Статьи журнала - Сибирский аэрокосмический журнал
Все статьи: 3239
Статья научная
В статье рассматривается применение методов кластерного анализа для повышения эффективности генетических алгоритмов при решении задач глобальной оптимизации много-мерных функций, актуальных в ракетно-космической отрасли. Предмет исследования – динамическая коррекция области поиска генетического алгоритма (ГА) на основе статистической фильтрации кластеров индивидов. Тема исследования включает разработку метода динамической коррекции областей интереса по переменным задачи путём разделения популяции на группы с помощью алгоритмов кластеризации (с заранее определенным количеством, а также динамически определяемым количеством кластеров), вычисления для каждой группы показателей численности и средней функции пригодности и отсечения кластеров, не вносящих значимого вклада в эволюционный процесс. Целью исследования является повышение скорости сходимости алгоритма без снижения качества результатов при решении задач смешанной оптимизации за счет эффективной адаптации области поиска на каждом шаге алгоритма. Эксперименты на тестовых функциях показали повышение скорости сходимости в среднем на 25–30 % по сравнению со стандартным алгоритмом. Полученные результаты демонстрируют возможность интеграции разработанного подхода в программно-аппаратные комплексы для автоматизированного проектирования ракетно-космических систем, что позволит снизить время расчётов и повысить точность выбора оптимальных параметров. Также предложенный подход может быть использован для выбора эффективных значений гиперпараметров широкого спектра моделей машинного обучения, в частности, архитектурного синтеза искусственных нейронных сетей, различных топологий, включая глубокие нейронные сети и специализированные архитектуры.
Бесплатно
Применение методов непараметрического моделирования в решении задач экологического мониторинга
Статья научная
Рассмотрены основные задачи экологического мониторинга, в том числе решаемые с использованием спутниковых данных дистанционного зондирования. Проведен анализ экологической ситуации в России, существующих методов размещения пунктов наблюдения в системах контроля атмосферного воздуха и программ наблюдений. Охарактеризована система экологического мониторинга в Красноярске и необходимость применения методов моделирования при оценке экологической обстановки с целью комплексного учета многих факторов (параметры источников выбросов, текущее метеорологическое состояние атмосферы, условия рассеивания для данной местности, свойства моделируемых веществ и др.). Исследована проблема создания модели экологической обстановки в г. Красноярске в контексте Н-моделей. Показана необходимость использования соответствующих непараметрических индикаторов при построении обучающихся параметрических моделей «трубчатых» процессов. Проанализирован вопрос идентификации в узком и широком смысле. Рассмотрен стандартный способ моделирования экологической обстановки, описаны сложности, возникающие при моделировании процессов, имеющих «трубчатую» структуру, параметрическими методами. Представлена модель прогноза экологической ситуации в г. Красноярске, разработанная методами непараметрического моделирования с использованием ядерных оценок на основе данных наблюдений государственной сети мониторинга, приведены результаты моделирования пространственного распределения окиси углерода. Обоснована необходимость применения данного подхода в принятии управленческих решений, регулирующих экологическую обстановку в режиме реального времени. В связи с необходимостью развития региональных сетей мониторинга, задачи выбора пунктов наблюдения и оптимизации программы мониторинга качества атмосферного воздуха являются наиболее актуальными, в их решении необходимо комплексное рассмотрение всей совокупности факторов и угроз, а также использование новейших технологий (в том числе применение аэрокосмических (дистанционных) методов экологического мониторинга). Предложенный подход позволит оптимизировать процедуру принятия решений в области управления качеством окружающей среды. В дальнейшем возможно расширение модели, что позволит рассчитывать распространение загрязнения не только в пространстве, но и во времени и увеличить точность прогнозов.
Бесплатно
Статья научная
Использование этих методов на различных этапах эксплуатации обеспечивает достоверность оценки технического состояния летательных аппаратов (ЛА).
