Статьи журнала - Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника
Все статьи: 1059
Модельное исследование перспектив развития научной отрасли Российской Федерации
Статья научная
Проведен анализ развития научной отрасли, обоснована ее актуальность и доказана значимость науки в получении принципиально новых знаний, поиске ответов на так называемые большие вызовы завтрашнего дня, что ставится задачей со стороны государства. Цель работы заключается в построении прогнозной модели общего состояния научной отрасли Российской Федерации для поддержки принятия решений и получения прогнозов на ближайшее будущее. Проанализированы различные виды моделей, определены их основные достоинства и недостатки применительно к теме исследования. В качестве источника данных об исследуемом объекте использовался общедоступный сервис федеральной службы государственной статистики. Из числа общедоступных годовых статистических рядов выбраны частные критерии и факторы, потенциально влияющие на объект: количество поданных заявок на выдачу патентов, внутренние затраты на исследования и разработки, разработанные передовые производственные технологии, число организаций, ведущих подготовку аспирантов, докторантов и др. Качество научной отрасли оценивалось показателями, которые составили общий критерий оценки объекта: количество выдаваемых патентов, численность исследователей, имеющих ученую степень, и используемые передовые производственные технологии. Исследована взаимная корреляция факторов. Построена линейная многофакторная модель динамики объекта. Показано, что она не может применяться для прогнозирования объекта из-за плохого качества постпрогноза. Построена регрессионно-дифференциальная модель второго порядка, обладающая хорошим качеством постпрогноза. Построен прогноз динамики изменения объекта на ближайшие три года. Исследовано влияние изменений управляемых и неуправляемых факторов на объект. Показано, что без приложения усилий научная отрасль в ближайшие годы будет ухудшать показатели, но этому можно препятствовать, увеличивая затраты и повышая прием аспирантов.
Бесплатно
Модельное исследование совместной работы участков производства губчатого титана
Краткое сообщение
Обоснована необходимость повышения эффективности систем управления производством губчатого титана по методу Кроля. Произведен системный анализ совместной работы участков электролиза магния и восстановления губчатого титана. Поставлена задача исключения нарушений в обеспечении участка восстановления донными ковшами, приводящих к снижению эффективности производства. Для исследования возможности решения задачи разработана программная библиотека имитационного и многоагентного моделирования, с помощью которой создана модель действующего производства. Оснащение модели произведено с использованием натурных измерений, статистические распределения которых из-за недостаточного количества данных приняты равномерными. С использованием программной модели произведено исследование влияния ряда управляемых факторов на производительность участков, время ожидания донных ковшей в очереди на слив хлорида магния и процента нарушений в обеспечении участка восстановления донными ковшами. По итогам первой части исследований большинство факторов отброшено как малозначительные с точки зрения их влияния на результат. Далее исследовано совместное влияние таких факторов, как количество донных ковшей, время слива хлорида магния из аппарата восстановления губчатого титана и время транспортировки донного ковша на участок электролиза магния. Установлено, что совместное изменение факторов производит синергетический эффект, то есть существенно превосходит реакции модели на независимые их изменения. В первом приближении определены границы значений факторов, при которых нарушения процесса прекращаются. Сделан вывод о том, что качественные результаты исследования могут считаться адекватными, но для уточнения количественных результатов необходимо большее количество измерений и уточнение статистических распределений случайных величин.
Бесплатно
Модернизация источника вторичного электропитания для бортовой аппаратуры заказов серии "Союз"
Статья научная
Рассматривается модернизация блоков питания, которые используются в бортовой аппаратуре заказов серии «Союз». Проводится анализ примененных схемотехнических решений, поиск путей модернизации. Разрабатывается и экспериментально проверяется схема нового перспективного преобразователя. Рассматривается схема цифровой телеметрии блока питания.
