Математика, механика, информатика. Рубрика в журнале - Сибирский аэрокосмический журнал
Об электронном генераторе электроэнергии
Статья научная
Рассмотрены генераторы, преобразующие механическую энергию в электроэнергию. Показана низкая эффективность такого производства электроэнергии и его негативное воздействие на экологию. Использование энергии фундаментального электрического взаимодействия электронов и катионов даёт возможность создать высокоэффективный экологически чистый электронный источник электроэнергии. Представленытеоретические основы и технические решенияэ лектронного генератора дляпро изводства электроэнергии. Показаны преимущества электроэнергетической нанотехнологии (ЭЭНТ) перед известными технологиями производства электроэнергии.
Бесплатно
Об эффективности параллельных алгоритмов при моделировании динамики лесных пожаров
Статья научная
Проведен анализ различных способов декомпозиции сеточной области при численном моделировании динамики распространения лесного пожара. Приведены данные предварительного теоретического анализа ускорения вычислений, а также вычислительного эксперимента, выполненного на кластере Института вычислительного моделирования Сибирского отделения Российской академии наук. Показано, что наиболее эффективным при использовании, по крайней мере, четырех-шестнадцати процессоров является двумерное разбиение исходной области.
Бесплатно
Статья научная
Искусственные нейронные сети могут быть широко использованы в различных областях: экономике, медицине, космической отрасли и т. п. Однако при использовании нейронных сетей для решения конкретной задачи возникает проблема выбора эффективной структуры нейронной сети. Решение этих проблем является важным этапом применения нейросетевых технологий для практических задач, так как от этих этапов напрямую зависит качество (адекватность) полученной нейросетевой модели. Однако это требует больших затрат временных и материальных ресурсов, что приводит к необходимости автоматизировать процесс. Для этого предлагается использовать многокритериальные эволюционные алгоритмы, такие как SPEA, SPEA2 и NSGAII, так как они могут решать сразу две проблемы: во-первых, генерировать небольшие нейронные сети, тем самым экономя вычислительные ресурсы, а во-вторых, решать поставленные задачи достаточно качественно. Модифицированные эволюционные алгоритмы, которые производят отбор наиболее информативных признаков, не улучшают работу алгоритмов, использующих все входы на задачах малой размерности, но значительно повышают точность при росте размерности. Модифицированные алгоритмы одновременно с автоматическим проектированием структуры искусственных нейронных сетей определяют наиболее информативные признаки, причем включают в качестве входов только слабо коррелированные друг с другом переменные исходной задачи.
Бесплатно
Область концентрации сегментов металлографических изображений деформируемых алюминиевых сплавов
Статья научная
Предлагается анализ концентрации сегментов как области изображений. Рассмотрен признак, позволяющий оценить концентрацию сегментов микр о структурных металлографических изображений деформируемых алюминиевых сплавов.
Бесплатно
Обнаружение динамических текстур по видеопоследовательностям в условиях недостаточной освещенности
Статья научная
Обнаружение динамических текстур на видеоизображениях в настоящее время находит все более широкое применение как на городских территориях (в частности, на территориях аэродромов), так и на территориях природных парков, лесных массивов. Качество работы алгоритма поиска динамических текстур зависит от наличия шумов, вносимых сложными погодными условиями и недостаточной освещенностью. Для компенсации недостаточной освещенности и повышения качества темных видеоизображений необходимо расширить диапазон яркостей, увеличить среднюю яркость пикселов, повысить контраст и избавиться от аддитивного шума. Для имитации недостаточной освещенности к изображениям с нормальной освещенностью последова- тельно применена гамма-коррекция, добавлен аддитивный гауссов шум и импульсный шум. Компенсация недостаточной освещенности реализована с помощью многомасштабного алгоритма «Ретинекс» с рестав- рацией цвета, подавление аддитивного шума выполнено с использованием фильтра Гаусса, импульсный шум устраняется с применением медианного фильтра. Для повышения резкости использован фильтр Лапласа. Использованы видеопоследовательности из набора данных Билькентского университета, компании Wildfilm- sindia и др. Дополнительно репрезентативность тестового набора повышена самостоятельно снятой авто- рами в ночное время видеопоследовательностью. Экспериментальные исследования проведены на примере системы обнаружения дыма на основе локальных бинарных шаблонов. Точность обнаружения дыма в условиях недостаточной освещенности по сравнению с исходным изображением в среднем ниже на 28-30 %, при этом значительно увеличивается число ошибок первого рода и число ложных срабатываний до 34,2 и 27,4 % соот- ветственно. На изображениях, улучшенных с помощью предложенного алгоритма компенсации недостаточной освещенности, точность обнаружения существенно возрастает и составляет 94,41 %, что ниже точности обнаружения дыма относительно исходного изображения всего на 2,3 %. Таким образом, экспериментальные исследования подтверждают эффективность предложенных методов и алгоритмов анализа динамических текстур на примере обнаружения дыма на видеопоследовательностях.