Бесплатно
Статья научная
Безопасность внутренней сети является важным аспектом успешного предприятия. Существуют различные средства для предотвращения киберугроз и анализа посещаемых интернет-ресурсов, но их быстродействие и возможность применения сильно зависит от объема входных данных. В статье рассматриваются существующие методы определения сетевых угроз с помощью анализа журналов прокси-сервера и предлагается метод кластеризации интернет-ресурсов, направленный на снижение объема входных данных путем исключения групп безопасных интернет-ресурсов или выбором только подозрительных интернет-ресурсов. Предложенный метод состоит из 3-х этапов: предобработка данных, анализ данных и интерпретация полученных результатов. Исходными данными для него являются записи журнала прокси-сервера. На первом этапе из исходных данных выбираются полезные для анализа данные, после чего непрерывный поток данных делится на небольшие сессии при помощи метода ядерной оценки плотности. На втором этапе выполняется мягкая кластеризация посещенных интернет-ресурсов путем применения метода тематического моделирования. Результатом второго этапа являются неразмеченные группы интернет-ресурсов. На третьем этапе, с помощью эксперта, происходит интерпретация полученных результатов путем анализа наиболее популярных интернет-ресурсов в каждой группе. Метод имеет множество настроек на каждом этапе, что позволяет сконфигурировать его под любой формат и специфику входных данных. Его область применения никак не ограничивается. Полученный метод может быть использован в качестве дополнительного шага предобработки с целью снижения количества входных данных.
Бесплатно
Применение многоатрибутивного метода для выбора состава бортовых систем обмена информацией
Статья научная
Для многоуровневого выбора состава бортовых систем обмена информацией предлагается применить многоатрибутивный метод проектирования. Рассматривается алгоритм, реализующий данный метод.
Бесплатно
Статья научная
Известно, что с увеличением степени измельчения структурных составляющих сплавов повышаются механические свойства получаемых их них изделий. Отмечается, что достаточно большое количество деталей, комплектующих изделия машиностроения, производится с помощью литейного производства, в связи с присущими этому способу преимуществами по сравнению с другими технологиями изготовления деталей, наиболее значимое из которых - относительная простота технологии, тем не менее позволяющая получать сложные по конфигурации детали, которые практически невозможно изготовить другими способами, при одновременном обеспечении требуемых технической документацией характеристик. К таким деталям, в частности, относятся литые детали, которые входят в состав узлов, механизмов и машин транспортного машиностроения. При этом в этой отрасли, особенно в аэрокосмическом машиностроении, большое распространение получили алюминиевые литейные сплавы. При изготовлении литых деталей одним из основных способов повышения качества является модифицирование, суть которого заключается во введении в жидкий металл веществ, которые служат либо центрами кристаллизации, либо блокируют рост формирующихся кристаллических образований. К настоящему времени «измельчающие» возможности применяющихся средств модифицирования достигли своего предела. И в последние годы для этой цели находят применение более эффективные модификаторы в виде нанопорошков тугоплавких высокопрочных химических соединений (нитриды, карбиды, оксиды, бориды и др.), применение которых приводит к существенному повышению механических свойств литых изделий. Приводятся примеры применения наномодифицирования при изготовлении из алюминиевых сплавов литых деталей транспортных средств, а также использования нанопорошков при сварке, процессы которой практически идентичны с литейными.
Бесплатно
Применение нанотехнологии для повышения физико-механических характеристик поверхности металлоизделии
Статья научная
Представлены результаты применения нанотехнологии, обеспечивающих повышение физико-механических характеристик поверхности металлоизделии.