Бесплатно
Модификации алгоритмов автоматизированной системы управления диагностикой
Статья научная
Статья посвящена задаче модификации алгоритмов системы управления диагностикой для различных сфер народного хозяйства. В проведенных ранее исследованиях было установлено, что задача управления диагностикой является важной и необходимой, при этом для её решения требуются новые эффективные методы, позволяющие с высокой точностью относить объекты к тому или иному классу вне зависимости от их внутренней составляющей. При этом выдвигаются основные требования к диагностическим системам. Цель исследования. Целью данной работы является построение модификаций алгоритмов метода комитетов для решения задачи распознавания образов, а также их иллюстрация на конкретном примере диагностики сторожевых головных болей при инсульте от других. Материалы и методы. Модификация алгоритмов метода комитетов производится на основе представления системы неравенств в полярной форме при использовании алгоритма построения минимального комитета исходной системы. Показывается эффективность конечно-шаговых алгоритмов, основанных на понижении размерности исходной задачи, в том числе метод проектирования на плоскость. Достоинством этого метода является его малая вычислительная сложность, а также содержание минимального числа членов комитета системы неравенств. Результаты. Модификации алгоритмов метода комитетов применяются для конкретной задачи диагностики головных болей, при этом метод оказывается эффективным, о чём говорят низкие ошибки распознавания первого и второго рода на тестовой выборке. Также делается вывод, что задача диагностики имеет общую структуру во всех областях, в том числе технической, экономической, психологической, криминалистической, в связи с чем предложенные алгоритмы могут быть применены и для указанного ряда задач. Также возможность применения метода комитетов как некоторого ансамбля методов, на основе которого возможно создание автоматизированной системы управления диагностикой. Заключение. Полученные результаты позволяют утверждать, что использование модифицированных алгоритмов метода комитетов позволяет осуществлять эффективное управление диагностикой головных болей.
Бесплатно
Модифицированный алгоритм построения областей достижимости линейных дискретных динамических систем
Статья научная
Рассматривается модифицированный общий рекуррентный алгебраический метод построения областей достижимости линейных дискретных динамических систем. Приводятся алгоритмы прикладных программ для построения областей достижимости. На численном примере производится сравнительный анализ оригинального (Шориков А.Ф. Минимаксное оценивание и управление в дискретных динамических системах. Екатеринбург: Изд-во Урал. гос. ун-та, 1997. 242 с.) и предлагаемого алгоритмов.
Бесплатно
Монобитное быстрое преобразование Фурье радиосигналов на ПЛИС
Статья научная
Предложен способ реализации алгоритма монобитного быстрого преобразования Фурье на ПЛИС. Применение сигнального графа с постоянной структурой позволяет получить простую в реализации схему конвейерной обработки.
Бесплатно
Мультиагентная модель многономенклатурного мелкосерийного производства
Статья научная
Имитационное моделирование является одним из эффективных методов среди доступных для оценки параметров или численных характеристик организационно-технических систем. Создание адаптивной системы производственного планирования направлено на ежедневное принятие оперативных решений на уровне цеха, прогнозирования доступности оборудования, оценки производительности и устранения узких мест. Известные исследования по устранению узких мест делают упор на анализе данных физического цеха либо же наоборот - только на использовании смоделированных данных. Сочетание реальных и смоделированных данных позволяет, с одной стороны, получить больше информации для прогнозирования доступности каждого рабочего места, с другой стороны, позволяет осуществить оценку производительности для перепланирования с использованием имитационной модели. Цель исследования: исследование процесса планирования производства с помощью имитационного моделирования для оценки его параметров: загрузка рабочих мест, длина очереди на обработку заказа, время нахождения заказа как в очереди, так и в производственной системе. Материалы и методы. В статье представлена мультиагентная имитационная модель для каждого рабочего места в цехе, исследуется загрузка цеха, оценивается производительность рабочих мест. Предлагается подход к оптимальной загрузке производственных мощностей. В качестве примера, иллюстрирующего эффективность и преимущество предлагаемой модели, взят процесс производства радиоэлектронной аппаратуры в сборочном цехе. Результаты. Сформулирована задача оптимального позаказного мелкосерийного планирования. Разработана мультиагентная модель для исследования мелкосерийного позаказного производства. Модель предусматривает интеграцию средств имитационного моделирования с системами оперативного планирования на уровне данных. Заключение. Предложенная в исследовании модель позволяет многономенклатурным мелкосерийным производствам планировать количество рабочих мест и выявлять «узкие» места. Применение комбинации инструментов имитационного моделирования и планирования позволяет обеспечивать управление ресурсами предприятия с учетом динамических изменений в системе.
