Вестник Пермского университета. Математика. Механика. Информатика @vestnik-psu-mmi
Статьи журнала - Вестник Пермского университета. Математика. Механика. Информатика
Все статьи: 859
Статья научная
В данной статье предложена методика сравнения эмоциональной составляющей голосов спикеров, реально испытывающих эмоции, и тех, которые пытаются их воспроизвести. Методика предполагает использование в качестве классификаторов отношение частот локальных максимумов спектра звуковой волны. В данной работе исследовались 4 категории базовых эмоций: гнев, грусть, страх, радость. Для получения сравнительных характеристик в каждой категории исследовалось по 30 записей с "фальшивой" и "истинной" эмоцией – всего 240 записей. Был проведен статистический сравнительный анализ классификаторов и обнаружены существенные различия в данных для искренних эмоций и их имитации. Также, была спроектирована модель искусственной нейронной сети, на основе которой создана программа для распознавания эмоционального посыла, содержащегося в записях голоса человека. На обученной искусственной нейронной сети проведен эксперимент по определению эмоционального состояния спикера и истинности или фальшивости его эмоционального посыла. Тестирование звуковых файлов с различными эмоциями показало хорошие результаты как для распознавания самого эмоционального состояния говорящего, так и истинности его эмоционального посыла.
Бесплатно
Статья научная
Концентрационная конвекция оказывает значительное влияние на транспорт примеси в пористых средах. Такие транспортные процессы могут возникать в различных геофизических системах. Концентрационная конвекция часто рассматривается по аналогии с термогравитационной конвекцией в пористых средах. Обычно не учитывается тот факт, что примесь может адсорбироваться на скелете пористой среды. Одним из подходов позволяющим учесть этот факт, является MIM (mobile-immobile media) подход. В статье исследуется возникновение концентрационной конвекции в вытянутой прямоугольной области заполненной пористой средой, в поле силы тяжести при постоянном перепаде давления и концентрации. В качестве модели фильтрации используется закон Дарси–Буссинеска. Задача решается аналитически методом многих масштабов в приближении слабой силы плавучести. Получены аналитические выражения полей концентрации и давления для основного состояния (случай отсутствия тяжести) и первого порядка малости. Проведено сравнение результатов численного счета с аналитическим решением. Показано, что бесконвективный случай является неустойчивым при сколь угодно малом перепаде концентрации, а возникающее течение представляет собой уединенную конвективную ячейку. Положение область наибольшей неоднородности концентрации зависит от соотношения чисел Пекле и Релея–Дарси.
Бесплатно
Статья научная
Излагаются результаты работы по формированию теоретических основ использования модифицированных функций Лагранжа, развитых в численных методах оптимизации, для учета дополнительных голономных связей в механических системах. Показано, что данная задача эквивалентна задаче разработки настраиваемого ПИД регулятора в теории адаптивного управления. Исследованы вопросы построения устойчивых алгоритмов рекуррентного оценивания параметров модифицированных функций Лагранжа, обеспечивающих движение механических систем вдоль дополнительных связей с заданной точностью. Данная методика учета дополнительных геометрических и кинематических связей позволяет расширить область применения алгоритмов численного моделирования, разработанных для механических систем со структурой дерева, на системы с замкнутыми кинематическими цепями. На примере конкретной механической системы выполнена апробация и тестирование разработанных вычислительных процедур. Приводится оценка сравнительной эффективности.
Бесплатно
Статья научная
На основе информационных технологий исследованы семантические поля для технических терминов промышленных предприятияй XVIII в. Анализ полей проведен по трем источникам, содержащим термины промышленного оборудования, путевым запискам руководителей Оренбургских научных отрядов. Исследование семантических полей осуществлено на основе информационной системы Семограф и программы визуальной аналитики "SciVi". На примере семантических полей Промышленное предприятие и Промышленное оборудование изучены связи между полями, объем и вес входящих в поле терминов. Данная статья является расширенной версией работы, представленной на конференции Математика и междисциплинарные исследования 2021.