Бесплатно
Применение нейро-нечетких систем в задачах подсчета кредитного балла банковского сектора
Статья научная
В виду сложности и значительных временных затрат проектирования нейро-нечетких моделей вручную с нуля в рассмотрение вводятся эволюционные алгоритмы. С помощью генетических алгоритмов разработка нейро-нечетких систем упрощается и становится автоматической. Предложенная схема применяется к известным задачам о кредитах в Австралии и Германии. Приводится сравнение с другими подходами.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматривается задача восстановления пропущенных данных при решении навигационной задачи с использованием спутниковых навигационных систем. В рамках исследования была выявлена корреляционная связь между изменениями псевдодальностей (расстояние от объекта до навигационного спутника, вычисленное с учетом погрешности шкалы времени потребителя). Иначе говоря, изменение расстояния между приёмником и одним спутником взаимосвязано с изменением расстояния между приёмником и другим спутником. На основе обнаруженной зависимости была сформирована гипотеза того, что приращение псевдодальности относительно предшествующего момента времени на коротком временном отрезке изменяется линейно. Для подтверждения этой гипотезы был построен график, который её подтвердил. Предложен непараметрический алгоритм восстановления пропущенных данных на основании этой гипотезы. В рамках исследования в измерения псевдодальностей были внесены случайные пропуски. Цель внесения пропусков – симулировать условия, в которых навигационный приемник теряет сигнал от некоторых навигационных спутников (например, в связи с высокой плотностью застройки). После внесения пропусков был применён разработанный алгоритм для восстановления пропущенных значений. Результаты продемонстрировали, что различие меду реальными и восстановленными значениями псевдодальностей не превышало более одного процента. Это позволяет подтвердить эффективность разработанного алгоритма в решении навигационной задачи для условий потери сигнала от спутников.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрено применение принципов функционирования механизмов иммунной системы в задаче построения адаптивного самообучающегося средства защиты информации и использования нечеткой логики для его улучшения.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается возможность осуществления мониторинга деформаций бортов карьера по данным многопроходных радарных съемок.
Бесплатно
Статья научная
Разработан и протестирован высокоэффективный численный алгоритм, позволяющий решать широкий класс двумерных нестационарных конвективно-диффузионных задач. Проведено математическое моделирование нестационарных процессов, протекающих в канале линейного МГД-ускорителя. В полной постановке решена двумерная задача магнитной гидродинамики с учетом эффекта Холла. В результате моделирования обнаружен эффект отклонения токового слоя от направления, перпендикулярного электродам ускорителя. Полученные результаты качественно согласуются с экспериментальными данными.
Бесплатно
Применение реальных опционов для оценки инвестиционных проектов
Статья научная
Проведен анализ методологий по оценке эффективности инвестиционных проектов -метод дисконтированного денежного потока, дерева решений и реальных опционов, рассматриваются случаи, когда использование метода реальных опционов приводит к принятию более обоснованных инвестиционных решений и демонстрируется его применение на примере инвестиционного проекта по малоэтажному домостроительству.
Бесплатно
Статья научная
Разработаны ресурсосберегающая технология и универсальная установка для изготовления электродов контактной сварки из утилизированных медных отходов.
Бесплатно
Статья научная
Тенденции развития промышленности в области космических аппаратов (КА) ставят все более сложные задачи перед мехатронными системами. Ввиду усложнения процессов компоновки КТК и солнечных батарей, текущие методы раскрытия конструкций становятся менее надежными и актуальными. Помимо этого, развитие орбитальных станций приводит к возникновению целого спектра задач. Одним из перспективных подходов является использование мехатронных манипуляторов, однако, функциональность их применения сильно ограничена заранее определенными при разработке алгоритмами перемещения исполнительного органа и манипуляций над объектами. В связи с этим, возникает необходимость в проработке новых подходов к нахождению и определению формы целевого объекта, для дальнейшего просчета алгоритма его взаимодействия со схватом мехатронного манипулятора. В статье приводится метод реконструкции трехмерной формы объектов, основанный на применении системы технического зрения. Для получения пространственных характеристик сцены используется стереокамера. На основе полученных данных, сцена разбивается на несколько независимых геометрических поверхностей, с последующей поэтапной обработкой нейросетевыми алгоритмами. На каждом из этапов алгоритма происходит извлечение требуемых параметров целевых объектов. В качестве архитектуры нейронной сети используется YOLACT EDGE, осуществляющая семантическую сегментацию и классификацию объектов. Отдельной задачей можно вынести соотнесение пространственных характеристик целевых объектов и замещающей трехмерной модели. Для обеспечения этого соотнесения архитектура нейронной сети была дополнена ветвью «Маска опорных точек», обеспечивающей прогноз позиций опорных точек объектов, однозначно определяющих пространственные характеристики целевого объекта. В результате, полученная система способна обеспечить построение трехмерной карты зоны обметания в режиме реального времени. Кроме того, на основе полученной телеметрической информации возможен просчет траектории движения исполнительного органа манипулятора и его взаимодействия с объектами.
