Статьи журнала - Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника
Все статьи: 1059
Методы обработки сигналов при измерении уровня продукта в резервуаре частотным радиодальномером
Статья научная
Приведен обзор методов обработки сигналов. Показано, что высокую точность измерения расстояния можно обеспечить, используя при обработке нули сигнала разностной частоты. Указаны методы, которые могут использоваться для создания приборов, обеспечивающих погрешность измерения расстояния в несколько миллиметров и менее.
Бесплатно
Методы оптимизации планов застройки района
Статья научная
Показано, что задача максимизации жилой площади при ограничениях на стоимость строительства и площадь земельного участка сводится к задаче целочисленного программирования с двумя ограничениями. Для ее решения можно применить стандартные известные методы и алгоритмы. Рассмотрим, однако, другой подход, в основе которого лежит метод сетей допустимых решений, предложенный В.Н. Бурковым. Идея метода состоит в следующем. Рассмотрим первое из ограничений задачи и построим сеть всех допустимых решений для этого ограничения. На основании введенного понятия проблемной вершины доказывается теорема о том, что предлагаемый способ построения сети всех допустимых решений будет содержать все решения, удовлетворяющие ограничениям исходной задачи, а длина максимального пути в такой сети будет определять оценку сверху для исходной задачи. Показано, что если путь максимальной длины не содержит проблемных вершин, то соответствующее решение является оптимальным. Алгоритм обобщен на случай учета рисков строительства.
Бесплатно
Статья
Бесплатно
Методы фильтрации изображений в рентгеновской компьютерной томографии
Статья научная
В медицинской рентгеновской компьютерной томографии (КТ) существенная часть вычислений, связанных с созданием изображения КТ, относится к сокращению числа и удалению артефактов. Теоретически любой артефакт изображения может быть определён как любое различие между реконструированными значениями изображения и истинными коэффициентами затухания объекта. Хотя это определение достаточно широко для того, чтобы покрыть почти все типы неидеальных изображений, оно имеет малое практическое значение, так как почти каждое изображение, полученное от сканера КТ, содержит «артефакты» по этому определению.В данной работе проведена систематизация методов фильтрации артефактов и шумов изображений применительно к изображениям КТ, рассмотрены их фильтрующие качества, определены наиболее значимые методы и их комбинации для КТ, разработаны алгоритмы и программы для комбинированных (составных) методов фильтрации и осуществлено применение их в программном обеспечении КТ.
Бесплатно
Механизм воздействия модулированного высокочастотного сигнала на неидеальный диэлектрик. Радиозвук
Статья научная
Работа относится к области электромагнитной совместимости. Анализируется микроволновый звуковой эффект как наблюдаемое явление преобразования высокочастотного радиосигнала в акустические колебания. Это явление называется радиозвуковым эффектом. Этот сенсорно-акустический эффект представляет собой физическое явление, связанное с преобразованием электромагнитной энергии в низкочастотные механические колебания на пути к рецепторному аппарату путем костной звукопроводимости. В работе рассматриваются физические механизмы взаимодействий амплитудно-модулированного высокочастотного электрического сигнала с неидеальным диэлектриком, приводящие к трансформации в низкочастотные механические или акустические колебания с гармониками модулированного сигнала. В статье представлены исследования возможных эффектов прямого воздействия высокочастотного поля в лечебной практике или физиотерапии. Рассматриваются и анализируются механизмы взаимодействия модулированного высокочастотного сигнала со слабо поглощающим веществом с целью обнаружения электроакустического эффекта. В работе подтверждается наличие исследуемого эффекта нелинейно-инерционного преобразования модулированного высокочастотного сигнала в низкочастотный звук.
Бесплатно
Статья научная
Приводятся результаты теоретического исследования по установлению механизма противодействия биопленкообразованию микроорганизмов при использовании микроволнового излучения природного происхождения. При использовании модели микроволнового излучения в виде непрерывной последовательности частотно-модулированных сигналов рассмотрены основные физические процессы, лежащие в основе противодействия биопленкообразованию. Доказывается, что моделированное широкополосное излучение СВЧ-диапазона может блокировать образование условно-патогенными микроорганизмами внеклеточного матрикса. Результаты проведенного исследования подтверждают гипотезу об эволюционной природе управляющей роли широкополосного микроволнового излучения на процессы жизнедеятельности организмов. Они открывают реальные перспективы снижения персистентного потенциала микроорганизмов и повышения эффективности лечения бактериальных инфекций.
