Статьи журнала - Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника
Все статьи: 1059
Статья научная
При разработке любой информационной системы крайне важным этапом ее жизненного цикла является этап проектирования или моделирования. Среди существующих подходов к проектированию информационных систем, например, такого как «классическая» разработка UML-диаграмм с помощью унифицированного языка моделирования, все большую популярность получает подход модельно-ориентированного системного инжиниринга, ориентированный на построение моделей. Цель исследования. Рассмотреть моделирование системы мониторинга и анализа информации электронных СМИ методами модельно-ориентированного системного инжиниринга. Методы и инструментарий исследования. Предложено использование инструментария методологии системно-ориентированного проектирования, сфокусированной на создании и использовании моделей разной степени деталировки на различных стадиях проектирования. Представлено применение моделей иерархических декомпозиций сущностей на примере типовых сущностных характеристик искусственных систем: требования к системе, функции системы, компоненты системы (подсистемы), работы по созданию системы. Описан регулярный метод построения и последовательного расширения архитектурных моделей продуктов, на основе которого построены модели иерархической таксономии функциональных требований к системе, ключевых функций, компонент ядра системы. На основе моделей иерархической таксономии построена модель соответствия требований и функций и модель соответствия функций и компонент системы. Результаты. Разработанные модели наглядно показывают взаимосвязь компонент системы, требований, функций и модулей друг с другом. Применяемый подход позволяет детализировать представление системы на основе ее декомпозиции на подсистемы и на основе учета сущностных характеристик. Все это дает возможность упорядочить последовательности этапов создания системы и декомпозировать их на отдельные этапы работ. Заключение. Результаты, полученные в ходе проведенного исследования, позволяют перейти к следующему этапу жизненного цикла разрабатываемой информационной системы - ее программной разработке.
Бесплатно
Моделирование стабилизатора тока светоизлучающих диодов в пакете VisSim
Краткое сообщение
Рассматриваются принципы моделирования стабилизатора тока светодиодных осветительных приборов в пакете VisSim. Приведена блок-схема модели стабилизатора тока. Предложена синхронизация двухканального стабилизатора тока светоизлучающих диодов в противофазном режиме. Предложена модель двухканального стабилизатора в операционной среде VisSim с целью исследования влияния разбросов параметров на стабилизирование тока. Показаны результаты выполнения моделирования стабилизатора в пакете VisSim.
Бесплатно
Моделирование статических упругих взаимодействии в лепестковом радиальном подшипнике
Статья научная
Описаны модели радиального лепесткового газодинамического подшипника, построенные в двух различных вычислительных программах: специализированной авторской и в Ansys. Проведен сравнительный анализ решений в этих программах статической задачи упругости для лепесткового подшипника.
Бесплатно
Моделирование стратегий управления дизель-поездом с асинхронными тяговыми двигателями
Статья научная
В настоящем исследовании с помощью расширенной модели движения дизель-поезда ДЭЛ-01 (02) с асинхронными тяговыми двигателями получены графики зависимости скорости, расхода энергии, переключения позиций контроллера машиниста от пройденного расстояния и времени на различных профилях пути и при различных стратегиях ведения поезда. Проведен анализ полученных графиков, в результате чего сделан вывод о целесообразности использования следующей стратегии ведения поезда: разгон с кратковременным нахождением на позициях 1, 2 и 3 контроллера машиниста и более длительным нахождением на экономных позициях 4, 5 и особенно 6 с предпочтительным уклонением от 7 и 8 позиций; движение накатом; торможение. Поскольку модель учитывает не только динамику движения поезда, но и влияние систем автоматического регулирования и частотного управления электропередачей тяговых двигателей и другие факторы, данная стратегия позволяет обеспечивать уменьшение расхода топлива и наиболее безопасный режим движения дизель-поезда в аспекте электромагнитной совместимости его систем. Предлагается использование графиков зависимостей, полученных в результате моделирования, для модуля на нейронных сетях, который будет анализировать текущий режим ведения поезда и выдавать рекомендации машинисту по уменьшению расхода топлива, улучшению условий эксплуатации и соблюдению графика движения.
