Статьи журнала - Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника
Все статьи: 1059
Другой
Рассмотрены вариационные методы агрегирования объектов профессиональной деятельности в задачах проектирования образовательных стандартов профессионального образования.
Бесплатно
Формирование ограничений при управлении приводом штангового глубинного насоса
Статья научная
Рассматривается вопрос формирования ограничений при управлении приводом штангового глубинного насоса в автоматическом режиме. Приведен подход использования данных динамограмм с диагностированием дефекта типа «недостаточный приток жидкости в скважину». Показаны результаты анализа реальной динамограммы, приведен алгоритм коррекции ограничений в процессе настройки количества двойных ходов. Сделаны выводы по эффективности предложенных подходов.
Бесплатно
Формирование оптимального комплекта программного обеспечения в образовательных организациях
Статья научная
Рассмотрена проблема определения номенклатуры оптимального комплекта прикладного программного обеспечения (ПО), необходимого для реализации образовательных программ в высших учебных заведениях (вуз), путем количественной оценки его качества. Цель исследования: разработка механизма комплексной оценки качества ПО в рамках выбранного класса, позволяющего оказать поддержку в принятии обоснованного решения при выборе типового комплекта ПО вуза. Материалы и методы. Предлагаемый механизм основывается на использовании методов оптимизации и экспертных оценках. На первом этапе механизма уточняются базовые требования, учитывающие специфику работы образовательной организации. Формируется набор программ (альтернатив) для выбранного класса ПО с последующим определением на базе экспертной информации характерных для него ключевых функций. Далее по предложенным в работе показателям качества ПО осуществляется их оценка для каждой альтернативы. Показатели качества ПО представляют собой иерархическую трехуровневую систему (критерий, метрика, оценочный элемент), в которой показатели вышестоящих уровней определяются через показатели нижестоящих уровней. Интегральная оценка качества альтернативы определяется как сумма оценок ее критериев качества. На завершающем этапе решается задача целочисленного линейного программирования по определению оптимальной номенклатуры альтернатив в рамках соответствующего класса ПО, исходя их условий максимизации качества альтернативы, содержащей в себе требуемый набор функций, и минимизации их количества. Результаты. Разработан механизм определения оптимальных альтернатив для формирования типового набора ПО с целью реализации необходимых образовательных программ вуза. Формализованы основные показатели качества ПО и предложен математический аппарат по их оценке. Заключение. Предложенный механизм позволяет осуществить количественную оценку качества ПО в рамках его класса с последующим выбором наиболее рациональных для вуза программных средств. Такая оценка позволит упростить задачу по принятию обоснованного решения при формировании типового комплекта ПО, необходимого для реализации требований федеральных образовательных стандартов, и в целом повысит эффективность системы координации информатизации по данному направлению.
Бесплатно
Формирование оценочной модели управления ресурсным взаимодействием стейкхолдеров в проекте
Статья научная
«Подключение» к проектам большого числа заинтересованных сторон и объективная невозможность удовлетворения интересов абсолютного большинства стейкхолдеров обуславливают актуальность разработки моделей ресурсного обмена, ориентированных, в первую очередь, на их допустимость для агентов и только потом - на оптимальность. Цель исследования. Разработать прикладную модель оценки и управления ресурсным взаимодействием причастных сторон проекта. Материалы и методы. В качестве базовой модели для реализации поставленной цели применяется линейная модель международной торговли. Исходные данные для подстановки в модель характеризуют структуру взаимоотношений между агентами обмена и могут быть получены в результате применения модифицированного инструмента анализа иерархий. Результаты. Получена прикладная модель оценки и управления ресурсным взаимодействием. С помощью средства «Поиск решений» программы MS Excel получены результаты практического апробирования модели оценки допустимого ресурсного взаимодействия стейкхолдеров. Заключение. Результаты практического применения модели представляются в формате двух векторов: «допустимого» и «действительного» ресурсных обменов. В зависимости от содержательной интерпретации результатов исследователь может оценивать разбалансированность ресурсного обмена или устанавливать приоритетность стейкхолдеров в проекте, управлять отклонениями.