Бесплатно
Статья научная
Создание и использование логических алгоритмов классификации основывается на выявлении в исходных данных закономерностей, из набора которых формируется решающая функция. Поиск закономерностей можно рассматривать как задачу комбинаторной оптимизации. Для получения более эффективного решения выбор алгоритма оптимизации следует производить исходя из характерных свойств, присущих рассматриваемой оптимизационной задаче. Рассматриваются некоторые свойства задач оптимизации, решаемых в ходе поиска логических закономерностей в данных. Рассматривается задача распознавания объектов, описываемых бинарными признаками и разделенных на два класса. Закономерности являются элементарными блоками для построения логических алгоритмов распознавания. Задачу нахождения максимальной закономерности можно записать в виде задачи условной псевдобулевой оптимизации. Проводится исследование свойств оптимизационной модели, описывающей поиск логических закономерностей в данных. Результаты исследований показывают, что в пространстве поиска имеется множество постоянства целевой функции, которое затрудняет работу алгоритмов оптимизации, начинающих поиск из допустимой точки и ведущих его по соседним точкам, так как вычисление целевой функции в системе окрестностей, состоящей из соседних точек, не дает информации о наилучшем направлении поиска. При решении практических задач больших размерностей это множество постоянства может быть таким, что ему принадлежит большая часть точек допустимой области. Рассматриваются возможности улучшения алгоритмов поиска закономерностей. Проводится экспериментальное исследование на практических задачах распознавания. Результаты экспериментов показывают, что использование информации о близости объектов выборки к закономерности позволяет преодолеть трудности, связанные с характерными особенностями решаемой задачи оптимизации и проявляющиеся в наличии множеств постоянства, и находить лучшие закономерности в данных для их использования в решении задач распознавания.
Бесплатно
Обнаружение областей задымления на видеопоследовательности с применением локальных бинарных шаблонов
Статья научная
Раннее обнаружение дыма на открытых пространствах крайне важно, поскольку дым обычно становится видимым раньше пламени. В настоящее время системы видеонаблюдения получили широкое распространение в различных областях. Поэтому детектирование дыма на основе видеоизображений можно считать эффективным и недорогим способом для обнаружения задымлений и пожаров на открытых пространствах. Существующие методы можно разделить на группы: обнаружение дыма на основе гистограмм, временной анализ областей задымления, методика с применением эвристических правил и гибридный подход, комбинирующий эти методы. Предложен автоматический метод детектирования дыма, использующий технологии компьютерного зрения и методы анализа изображений. Метод включает в себя анализ текстуры с помощью инвариантных к повороту и освещению локальных бинарных шаблонов, локальных тернарных шаблонов и расширенных бинарных шаблонов. Разработан новый метод текстурного анализа, названный темпоральными шаблонами, которые стоятся как 3Б-структура, основанная на соседних кадрах видеоизображения. Использованы различные способы построения гистограмм на основе полученных шаблонов. В качестве меры различия двух гистограмм использовано расстояние Кульбака-Лейблера. Эксперименты проводились на видеопоследовательностях, содержащих густой и прозрачный дым, из базы данных динамических текстур Dyntex. Набор образцов был разделен в соотношении 80 % обучающий, 20 % тестовый набор. Эксперименты показали преимущества темпорального способа построения шаблона по сравнению с классическим для динамических текстур. Эксперименты показали, что предложенный метод эффективен для детектирования дыма на видеопоследовательности.
Бесплатно
Обнаружение сетевых вторжений эволюционным иммунным алгоритмом клональной селекции
Статья научная
Предложено применение аппарата искусственных иммунных систем в качестве эвристического метода обнаружения инцидентов информационной безопасности для алгоритмического обеспечения систем обнаружения вторжений. Из существующих вычислительных моделей искусственной иммунной системы, обладающих необходимыми особенностями для построения адаптивных систем обнаружения вторжений, выбрана теория клональной селекции. Для повышения эффективности работы (формирования высокоаффинных детекторов) предлагается модификация алгоритма клональной селекции путем применения внешней оптимизационной структуры, принцип которой основан на применении стратегии эволюционных алгоритмов. Для расчета аффинности в работе используется метрика «процент согласования». Дополнительно применяется генератор псевдослучайных чисел на основе алгоритма Блюма-Блюма-Шуба. Получены эмпирические результаты оценки эффективности эволюционного иммунного алгоритма клональной селекции при апробации на множестве тестовых данных в соответствии с методикой исследования. Проведен сравнительный анализ эффективности с аналогами разрабатываемого эволюционного иммунного алгоритма клональной селекции, построенными на других методах искусственного интеллекта. По результатам проведенных исследований сформулированы выводы об эффективности применения эволюционного иммунного алгоритма клональной селекции при решении задачи обнаружения преднамеренных изменений на множестве контролируемых данных.
