Статьи журнала - Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника
Все статьи: 1059
Применение микроконтроллеров для реализации нейронных сетей
Статья научная
Приведена классификация нейросетевых архитектур по типу элементной базы. Описан ряд процессоров, позволяющих реализовать нейронные сети.
Бесплатно
Применение модели месторождения на основе карт высот в задачах автоматизации горного производства
Статья обзорная
В статье рассматриваются современные проблемы компьютерного моделирования в задачах автоматизации горного производства. Для их решения предложена модель месторождения на основе карт высот. Модель предназначена для оперативной обработки данных при прогнозировании литологической ситуации, оптимальном планировании и диспетчеризации.
Бесплатно
Статья научная
В данной статье описана процедура синтеза алгоритма модельного прогнозирующего управления для регулирования активной мощности энергоблока тепловой электростанции, позволяющего повысить качество регулирования по сравнению с классическим линейным управлением.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены и проанализированы существующие и перспективные способы цифровой обработки радиосигналов, которые потенциально могут быть использованы для создания широкополосных цифровых устройств обработки радиосигналов. Показано, что наиболее удобным, доступным и недорогим инструментом при создании цифровых устройств обработки радиосигналов в широком диапазоне частот (до 20 000 МГц), является монобитная цифровая технология обработки радиосигналов. Установлено, что монобитную цифровую технологию обработки радиосигналов целесообразно применять в широкодиапазонных радиоэлектронных системах (РЭС) для быстрого обнаружения радиосигналов, быстрого (но достаточно грубого) определения их несущих частот, разностей фаз радиоимпульсов РЭС. Рассмотрена структура и алгоритмы обработки радиосигналов типового монобитного цифрового устройства обработки радиосигналов.
Бесплатно
Применение объектного отображения XML в обработке данных с повышенными требованиями к целостности
Краткое сообщение
Рассмотрена роль схемы XML-документа и ее отображения на структуры данных программы в приложениях с повышенными требованиями к достоверности данных. Актуальность темы обусловлена широким применением XML как формата представления данных в задачах обмена электронными документами и распространенность XML Schema в задачах обеспечения форматно-логического контроля. Представлен оригинальный пакет для языка программирования Python, предназначенный для отображения схем документов XML на иерархию классов в приложении. Применение пакета в разработке программного обеспечения позволит существенно сократить повторяющийся код, связанный с сериализацией и десериализацией данных в XML-контейнерах, и, тем самым, повысить надежность и поддерживаемость кода в приложениях электронного документооборота. Результаты работы нашли практическое применение в разработках специализированного ПО для юридически значимого документооборота.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены принципы построения современных широкодиапазонных устройств обработки и формирования радиосигналов. Установлено, что ключевыми компонентами широкодиапазонных радиоэлектронных систем являются быстродействующие программируемые логические интегральные схемы (ПЛИС), аналого-цифровые (АЦП) и цифроаналоговые (ЦАП) преобразователи радиосигналов. Приведены характеристики интегральных микросхем ПЛИС, АЦП и ЦАП отечественного производства. Показано, что отечественные быстродействующие ПЛИС, АЦП и ЦАП по своим технических характеристикам во многом уступают своим зарубежным аналогам. Это затрудняет их прямое использование в цифровых широкодиапазонных устройствах обработки и формирования радиосигналов. Например, максимальная тактовая частота быстродействующих отечественных АЦП не превышает 125 МГц. В то же время в зарубежных быстродействующих АЦП максимальная тактовая частота достигает 1000…5000 МГц. В отечественных ПЛИС отсутствуют специализированные блоки цифровой обработки информации (например, последовательные каналы передачи цифровых данных, обеспечивающие пропускную способность в несколько гигабит в секунду). Зарубежные ПЛИС располагают десятками таких специализированных блоков. Проанализированы проблемы определения частоты радиосигналов в широком частотном диапазоне и согласования скоростей цифровых потоков между интегральными микросхемами ПЛИС и ЦАП отечественного производства. Показано, что применение специальных технических решений и алгоритмов обработки радиосигналов позволяет строить широкодиапазонные цифровые устройства обработки и формирования радиосигналов на отечественной элементной базе. Например, применение монобитной цифровой технологии обработки радиосигналов позволяет проводить оценку частоты радиосигнала в широком диапазоне частот при минимальных требованиях к применяемым цифровым интегральным микросхемам.
