Статьи журнала - Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника
Все статьи: 1059
Построение систем управления сложными комплексами наружного освещения
Статья научная
Рассматриваются вопросы построения систем автоматического управления уличным освещением, предлагается структура реализации такой системы и методы передачи информации источникам света.
Бесплатно
Статья научная
Разработаны теоретические положения метода парных расстояний применительно к определению радиуса сферической поверхности, имеющей отклонения формы. Для реализации метода на исследуемой поверхности размещают реперные точки и измеряют между ними линейные расстояния. Рассмотрен наиболее общий случай определения радиуса, когда парные расстояния измеряются с погрешностями, а сфера имеет случайные отклонения формы. Рассматриваемый подход является развитием метода определения радиуса сферической поверхности по расстояниям, измеренным между 4 расположенным на поверхности точкам. Указанное количество точек является минимально необходимым для решения задачи. Представлена реализация метода для определения радиуса сферической поверхности по расстояниям, измеренным между произвольным, большим 4, количеством расположенных на поверхности точек. В рамках разработанного метода получены аналитические выражения радиуса сферической поверхности через расстояния между парами точек и вычислены среднеквадратические отклонения погрешностей оценок радиуса, вызванные погрешностями измерения расстояний и отклонением формы. Определены условия оптимальности конфигураций задаваемого количества точек на сфере, обеспечивающих минимальную дисперсию оценки радиуса. Метод позволяет исключить применение дорогостоящих координатных машин для получения оценки радиуса, так как для измерения парных расстояний можно использовать простой серийный измерительный инструмент. Оценка параметров методом парных расстояний целесообразна в случае крупногабаритных прерывистых поверхностей, когда измеряемая поверхность составляет только часть общей поверхности, прямые измерения невозможны из-за недоступности измерительных баз. Метод нашел приложение в комплексе работ по оценке параметров юстировки телевизионной системы измерения углового положения динамического стенда с газовой опорой.
Бесплатно
Статья обзорная
В примерах описываются SOAP-сервисы, использующие методы в практике удаленного управления ресурсами интрасети. Предлагаемые общие решения для модулей взаимодействия устройств информационных систем. Пример выбора общей архитектуры для решения проблемы взаимодействия устройства в сети.
Бесплатно
Краткое сообщение
Широко известный метод наименьших квадратов имеет ряд ограничений для применения в регрессионных задачах при построении моделей измерительных преобразователей. Необходимо тщательное исследование предпосылок его применения. Часто трудновыполнимым ограничением является однородность дисперсий измеряемой величины на всем диапазоне измерения. В статье использован взвешенный метод наименьших квадратов при поиске модели функции преобразования вихреакустического расходомера. Проведено сравнение полученных результатов с методом наименьших квадратов. Отмечено, что взвешенный метод наименьших квадратов дает возможность обеспечить заданный класс точности в широком диапазоне измерений исследуемых вихреакустических расходомеров.
Бесплатно
Статья научная
Цель исследования: разработка метода глубокого обучения для аугментации и генерации проблемно-ориентированного набора данных, содержащего промышленные объекты, в том числе разработка более эффективных алгоритмов генерации и аугментации данных, основанных на глубоком обучении, которые позволяют создавать более разнообразные и реалистичные данные, соответствующие промышленным объектам, которые могут быть перенесены из одного стилевого домена в другой. Поставленная в исследовании цель связана с наличием актуальной научно-технической задачи обеспечения компьютерного зрения в системах, работающих в подводной среде. Это могут быть автономные необитаемые подводные аппараты, которые ищут прорывы в трубопроводах, анализируют утечку нефти, движение косяков рыб и т. п. Однако достаточного количества данных, содержащих описанные объекты в условиях их реального существования, сегодня нет. Таким образом, необходимо обеспечить обучающую выборку реалистичными изображениями. Методы исследования: архитектура CycleGAN, обеспечивающая преобразование набора данных, содержащего изображения различных объектов, сделанные в лабораторной или в обычной надземной среде, в набор данных, содержащий характеристики подводной среды. Для оценки разработанного алгоритма аугментации предлагается использовать классификацию изображений по доменам, которая может быть выполнена с помощью сверточной нейронной сети ResNet. Результаты исследования. Представлен инструмент для решения проблемы отсутствия подводных наборов данных, разработана модель глубокого обучения, которая применяется для создания изображений с подводными элементами. Модель работает по принципу циклической генеративно-состязательной сети, которая получает на вход реальное изображение промышленного объекта в надводных условиях, а на выход возвращает сгенерированное изображение того же промышленного объекта в подводных условиях. Визуальный анализ изображений показывает, что такой метод достаточно адекватен. Кроме того, проверка на классификационной модели показала почти 100%-ную способность нейросети различать домены. Заключение. Исследование показало, что модель CycleGAN можно использовать для создания изображений различных объектов в подводной среде. В будущем возможен поиск дополнительных процедур аугментации, кроме того, могут быть использованы аугментации сгенерированного набора изображений, что также обеспечит исследователей и разработчиков достаточным материалом с промышленными объектами в подводной среде. Это может повысить качество разработок.