Бесплатно
Краткое сообщение
Предлагается механизм реализации энергосервисных проектов с учетом дефицита бюджетных средств, основанных на муниципально-частном партнерстве, на объектах, находящихся в муниципальной собственности. Кроме того, раскрываются следующие понятия: муниципально-частное партнерство, муниципальный энергосервисный договор (контракт), механизм управления энергосервисными проектами. Рассмотрен ключевой элемент управления энергосервисными проектами - муниципальное бюджетное учреждение «Челябинский городской фонд энергоэффективности и инновационных технологий». Авторами предложено введение третьего участника для управления энергосервисными проектами - Инвестора, выступающего в качестве частного партнера на равных правах с публичным партнером. Инвестор перечисляет денежные средства на субсчет «Энергосбережение» муниципального бюджетного учреждения «Челябинский городской фонд энергоэффективности и инновационных технологий» на основании соглашения о намерениях. Указанное муниципальное бюджетное учреждение выполняет аккумулятивную функцию и функцию распределения экономии, полученной от реализации энергосервисных мероприятий, между Инвестором и энергосервисной компанией.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается задача организации процесса перепрофилирования лечебно-профилактических учреждений посредством управления ресурсом коечного фонда на основе согласования интересов агентов при нестационарной динамике заболеваний, в частности коронавирусной инфекции. Актуальность задачи обусловлена необходимостью принятия эффективных управленческих решений при ограничении временного ресурса и невозможности применения ранее используемых подходов, в частности статистических данных о пиках заболеваемости. Решение возможно посредством предложенного механизма управления. Целью работы является разработка механизма управления составом и структурой организационной системы, позволяющего обеспечить рациональное поведение каналов с востребованным соотношением показателей эффективности и качества обслуживания. Данные мероприятия способствуют уменьшению очередей пациентов, сокращению количества неудовлетворенных обслуживанием пациентов за счет своевременного предоставления необходимого и достаточного количества коечного фонда. Материалы и методы. Предложено использование принципов открытого управления системами с активными элементами, метода имитационного моделирования для описания происходящих процессов загрузки отделений учреждения с известным периодом дискретности накопления заявок и процессом их обработки, а также механизма комплексного оценивания и обобщенных медианных механизмов согласования мнений агентов. Данный выбор обусловлен нестационарностью потока заявок на госпитализацию и необходимостью принятия управленческих решений в организационной системе при ограничении временного ресурса и коечного фонда. Данные методы позволят агентам оперативно принимать решения и исключат факторы субъективизма. Результаты. Выполнено построение субъектно-ориентированной модели в отдельном подразделении с использованием программного продукта, представленного механизмами комплексного оценивания. Значение комплексной оценки отражает существенное влияние факторов при поиске рационального режима работы отделения и позволяет прогнозировать своевременно его смену. Модифицированная медианная схема позволяет оперативно согласовать истинные мнения агентов, а графоаналитический метод в данном вопросе делает процедуру нахождения согласованного решения наглядной и удобной. Заключение. Предложенный в работе механизм позволяет осуществлять эффективное управление составом и структурой организационной системы, тем самым улучшить работу медицинского учреждения при нестационарных процессах поступления заявок на госпитализацию.
Бесплатно
Статья научная
В настоящее время мехатроника и робототехника играют огромную роль в развитии современной медицины. Главной целью развития медицинской робототехники является высокая точность и качество обслуживания, повышение эффективности лечения, уменьшение рисков нанесения вреда здоровью человека. Однако, несмотря на достижения техники и технологий, специалисты здравоохранения не всегда осведомлены о них, а инженеры не имеют полной информации о потребностях современной медицины. Авторами проведен критический анализ специфических особенностей сферы здравоохранения и инженерии в области, связанной с взаимодействием с мехатроникой и робототехникой. Выявлены причины возникновения сложившейся ситуации и предложены пути решения проблемы. Для достижения поставленной цели был проведен анализ законодательных и нормативно-правовых документов в сфере развития науки и технологий, стратегии развития медицины, использованы методы анализа теоретических и практических предпосылок использования мехатроники и робототехники как инновационного звена в развитии медицине и инженерии. Предложены педагогические пути решения описанного парадокса путем корректировки подходов к ведению занятий на циклах повышения квалификации специалистов здравоохранения и инженеров. Изложены факты реальной действительности, которые составляют основу практических действий, связанных с проведением междисциплинарных исследований. Даны рекомендации для обеспечения более высокого уровня взаимодействия специалистов здравоохранения и инженеров-робототехников. Определены причины возникновения низкого взаимодействия специалистов здравоохранения и инженеров-робототехников при решении междисциплинарных задач. Предложены педагогические пути решения данной проблемы. По итогам исследования авторы делают вывод о том, что причиной недостаточно плотного взаимодействия специалистов здравоохранения и инженеров-робототехников является изолированность специалистов различных областей знаний, отсутствие необходимого информационного обеспечения инновационных проектов и отсутствие межведомственного планирования рыночно ориентированных исследований и анализа прогнозной маркетинговой информации и четкой стратегии коммерциализации.