Бесплатно
Применение методов искусственного интеллекта в системах видеонаблюдения
Статья научная
Выполнен обзор основных производителей систем видеонаблюдения и программных продуктов, реализующих методы компьютерного зрения и искусственного интеллекта. Разработана и внедрена система видеонаблюдения на промышленном предприятии.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается задача решения разреженных положительно определенных систем линейных алгебраических уравнений с медленно меняющимися коэффициентами. В решении применен обратный итерационный алгоритм, основанный на симметричной формуле ранга один пересчета матрицы системы. Приведены условия локальной и глобальной сходимости алгоритма. Обсуждаются его основные свойства. На тестовых примерах продемонстрирована сравнительная эффективность метода.
Бесплатно
Применение модели "факт-связь" при анализе причинно-следственных связей
Статья научная
Рассматривается задача моделирования и анализа фактов и связей между ними. Дается понятие факта и причинно-следственной связи. Приводится постановка задачи поиска сети фактов. В основе данного подхода лежит идея автоматического построения модели, описывающей факты и связи между ними на языке формальной теории "исчисления фактов". Данная работа может представлять интерес для специалистов, занимающихся решением задач интеллектуального анализа данных (Data Minig).
Бесплатно
Применение нейросетевых технологий в изучении акмеологического потенциала студентов вуза
Статья научная
Разработана компьютерная программа, предназначенная для прогнозирования вероятности трудоустройства по специальности и уровня успешности студента в его будущей карьере. В основе программы лежит нейронная сеть, обученная на примерах опыта трудоустройства и трудовой деятельности выпускников Пермского государственного гуманитарно-педагогического университета. Программа дает возможность влиять на результаты прогнозов будущей деятельности студентов путем корректировки их текущих параметров.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается проблема построения обыкновенных дифференциальных уравнений для первых моментов вектора состояния линейной стохастической динамической системы со специальными формами запаздываний - с распределенными и конечными сосредоточенными. На основе последовательно развиваемой в работах автора схемы, сочетающей классический метод шагов и расширение пространства состояния (МШРПС), строится цепочка стохастических дифференциальных уравнений без запаздывания, а затем и уравнения для искомых моментов.
Бесплатно
Статья научная
В данной статье комбинация классического метода шагов и расширения пространства состояний (МШРПС), предложенная ранее для анализа стохастических структур с сосредоточенными параметрами и дискретными запаздываниями, модифицируется для исследования динамических систем, описываемых дифференциальными уравнениями в частных производных с постоянными запаздываниями. Реализация расчетного алгоритмы осуществлена в виде программы на входном языке пакета Mathematica. Приведены примеры анализа различных систем.
Бесплатно
Статья научная
Данная работа посвящена применению модификации схемы интегрального расширения пространства состояний для изучения стохастических поперечных колебаний шарнирно закрепленной линейной вязкоупругой балки, возникающих под воздействием случайной осевой нагрузки, а также внутреннего и внешнего трения. Методика исследования включает разложение профиля балки в ряд Фурье по синусам и вывод системы стохастических обыкновенных дифференциальных уравнений для коэффициентов разложения. На основании этой системы построены уравнения для первых моментных функций этих коэффициентов. Демонстрируются результаты расчетов на основе алгоритма, реализующего предложенную методику.
Бесплатно
Применение формул прогонки для шифрования текстовых данных
Статья научная
В работе впервые рассматривается возможность применения формул трехдиагональной прогонки для шифрования текстовых данных. Алгоритм шифрования заключается в вычислении правой части системы линейных алгебраических уравнений с трехдиагональной матрицей. В задаче все коэффициенты уравнений, правая часть и решение принимают значения остатков по модулю простого числа р. Алгоритм дешифрования заключается в решении СЛАУ на классе вычетов простого модуля р. Алгоритм дешифрования использует метод трехдиагональной прогонки. Доказаны две теоремы для корректности алгоритма. Теорема 2 - достаточные условия корректности. Теорема 3 - необходимые условия корректности. Приведены три примера шифрования текста из 65, 67 символов, хорошо иллюстрирующие условия применимости теорем. Оценена мощность пространства ключей.