Бесплатно
Применение графического процессора Tegra K1 в задачах обработки изображений на борту БЛА
Краткое сообщение
Представлена схема устройства обработки и хранения графической информации, получаемой от полезной нагрузки на борту БЛА. Определен потребный функционал устройства. Рассмотрены различные варианты обработки потоковой видеоинформации, выявлены наиболее оптимальные алгоритмы. Проведено компьютерное и натурное моделирование, результатом которого является разработка макета и экспериментального образца устройства. Проведены стендовые и летные испытания образца устройства в составе летающей лаборатории на базе СВС-А20 и АК с БЛА «Юпитер». Результаты исследований лягут в основу разработки на базе данного образца серийного устройства. Рассмотрены перспективы развития данного направления.
Бесплатно
Краткое сообщение
Статья посвящена проблеме математического моделирования природно-ресурсного потенциала Пермского края на основе конечно-разностных моделей 1-го и 2-го порядков. Ранее нами было установлено, что при исследовании сложных социально-экономических процессов такие модели позволяют получать более качественные прогнозы по сравнению с традиционно применяемыми моделями линейной множественной регрессии. Высокое качество модели природно-ресурсного потенциала и соответствующих прогнозов является одним из необходимых условий эффективного управления природными богатствами региона с целью обеспечения его устойчивого экономического развития. Цель работы. Целью данного исследования являлось построение на основании статистических данных за период с 2001 по 2018 г. конечно-разностных моделей комплексного показателя природно-ресурсного потенциала и оценка их прогностических свойств на примере Пермского края. Материалы и методы. В качестве базы сравнения использовалась модель множественной линейной регрессии. Комплексный показатель природно-ресурсного потенциала региона рассчитывался как взвешенная сумма частных критериев, характеризующих природные богатства региона. Конечно, разностные модели первого и второго порядка получены путем добавления в модель множественной линейной регрессии авторегрессионных слагаемых первого и второго порядков соответственно. Оценка неизвестных параметров уравнений выполнена на основании модифицированного метода наименьших квадратов, сохраняющего знаки коэффициентов при факторах такими же, как в исходной линейной модели. При этом отбор объясняющих факторов и оценка качества моделей осуществлялись исходя из точности полученных по ним прогнозных значений изучаемого показателя. Результаты исследования. В связи с изменениями в методике формирования статистических данных, определяющих составляющие и факторы природно-ресурсного потенциала, процедура построения конечно-разностных моделей была выполнена для трех различных временных интервалов: 2001-2018, 2001-2008 и 2008-2018. Число расчетных прогнозных значений составило 18, причем лишь в 4 из 18 случаев (22,2 %) их качество оказалось хуже, чем у прогнозов с использованием линейной множественной модели. Обсуждение и заключение. Полученные результаты позволяют утверждать, что предложенная модификация множественной линейной модели регрессии с добавлением авторегрессионных слагаемых позволяет повысить качество прогнозирования комплексного показателя природно-ресурсного потенциала региона и, следовательно, принимать более эффективные решения при управлении его уровнем.
