Статьи журнала - Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника
Все статьи: 1059
Статья
Бесплатно
Подход к оперативному анализу эффективности теплоснабжения зданий
Статья научная
Рассматривается подход к оперативному анализу параметров качества и эффективности систем теплоснабжения зданий. Описывается ряд показателей, на основе которых будет производиться оценка. Сформулированы в виде неравенств условия, характеризующие критерии качества и эффективности систем теплоснабжения. Предложена структура системы анализа данных с учетом интеграции с автоматизированными системами коммерческого учета энергоресурсов (АСКУЭ).
Бесплатно
Подход к оценке частоты спектральной составляющей цифрового сигнала по спектру с низким разрешением
Статья научная
В данной статье рассматриваются методы получения точной частоты спектральной компоненты из спектра сигнала с недостаточным разрешением с целью выяснения точности и применимости описываемых методов. Приведены основные принципы и последовательность действий для реализации параболической интерполяции и частотной демодуляции. Указанные методы применены к синтезированному сигналу, содержащему частотную компоненту, которую не удается непосредственным образом определить по спектру с низким разрешением. Рассмотренные методы различаются по сложности вычислений и точности полученных результатов. Сделан ввод о применимости рассмотренных методов для различных задач вибродиагностики. Цель исследования. В данной статье рассматриваются методы получения точной частоты спектральной компоненты из спектра сигнала с недостаточным разрешением. Целью исследования является выяснение точности и применимости описываемых методов.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Обобщающий показатель «валовой региональный продукт» (ВРП) является мерой экономического развития региона и совместно с показателями других регионов формирует «валовой внутренний продукт», которым определяется экономическое развитие страны. В работе рассматривается модель увеличения валового регионального продукта за счет активизации развития предприятий. Цель исследования. Построение механизма повышения эффективности региональной экономики за счет увязки мероприятий по развитию региональных предприятий и приоритетов Стратегии развития региона. Для этого проведена разработка модели агрегирования финансовой информации предприятий в макроэкономические показатели региона. Материалы и методы. Используются имитационные модели макроэкономических показателей региона в увязке с финансовыми показателями предприятий. Аналитическая запись математической модели позволяет поставить и решить обратную задачу расчета необходимых значений параметров управления для достижения целевых показателей роста ВРП. Для обработки финансовой информации предприятий используются методы обработки больших массивов данных. Результаты. Построена модель в матричном виде, увязывающая рост ВРП, финансовую отчетность региональных организаций и оценки повышения эффективности по основным финансово-экономическим показателям. Проведены расчеты возможности вклада в ВРП на примере Челябинской области для консервативных оценок повышения эффективности региональных предприятий. Разработанная модель позволила оценить достижение целевых показателей Стратегии развития Челябинской области. Заключение. Данный подход позволяет объединить макро- и микроэкономические подходы и проводить моделирование региона как несколько уровневой системы. Предложенная модель является типовой и может применяться для анализа и ускорения развития других регионов страны.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены подход к проведению энергетического аудита и паспортизации систем уличного освещения, а также критерии оценки энергетической эффективности. Предложена структура автоматизированной информационно-аналитической системы ведения энергетических паспортов и управления уличным освещением на основе модулей беспроводной связи стандарта ZigBee.
Бесплатно
Статья научная
В настоящее время формируется методология системной инженерии, продуктом которой является, как правило, создание информационных моделей реальных объектов, дополненных виртуальными составляющими, и наоборот, виртуальных объектов, дополненных реальными составляющими. Например, информационная модель технологического объекта - спецификация реального оборудования, дополненная спецификацией приобретаемого оборудования какого-либо технологического процесса и наоборот. По аналогии с общей инженерией в области технической деятельности метаструктуры таких информационных моделей должны удовлетворять V-образной структуре процессов валидации и верификации. То есть модели в течение их жизненного цикла должны регулярно проверяться путем оценки степени соответствия её структуры и параметров реальным и виртуальным объектам. Сегодня существуют условия совместного решения задачи системного информационного моделирования технологических объектов с учетом их внутренней (физической) структуры и внешней структуры цифровой среды. В общетеоретическом плане в основе построения системных моделей лежит проблема формального непротиворечивого описания (грамматического исчисления) структуры и функциональных закономерностей множества объектов и их связей в исследуемой предметной области. В основу излагаемого подхода системного моделирования рассматриваемой предметной области положена классическая модель учебно-производственной деятельности машиностроительного предприятия (МП) и вуза. Цель исследования. Применить принципы проектного подхода для формирования метаструктуры цифрового двойника корпоративной информационной системы (КИС) машиностроительного предприятия, исследовать перспективы его применения, определить ключевые информационные компоненты в управлении предметно-ориентированными знаниями и данными, а также возможность масштабирования технологий при формировании цифровой среды для архитектуры современного МП, повышения эффективности взаимодействия участников бизнес-процессов. Методы исследования, использованные в работе: принципы методологии системной инженерии (процессного подхода, жизненного цикла и др.); комплексный подход и структурный анализ процесса проектирования по методологии SADT (Structured Analyze and Design Technology); методология TOGAF (The Open Group Architecture Framework). Результаты. Предложенный подход системного моделирования рассматриваемой предметной области является развитием работ коллектива авторов; демонстрируется возможность его масштабирования на примере взаимодействия участников НОЦ с использованием в составе вуза цифрового двойника КИС предприятия реального сектора экономики. Показана необходимость разработки модели управления знаниями, возрастающая роль информационно-поисковых систем. Заключение. Предложенный подход расширяет применение метаструктуры цифрового двойника, позволяет скорректировать архитектуру предприятия для повышения эффективности бизнес-процессов.
