его надежности и отказоустойчивости. Немаловажной задачей является снижение стоимости таких систем, а также упрощение их эксплуатации. Алгоритмы отказоустойчивости программного обеспечения оказывают явное влияние на производительность в реальном времени: необходимость резервирования вычислительных ресурсов и времени на выполнение процедур восстановления усложняет процесс планирования. Существует несколько современных решений в области отказоустойчивости, и за последние 40 лет было разработано множество алгоритмов планирования в реальном времени. Однако анализу характеристик отказоустойчивых алгоритмов в реальном времени и совершенствованию планирования в этом направлении уделяется меньше внимания со стороны исследовательского сообщества. В работе, рассматривается современное состояние подходов к обеспечению отказоустойчивости систем реального времени, определяются основные проблемы и взаимосвязи, так как телеметрия представляет собой сложные данные временного ряда. Учитывая временные и пространственные характеристики данных, методы обнаружения аномалий, основанные на прогнозировании, обычно дают лучшие результаты из-за возможности временного наклона. Обычно считается, что разница между прогнозируемыми данными и реальными данными невелика для обычных данных телеметрии.
Бесплатно
Передовые методы оптимизации работы с нейросетями на современных архитектурах
Статья
Статья посвящена исследованию и сравнению различных методов оптимизации при обучении нейронных сетей. Рассматриваются ключевые алгоритмы, такие как стохастический градиентный спуск, метод Momentum, AdaGrad и Adam. Для каждого метода предоставляются теоретические обоснования, математические формулы и примеры реализации на практике. Проведено экспериментальное сравнение эффективности этих методов на задаче классификации рукописных цифр с использованием набора данных MNIST. Обсуждаются преимущества и недостатки каждого метода, а также их влияние на скорость обучения и точность модели. На основе полученных результатов подводится итог о наиболее эффективном алгоритме, подчеркивается важность выбора подходящего метода оптимизации для повышения эффективности нейронных сетей в различных приложениях.
Бесплатно
Переработка волокна местной шерсти и технология получения нити смешанного состава
Статья
В данной статье продемонстрировано использование натуральных продуктов, таких как порошок из стеблей хлопка и хозяйственное мыло, при обработке овечьей шерсти, выращенной в Узбекистане, которые смягчают овечью шерсть и облегчают ее смешивание с другими волокнами. При этом приводится подробная информация о том, что местное волокно овечьей шерсти относится к группе грубых шерстяных волокон, в результате чего оно не пригодно для производства текстильных нитей средней линейной плотности. Имеются научно обоснованные результаты по гладкости и разрывной нагрузке композиционных нитей в процессе прядения, однако стремление к удлинению нарушают требования, предъявляемые к композиционным нитям, производству тканей для одежды. Отмечается, что широкое применение результатов исследования в производстве позволяет расширить ассортимент, увеличить выпуск конкурентоспособной продукции и повысить экспортный потенциал.
Бесплатно
Перспективы изучения химического состава и микробиологического пейзажа сточных вод предприятий
Статья
Целью работы был мониторинг качественного состава сточных вод предприятий г. Уфы. Исследование показало, что сточные воды некоторых предприятий являются загрязненными по содержанию взвешенных веществ, нефтепродуктов, ионов аммония, ХПК. Выявлена значимая корреляция между ХПК и БПК, БПК и содержанием фосфат-ионов, БПК и содержанием ионов аммония, величиной рН и содержанием ионов аммония. Соотношение между показателями ХПК и БПК позволяет судить о составе сточных вод и является подсказкой при подборе наиболее оптимального метода очистки. Несущественная разница между данными параметрами указывает на целесообразность применения биологической очистки, ведь чем больше органики, тем выше показатели БПК. Значительное превышение ХПК, по сравнению с БПК, указывает на большое содержание стойких органических соединений, которые трудно подвергаются биохимическому взаимодействию, и в этом случае правильнее будет использование физико-химических способов очистки. В пробах выделены и идентифицированы грамотрицательные условно-патогенные бактерии семейства Enterobacteriaceae – Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, Salmonella sp., Citrobacter sp., бороться с которыми эффективнее и экологически безопаснее методом ультрафиолетового обеззараживания. Проведенный мониторинг может стать хорошей опорой при подборе наиболее оптимального метода очистки сточных вод.