Бесплатно
Статья научная
В работе рассматривается подход к синтезу систем управления (СУ) на основе концепции обратных задач динамики (ОЗД). Описывается ставший уже классическим подход, основанный на ОЗД. Показаны особенности применения концепции ОЗД к синтезу СУ спускаемых аппаратов (СА). Предлагается модифицировать классический подход ОЗД для реализации СУ маневрирующего СА. Приведены результаты моделирования, подтверждающие эффективность модификации.
Бесплатно
Применение масштабированной карты глубины для первой итерации вычисления цен сопоставления HMI
Краткое сообщение
В статье рассматривается алгоритм вычисления цен сопоставления на основе взаимной информации между пикселями стереоизображений. Во второй части приводится математическое выражение величины взаимной информации, основывающееся на величинах энтропии изображений. Далее описывается способ применения и оптимизации величины взаимной информации при вычислении карты диспаратностей. В параграфе «Особенности алгоритма» анализируются возможные условия работы алгоритма, а также ошибки в его работе и причины их появления.
Бесплатно
Краткое сообщение
Проанализированы современные правовые основы промышленной безопасности на предприятии на базе федерального закона о промышленной безопасности и международного стандарта OHSAS 18001, регламентирующего менеджмент по охране труда и промышленной безопасности на предприятии. Показано, что внедрение стандарта OHSAS 18001 повышает конкурентоспособность организации и повышает эффективность организации промышленной безопасности на предприятии.
Бесплатно
Применение метода Прони для анализа выходных сигналов преобразователей давления
Статья научная
Рассматривается задача оценки частотной характеристики преобразователей давления путем спектрального анализа их выходных сигналов методом Прони. Указаны параметры метода, влияющие на точность оценки, и предложены способы улучшения работоспособности метода для анализа зашумленных сигналов. Приведена формула для расчета оптимальной частоты дискретизации анализируемого сигнала. Повышение точности оценки показано на примере.
Бесплатно
Статья научная
В современном мире все популярнее становятся различные информационные системы, в том числе и корпоративные. Многие из таких систем хранят конфиденциальные данные своих пользователей. В основном эти данные защищены только логином и паролем, которые на сегодняшний день уже не могут обеспечить высокий уровень безопасности и гарантировать сохранность эти данных. Одновременно с развитием информационных систем развиваются методы и инструменты, с помощью которых злоумышленники могут завладеть конфиденциальной информацией. Довольно часто появляются новости о том, что какая-либо из крупных компаний допустила утечку личных данных пользователей. И для того чтобы минимизировать возможности для компрометации пользовательских данных, стоит более тщательно подходить к выбору способа аутентификации пользователей в системе. Цель исследования. Используя математический подход, определить наиболее подходящий способ аутентификации в корпоративных информационных системах с учетом определенных критериев. Материалы и методы. Рассматриваются такие виды аутентификации, как: аутентификация на основе многоразового пароля, TOTP (Time-based one-time password authentication), аутентификация на основе SMS, аутентификация на основе биометрии, OpenID, SAML (Security Assertion Markup Language). Используется метод построения множества Парето и определение с помощью метода идеальной точки наиболее предпочтительного для реализации метода аутентификации. Результаты. В статье авторами приводится описание рассматриваемых способов аутентификации, описание алгоритма их работы и диаграммы взаимодействия. С помощью метода идеальной точки было определено, что наиболее подходящим способом аутентификации является SAML.
Бесплатно
Применение методов архитектурного подхода в развитии информационной системы крупного вуза
Статья научная
Рассматривается применение архитектурного подхода к развитию информационной системы организации. Рассмотрена концепция архитектурного подхода, методологии разработки архитектуры предприятия «сверху-вниз» и «снизу-вверх», определены преимущества и недостатки этих подходов. Рассмотрено применение методологии TOGAF к построению архитектуры предприятия, нацеленной на достижение поставленных стратегических целей при поддержке оптимизированной информационно-коммуникационной инфраструктуры, особенности модели применения данной модели. Установлена применимость архитектурного подхода к развитию информационной системы крупного высшего учебного заведения с развитой филиальной сетью.
