Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника @vestnik-susu-ctcr
Статьи журнала - Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника
Все статьи: 1119
Статья
Бесплатно
Синтез центров компетенций МЧС России в области обеспечения пожарной безопасности
Статья научная
В статье рассматриваются вопросы формирования более эффективной структуры Министерства по делам гражданской обороны, чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных бедствий при осуществлении планирования и реализации мер по обеспечению пожарной безопасности на объектах экономики посредством создания наукоемких организационных структур, способных соответствовать интересам государства, специалистов предметной области и бизнес-сообществ в выборе высокопрофессиональных альтернатив предлагаемых на рынке работ и услуг. Цель. Основной целью работы является построение механизма, способствующего решению поставленных перед контрольно-надзорными органами чрезвычайного ведомства задач по снижению потенциальных угроз и ущерба от возможных пожаров на объектах различного назначения. Для разработки указанного механизма авторами предлагается рассмотрение возможности синтезирования специализированной структуры в органах управления и территориальных подразделениях федерального государственного пожарного надзора – центров компетенций МЧС России в области обеспечения пожарной безопасности. Методы. В исследовании представлен системный подход при реализации принципов организационного проектирования структурных подразделений территориальных органов МЧС России, позволяющий создать новые качественные механизмы обеспечения пожарной безопасности объектов капитального строительства с учетом предоставления комплекса вариативных решений правообладателям указанных объектов на принципах клиентоориентирован¬ности и системности. Результаты. Проведен анализ необходимости внедрения центров компетенций МЧС России, перечень стоящих перед ними задач и основные функции предлагаемых структур. Также представлено математическое описание, упрощенный алгоритм взаимодействия элементов системы поддержки принятия решений в вопросах обеспечения пожарной безопасности с использованием центров компетенций и архитектура предлагаемого информационного программного продукта. Авторами предложен подход к улучшению процесса формирования организационного построения указанных подразделений посредством модернизации инструментов управления для обеспечения пожарной безопасности, а также проектного управления посредством формирования центров компетенций МЧС России в сфере противопожарной защиты хозяйствующих субъектов. Заключение. Синтез центров компетенций МЧС России в области обеспечения пожарной безопасности может стать важным шагом на пути к формированию более эффективной системы обеспечения пожарной безопасности в конкретных регионах и в целом в Российской Федерации.
Бесплатно
Система автоматизированного гидротестирования
Статья научная
Разработана функциональная схема системы автоматизированного гидротестирования труб большого диаметра и построена её математическая модель. По результатам моделирования проведено корректирование алгоритма управления реальной испытательной системы.
Бесплатно
Система автоматического регулирования формы сигнала
Статья научная
Описана интеллектуальная система автоматического регулирования формы временной реализации сигнала. Предложена библиотека инструментов виртуального генератора периодических сигналов прямоугольной, синусоидальной, треугольной и пилообразной формы. В отличие от аналогичных генераторов, входящих в стандартную библиотеку среды LabVIEW, уровень нелинейных искажений сигналов в предлагаемом приборе удалось снизить от 5 до 100 раз.
Бесплатно
Система высокоточных измерений параметров электрической энергии
Статья научная
В статье приводится описание системы высокоточных измерений параметров электрической энергии. Представлена структурная схема устройства и описан алгоритм его работы. Проведен выбор основных элементов устройства: аналого-цифрового преобразователя, микроконтроллера и преобразователя интерфейсов. Также в статье представлен алгоритм работы персонального компьютера и описана производимая в нем цифровая фильтрация данных.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассмотрены вопросы оптимизации и оперативного управления теплоэнергетическим комплексом металлургического предприятия по критериям эффективности снабжения энергетическими ресурсами технологических потребителей. Рассмотрены вопросы оптимизации теплоэлектрических станций и управление режимами пароснабжения технологических потребителей.
Бесплатно
Статья научная
Рассматривается система математического моделирования течений в управляемых газоструйных системах и гидропневмоагрегатах, имеющих в своей конструкции кольцевые сопла различных газодинамических типов и геометрических конфигураций, при течении многокомпонентной среды по тракту кольцевого сопла. Система математического моделирования построена по модульному принципу и содержит инструментальную часть, функциональное наполнение и базы данных. Функциональное наполнение системы представляет библиотеку модулей, предназначенных для решения локальной задачи определения характеристик кольцевого сопла. Входящие в состав системы функциональные модули предназначены для расчета состава и термодинамических характеристик продуктов сгорания, профилирования кольцевого сопла, расчета смешанных и сверхзвуковых течений, расчета параметров турбулентного пограничного слоя и отрывных областей потока. Многофункциональная система математического моделирования позволяет создавать многоуровневые расчетные комплексы, используемые на различных этапах исследования характеристик кольцевых сопел.