Бесплатно
Подходы к оценке защищённости информационных систем с криптографическим преобразованием объектов
Статья научная
Файловая система является одним из компонентов информационной системы, особенно уязвимых к атакам злоумышленников. Следовательно, повышение уровня защищённости информационной системы невозможно без обеспечения достаточного уровня защиты объектов файловой системы, атаки на которые затрагивают в том числе интересы пользователей информационных систем. Для принятия решений по использованию тех или иных механизмов защиты объектов файловой системы необходима регулярная оценка их текущего уровня защищённости. Цель исследования: построение модели оценки защищённости информационной системы с криптографическим преобразованием объектов файловой системы в условиях применения злоумышленником широкого спектра атак на файловую систему.
Бесплатно
Подходы к формированию индекса IQ городов
Краткое сообщение
Введение. В современном высокоурбанизированном мире становится все более важным расширять имеющиеся знания и инструменты, чтобы лучше понимать различные факторы, которые позволяют городам повышать свою конкурентоспособность, обеспечивать их устойчивость и повышать качество жизни населения посредством внедрения цифровых технологий. Цель исследования. Данная работа посвящена исследованию тематики «умных городов» и является продолжением статьи «Умный город»: стандарты, проблемы, перспективы развития», в которой были рассмотрены основные трактовки понятия «умного города», наиболее известные действующие международные и национальные стандарты, а также приведены основные проблемы цифровизации городского хозяйства в России. Материалы и методы. Используются методы сопоставительного анализа отечественных и зарубежных методик к формированию показателей умных городов. Результаты. Исследованы зарубежные подходы к формированию индекса «интеллектуальности» городов, такие как Cities in Motion Index (CIMI), International Institute for Management Development (IMD) Smart City Index 2019, Smart Cities Index EasyPark и т. д., а также подробно рассмотрена методика оценки хода и эффективности цифровой трансформации городского хозяйства в Российской Федерации (IQ городов) и ее особенности. Методика для определения уровня городского IQ разработана Министерством строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации в конце 2019 года для определения основных направлений и сегментов цифровой трансформации, оказывающих наибольшее влияние на социально-экономическое состояние городских хозяйств, приоритетных направлений государственной поддержки развития городского хозяйства в рамках реализации проекта «Умный город», выявления текущих проблем городов России и перспектив их развития. Заключение. На основании проведенного анализа методики оценки хода и эффективности цифровой трансформации городского хозяйства в Российской Федерации сделан вывод о ряде проблем при расчете индекса IQ городов, а также необходимости проработки инструментов для плановой оценки индекса IQ городов для выработки соответствующих управленческих решений на региональном и муниципальном уровнях.
Бесплатно
Поле излучения двусторонней щелевой антенны
Статья научная
Предложен метод расчета поля излучения двусторонней щелевой антенны. Для строгой электродинамической формулировки задачи используется лемма Лоренца и вспомогательная функция Грина. Показано, что поле излучения в дальней зоне определяется с помощью поля рассеяния плоской волны на пластине, которая служит для выполнения щелевой антенны.
Бесплатно
Полифазный фильтр-дециматор типа CIC
Краткое сообщение
Предлагается способ построения полифазных децимирующих CIC-фильтров.
Бесплатно
Понижение порядка сложных моделей с помощью инструментов Robust Control Toolbox
Статья научная
Город Березники Пермского края расположен на подработанной шахтной территории. Уже несколько лет в городе наблюдаются активные проседания почвы, которые провоцируют разрушения зданий. Поэтому уже несколько лет ведется мониторинг зданий и сооружений города, позволяющий анализировать степень оседания. Для точного анализа ситуации и прогнозирования используются модели достаточно высокого порядка. Работа посвящена возможности моделирования деформации зданий, связанных с проседанием почвы, в результате горных выработок в городе Березники. Целью исследования является рассмотрение возможностей пакета Robust Control Toolbox для понижения порядка сложности моделей на примере восьмиэтажного здания, входящего в сборник эталонных примеров для редукции моделей линейных динамических систем. Материалы и методы. Представлены типичные шаги для решения задачи редукции модели, описаны команды и инструменты, применяемые для решения этой задачи. Определены параметры модели в пространстве состояний, которая насчитывает 48 состояний, являющихся смещениями или скоростями изменения. С помощью сингулярных значений Ганкеля выбраны состояния, которыми можно пренебречь. Выполнено редуцирование модели с использованием адаптивной границы ошибки. Рассмотрено редуцирование с использованием границы мультипликативной ошибки. Выполнено сравнение результатов редуцирования модели всеми описанными способами, обоснован выбор наилучшего способа редуцирования модели. Результаты. Для всех методов выполнен анализ ошибки аппроксимации. Рассчитана максимальная относительная ошибка. Приведен пример расчета порядка модели для заданной величины ошибки в 5 %. Для такой ошибки порядок модели составил 34 состояния, что меньше исходной модели. Для модели с 34 состояниями величина ошибки составляет менее 1 %. В результате построены АФЧХ исходной и редуцированной модели, а также переходные процессы моделей. Графики в частотной области моделей практически совпадают, что говорит об адекватном описании системы. Заключение. В результате было показано, что возможно снизить размер модели на 14 порядков, цель достигнута.