Бесплатно
Статья научная
На сегодняшний день рынок транспортного обслуживания и рынок перевозок играют ведущую роль в числе системообразующих базовых составляющих рынка транспортных услуг. Трансформация ряда производственных процессов, вызванная цифровизацией экономики, не оставила в стороне и управление логистикой. В статье рассматриваются вопросы автоматизации формирования альтернативных маршрутов посредством использования разработанного алгоритма (математическое обеспечение которого базируется на применении правил нечеткой логики), реализующего оптимизацию выбора исходя из запросов заказчика при организации грузоперевозок. Данный подход позволит фирмам не только управлять рабочими процессами в условиях риска и неопределенности, вызванных все нарастающей конкуренцией и внешними труднопредсказуемыми факторами, в том числе экономического и геополитического характера, но и проводить кастомизацию заказов, снижая при этом риски, используя методы их распределения. В статье обосновано применение данного алгоритма и представлено описание его реализации в рамках одного из модулей предлагаемой интеллектуальной системы поддержки принятия решений при управлении грузопотоками. Цель исследования заключается в описании и апробации адаптированного к поиску маршрутов грузоперевозок математического аппарата теории нечетких множеств, позволяющего автоматизировать ряд слабо формализуемых процессов для лица принимающего решения в логистической сфере. Материалы и методы. На основе анализа научных идей и методологических подходов в логистике отечественных и зарубежных авторов, а также математических методов и моделей осуществлен выбор инструментария для повышения эффективности организации грузоперевозок посредством автоматизации управленческих процессов. Результаты. Адаптирован аппарат нечеткой логики для решения логистических задач: представлен выбор критериев, сформулированы альтернативные маршруты, описаны вычислительные эксперименты, реализованные посредством среды Yandex DataLens. Проведена корректировка модели с учетом весовых коэффициентов критериев на основе пожеланий заказчика. Представлены анализ и синтез полученных результатов, а также описаны преимущества предлагаемого подхода относительно традиционных. Функционал и интерфейс автоматизированного модуля системы протестирован с привлечением группы экспертов, заинтересованных в использовании разработки, что показало его работоспособность и эффективность применения. Заключение. Предлагаемый метод выбора альтернативных маршрутов может быть использован в качестве математического инструментария в основе автоматизации управления грузоперевозками в системах поддержки принятия решений, особенно при планировании деятельности малыми фирмами средствами своего автопарка.
Бесплатно
Применение радиопоглощающих покрытий для снижения эффективной поверхности рассеяния
Краткое сообщение
Рассматриваются результаты исследования влияния параметров материала радиопоглощающего покрытия, выполненного из керамических цилиндров покрытых диэлектрическим материалом в качестве скрепляющего элемента. Покрытие применяется для снижения значения эффективной поверхности рассеяния (ЭПР). Приведены результаты исследования зависимости коэффициента рассеяния от диэлектрической проницаемости цилиндров.
Бесплатно
Краткое сообщение
В настоящее время наиболее широкое распространение на рынке SIEM-систем получили системы, использующие сигнатурные методы корреляции событий информационной безопасности, что обусловлено простотой их реализации и гибкостью при настройке и дальнейшей эксплуатации. Однако системы, построенные по этому принципу, не способны адаптироваться к условиям быстро изменяющегося ИТ-ландшафта в силу предопределенности инцидентов информационной безопасности, на которые они могут реагировать. К числу недостатков таких систем относятся большое количество ложных срабатываний и относительная сложность настройки и внедрения. В статье рассматривается способ применения аппарата нечеткой логики для построения самообучающейся системы корреляции событий информационной безопасности в качестве альтернативы широко распространенным сигнатурным методам. В рамках настоящей статьи обоснована схема реализации самообучающейся системы корреляции событий, описаны преимущества данной системы перед сигнатурными методами корреляции.
Бесплатно
Применение сетей стандарта WirelessHART в системах автоматизированного энергоменеджемента
Статья научная
Рассматривается техническая возможность применения коммуникационного стандарта WirelessHART для организации беспроводной связи в распределенных сетях автоматизированных систем энергетического менеджмента зданий. На основе анализа результатов экспериментов сделаны основные выводы и сформулирован ряд ограничений в применении стандарта WirelessHART в указанных системах.
Бесплатно
Применение технологий XML в Delphi
Статья научная
Рассмотрена XML-технология для описания смыслового содержания документов, указаны ее основные преимущества и особенности. Описаны несколько технологий обработки документов XML в среде разработки Delphi.