Бесплатно
Статья научная
В работе представлены методика и компьютерный алгоритм применения системы ор-тонормированных на всей действительной оси функций Христова, замкнутых относительно операций умножения и дифференцирования, для анализа стохастических дифференциальных уравнений в частных производных в неограниченной области на примере семейства уравнений Кортевега^де Фриза. Представлены результаты вычислений стохастических характеристик решения одного из этих уравнений, выполненных в среде пакета Mathematica.
Бесплатно
Пример определения относительной эффективности дезаксиального двигателя внутреннего сгорания
Статья научная
Описана методика расчета параметров дезаксиального двигателя внутреннего сгорания, таких как работа сил трения в паре поршень-цилиндр и работа газа на валу двигателя. На конкретном примере показано, что дезаксиальность позволяет снизить потери трения (а значит и износ) в паре поршень-цилиндр более чем в два раза, причем работа газа на валу увеличивается примерно на четыре процента, - т. е. КПД дезаксиального ДВС повышается.
Бесплатно
Статья научная
При исследовании и решении задач гладкого оптимального управления обычно используется линеаризация уравнений состояния управляемого процесса, и, естественно, здесь применимы современные результаты по теории линейных функционально-дифференциальных уравнений. Была поставлена следующая задача: получить такие необходимые условия оптимальности в виде принципа максимума, что должно быть справедливо для всех классов функционально-дифференциальных уравнений. В результате построена собственная схема получения необходимых условий оптимальности в теории экстремальных задач. С ее помощью можно вкратце и в довольно общей форме сформулировать теорию принципа максимума. С помощью указанной схемы принципа максимума и теории линейных функциональнодифференциальных уравнений необходимые условия оптимальности получаются и доказываются в задачах гладкого оптимального управления.
Бесплатно
Принципы функционального программирования
Статья научная
В последнее время наблюдается рост интереса к функциональному программированию. В отличие от императивного программирования функциональная парадигма представляет собой другой подход к разработке программ, который является более эффективным для решения некоторого класса задач. В статье рассмотрены и систематизированы принципы, характерные для различных функциональных языков. Статья адресована тем, кто владеет навыками императивного программирования и желает познакомиться с концепциями функциональных языков. Для демонстрации примеров использован процедурный язык Паскаль и функциональный язык F#.
Бесплатно
Проблемы математического образования и их решение
Статья научная
Рассмотрены основные проблемы математического образования и пути их решения. Проведен анализ факторов, определяющих эффективность образовательного процесса глазами студентов. Использованы результаты анкетирования студентов, применен метод корреляционных плеяд.
Бесплатно
Статья научная
Представлено исследование доходов Финляндии от прибывающих иностранных туристов. Выбраны социально-экономические факторы, которые могут оказывать влияние на систему. Построен ряд математических моделей, в качестве наилучшей по показателям аппроксимации и постпрогноза выбрана линейная многофакторная модель. С ее помощью сделан краткосрочный прогноз и исследована чувствительность доходов от прибывающих туристов к изменению управляемых и неуправляемых факторов. На основании результатов исследования сформулированы рекомендации по повышению доходности.
Бесплатно
Программная реализация конечного автомата на языке Си
Статья научная
Конечный автомат описывается множествами входных, выходных символов и символов внутренних состояний. Кроме того, задаются функции переходов и выходов. Наиболее "быстрая" реализация этих функций выполняется аппаратно. Так, например, строятся устройства управления процессоров на основе так называемых программируемых логических матриц (ПЛМ). Однако часто необходима и "медленная", программная реализация, например при распознавании кодовых последовательностей (пин-код), проверке синтаксиса программ и пр. В статье рассматривается программная реализация автомата на языке СИ методом ПЛМ.
Бесплатно
Проектирование композитных стрингерных пластин
Статья научная
Исследуется проблема оптимального проектирования композитной стрингерной пластины, находящейся под действием сжимающих нагрузок. Установлено, что задача оптимального проектирования для рассматриваемого класса конструкций может иметь более одного решения. Приведены результаты численного анализа, позволяющие оценить эффективность использования стрингерных пластин по сравнению с аналогичными конструкциями без подкрепляющих элементов.
Бесплатно