Бесплатно
Статья научная
Уточнено понятие результирующего вектора для плоской трехфазной системы сигналов. Приведены соотношения, связывающие мгновенные значения фазных сигналов с координатами обобщенного вектора в трехмерной декартовой и цилиндрической координатных системах.
Бесплатно
Обоснование нагрузок для установления расчетных случаев нагружения карьерного экскаватора
Статья научная
Обоснован и практически реализован подход к обоснованию нагрузок для установления расчетных случаев нагружения экскаватора КТМ-405т модульного типа с электромеханическими толкателями.
Бесплатно
Обработка результатов экспертиз в реестре научно-технических разработок
Статья научная
Описаны алгоритмы получения результирующего ранжирования научно-технических разработок с использованием математического аппарата бинарных отношений.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены вопросы разработки обучающих программ, позволяющих самостоятельно вести поиск решения задач и контролирующих на каждом этапе уровень усвоения знаний. Предложен алгоритм обучения процессу алгоритмизации в курсе программирования с использованием автоматизированной обучающей системы.
Бесплатно
Описание идеалов лиева кольца NE6(K)
Статья научная
Рассматривается описание идеалов лиева кольца. Дается описание присоединенных подгрупп на примере доказательства теоремы о соответствии.
Бесплатно
Описание идеалов лиева кольца NF4(K)
Статья научная
Рассмотрено описание идеалов лиева кольца и благодаря доказанной теореме о соответствии описание присоединенных подгрупп
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрен вопрос применения тензорного анализа для описания архитектуры управления предприятием телекоммуникационной отрасли.
Бесплатно
Определение аффинной структуры объекта по движению
Статья научная
Анализируется задача оценки трехмерной формы объекта с использованием нескольких его изображений. Рассматривается случай аппроксимации сцены аффинными моделями. Приведено определение аффинной струк-туры объекта по двум и более его изображениям. Показано преобразование аффинных изображений к евклидовым изображениям.
Бесплатно
Определение величины температурной деформации размеростабильных рефлекторов
Статья научная
Рассматривается методика расчета рефлекторов в части температурных деформаций и выбор конструктивно-силовой схемы рефлектора, выполненной с использованием композиционного материала на основе углепластика и представляющую собой многослойную обшивку с сотовым заполнителем.
Бесплатно
Статья научная
Получение достоверных динамических параметров элементов при проектировании трансмиссионных систем с целью эффективного снижения динамических составляющих крутильных колебаний является важнейшей задачей. Приведены результаты физического и математического моделирования трансмиссионных систем приводов транспортно-технологического оборудования наземных средств обеспечения полетов авиации, содержащих карданные передачи. Для проведения теоретических исследований и анализа внутренней динамики привода стенда разработана расчетная цепная многомассовая крутильно-колебательная динамическая модель и определены основные динамические параметры ее элементов. Показаны методы экспериментальных исследований основных динамических параметров элементов привода стенда, приведен анализ исследования суммарной крутильной жесткости и ее составляющих - крутильных жесткостей валов, контактных жесткостей шлицевых соединений, приведенных к крутильным жесткостям валов, изгибных жесткостей валов совместно с жесткостями опор и зубчатых зацеплений, приведенных к крутильным жесткостям валов, определено соотношение различных составляющих податливостей в балансе крутильной податливости КПП привода стенда на каждой из четырех передач. Показана реализация математической модели с помощью авторской программы APM GYDROTRAS II. Проведенные исследования направлены на получение программно-аппаратного комплекса для совершенствования задач проектирования валопроводов, с учетом их поведения в эксплуатации с использованием как виртуальных инструментов моделирования нагрузочных режимов, так и реальных исследований и доводки с помощью экспериментального стенда и предлагаемой методики научных исследований, что в итоге позволит значительно сократить затраты времени на проектирование с одновременным повышением качества принимаемых проектных решений, а также позволит исследовать уже спроектированные приводы с целью оптимизации их конструктивно-режимных параметров.
Бесплатно
Определение массовой энергоемкости маховика гиперболического профиля
Статья научная
Рассмотрена задача определения величины массовой энергоемкости маховика, профиль которого имеет форму гиперболы. Получено аналитическое решение уравнений, описывающих напряженное состояние маховика при вращении. Выполнен анализ влияния на коэффициент формы маховика геометрических параметров диска. Приведено сравнение аналитических решений с решениями, полученными методом конечных элементов.
Бесплатно
Статья научная
Предложена методика определения надежности мультиверсионного программного обеспечения, которая позволяет использовать алгоритмы и методы анализа сетей для определения надежности программного обеспечения, разработанного с использованием мультиверсионного подхода.
Бесплатно