Бесплатно
Статья научная
В Российской Федерации агропромышленный комплекс является одной из лидирующих отраслей экономики с объемом внутреннего валового продукта 4,5 %. России принадлежат 10 % всех пахотных земель мира. Согласно данным о посевных площадях по культурам в 2020 году, большую часть сельскохозяйственных площадей России занимает пшеница. Российская Федерация занимает третье место в рейтинге стран-лидеров по производству данного вида зерновых культур, а также лидирующие позиции по ее экспорту. Бурая (листовая) и линейная (стеблевая) ржавчина - наиболее вредоносная болезнь зерновых культур. Она является причиной изреженности посевов пшеницы и приводит к резкому снижению урожайности. Поэтому одной из главных задач аграриев является сохранение урожая от заболеваний. Помочь справиться с этой задачей способно применение таких областей искусственного интеллекта, как компьютерное зрение, машинное обучение и глубокое обучение. Данные технологии искусственного интеллекта позволяют успешно решать прикладные задачи агропромышленного комплекса при помощи автоматизированного анализа фотоматериалов. Цель исследования. Рассмотреть применение методов компьютерного зрения для задачи классификации поражений культурных растений на примере пшеницы. Материалы и методы. Набор данных CGIAR Computer Vision for Crop Disease для задачи распознавания поражений культурных растений взят из открытого источника Kaggle. Предлагается использовать подход к распознаванию поражений культурных растений с использованием известных нейросетевых моделей ResNet50, DenseNet169, VGG16 и EfficientNet-B0. На вход нейросетевым моделям поступают изображения пшеницы. Выходом нейронных сетей является класс поражения растения. Для преодоления эффекта переобучения нейронных сетей исследуются различные техники регуляризации. Результаты. Приводятся результаты качества классификации, оцениваемые с использованием метрики F1-score, являющейся среднегармоническим между мерами Precision и Recall. Заключение. В результате проведенного исследования установлено, что наилучшую точность распознавания показала модель DenseNet c применением комбинации технологии трансферного обучения и технологий регуляризации DropOut и L2 для преодоления эффекта переобучения. Применение данного подхода позволило достичь точности распознавания 91 %.
Бесплатно
Применение фильтра Калмана в задаче технической диагностики двигателей внутреннего сгорания
Краткое сообщение
Рассматривается задача фильтрации виброакустических сигналов двигателя внутреннего сгорания (ДВС) с применением адаптивного фильтра Калмана с целью дальнейшего применения отфильтрованного массива для решения задачи технической диагностики ДВС. Также приведены результаты моделирования адаптивного фильтра в программной среде MATLAB/Simulink реального виброакустического сигнала ДВС автомобиля марки Opel Vectra. Реализовано устройство на базе микроконтроллера Arduino Mega, которое было применено для обработки натурных наблюдений объекта исследования - ДВС. Вопросу разработки методов оперативного определения технического состояния двигателей внутреннего сгорания (ДВС), в первую очередь автомобильных, в настоящее время уделяется особое внимание в связи с обеспечением не только надежности функционирования последнего, но и с все возрастающими требованиями к экономическим и экологическим показателям ДВС. Эти методы должны позволять проводить диагностику технического состояния ДВС автомобиля и своевременно осуществлять регулировки систем и узлов ДВС, тем самым повысить эксплуатационные показатели и срок службы данного объекта. Среди разнообразных методов диагностирования технического состояния двигателей внутреннего сгорания особое значение имеет метод, основанный на анализе виброакустических сигналов, позволяющий производить безразборный контроль узлов и сопряжений ДВС. При этом следует отметить, что анализируемые виброакустические сигналы ДВС взаимокоррелированы с точки зрения работы узлов ДВС. Поэтому для адекватного установления и локализации места дефекта ДВС необходимо предварительно выделить полезный сигнал в условиях взаимовлияния нестационарных виброакустических сигналов, создаваемых различными узлами двигателя.