Бесплатно
Миграция данных в контексте ERP-систем
Статья научная
В основе каждой ERP-системы лежит единая база данных, которая позволяет сотрудникам организации полагаться на один и тот же согласованный набор информации. Миграция данных является важной составляющей проектов обновления, внедрения и интеграции ERP. При этом сценарий миграции может быть сложным и длительным, требовать большого количества ресурсов и высокой компетенции руководящего персонала. Недооценка необходимых времени и усилий может привести к существенному увеличению расходов и затягиванию сроков ввода ERP в эксплуатацию. Точность и полнота передаваемых данных также имеют большое значение, поскольку многие аспекты бизнеса - удовлетворение потребностей клиентов, принятие решений, цепочка поставок и отношения с партнерами - будут зависеть от качества данных. Несмотря на это, сложность сценариев миграции данных традиционно недооценивается. В большинстве существующих исследований миграция данных рассматривается преимущественно с технической стороны. Аспекты, связанные с концептуальным содержанием миграции данных, ее взаимосвязью с бизнес-процессами и управлением компанией, а также специфической ролью миграции данных в проектах обновления, внедрения и интеграции ERP-систем, остаются недостаточно проработанными. Цель исследования. Целью данной работы является дополнение теоретических представлений о содержании, разнообразии, проблемах и стратегиях миграции данных в контексте ERP-систем. Материалы и методы. В статье приведены обобщение и систематизация видов, этапов, ключевых стратегий и наиболее значимых проблем миграции данных. В целях данного исследования был рассмотрен, переработан и дополнен материал из 23 источников на близкую тематику. Результаты. В работе описаны классификации видов миграции данных, приведены примеры, относящиеся к ERP. Детально описаны и дополнены этапы проекта миграции данных. Приведено сравнение двух ключевых стратегий миграции данных, выделены их преимущества и недостатки, сформированы рекомендации для применения той или иной стратегии. Рассмотрены основные проблемы миграции данных в контексте ERP-систем, последствия данных проблем для всего проекта миграции. Заключение. Полученные результаты позволяют утверждать, что миграция данных является сложным и трудоемким процессом, требующим серьезных компетенций от руководства и исполнителей. Стратегия миграции должна быть разработана эффективным образом с учетом всего многообразия влияющих факторов.
Бесплатно
Многосвязная система оптимального регулирования экономичности потребления топлива
Статья научная
Рассматривается построение многосвязной системы оптимального регулирования экономичности потребления топлива для блока паровых котлов. Предлагается минимизировать потребление топлива за счет стабилизации режимных параметров и коррекции подачи воздуха по критерию максимума динамического КПД котла.
Бесплатно
Многоточечная начально-конечная задача для стохастической модели Баренблатта - Желтова - Кочиной
Статья научная
Рассматривается многоточечная начально-конечная задача для уравнения Баренблатта - Желтова - Кочиной, возмущенного белым шумом. Показана редукция рассматриваемой задачи к многоточечной начально-конечной задаче для стохастического уравнения соболевского типа. Получены достаточные условия однозначной разрешимости как для абстрактной задачи, так и для стохастической модели Баренблатта - Желтова - Кочиной.
Бесплатно
Многоцелевые проекты в задаче формирования программы развития нефтегазовой отрасли
Статья научная
Рассматриваемый в работе многокритериальный подход дает возможность учесть весь спектр интересов (целей) отрасли и региона, обеспечить его достаточным объемом информации для принятия оптимального решения. С этой целью разработана система управления на основе комплексной оценки экономического и инновационного потенциала отрасли, позволяющая получать решения при наличии многих критериев и многоцелевых проектов.