Бесплатно
Моделирование электрических систем и систем управления в современных пакетах MATLAB
Статья научная
Введение. Пакеты Simulink и SimPowerSystem большинством исследователей используются отдельно из-за проблем с взаимной передачей данных между функциональными блоками. В частности, вопросы, касающиеся имитационного моделирования и построения динамических моделей различных систем, решаются с помощью пакета Simulink, а моделирование электроэнергетических, электросиловых систем и систем электропривода - c помощью SimPowerSystem. Цель работы: разработать способы их совместного применение как в учебном процессе, так и на производстве для проектирования узлов и исследования поведения отдельных участков электрических цепей с целью их дальнейшего усовершенствования, выявления причин наиболее часто встречающихся неисправностей, определения возможности замены одних узлов на другие и т. д. Материалы и методы. На практике исследования электрических и электронных схем проводятся аналитическими расчетами, на которые затрачивается значительно больше времени, чем на имитационное моделирование. Показана невозможность непосредственной коммутации сигналов пакетов Simulink и SimPowerSystem в среде MATLAB. На конкретных примерах показано, как можно совместно использовать данные пакеты, выходные сигналы, полученные в одном пакете, использовать в качестве входных сигналов в другом пакете и наоборот. Процесс объединения двух схем, смоделированных в различных пакетах, поэтапно описан на следующих примерах: передача значений из Simulink-модели в MATLAB, передача значений из MATLAB в Simulink-модель, передача значений из Simulink в SimPowerSystem. Результаты. Примеры даны в доступной, понятной форме, с соответствующими схемами, графиками, алгоритмом действий, кодом, ожидаемыми результатами, чтобы читатель мог понять их принцип и при необходимости повторить. Описаны возможные проблемы при выполнении примеров и их возможные решения. Заключение. Совместное использование блоков Simulink и SimPowerSystem позволяет моделировать и очень сложные динамические системы, повышая при этом их функциональность и наглядность, особенно при моделировании электротехнических систем.
Бесплатно
Модель влияния кризиса на доходы регионального бюджета: анализ Челябинской области
Статья научная
Экономический кризис, вызванный пандемией COVID-19, приводит к значительному падению базы начисления налогов и доходов бюджета. Рассматривается экспресс-моделирование доходов регионального бюджета в зависимости от глубины кризиса. Делается оценка по одному из регионов - Челябинской области. Цель исследования. Построение механизма экспресс-оценки доходной части регионального бюджета на основании доступных статистических данных. Разработка комплексной модели прогнозирования показателей финансовой отчетности предприятий региона с последующим прогнозом доходной части регионального бюджета. Материалы и методы. Используются имитационные модели макроэкономических показателей доходов бюджета региона в увязке с моделью финансового прогнозирования показателей предприятий. Для обработки финансовой информации предприятий региона используются методы обработки больших массивов данных. Результаты. Построена модель, увязывающая изменение показателей финансовой отчетности предприятий с динамикой доходных статей регионального бюджета. На основании сценарных допущений проведены расчеты изменения показателей финансовой отчетности, налогооблагаемой базы предприятий региона, а также их вклада в региональный бюджет. Разработанная модель позволила сформировать прогноз доходной части бюджета в условиях коронакризиса. Заключение. Данный подход позволяет объединить мезо- и микроэкономические подходы и проводить моделирование экономического развития региона как многоуровневой системы. Предложенная модель является типовой и может применяться для анализа развития других регионов страны.