Бесплатно
Статья научная
Введение. В настоящий момент при реализации проектов по разработке и производству высокотехнологичной продукции разработчики работают в кооперации. В рамках таких проектов создаются цифровые платформы, позволяющие снизить транзакционные издержки за счет модернизации и алгоритмизации бизнес-процессов. Применение двойника такой предметно-ориентированной платформы в корпоративной информационной системе университета позволит модернизировать его учебные программы, а также повысить эффективность подготовки студентов. Цель исследования. Рассмотреть системную модель трансформации процесса обучения с использованием цифрового двойника информационной платформы, позволяющей решать актуальные задачи в заданной предметной области. Разработать методику применения функционально-стоимостного анализа при учете заданных ограничений на располагаемые проектные ресурсы, включая временные. 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); - функциональное моделирование (в нотации IDEFO). Результаты. Предложен метод определения ресурсных ограничений, включая временные, на основе функционально-стоимостного анализа (ФСА) по моделям процессов в исследуемой предметной области с использованием информационной платформы. Предложен модульный подход, основанный на логике прямого и обратного отношений композиции - декомпозиции, путем выделения элементарных объектов исследуемой предметной области по правилам дифференциально-интегрального исчисления (определённых и неопределённых интегралов) и далее теории динамических систем. Подход демонстрируется на решении задачи формирования учебных программ по дисциплинам базовой кафедры «Информационные технологии в машиностроении», связанных с производственной деятельностью. Показано, что применение предложенного подхода позволяет формализовать противоречия в компетенциях студентов с требованиями работодателей и определить компромиссные решения для их устранения. Заключение. Разработанный подход системного функционального моделирования на основе цифрового двойника платформы предметно-ориентированной области позволяет произвести количественную оценку трудозатрат при ресурсных ограничениях, включая временные.
Бесплатно
Статья научная
Обоснована новая биофизическая концепция разрешения проблемы электромагнитного загрязнения окружающей среды. Сформулированы принципы построения управления гомеостазом организма с помощью электромагнитных излучений микроволнового диапазона. Приведено описание аппаратно-программных средств их реализации.
Бесплатно
Принципы построения калибратора переменного напряжения повышенной точности с обратной связью
Статья научная
Сделан обзор промышленных калибраторов переменного напряжения, рассмотрен их принцип действия. Предложены два новых варианта построения калибратора переменного напряжения повышенной точности с обратной связью.
Бесплатно
Статья научная
На мощных печных трансформаторах ПАО «ММК» установлены системы непрерывного контроля их технического состояния. Существующей системой диагностики с использованием электрического метода измеряются кажущийся заряд и интенсивность частичных разрядов PDI. Существует задача создания экспертной системы по принятию решений, дающей возможность определить появление дефекта изоляции, оценить уровень его опасности для дальнейшей эксплуатации трансформатора. Совокупность диагностических переменных предлагается свести к одному обобщенному детерминированному параметру, определяющему количественное и качественное состояние изоляции. Для этого используется математический аппарат, разработанный на основе синтеза нечетких лингвистических переменных и количественных характеристик двух измеряемых параметров диагностируемого печного трансформатора. Достоверность и удобство предложенного метода подтверждается соответствующими расчетными результатами на основе данных, снятых с промышленной системы on-line мониторинга, демонстрирующими адекватное поведение модели применительно к печным трансформаторам.
Бесплатно
Проблема идентификации и оценки кадровых уязвимостей информационной безопасности организации
Статья научная
Обоснована проблема идентификации и оценки кадровых уязвимостей информационной безопасности. Представлен разработанный метод идентификации кадровых уязвимостей информационной безопасности организации на основе личностноценностных компетенций ее сотрудников. Разработана математическая модель оценки кадровых уязвимостей информационной безопасности.
Бесплатно
Краткое сообщение
Описывается способ автоматизации проектирования программного обеспечения посредством поиска общих конфигураций на основе моделей предметных областей, принадлежащих одному уровню абстракции. По результатам статьи формируется гипотеза исследования, а также перечень решаемых задач.
Бесплатно
Проблематика использования текстовых DSL в информационных системах
Статья научная
Рассматривается современное положение дел в среде разработки информационных систем с точки зрения внедрения и использования предметно-ориентированных языков в системе для предоставления всего комплекса функционала пользователю. На сегодняшний день существует несколько методик по внедрению предметно-ориентированных языков в информационную систему. В первую очередь эти подходы различаются по типу внедряемого DSL: внутренний или внешний, API-подобный или полностью интегрированный. Если существующие подходы по внедрению предметно-ориентированных языков в информационные системы проанализировать на предмет выявления недостатков, то данные недостатки позволят определиться с кругом проблем, который возникает при использовании текстовых предметно-ориентированных языков в информационных системах. Подобный анализ позволит сформулировать задачи исследования, решение которых поможет преодолеть сложившуюся ситуацию с использованием текстовых предметно-ориентированных языков и соответствующих проблем, которые возникают при интеграции подсистемы интерпретации DSL в информационную систему.
Бесплатно