Бесплатно
Формирование стратегии развития умных городов субъекта РФ
Статья научная
Введение. На сегодняшний день как в мире, так и в нашей стране нет единого понимание того, что собой представляет умное управление и какие цели и задачи оно должно реализовывать для повышения качества жизни населения городов и общей эффективности деятельности органов государственной власти, использующих алгоритмы такого управления. Цель исследования. Предложить комплекс научно-практических положений и рекомендаций по вопросам формирования стратегии умного управления городскими муниципальными образованиями в регионах страны. Материалы и методы. В составе материалов и методов следует указать на анализ теоретических положений и практических результатов внедрения умного управления в городах различных стран, а также нормативной базы, на которой базируются отечественные разработки в области умного управления городами. Результаты. В статье обосновываются основные научные положения и рекомендации по формированию стратегии развития умных городов для субъектов Российской Федерации, включающие: необходимость ориентации данной стратегии на первоочередные нужды и жизненноважные проблемы конкретных городов; обеспечение взаимоувязки стратегии отдельных городов региона с целями и направлениями развития региона; формирование развития города на базе комплекса взаимосвязанных показателей, определенных в рамках единой стратегии. Для успешной реализации стратегии развития умных городов отдельных субъектов РФ сформулированы принципы и требования к построению системы умного управления. Показаны функциональные особенности элементов этой системы управления. Заключение. Создание и внедрение умного управления городами для отдельных субъектов РФ должно, как правило, обеспечивать как повышение эффективности деятельности органов государственной власти региона и муниципалитетов, так и повышение качества жизни населения. Формирование стратегии развития умных городов в субъектах РФ целесообразно осуществлять на основе научных положений и рекомендаций, представленных в данной статье.
Бесплатно
Формирование стратегии социально-экономического развития субъекта РФ в современных условиях
Статья научная
Введение. Если до 90-х годов вопросы социально-экономического развития субъектов РФ достаточно жестко координировались и контролировались из Центра, то впоследствии федеративное начало в управлении государством дало возможность регионам проводить собственную социально-экономическую политику в зависимости от складывающихся ситуаций. Тем не менее за прошедшие тридцать лет развития регионального управления в нашей стране проблемы социально-экономического развития субъектов Российской Федерации до сих пор нуждаются в более эффективных подходах, моделях и алгоритмах. Целью исследования является формирование стратегии социально-экономического развития отдельных субъектов РФ в современных условиях. Материалы и методы. В составе материалов и методов можно указать на анализ подходов, методов и моделей социально-экономического развития регионов, представленных в научно-технической литературе, а также результатов их внедрения в практику управления субъектами РФ. Результаты. В статье обосновываются основные научные положения и рекомендации по формированию стратегии социально-экономического развития регионов Российской Федерации. В том числе разработан комплекс научных положений, позволяющих осуществлять совершенствование управления социально-экономическим развитием тех или иных регионов в зависимости от складывающихся там социально-экономических ситуаций. Заключение. Формирование стратегии социально-экономического развития субъектов РФ целесообразно осуществлять на основе научных положений и рекомендаций, упомянутых в данной статье в привязке к местным специфическим особенностям конкретного региона.
Бесплатно
Статья научная
Приводится описание основных существующих задач теории оптимальных систем. Определяются ключевые особенности задачи оптимального управления для космических аппаратов и средств выведения. Ставится задача о формировании дискретной линейной математической модели на основе непрерывной модели, описываемой системой линейных неоднородных нестационарных дифференциальных уравнений. В качестве объекта управления рассматривается модель возмущенного движения первой ступени ракеты-носителя типа «Союз» этапа 2.1в вдоль программной траектории с учетом дополнительных степеней свободы (упругих колебаний корпуса и колебаний свободной поверхности жидкого наполнения баков) в плоскости тангажа. Сформирована непрерывная модель объекта в векторно-матричной явной канонической форме. Произведена дискретизация непрерывной модели, а также описана методика проведения дискретизации. Произведен сравнительный анализ процессов в непрерывной и дискретной моделях.