Бесплатно
Статья научная
Описаны состав и структура системы управления промышленным робототехническим комплексом, предназначенным для работы в герметичных камерах в условиях сильных радиационных излучений. В связи с превышением рабочей зоны манипулятора робототехнического комплекса над рабочим пространством герметичной камеры и необходимостью останова или уменьшения скорости движения при достижении зон ограничения предложено использование искусственной нейронной сети на основе персептрона с сигмоидальной функцией активации, формирующего на выходе сигнал в диапазоне [0; 1], используемый как коэффициент передачи сигналов от внешних контуров управления и органов ручного управления манипулятором к внутренним контурам системы управления. Приведен вариант структуры системы управления, представлен способ формирования обучающих выборок нейронной сети и результаты математического моделирования работы системы управления.
Бесплатно
Статья
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены вопросы повышения эффективности использования энергетических ресурсов для обеспечения эффективного снабжения энергетическими ресурсами технологических потребителей, а также вопросы управления режимами технологического пароснабжения и потребления энергетических ресурсов.
Бесплатно
Системная модель контроля и диагностики пожарной защиты силовой установки летательного аппарата
Краткое сообщение
Проблема пожарной защиты летательного аппарата, где наиболее энергонапряженным объектом является силовая установка, существует давно и продолжает быть актуальной и в настоящее время ввиду катастрофических последствий возникновения пожара на борту. В статье рассматриваются основные элементы системы пожарной защиты силовой установки в составе летательного аппарата. Описываются структурно-логическая модель работы блока пожарной защиты и принцип работы сигнализатора пожара пневматического типа, которые являются ключевыми элементами системы обеспечения безопасности эксплуатации летательного аппарата. Предлагается проводить системное моделирование процесса перехода силовой установки из нормального состояния в критическое состояние - пожар - на основе анализа законов сохранения и перехода различных видов энергии при пожаре. Отмечается, что разработаны и находят широкое применение методы и модели процессов горения различных материалов, реализованных в виде пакетов прикладных программ. Однако необходимым условием применения указанных пакетов является формализация предметной постановки задачи и задание ее исходных условий. Приводится методика построения структуры нестационарной модели пожара в отсеке силовой установки. Представлен эффективный инструмент при проведении испытаний системы пожарной защиты - комплексный стенд контроля и диагностики, который позволяет моделировать в квазистатическом режиме как процессы нормального функционирования системы, так и отказные ситуации. Приводятся результаты анализа процессов, полученных при испытаниях системы пожарной защиты силовой установки на комплексном полунатурном стенде. Среди преимуществ применения полунатурного стенда авторы выделяют значительное сокращение объема и стоимости натурных испытаний вновь разрабатываемых систем. Результаты работы могут быть использованы для разработки бортовой динамической модели распространения пожара в отсеке силовой установки для перспективной интеллектуальной системы пожаротушения.
Бесплатно
Краткое сообщение
Введение. Парадигма цифровой трансформации ресурсного управления в производственных системах основана на интеллектуальной интеграции виртуальных и реальных процессов с объектами производства (их атрибутивными моделями). При этом платформой (средой) интеллектуальной интеграции виртуальных и реальных процессов выступает информационная среда предметно ориентированной области. Функции специалистов в этом случае сводятся к роли экспертов, которые реализуют формальные предикатные знания, прописанные в соответствующих методиках и должностных инструкциях (документах). При этом обеспечиваются свойства идентифицируемости, прослеживаемости и повторяемости (полного отката) процессов. Временной ресурс - важнейший фактор в организации управления предметно-ориентированными областями (ПОО). Автоматизация процессов организации, планирования и мониторинга временных ресурсов в реальном и виртуальном аспектах является важной и актуальной задачей. Расписание - одна из основных составляющих организации любого процесса. Необходимо отметить, что процесс составления расписания - довольно трудоемкий и объективный. Цель исследования. Рассмотреть системную модель (системное описание) трансформации процесса управления расписанием с использованием цифровой информационной платформы, отвечающей требованиям 4-го уровня зрелости, позволяющей решать актуальные задачи в заданном аспекте в ПОО. Разработать методику реализации данной системной модели. 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 системного моделирования (системного описания ПОО) процессов, связанных временными ресурсами, из условия формализованной идентифицируемости и прослеживаемости их в атрибутивной модели ПОО. На примере УГАТУ показано, что данная интеллектуализированная системная модель (системное описание ПОО) может быть реализована на базе цифровой программной аналитической платформы в информационном пространстве указанных при описании электронных документов функциональных подразделений учебного заведения. Заключение. Разработанный подход системного функционального моделирования на основе цифровой платформы, отвечающей требованиям 4-го уровня зрелости, позволяет решать актуальные задачи интеллектуализированного управления в предметно-ориентированной области.