Бесплатно
Модель закрепления ученика за наставником в системе обучения персонала организации
Статья научная
В данной статье речь идет о процессе наставничества, который взаимосвязан с такими функциями управления персоналом, как адаптация, мотивация и обучение. И в последнее время многие работодатели из множества альтернатив делают выбор именно в его пользу. Цель исследования. В работе рассматриваются основные функции наставничества, его практическая польза и области применения, а основное внимание будет направлено на вопрос, связанный с формированием пар наставников и учеников с целью достижения наибольшего эффекта от их взаимодействия. Материалы и методы. В процессе достижения цели исследования на начальном этапе планировалось решить вопрос закрепления ученика за наставником путем формирования наиболее «эффективных» пар наставников и учеников. Эти задачи решались с помощью венгерского метода. Но все полученные решения свидетельствовали об оптимальности любого решения этой задачи. Из этого был сделан вывод об отсутствии значимости в совмещении наставников и учеников, исходя из комплексной оценки их компетенций, навыков и др. Следствием полученного результата и анализа различных литературных источников стал вывод о том, что наиболее эффективным критерием составления пар «наставник - ученик» является совместимость (психологическая и социально-психологическая), наличие которой благоприятно отразится на эффективности взаимодействия наставника и ученика. Следовательно, отделу по управлению человеческими ресурсами необходимо помимо оценки компетенций, навыков и других параметров эффективности наставников и учеников, проводить оценку их психотипов и/или применять различные методы по определению совместимости участников процесса наставничества. Результаты. Основным результатом работы является механизм закрепления ученика за наставником и опровержение того факта, что «эффективность» наставников и учеников, т. е. балльная оценка их компетенций, навыков и качеств, может являться определяющим фактором при формировании пар наставников и учеников. Заключение. Итак, при формировании пар наставников и учеников, т. е. при распределении учеников по наставникам, предлагается ориентироваться на их психологическую и социально-психологическую совместимость.
Бесплатно
Статья научная
Прихват технологического инструмента считается одним из самых капиталоемких видов аварий в бурении нефтяных и газовых скважин, которые оказывают существенное влияние на стоимость скважины. Прогнозирование прихвата технологического инструмента на стадии проектирования и в процессе бурения скважин позволяет минимизировать риски их возникновения, а также позволяет выбирать оптимальный способ предупреждения их возникновения для конкретных геолого-технических условий. Работа посвящена модели и алгоритму прогнозирования прихвата технологического инструмента по глубине ствола скважины на основе 4-модульной нейронной сети. В работе приведена классификация группы методов прогнозирования прихвата, а также критический обзор существующих методов. В работе приводится метод преобразования элементов входных данных на примере текстовых и категориальных типов данных. Благодаря этому в модели представляется возможность включения в перечень элементов входных данных ранее не воспринимаемые моделями такие геологические параметры, как типы горных пород, которые являются одним из важнейших факторов, влияющих на процесс возникновения прихват. С целью формирования перечня значимых элементов входных данных представлен расчет коэффициентов корреляции между элементами входных данных и целевыми переменными. Экспериментальным методом выбирается тип и архитектура, а также гиперпараметры модульной нейронной сети. На основе обученной и проверенной 4-модульной модели прогнозирования предлагается алгоритм проведения процедуры прогнозирования прихвата на стадии проектирования и бурения скважины. Отличительной особенностью предлагаемого метода является то, что в модели прогнозирования в качестве элементов входных данных применяется широкий диапазон универсальных факторов, таких как геологические, технологические и реологические параметры бурового раствора, а также технико-технологические свойства и параметры бурения, влияющие на процесс возникновения всех типов прихват. Предложенная модель в перспективе имеет возможность дообучаться и адаптироваться к новым данным, что часто происходит при бурении скважин на новых месторождениях.
Бесплатно
Краткое сообщение
Рассматривается формирование модели информационно-аналитической системы высшего учебного заведения на основе архитектурного подхода. Выделены пять основных видов деятельности вуза, направленных на достижение стратегических и оперативных целей. Представлена трехуровневая модель информационно-аналитической системы, охватывающая все формы архитектуры предприятия, направленная на оптимизацию информационных потоков внутри организации и с внешней средой. Представлен процесс сбора и движения информации на основе смоделированной информационно-аналитической системы.
Бесплатно
Модель качественного отбора кадров, основанная на модели Раша оценки латентных переменных
Статья научная
Представлена модель, позволяющая осуществлять оценивание профессиональных качеств кандидатов на вакантные места при кадровом отборе. В основе модели лежит метод Раша оценки латентных переменных. Также предложена модель оценки эффективности при качественном отборе кадров.