Бесплатно
Многочастотный способ измерения потерь в обтекателях
Статья научная
Измерение радиотехнических параметров конкретных экземпляров обтекателей для целей оценки качества диаграммообразования антенны РЛС является сложной с технической точки зрения задачей. Обтекатель часто располагается в ближней зоне и его влияние на диаграмму направленности антенны невозможно оценить обособленно. Для этого обычно пользуются либо расчетным способом, либо способом оценки диэлектрических свойств образца обтекателя. Ниже рассмотрены методы измерения потерь ЭМВ в обтекателях регулярного типа, проблемы их практической реализации, предложен ряд способов решения проблем, связанных с переотражениями. Предложен многочастотный способ нивелировки отражения от обтекателя при измерении потерь методом замещения.
Бесплатно
Мобильная система оценки состояния тихоходного оборудования прокатного производства
Статья научная
Рассмотрена мобильная система оценки состояния оборудования, адаптированная к условиям работы прокатного производства, диагностика которого традиционно является одной из наиболее сложных. Особенностью рассматриваемой системы является многоканальная обработка информации, при этом высокочастотный канал реализует известный метод «огибающей» и выполнен резонансным. Предлагается конвертировать высокочастотный сигнал и подавать параллельно аналого-цифровому преобразователю на наушники оператора, устранив тем самым производственные шумы, проблемы оцифровки сигнала и включив самый мощный на сегодняшний день компьютер - мозг человека. Одновременное восприятие оператором аналогового акустического сигнала и графического спектра позволяет повысить надежность и достоверность полученной информации.
Бесплатно
Статья научная
В работе рассматриваются широко применяемые на практике распределенные системы, предполагающие хранение, обработку критически важной для предприятий и учреждений информации на периферии, анализируется спектр уязвимостей по отношению к информационной безопасности (ИБ) предприятий, организаций, учебных заведений и т. д. В статье проведен подробный анализ применения математического аппарата теории массового обслуживания, используемого для исследований информационной безопасности распределенных систем. Цели и задачи поставлены по результатам проведенного анализа, который показал, что существующее соотношение «распределенная инфокоммуникационная система - угрозы ИБ» не в полной мере отражает свойство достоверности данных о состоянии ИБ для количества элементов (датчиков), участвующих в обеспечении ИБ для данной информационной системы, и количества каналов, по которым могут приходить угрозы для данной информационной системы. Таким образом, целью данной работы является разработка математической модели, основанной на марковских случайных процессах и теории массового обслуживания, которая позволяет в динамике вероятностными методами оценить актуальность информации о возможных угрозах в области информационной безопасности и принять упреждающие меры по их ликвидации. Материалы и методы. В основе исследований лежит идея, заключающаяся в том, что имеется некоторая информационная система, которая может подвергаться угрозам в области информационной безопасности, угрозы могут поступать по некоторым каналам. Для математического моделирования описанной ситуации введен ряд ограничений, с учетом которых показано, что достоверность данных об информационных угрозах может быть исследована на основе марковских случайных процессов. Результаты. С использованием модели достоверности комплексного контроля состояний в пространственно-распределенных системах ИБ получены: зависимости вероятности достоверности информации об угрозах от интенсивности их поступления при разном количестве источников угроз; зависимости вероятности достоверности информации от времени получения и обработки информации при разном количестве источников угроз; минимальные значения элементов, которые необходимы для обеспечения с вероятностью не менее заданной, достоверности информации при известном количестве источников угроз для разных значений интенсивности их поступления и другие. Заключение. Полученные зависимости имеют квазиленейный характер, что позволяет проводить приближенные, но достаточно точные расчеты при оценке указанных параметров, что позволит эффективно организовывать мероприятия по ИБ. Разработанная модель позволит проводить оперативное планирование стратегии защиты информационной системы от возможных угроз, а также осуществлять поддержку принятия решений по количеству элементов ИБ в меняющихся условиях противостояния внешним информационным воздействиям.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Характерной чертой развития современных экономических систем является активное объединение, интеграция предприятий в более крупные хозяйствующие субъекты. Отличительной особенностью таких объединений является разнонаправленность интересов его участников. Разработка инновационных механизмов управления финансами интегрированной структуры, позволяющих учесть противоречивые интересы предприятий объединения, является актуальной задачей. Цель исследования. Разработать математические модели и алгоритмы, позволяющие повысить эффективность управления финансовыми средствами объединения хозяйствующих субъектов за счет формирования оптимального пакета проектов и согласованного распределения прибыли от его реализации между предприятиями. Материалы и методы. Предлагаемый подход основывается на использовании методов системного анализа, методов оптимизации, теории принятия решений и теории игр. В работе рассматривается механизм согласованного распределения средств предприятий объединения при реализации проектов, состоящий из двух укрупненных этапов. На первом этапе формируется оптимальный пакет проектов объединения. Каждое предприятие объединения предлагает собственные варианты проектов, из множества которых формируется пакет проектов. Построенная модель формирования пакета проектов, обеспечивающего объединению получение наибольшей прибыли, является задачей о ранце и решается методом ветвей и границ. На втором этапе осуществляется распределение прибыли от реализации проектов между предприятиями объединения. Для отыскания распределения прибыли, обеспечивающего согласование экономических интересов предприятий объединения, предлагается использовать методы и принципы теории кооперативных игр. В работе показано, что описанную задачу можно формально представить в виде игры в форме характеристической функции. В качестве согласованного распределения прибыли предлагается выбрать определенный элемент С-ядра. Формирование данного элемента осуществляется на основе оптимизационной модели, в функции цели и системе ограничений которой учитываются количественные показатели активности участия предприятий в реализации проектов объединения. Результаты. Разработан механизм согласованного распределения финансовых средств предприятий объединения при реализации проектов, основанный на математических моделях и методах. Особенностью механизма является применение игрового принципа при распределении прибыли проектов. Проведены практические расчеты, обосновывающие преимущества представленного подхода по сравнению с известными методами. Заключение. Предлагаемое в работе согласованное распределение финансов обоснованно обеспечивает выгоду каждому предприятию от совместной реализации проектов и стимулирует руководства предприятий к поиску высокоэффективных проектов.