Бесплатно
Статья научная
Основная цель данной работы - создание системы мониторинга ИТ-инфраструктуры предприятия на основе различных продуктов с открытыми исходными кодами. Элементы данной системы должны требовать минимум усилий по конфигурированию, и динамически адаптироваться к изменяющимся параметрам наблюдаемых систем.
Бесплатно
Направления развития социального предпринимательства в регионе
Статья научная
Социальные услуги отличаются от услуг, которые оказывают предприятия и организации в других отраслях непроизводственной части экономики, потому что создаются и распространяются в интересах всех членов общества. Для построения грамотного механизма управления и развития социального предпринимательства необходима разработка ряда мер. В работе представлен подход к организации социального предпринимательства в регионе, особенностью которого является комплексное развитие с позиций различных заинтересованных сторон, в частности, государства, крупного бизнеса, малого бизнеса и общества. Отмечено, что в настоящее время эффективным механизмом развития социального предпринимательства является реализация ГЧП-проектов, так как при небольших затратах со стороны государства позволяет повысить объемы предоставляемых социальных услуг. Эффективным инструментов в развитии социального предпринимательства является корпоративная социальная ответственность. Благодаря созданию Центров социальных инноваций, Школ социального предпринимательства, Институтов наставничества, Клубов резидентов, Партнерских программ, привлечению малых социальных предприятий в мероприятия Ивент-менеджмента крупные компании могут способствовать развитию социального предпринимательства в регионах. Выявлено, что перспективным механизмом развития социального предпринимательства является распространение социальных франшиз уже состоявшихся предпринимателей. Для этого необходима реализация следующих мероприятий: организация клуба по бенчмаркингу для социальных предпринимателей, создание единого электронного каталога социальных франшиз по региону (округу, стране), популяризация информации об их деятельности по средствам СМИ, проведение обучающих семинаров и вебинаров. Определена необходимость учета «Теории поколений» при развитии и реализации социального предпринимательства. В частности, необходима разработка программ развития социального предпринимательства с учетом необходимости вовлечения большего количества представителей поколения Z в данную сферу. Кроме того, в работе акцентировано внимание на оценке социальной эффективности проектов соцсферы. В этих целях рассматривается подход, позволяющий определить стоимостное выражение социальной эффективности проектов, и определены направления использования этого показателя.
Бесплатно
Настройка параметров низкотемпературного топочного факела с топливным реагентом переменного состава
Статья научная
Представлен разработанный автором алгоритм управления котлом, оснащенным многофункциональными горелками, который позволяет выполнять переходы с одного вида топлива на другой без затратных перенастроек вспомогательного оборудования.
Бесплатно
Статья научная
Анализируются некоторые важные аспекты повышения эффективности разработки интегрированных навигационных систем подвижных объектов, ориентированных на выполнение задач, требующих повышенной точности навигационного обеспечения. Рассматриваются области применения и разновидности интегрированных навигационных систем.