Бесплатно
Модель метаморфного преобразования исполняемого кода
Статья научная
В работе рассмотрена формализация основных техник изменения исполняемого кода с использованием элементов теории формальных грамматик и автоматов. Предложена новая модель метаморфных вирусов, которая учитывает методы расширения и сжатия кода. Обосновано утверждение об недетектируемости вирусов, построенных с учетом данной модели.
Бесплатно
Статья научная
Введение. В связи с ежегодным развитием фишинговых техник злоумышленников, которые направленны на автоматизированные системы управления производством с целью компрометации конфиденциальной информации, актуальной задачей является разработка новых методов определения фишинговых атак, направленных на промышленный сектор. Цель исследования: разработка метода защиты от фишинговых атак на пользователей и сервисы автоматизированных систем управления производством. Материалы и методы. Для анализа предметной области проанализированы возможные источники литературы. Основываясь на собранной информации из предыдущих исследований, продолжена работа над улучшением архитектуры системы защиты от фишинга. В архитектуру системы добавлены восемь эвристик, направленных на улучшение точности детектирования фишинговых URL (Uniform Resource Locator). Ряд эвристик направлен на семантическую проверку URL в части использования специальных символов, точек, слешей, порта, протокола URL и в том числе длины самого URL. Другие же проверяют валидность SSL/TLS (Secure Sockets Layer/Transport Layer Security) сертификата, ищут фишинговые ключевые слова в URL и сравнивают страну хостинг-провайдера со страной домена верхнего уровня. Результаты. Проведены практические исследования новой архитектуры с различными комбинациями эвристик. Приводятся количественные данные, показывающие улучшение ключевых показателей детектирования фишинговых ресурсов системой, которые, в свою очередь, помогают офицеру безопасности принимать решение о фишинговости или легитимности URL. Заключение. Представленная система показывает следующие показатели: TPR (True Positive Rate) - 97,85 % и FPR (False positive Rate) - 2,09 %. Также улучшена точность метода до 98,16 %.
Бесплатно
Модель оценки стоимости на примере предприятия металлургического сектора
Статья научная
Управление организациями существенно зависит от выбора критериев функционирования и развития. На начальном этапе перехода к рыночной экономике основным критерием для многих российских организаций являлся денежный поток. При условии достаточного денежного потока основным критерием является прибыль (финансовый результат). Недостатком этого критерия является его краткосрочность. В данной работе освещается подход к управлению, направленный на создание стоимости. Этот подход широко используется в практике управления западными организациями, но является достаточно новым для России и требует адаптации для применения на российских организациях. Цель исследования. Основной целью исследования является выработка моделей и методов повышения эффективности организаций реального сектора. В данной работе рассматривается разработка модели оценки стоимости организации доходным методом с использованием дисконтированных денежных потоков. Рассматривается вопрос создания/разрушения (увеличения или уменьшения) стоимости при росте выручки. Для многих российских организаций рост бизнеса сопровождается уменьшением стоимости. Разработан критерий создания стоимости, несоблюдение которого при росте выручки будет приводить к разрушению (уменьшению) стоимости. Материалы и методы. Использована двухпериодная модель оценки стоимости в аналитическом виде. Модель стоимости разработана для «зрелых» организаций, которые могут характеризоваться стабильными параметрами развития: операционной прибыльностью и капиталоемкостью. Результаты. В качестве объекта исследования рассмотрена одна из крупнейших металлургических органиазций России. Собраны и обработаны исходные данные по финансово-экономическому состоянию этой организации. Модель оценки стоимости применена к одной из металлургических компаний России. Точность результатов расчетов по оценке стоимости составила 6 % по отношению к фактической рыночной цене, что можно признать удовлетворительным результатом. Заключение. Данный подход позволил упростить оценку стоимости компании и выработать комплекс мероприятий по повышению (а не снижению) ее стоимости. Увеличение выручки инвестиционно непривлекательной компании приводит к разрушению (уменьшению) ее стоимости. Вместо положительного результата стейкхолдеры получают отрицательный при внешне благополучной динамике развития организации. Предложенная модель является типовой и может применяться для анализа развития многих «зрелых» организаций.