Бесплатно
Модели и методы календарного планирования сертификационных сессий в управлении проектами
Краткое сообщение
Рассмотрены проблемы, возникающие при организации и проведении сертификационного процесса в НП «Ассоциация «СОВНЕТ». Проанализированы характерные особенности организации и проведения сертификационного процесса. Выявлены основные проблемы формирования календарного плана. На основе применения методов и средств календарного планирования авторами предложены возможные модели и способы решения вопросов календарного планирования при проведении сертификационных сессий. Использование моделей календарного планирования (различные модификации транспортных задач) позволяет построить реализуемые планы проведения сертификационных сессий с минимизацией затрат на оплату асессоров. При этом появляется возможность увеличить число сертификационных сессий. Предложенные модели учитывают различные нестандартные ситуации, возникающие при формировании календарного плана.
Бесплатно
Модели машинного обучения в задаче прогнозирования природно-ресурсного потенциала пермского края
Статья научная
В статье рассматривается проблема повышения качества моделирования и прогнозирования комплексного показателя природно-ресурсного потенциала региона за счет использования некоторых моделей машинного обучения с учителем. Актуальность решаемой задачи объясняется тем, что традиционно используемые для данных целей модели демонстрируют либо слишком низкое качество, либо сложны в настройке и оценке их параметров. Цель исследования: определение моделей машинного обучения, обеспечивающих оптимальные значения различных метрик качества моделирования. Материалы и методы. Для целей исследования рассмотрены модели множественной линейной регрессии, дерева принятия решений, случайного леса, градиентного бустинга и многослойного персептрона. В качестве метрик качества выбраны коэффициент детерминации R2, арифметический квадратный корень из средней квадратической ошибки моделирования RMSE, средняя абсолютная ошибка моделирования MAE и относительная погрешность прогнозирования на 1 и 2 временных интервала. Исследование выполнено на примере зависимости комплексного показателя природно-ресурсного потенциала Пермского края от системы определяющих его факторов на временном интервале с 2001 по 2018 г. в среде Jupiter Notebook средствами библиотек Pandas и Scikit-learn. Для обеспечения сопоставимости результатов моделирования был произведен отбор факторов на основании их корреляционного анализа. Подбор оптимальных параметров моделей произведен на основании данных с 2001 по 2016 г., качество прогнозирования проверялось по данным 2017 и 2018 гг. Результаты. По результатам проведенного исследования оказалось, что модель классической множественной линейной регрессии демонстрирует худшие результаты по всем рассмотренным метрикам качества. Наибольшее значение коэффициента детерминации, минимальные значения корня из средней квадратичной и средней абсолютной ошибки моделирования демонстрирует модель дерева решений. При этом минимальная относительная погрешность прогнозирования на 2017 г. обеспечивается моделью градиентного бустинга, на 2018 г. - моделью многослойного персептрона. Заключение. Проведенное исследование позволяет утверждать, что нелинейные модели машинного обучения для задачи моделирования и прогнозирования комплексного показателя природно-ресурсного потенциала демонстрируют лучшие аппроксимационные и прогностические свойства по сравнению с множественной линейной регрессией и могут быть использованы для повышения качества управления природными ресурсами.
Бесплатно