Бесплатно
Статья научная
Рассматриваются принципы организации применения цифрового моделирования на основе интеграции 1D-, 2D-, 3D-, 4D-методов. Показано, что применение перспективных направлений развития информационных систем цифрового моделирования ПП и их интеграция с системами автоматизированного проектирования и управления производством позволяет повысить эффективность работы сотрудников промышленного предприятия за счет создания единой системы хранения и управления данными о продукции и ресурсах предприятия в течение их жизненных циклов, уменьшить затраты и упущенную предприятием прибыль из-за неэффективного использования информации, повысить производительность труда конечных пользователей информационных систем и др. Определяются системные требования и необходимые профессиональные компетенции специалистов для организационно-функциональной деятельности в области цифрового моделирования ПП. Определяется организация базовой кафедры информационных технологий (ИТ) вуза на базе машиностроительного предприятия как необходимое условие для формирования и поддержания указанных компетенций в актуализированном состоянии. Отмечается, что базовая кафедра ИТ позволит формировать набор компетенций у студентов, необходимых для машиностроительного предприятия. Результаты работы могут быть использованы при подготовке специалистов по ИТ и при организации базовых кафедр на машиностроительных предприятиях.
Бесплатно
Системы управления уличным освещением гибкой структуры
Статья обзорная
В статье рассмотрены недостатки современных систем управления уличным освещением традиционной структуры, предложена новая структура автоматизированной системы управления освещением с распределенной силовой частью, рассмотрены технологии связи между элементами распределенной системы управления.
Бесплатно
Статья научная
В настоящей статье предлагается усовершенствованная методология разработки систем поддержки принятия решений, разработанная на основе ситуационной схемы решения человеком поведенческих задач. В предлагаемой методологии предлагается подход к решению задачи поддержки принятия решений на основе онтологической модели организации (бизнес-процесса), содержащей информацию о типовых ситуациях, их признаках, вариантах (сценариях) решений и показателях для выбора этих решений. Разработан интеллектуальный механизм «узнавания» состояний типовых ситуаций на основе категоризации и использования полученной иерархии их состояний и признаков. Предложен общий подход к поддержанию онтологической модели в актуальном состоянии. Рассмотрены примеры применения методологии для предприятия авиаприборостроения.
Бесплатно
Скелетизация бинарных изображений и выделение особых точек для распознавания отпечатков пальцев
Статья научная
Предлагается новый модифицированный алгоритм Розенфельда скелетизации бинарных изображений отпечатков пальцев. На основе скелета выделяют особые точки. Скелетизация и выделение особых точек являются основными процедурами при решении задачи верификации и идентификации отпечатков пальцев. Описанный алгоритм предполагает анализ окрестности информативных точек изображения и выполнение действий по результатам анализа. Подробный анализ окрестностей позволяет избавиться от шумов, которые содержаться в исходном изображении и могут быть интерпретированы как особые точки отпечатка. Рассматриваются преимущества нового метода скелетизации по сравнению с известными, описанными в работе. Метод реализован на языке C++, разработаны процедуры для визуализации финального состояния скелета, позволяющие контролировать качество его изготовления.
Бесплатно
Слабоманипулируемая процедура выработки наилучшего и согласованного решения в группе
Краткое сообщение
Излагается процедура взаимодействия Лица, принимающего решение (ЛПР), и совета экспертов при нём, которые по запросу ЛПР вырабатывают и предлагают ему единое согласованное решение. Целью процедуры является снижение возможности манипулирования процессом принятия решения за счёт применения специальных механизмов теории активных систем и процедуры голосования, а также поддержка ЛПР при принятии решения путём предложения ему одного наилучшего решения из всего множества альтернативных решений, выработанных участниками экспертного совета.