Бесплатно
Перспективы развития электронных платёжных систем
Статья
В данной статье рассматриваются перспективы развития электронных платёжных систем и их влияние на современное общество. Ключевые аспекты, такие как безопасность, скорость проведения транзакций, доступность и простота использования, подробно проанализированы. Основной упор делается на электронные платежные системы, которые позволяют осуществлять безналичные платежи и переводы с использованием современных информационных технологий. Также подчеркивается, что эти системы стали неотъемлемой частью нашего повседневного общения и сделали финансовые транзакции более удобными и доступным. Представлен обзор существующих платежных систем, анализ их недостатков и какие направления выделяют для дальнейшего улучшения и инноваций. В статье описываются основные преимущества электронных платежных систем, такие как удобство использования, сокращение времени на проведение банковских переводов, возможность осуществлять платежи в любую точку мира и прозрачность операций. Рассматривается роль конкуренции и инноваций в развитии электронных платежных систем, подводятся итоги и делаются прогнозы их будущего развития. Статья представляет интерес для специалистов в области финансов и информационных технологий, а также для всех, кто интересуется современными тенденциями в сфере электронных платежей. Она позволяет лучше понять текущее состояние и перспективы развития электронных платежных систем и оценить их роль в современном обществе.
Бесплатно
Статья
Гидроакустическая, радиочастотная и оптическая волновые системы - это технологии, которые сегодня используются для осуществления подводной беспроводной связи. Однако, в связи с необходимостью доставки в координационный центр большого количества видеоизображений с автономных необитаемых подводных аппаратов возник вопрос об организации канала связи со скоростью передачи данных не менее 1 Мбит/с и более, в то время как указанные традиционные системы могут обеспечить скорость потока данных до 50 кбит/с. Поэтому разработка надежных и эффективных беспроводных подводных каналов связи сегодня представляют огромный интерес в научных, военных и промышленных секторах, и, особенно, в глубоководной разведке. Подводная оптическая беспроводная связь UOWC, в которой используется спектральный диапазон 450-600 нм - это самая современная технология. В интересах управления автономными необитаемыми подводными аппаратами предложено в качестве канала передачи видеоизображений с бортовых камер использовать именно UOWC. В статье обосновывается целесообразность применения лазерных технологий для организации канала UOWC с целью увеличения дальности и скорости передачи данных относительно традиционных методов организации связи, представлена структурная схема UOWC, приведены расчетные формулы оптической мощности лазерного излучения на входе приемного устройства, а также коэффициента поглощения светового излучения как в чистой, так и в мутной воде. Приводятся несколько вариантов практического применения каналов UOWC в реальных условиях.
Бесплатно
Поддержка резервного копирования системы управления собственными средствами Samba AD
Статья
В настоящее время информация – это ценный ресурс, потеря которого может вывести любую систему из строя. Исходя из этого, следует вывод о том, что резервное копирование данных – неотъемлемая часть в современном мире. Резервное копирование даёт гарантию на сохранение важной информации, обеспечивая долговременную и непрерывную работу платформ. Целью исследования является подробное изучение эффективного резервного копирования в Samba Active Directory. В работе описывается каждый этап внедрения домена Samba AD, а также настройка создания резервной копии базы данных пользователей. Такая интеграция облегчила бы централизацию управления пользователями, компьютерами и ресурсами в одной системе. Особое внимание уделяется деталям резервного копирования домена Samba Active Directory с использованием собственных встроенных инструментов. Описываются методы резервного копирования, а также приводятся результаты практического эксперимента, демонстрирующего эффективность предложенного подхода. Статья будет полезна системным администраторам и ИТ-специалистам, заинтересованным в обеспечении надежности и отказоустойчивости своих информационных систем, а также тем, кто рассматривает возможность внедрения в свою работу Samba Active Directory.
Бесплатно
Статья
Настоящее исследование фокусируется на разработке и оптимизации подхода управления ресурсами в распределенных динамических вычислительных системах. Мы представляем новый гибридный метод, комбинируя динамическое управление частотой и напряжением с использованием нейронных сетей обнуления (НСО) для минимизации выбросов углекислого газа и снижения энергопотребления. Исследование включает систематические эксперименты, в ходе которых анализируется структура и параметры НСО для минимизации ошибок. Применение метода на реальных данных вычислительной сети NorduGRID продемонстрировало его эффективность, снижая выбросы CO2 на 9,4% за 30 дней при сохранении требуемой производительности. и является значимым вкладом в область развития энергоэффективных вычислительных систем. Проведены эксперименты на крупных вычислительных системах, включая более 2,7 миллиарда узлов с использованием реальных данных о выбросах углекислого газа. Полученные результаты подчеркивают перспективность гибридных подходов и использование нейронных сетей для оптимизации управления ресурсами в динамических вычислительных средах. Наш метод обеспечивает устойчивое и энергоэффективное выполнение вычислительных задач в условиях ограниченных ресурсов и является значимым вкладом в область развития энергоэффективных вычислительных систем. Разработанный подход предоставляет перспективы для оптимизации работы вычислительных систем, учитывая динамичный характер современных вычислительных задач и ограниченные ресурсы энергопотребления.
Бесплатно