Бесплатно
Применение спутниковых систем ГЛОНАСС/GPS при адаптации ионосферной модели
Статья научная
Рассмотрены различные методы непрерывного мониторинга состояния ионосферной плазмы. Показано, что, несмотря на достоинства использующихся подходов, существующие недостатки ограничивают возможности их практического применения. Проведен анализ различных вариантов прогнозирования параметров ионосферы, на основе которого обоснован выбор модели, отвечающей требованиям простоты и высокой скорости расчетов, необходимых для дальнейших исследований. Приведен пример построения профиля электронной концентрации с применением выбранной экспериментальной модели NeQuick. Показана целесообразность использования в качестве адаптирующего параметра модели значений потока солнечного радиоизлучения на волне 10,7 см, характеризующего уровень солнечной активности. Представлен способ оценки индекса с использованием данных глобальных навигационных спутниковых систем ГЛОНАСС/GPS, включающий в себя сглаживание измерений каждого спутника, формирование корреляционных матриц данных и минимизацию функционала, определяющего отклонение модели от истинных значений. Эффективность методов непрерывного мониторинга состояния ионосферной плазмы оценивалась путем проведения экспериментальных работ на полигоне ОАО «ОНИИП», г. Омск. На основе полученных данных показаны основные преимущества предложенного способа при определении критической частоты слоя F2 в точках, удаленных от области видимости спутников на расстояния от 700 до 1300 км: лучшее описание характера зависимости параметра от времени и, как следствие, повышение точности определения.
Бесплатно
Применение струйного парового сопла в тепловых трубах среднетемпературного диапазона
Статья научная
Представлена часть комплексного расчетно-экспериментального исследования интенсификации теплопередающих характеристик тепловых труб среднего температурного диапазона. При торцовом (аксиальном) направлении теплового потока на входе в тепловую трубу, характерном для коротких тепловых труб, появляется возможность использования струйного парового сопла, аналогичного соплу Лаваля и окруженного слоем капиллярно-пористой вставки вдоль всей длины тепловой трубы, что увеличивает скорость потока пара.
Бесплатно
Статья научная
Представлены и сведены воедино теоремы В. А. Котельникова, определяющие условия, при которых аналоговые сигналы s (t ) можно точно восстановить по дискретным отсчетам s1 = s (t1 ) , s2 = s (t2 ) , …, sk = s (tk ) , расположенным через определенные промежутки времени t-t t-t в цифровых системах
Бесплатно
Применение трехслойных сотовых конструкций в космических аппаратах
Статья научная
В космической технике находят применение трехслойные сотовые конструкции с установленными в них закладными элементами. Трехслойная (сотовая) конструкция состоит из двух тонких обшивок (несущих слоев), между которыми размещается относительно легкий и менее прочный заполнитель, обеспечивающий совместную работу несущих слоев. Закладные элементы, установленные в трехслойную сотовую конструкцию, предназначены для установки оборудования, кабелей, волноводных сетей и соединения сотовых конструкций между собой. Необходимо учитывать ряд факторов: выбор высоты сотового пакета, толщины обшивки, размера соты и подбор закладного элемента. В различных литературных источниках и научных работах как российских, так и зарубежных исследователей данной проблеме практически не уделяется внимания, либо исследования не проводятся совсем. Для грамотного решения данного вопроса необходимо провести ряд исследовательских работ в части испытаний сотовых конструкций с закладными элементами. Необходимо более подробно изучить влияние сотового заполнителя, несущих слоев, размеров закладных элементов на несущую способность трехслойной конструкции в целом, качественно обработать данные, полученные экспериментальным путем и ручным расчетом. Данные, полученные в результате проведенных исследований, применяются при проектировании и изготовлении трехслойных сотовых конструкций космических аппаратов.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрен метод визуализации структуры взаимосвязей между объектами статистической системы, основанный на модификации физической задачи N тел. Поставлена и решена задача получения новой формы визуального представления структуры взаимосвязей в виде пузырьковой диаграммы.
Бесплатно