Бесплатно
Нейросетевая динамическая модель измеритель ной системы с фильтрацией восстанавливаемого сигнала
Статья
Бесплатно
Статья научная
Статья посвящена важной проблеме применения нейросетевых моделей в задачах мониторинга состояния лесных территорий с использованием оптических спутниковых снимков. Цель исследования. Целью исследования явилась разработка нейросетевой модели лесных рубок, пригодной для автоматизации дешифрирования многоспектральных космических снимков Sentinel-2 в задачах мониторинга состояния лесных ресурсов лесодобывающего региона на примере Ханты-Мансийского автономного округа. Материалы и методы. Основу разработанной модели составила процедура сегментации космических снимков лесных рубок, основанная на сверточной нейронной сети глубокого обучения. Дешифрирование снимков со спутника Sentinel-2 проведено с помощью средств современной геоинформационной системы QGIS. Для подготовки набора обучающих данных было обработано более 990 пар разновременных космических снимков лесных территорий Ханты-Мансийского автономного округа за зимний (снежный) период 2018-2022 гг., с использованием которых было сформировано более 70 тыс. кадров в составе набора обучающих данных и соответствующих им масок контуров лесных рубок. Результаты. В результате выполненной работы создана нейросетевая модель лесных рубок, реализующая эффективную сегментацию космических снимков, что позволило автоматизировать трудоемкую процедуру дешифрирования многоспектральных снимков Sentinel-2 с целью выделения контуров лесных рубок. Полученный в работе набор обучающих данных в количестве более 70 тыс. кадров был разделен на обучающую, валидационную (проверочную) и тестовую (контрольную) выборки, объемы которых для разработки нейросетевой модели лесных рубок составили 58 000, 10 000 и 3600 кадров соответственно. Новизна разработанной модели определяется, с одной стороны, использованием для обучения нейронной сети зимних (снежных) космических снимков и, с другой стороны, применением пар разновременных снимков, полученных до и после лесной рубки. В качестве критериев для оценки точности обученной модели нейронной сети применены метрики Recall, Precision и F-мера, значения были рассчитаны по тестовой выборке. Рассчитанная точность выявления рубок с использованием предлагаемой модели на тестовой выборке данных по разным метрикам достигает 85-87 %. Заключение. Разработанная нейросетевая модель лесных рубок может быть использована в задачах мониторинга и картографирования состояния лесных ресурсов северных лесодобывающих территорий России с применением многоспектральных космических снимков Sentinel-2.
Бесплатно
Некоторые аспекты повышения надежности управленческих решений в строительстве
Краткое сообщение
Цель исследования. Рассмотрены и проанализированы наиболее важные причины нестабильности управленческих решений при решении задач календарного планирования, логистического обеспечения и организации строительства. Материалы и методы. Основой для проведения исследования выступает модель технологических объектных зависимостей. Результаты. Описывается двухэтапный метод решения главной задачи управления строительства объекта. На первом этапе решается задача распределения объемов работ во времени, по планируемым периодам (декада, месяц, квартал). С учетом этого распределения на втором этапе разрабатываются организационные решения для построения графика строительства объекта. Заключение. Принятая модель для решения задач управления производственной деятельности строительной организации позволила расширить область повышения надежности управленческих решений на стадии планирования строительно-монтажных работ, а на стадии организации производства - повысить вариативность этих решений.
Бесплатно
Некоторые модели оптимальных траекторий сближения космического аппарата с астероидом
Статья научная
Движение космического аппарата рассматривается в области, находящейся вне сфер действия планет Солнечной системы, гравитационное действие астероида определяется в рамках ограниченной задачи двух тел. Постановка динамической задачи выполнена для поступательного движения космического аппарата относительно астероида с учетом собственного вращения небесного тела. Построение оптимальных траекторий в задаче сближения космического аппарата с астероидом выполняется методами вариационного исчисления. Сформулирована вариационная задача с ограничениями на управление в виде неравенств, решение которой построено путем сведения задачи к классической постановке по методу Валентайна. Даны решения уравнений Эйлера - Лагранжа для вариационной задачи с функционалом, связанным с расходом топлива реактивных двигателей. Получены численно-аналитические решения для частных случаев в условиях пренебрежения гравитацией астероида, рассматриваемых без учета кориолисовых сил инерции космического аппарата и с учетом этих сил. Оптимальное управление, полученное в этих решениях, является непрерывным (гладким или кусочно-гладким) или кусочно-непрерывным с одной или несколькими точками переключения, в зависимости от параметров задачи. Для обоснования оптимальности использованы условия Лежандра. Рассмотрено влияние начальных параметров движения космического аппарата, времени полета, величины максимальной тяги и величины угловой скорости астероида на вид управления и траектории. Представленный в статье метод изучения движения космического аппарата вблизи астероида позволяет получить численные оценки параметров полета, которые могут быть использованы при планировании миссии сближения.