Бесплатно
Статья научная
Статья посвящена решению парадокса Монти Холла средствами теории принятия решений и имитационного моделирования. Задача представляет собой трехшаговую последовательность действий участника и ведущего. Цель участника - угадать, за какой из трех дверей находится ценный приз. На первом шаге он выбирает одну из трех дверей, на втором шаге ведущий открывает одну дверь без приза, на третьем шаге участник должен определиться, сохранить ли выбор с первого шага или сменить его. Задача имеет почти полувековую историю, и все это время интерес к ней со стороны математиков и психологов не ослабевает. Причина заключается в противоречащем интуитивным соображениям решении и, как следствие, крайней неэффективности человеческого поведения в рассматриваемой ситуации. Традиционно задача рассматривается как вероятностная, реже - игровая. Мы применили альтернативный подход и рассмотрели ее как задачу принятия решения. Для этого были определены варианты поведения участников ситуации и их вероятностные оценки и построено дерево решений задачи. Его концевые вершины определили множество исходов ситуации. Их вероятностная оценка была сформирована в предположении, что участник на третьем шаге сохраняет свой выбор с первого шага с произвольной постоянной вероятностью. Эта вероятность является аргументом общей вероятности выигрыша, построенной на основании формулы полной вероятности события. Максимизация функции вероятности выигрыша позволила определить оптимальное поведение участника, которое состоит в смене выбора. Поскольку здравый смысл подсказывает, что менять выбор бессмысленно, полученный результат был проверен путем имитационного моделирования ситуации при различных вероятностях сохранения участником выбора и подсчета относительных частот выигрышей при сохранении и смене участником своего выбора. Проведенный компьютерный эксперимент полностью подтвердил полученный теоретически результат, что позволило сделать вывод о правильности полученного решения.
Бесплатно
Смыслы несобственных задач классификации и оптимизации
Статья научная
Изучается интерпретация комитетных решений неформализованных и противоречивых задач распознавания, а также надёжность таких решений. Строится соответствующая инконсистентная логика. Также приводится необходимое и достаточное условие построения комитетов для разделения трудно разделимых, но всё-таки непересекающихся конечных множеств. Описываются также конструкции, близкие к понятию комитета, их интерпретации и применение. Особое внимание уделяется использованию комитетных конструкций в области оптимизационных задач. Отмечается, что применимость этих конструкций в решении прикладных задач основана не только на решении конкретных задач, но и подтверждена строгим математическим обоснованием, которое приведено в данной статье в виде теорем. Также делается вывод, что в несобственных задачах или нет решений, или нарушаются соотношения двойственности.
Бесплатно
Снижение энергетических затрат при управлении установкой ректификации нефти
Статья научная
Введение. В настоящее время недостаточно разработаны методы оценки энергетической эффективности малых нефтеперерабатывающих заводов. Цель исследования: оптимизация энергетических затрат на разделение нефти. Материалы и методы. Представлен алгоритм расчета секционной модели атмосферного блока установки ректификации нефти малой мощности. Полученная модель дополнена расчетом аппарата воздушного охлаждения и кожухотрубного теплообменника. Выбраны факторы, влияющие на энергетические затраты: расход перегретого водяного пара в атмосферную и отпарную колонны, флегмовое число, расход сырья. Для вывода зависимости выбранного критерия от перечисленных факторов применен метод ортогонального центрального композиционного планирования эксперимента. Составлена матрица планирования четырехфакторного эксперимента с применением секционной модели. Получены результаты проведения эксперимента в программном пакете MATLAB. Выполнена оценка незначимости коэффициентов в полученном уравнении регрессии второго порядка, из модели исключены незначимые коэффициенты. Проведена проверка адекватности модели с помощью критерия Фишера. Уравнение регрессии, представленное в физических величинах факторов, является целевой функцией. Результаты. Построена поверхность выходного параметра в зависимости от управляющих факторов (флегмового числа и расхода перегретого водяного пара в атмосферную колонну) при постоянном расходе сырья и постоянном расходе перегретого пара в отпарную колонну. Показано, что выбранные факторы влияют не только на энергетические затраты, но и на показатели качества нефтепродуктов. Приведены математические модели для определения показателей качества нефтепродуктов (температур начала и конца кипения) на нефтеперерабатывающей установке, использующиеся как ограничения. Предложено применение полученной зависимости для оптимизации энергетических затрат на установке ректификации нефти в условиях меняющегося расхода сырья. Заключение. Полученные оптимальные значения факторов могут быть использованы как задания регуляторам на действующей установке.
Бесплатно