Бесплатно
Применение методов интервального анализа при калибровке преобразователей давления
Статья научная
Применение интервального анализа при расчете калибровочных коэффициентов обусловлено тем, что в метрологии принята интервальная модель неопределенности. Предполагается, что некоторое измерение получено с помощью неточного прибора с известной абсолютной ошибкой измерения, которая включает как систематическую, так и случайную погрешности. В случае калибровки известен класс точности образцового задатчика давления.
Бесплатно
Краткое сообщение
В данной работе формулируется задача и предлагается метод реконфигурации систем организационного управления на основе синтеза функциональной структуры, оказывающей влияние на облик всей системы, в значительной мере определяющей порядок ее функционирования, объединяющей в единое целое средства технического и математического, программного и информационного обеспечения. Цель исследования заключается в необходимости повышения эффективности управления организационными системами на основе комплексной разработки, внедрения и освоения средств автоматизированного управления ее элементами. Методы исследования. Для синтеза подобных структур применяются экспертные системы на основе декларативных языков программирования. В качестве инструмента для определения базы знаний об области реструктуризации структуры управления использовано вычисление выражений и язык логики предикатов, то есть математическая логика первого порядка. Тогда задачу реконфигурации иерархической структуры системы управления можно представить двояко. Во-первых, как задачу определения изменений известной рациональной иерархической структуры, обеспечивающих минимальные потери от возникших функциональных отказов. Во-вторых, в качестве задачи создания новой рациональной структуры, которая обеспечивает оптимальное использование ресурсов, используемых в процессе достижения определенных целей в меняющихся условиях. Результаты. В результате исследования на основе закона де Моргана определяются факторы, влияющие на состояние системы организационного управления в целом. Необходимый состав решаемых задач по всей иерархической структуре определяется степенью влияния различных факторов на характеристики структуры управления. Заключение. Работа полученной экспертной системы заключается в последовательном выполнении или невыполнении правил и переходе из одного состояния в другое. В случае тупиковой ситуации экспертная система выдает сообщение в виде требований альтернативного изменения тех или иных правил (факторов). Новые правила запоминаются. Таким образом, система знаний наращивается.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается задача согласования интересов агентов при управлении в организационных системах, в частности, при оценке степени достижения стратегических целей организации. Актуальность задачи обусловлена необходимостью повышения скорости принятия решений, скорости реакции на изменения внешней среды, чего можно достичь, применяя соответствующие механизмы управления. Цель исследования: совершенствование методов принятия коллективных решений в условиях, когда агенты обладают разными рангами значимости. Материалы и методы. В качестве методов используются механизмы комплексного оценивания и обобщенные медианные механизмы согласования мнений агентов. Выбор математического аппарата обусловлен тем, что в организационных системах принятие решений происходит коллективно, в процессе взаимодействия группы агентов всегда возникает противоречие, так как каждый агент стремится максимизировать свою целевую функцию, что приводит к конфликту интересов и желанию исказить информацию. Выбранные методы позволяют данные проблемы решить. Первые механизмы применяются для агрегирования показателей, отражающих степень достижения частных целей организации на стратегическом уровне. Вторые механизмы применяются для выявления истинных мнений агентов о виде матриц свертки целевых показателей. Результаты. Предложен матричный неанонимный обобщенный медианный механизм, позволяющий согласовывать интересы агентов с разными рангами. Неанонимная процедура сводится к анонимной, которая обеспечивает устойчивость принимаемых решений обо всех элементах матриц свертки к стратегическому поведению агентов. Показано, что результаты комплексного оценивания являются манипулируемыми при использовании анонимных и неанонимных процедур согласования. Для преодоления обнаруженной проблемы предложена новая процедура, основанная на синтезе известных механизмов управления. Заключение. Рассмотренная постановка задачи соответствует реальным процедурам принятия решений коллегиальными органами управления, когда мнение одного агента оказывается более значимым по сравнению с мнением другого агента. Разработанный механизм позволяет согласовывать мнения экспертов относительно степени достижения стратегических целей организации, также он может быть адаптирован для решения других прикладных задач, например, принятие решения о выборе проекта, оценка рисков, оценка поставщиков и др.
Бесплатно