Бесплатно
Статья научная
В отечественных нормативных документах, в частности в Национальном стандарте РФ по защите информации, обозначены три уровня доверия к результатам идентификации, основанные на некоторой степени уверенности в подлинности субъекта доступа, но не содержащей конкретных значений. В статье предложены подходы к качественной оценке информативности параметров идентификации пользователя по клавиатурному почерку на основе поведенческой биометрии. Цель исследования: оценка информативности параметров идентификации пользователя по клавиатурному почерку. Материалы и методы исследования. Для определения подходов к оценке информативности параметров нами были изучены и проанализированы известные научные результаты и практические решения по проблеме идентификации пользователей в информационно-телекоммуникационных компьютерных системах, размещенные в различных открытых источниках на русском и английском языках. Основные результаты. Выделены актуальные на сегодняшний день совокупность параметров, идентифицирующих пользователя по клавиатурному почерку, перечень зашумлений, влияющих на информативность параметров. Рассчитаны средние значения уровней надежности идентификации. Определены основные и дополнительные критерии оценки информативности параметров. В качестве основных критериев оценки надежности идентификации по клавиатурному почерку выделены коэффициенты ложного доступа и ложного отказа в доступе, общая оценка системы. В качестве дополнительных критериев выделены скорость работы, простота использования, стоимость системы. Для основных критериев обозначены показатели, которые мы предлагаем использовать в качестве оценочных характеристик, по которым можно было бы судить о степени достижения критерия: стабильность параметра в различении пользователей друг от друга; количество реализаций параметра, требуемых для обеспечения его стабильности в различении пользователей. Приведены качественные характеристики степени информативности параметров по основным критериям. Определены направления дальнейших исследований. Заключение. Представленные в статье перечень параметров и зашумлений, оценка надежности идентификации по критериям и соответствующим им показателям будут полезны разработчикам и исследователям для дальнейшей доработки методов идентификации с целью повышения их надежности.
Бесплатно
Некоторые проблемы энергосбережения и автоматизации в системах теплоснабжения зданий
Статья обзорная
Рассматривается решение проблемы энергосбережения при теплоснабжении зданий за счет применения систем автоматического управления. Приводится аналитический обзор по данной проблематике и выявляются основные направления совершенствования систем автоматизации теплового режима зданий
Бесплатно
Необходимость разработки надежного программного обеспечения как вызов современности
Статья научная
Проводится анализ современного состояния в проблематике повышения надежности программного обеспечения на основе моделей оценки его надежности различного типа, которые классифицированы по четырем признакам. Делаются выводы об отсутствии общего решения проблемы надежности программного обеспечения при наличии множества частных решений, не учитывающих такие существенные факторы, как интенсивность внесения и устранения ошибок в программе, время разработки, а также о том, что лучший результат может дать модель надежности, не рассматривающая конкретный язык программирования или объем и сложность текста программ.
Бесплатно
Неполнота контрактов и гармонизация их исполнения с учетом риска контрагента
Статья научная
При составлении контракта для сторон часто невозможно учесть и указать в нем всевозможные непредвиденные обстоятельства. В частности, стороны могут быть не в состоянии описать состояния мира так подробно, чтобы посторонние люди (суды) могли позже проверить, какое состояние имело место, и поэтому контракты по своей природе являются неполными. Стороны могут в некоторой степени восполнить эту неполноту за счет предусмотрения в договоре механизма для пересмотра условий сделки, когда они получат информацию о преимуществах и издержках его исполнения. В работе (Hart O., Moore J. Incomplete contracts and renegotiation. Econometrica, 1988, vol. 56, no. 4) для определенного типа контрактов была заложена логика поведения контрагентов, которая приводит к возникновению равновесных условий исполнения контракта, к которым могут привести своими действиями контрагенты по контракту, с учетом возможного противодействия противоположной стороны. В данной статье, с использованием идей работы (Hart O., Moore J., 1988), исследован оптимальный контракт с возможностью пересмотра условий начального контракта в случае взаимоотношений двух контрагентов: поставщика товара (оборудования), приобретаемого за валюту для покупателя, приобретающего товар за рубли, с учетом валютного риска поставщика и взаимного риска контрагентов.
Бесплатно