Бесплатно
Статья обзорная
Балансирное управление совместно с классическими аэродинамическими органами управления позволит существенно сократить дистанцию посадки. Выводятся уравнения движения с учетом подвижного груза и без него, для беспилотного летательного аппарата с изменяемой в полете структурой
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрен принцип управления тепловым режимом здания при наличии в системе отопления радиаторного и воздушного приборов отопления. Сформулирована задача оптимального управления тепловым режимом здания в соответствии с предложенным критерием при наличии ограничений.
Бесплатно
Постановка задачи синтеза квазистационарной стохастической системы
Статья научная
Задача синтеза корректирующих устройств квазистационарной стохастической системы формулируется как задача математического программирования и при определенном выборе коррекции сводится к задаче выпуклого программирования. Критерий оптимальности формулируется в частотной области.
Бесплатно
Построение алгоритма импульсного отопления зданий и исследование режимов его работы
Статья научная
В статье описываются наиболее вероятные пути экономии тепловой энергии при импульсном режиме отопления зданий, механизм проектирования импульсного отопления, а также описывается математическая модель управления данным режимом функционирования отопления.
Бесплатно
Построение оптимального программного управления движением сложных механических объектов
Статья научная
Предлагается способ построения множества программных управлений сложным механическим объектом, динамика которого описывается линейной дискретной динамической системой рекуррентных векторно-матричных уравнений. Предполагается, что векторы состояния и управления в каждый момент времени ограничены некоторыми известными выпуклыми компактными множествами. Для решения основной задачи используется аппарат построения и анализа областей достижимости линейных дискретных динамических систем.
Бесплатно
Статья
Бесплатно
Построение рейтинговой оценки на основе потоковой модели
Статья научная
Цель исследования. Рассматривается задача определения рейтинговой оценки эксперта. При этом рейтинг будет определяться по результатам прошедшего обсуждения, то есть оценка i-го эксперта будет зависеть от той оценки, которую он получил по результатам данного обсуждения. Взаимоотношения в таком сообществе предлагается описывать с помощью графа взаимодействия. Показывается, что этот граф взаимодействия будет описываться матрицей Кирхгофа, имеющей определитель, равный нулю, и ранг на единицу меньше, чем размерность матрицы Кирхгофа. Материалы и методы. Таким образом, для решения поставленной задачи требуется найти решение однородной системы уравнений, матрица которой является матрицей Кирхгофа. Предлагается использовать алгоритм, который можно применить без многочисленных промежуточных преобразований, но при этом требуется провести операцию обращения исходной матрицы достаточно большой размерности. Это представляется достаточно трудоемкой операцией. Именно поэтому предлагается воспользоваться методом регуляризации Тихонова, позволяющим заменить решение исходной задачи на задачу минимизации функционала Тихонова. Такая замена приводит к задаче, трудоемкость решения которой также является значительной. Поэтому, учитывая свойство решаемой задачи, когда необходимо получить не абсолютное значение рейтинга, а систему рейтингов, отражающих относительную важность каждого эксперта по отношению к друг другу, предлагается приближенный алгоритм решения задачи, когда значение регуляризирующего параметра подбирается в ходе итераций. Результаты. Рассмотрен пример для случая пяти экспертов, матрица взаимодействия участников этого экспертного сообщества задана в форме таблицы. Приведенный алгоритм позволяет оценить компетентность экспертов достаточно точно, причем именно для конкретной ситуации с учетом мнения всего экспертного сообщества. Далее рассмотрен случай, когда имеются сведения о начальном рейтинге каждого из экспертов. Ориентируясь на тот факт, что для решения задачи необходимо найти не абсолютное значение рейтинга каждого эксперта, а только соотношение между рейтингами, приходим к алгоритму, позволяющему перейти от однородной системы уравнений к неоднородной, минуя тем самым необходимость обращения матрицы большой размерности. Заключение. Рассмотрен алгоритм решения задачи построения рейтинговой оценки для двух случаев: начальные оценки компетенции специалистов отсутствуют и случай, когда имеются сведения о начальном рейтинге каждого из экспертов.
Бесплатно
Построение систем передачи информации по проводам питающей сети
Статья научная
Рассматриваются вопросы построения систем передачи информации по проводам питающей сети, применяемых при проектировании систем наружного освещения.
Бесплатно