Бесплатно
Модель повышения эффективности процесса обучения персонала на рабочем месте
Статья научная
В работе рассмотрены некоторые аспекты управления процессом наставничества, а именно стимулирование труда наставников. В этих целях подробно рассматривается модель оценки обучения персонала, проходящего в форме наставничества - одной из наиболее популярных форм обучения на рабочем месте. Цель исследования заключается в разработке эффективной модели стимулирования наставников, применение которой должно повысить эффективность управления их деятельностью, так как эта модель предполагает не только налаживание эффективной системы надбавок и доплат наставникам, но и систему оценок выполняемых персоналом обязанностей. Материалы и методы. Оценку обучения планируется проводить по следующим направлениям: корпоративные компетенции; профессиональные компетенции и выполнение установленного плана. Для этого предлагается использовать метод «360 градусов», непосредственный осмотр и другие методы сбора информации в зависимости от измеряемых показателей. По итогам проведения оценивания предполагается получение комплексной оценки наставничества, которая может быть использована для корректировки процедуры наставничества. Также итогом могут быть комплексная оценка ученика, которая демонстрирует результаты обучения, и комплексная оценка наставника, которая будет использована для создания модели стимулирования наставников. Для формирования эффективной системы наставничества предлагается сделать размер надбавки за наставничество динамичным, т. е. напрямую зависящим от результатов наставничества - комплексной оценки наставника. Построение комплексной оценки процедуры наставничества предлагается с помощью аддитивной свертки критериев. Результаты. Итак, суть динамичности надбавок наставников заключается в следующем. Во-первых, наставник будет получать весь период наставничества фиксированную компенсирующую надбавку. Во-вторых, наставник будет получать стимулирующую надбавку. Ее величину предлагается определять как долю от оклада наставника, где доля определяется комплексной оценкой итогов процедуры наставничества, которые напрямую будут зависеть от вклада наставника в этот процесс. Заключение. Предполагается, что внедрение предложенной модели в практику управления процедурой наставничества повлечет повышение ее результативности и снижение формальности, что зачастую наблюдается на практике.
Бесплатно
Модель прогнозирования муниципального рынка труда
Краткое сообщение
Конъюнктура рынка труда как парадигма всех экономических процессов системы цивилизованного государства находится под пристальным вниманием современной науки. Анализ динамических процессов рынка труда в разрезе уровня квалификации субъектов всегда представляет научный интерес в силу того, что качество продукции напрямую зависит от уровня квалифицированности рабочей силы. Повышение эффективности кадровой политики работодателей требует разработки новых инструментов управления и прогнозирования динамических процессов рынка труда на макро- и микроуровнях. Рассматриваются три способа расчёта входных параметров для предложенной ранее системно-динамической модели замкнутой системы рынка труда с последующим применением данной модели с целью получения прогнозных значений моделируемых параметров. Цель исследования: проверка модели на адекватность путём получения результатов прогнозирования реально существующей системы рынка труда на основе каждой из трёх гипотез. Материалы и методы. Согласно концепции модели, субъекты рынка труда делятся на три категории в зависимости от величины спроса на их труд: субъекты высокой, низкой и средней квалификации. Модель позволяет рассчитать устойчивые значения количества субъектов каждого из трёх уровней квалификации на каждом предприятии рынка труда и среди безработных субъектов в зависимости от входных данных. Разработана методика присвоения начальных числовых значений каждому из моделируемых параметров, которая представляет собой три альтернативные гипотезы - три различных способа присвоения уровня квалификации каждому субъекту рынка труда. Каждая из трёх гипотез проверена путём внесения соответствующих входных значений в модель, построенную при помощи прикладного ПО AnyLogic. Результаты. Получены три альтернативных прогноза устойчивых значений долей субъектов на градообразующем предприятии и в каждом из перечисленных секторов рынка труда пос. Сылва Пермского края. Прогнозные значения моделируемых параметров подтверждают успешное прохождение моделью проверки на адекватность, а также допустимость применения каждого из трёх предложенных способов расчёта входных данных для данной модели.
Бесплатно
Модель распределенных атак в программно-конфигурируемых сетях связи
Статья научная
Показано, что архитектура SDN не лишена потенциальных уязвимостей с точки зрения информационной безопасности. Контроллер как ключевой компонент в управлении всей инфраструктурой SDN является наиболее уязвимым элементом, атака на который может повлечь критичные для всей инфраструктуры последствия. Основными угрозами, возникающими со стороны сетевых устройств, работающих по принципу программно-конфигурируемой сети, остаются вариации таких атак, как «отказ в обслуживании», подмена контроллера и т. д. Предложено реакцию SDN-сети на потоки различных пакетов, в том числе и на атаки, рассматривать как функционирование некоторой системы массового обслуживания, которая обрабатывает требования на обработку пакетов. Разработана математическая модель SDN-сети в виде системы массового обслуживания. Получена математическая зависимость среднего числа заявок при появлении атак. Получены графики зависимости среднего числа заявок при наличии атак от вероятности потери пакетов. Достоинствами предлагаемой модели являются возможность своевременного (раннего) обнаружения атаки, ее способность адаптироваться к реальным параметрам сети.
Бесплатно
Модель системы энергоэффективного теплоснабжения зданий
Статья научная
Рассматривается построение модели системы энергоэффективного теплоснабжения зданий. Представлены основные зависимости параметров функционирования потребителей в системе теплоснабжения для режимов без регулирования по температуре наружного воздуха и с регулированием температуры подаваемого в систему отопления и возвращаемого из нее теплоносителя по температуре наружного воздуха.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрен процесс формирования шлифованной поверхности при плоском шлифовании периферией круга. Автоматизированное управление процессом возможно через модель стохастического съема припуска. Приведены основные этапы разработки модели: моделирование формы абразивного зерна; моделирование формы микроцарапины (риски), полученной при резании зерном; продольное наложение рисок; поперечное наложение рисок; стохастическое наложение рисок.
Бесплатно
Модель управления социально-экономической системой с двойной петлей обратной связи
Статья научная
Рассмотрено понятие «социально-экономическая система», определена специфика моделей таких систем, выделены математические методы, использующиеся для построения указанных моделей. Предложена усовершенствованная модель управления социально-экономическими системами, новизна которой состоит в реализации стратегического управления путем введения второй петли управления (двухконтурного управления). Приводится обобщенная структурная схема управления социальноэкономической системой, позволяющая выделить основные блоки управления, классы процессов управления и информационные векторы, поступающие в систему и генерирующиеся в ней.
Бесплатно
Модельно-упреждающее управление тепловым режимом здания
Статья научная
Рассматривается использование метода модельно-упреждающего управления тепловым режимом многоэтажного здания. Описана структура системы модельно-упреждающего управления, включающая в себя реализуемый в стандартных автоматизированных тепловых пунктах контур базового управления по основному возмущающему воздействию - температуре наружного воздуха - и корректирующий контур, в котором реализовано модельно-упреждающее управление с использованием модели обратной динамики. Предлагаемая модель осуществляет оценку в реальном времени влияния неизмеряемых возмущающих факторов на температуру воздуха в помещениях здания. В рассматриваемой модели осуществлено разделение протекающих в системе процессов на имеющие быструю и медленную динамику. Измерение температуры воздуха в помещениях здания осуществляется с использованием датчиков, объединенных в распределенную сеть полевого уровня. Оценка обобщенного температурного возмущения осуществлена с применением прогнозирующих свойств экспоненциального сглаживания. Статья также содержит результаты внедрения системы на учебно-лабораторном корпусе университета. Полученные результаты демонстрируют снижение потребления тепловой энергии системой отопления, вместе с тем, повышение уровня комфорта в здании.
Бесплатно