Бесплатно
Статья научная
Рассматриваются вопросы математического моделирования параметров системы мультивалентного теплоснабжения, основанной, в том числе, на преобразовании энергии солнечного излучения в тепловую энергию при помощи солнечного коллектора, а также преобразования низкопотенциальной энергии окружающей среды посредством теплового насоса. Математическая модель теплоэнергетических процессов (теплоэнергетическая модель) в системы мультивалентного теплоснабжения представляет собой многоуровневую инвариантную систему, учитывающую целый набор процессов и факторов, определяющих характер теплоэнергетического состояния рассматриваемой системы теплоснабжения. Проведение математического моделирования теплоэнергетических параметров (анализ теплоэнергетических моделей) системы мультивалентного теплоснабжения необходимо проводить с помощью высокопроизводительных вычислений, основанных на параллельных алгоритмах для многопроцессорных вычислительных систем.
Бесплатно
Статья научная
Исследованы характеристики (точность и разрешающая способность) радиолокационных дальномеров, использующих прямой цифровой синтез частоты (DDS) для генерации ЛЧМ-зондирующих СВЧ-сигналов. Показано, что при синтезе зондирующего ЛЧМ-сигнала по технологии DDS необходимо в радиолокационном дальномере использовать DDS-синтезаторы с временем переключения частот много меньшем периода колебаний сигнала «биений» с максимально возможной частотой. В этом случае реализуются характеристики частотного радиолокационного дальномера близкие к характеристикам дальномера с идеальным зондирующим ЛЧМ-сигналом. В частности точность измерения дальности и разрешающая способность дальномера определяются максимальным значением синтезируемой частоты. Максимальная дальность действия дальномера определяется значением приращения частоты от импульса к импульсу в синтезируемом ЛЧМ-сигнале. Минимальная дальность действия дальномера определяется отношением значения приращения частоты к времени переключения частот в синтезаторе DDS. Алгоритм измерения дальности при синтезировании зондирующего ЛЧМ-сигнала по цифровой технологии DDS при выборе времени переключения частот много меньшем периода максимальной частоты сигнала «биений» несущественно отличается от алгоритма измерения дальности при формировании зондирующего ЛЧМ-сигнала аналоговым способом.
Бесплатно
Статья научная
Введение. В металлургии широкое распространение получили многоэлектродные дуговые печи с использованием трехфазного переменного тока. Наличие нескольких электрических дуг создает систему, обладающую специфическими свойствами, отсутствующими при единственной горящей дуге. Данные свойства связаны с поведением напряженности магнитного поля вблизи трех дуг, с появлением дополнительных электромагнитных сил, меняющих форму и размеры дуг, а значит, и их тепловое излучение. От геометрии дуг и силы тока зависит интенсивность электромагнитных взаимодействий, форма дуги и ее динамическое поведение, которое в свою очередь существенно влияет на тепловую работу печи. Знание характера сил, действующих на дугу, ее положения и поведения является важным при конструировании и эксплуатации печей, повышении эффективности управления и автоматизации их работы. Целью исследования является изучение поведения основных характеристик свободных электрических дуг трехфазного тока, горящих на горизонтальную поверхность, путем создания соответствующего математического, алгоритмического и программного обеспечения. Материалы и методы. При выполнении работы применялись методы вычислительной математики и теории алгоритмов. Созданное программное обеспечение с использованием средств разработки приложений MATLAB и пакета MathCAD основывалось на известных методах: численного интегрирования и поиска минимума функций многих переменных. Результаты. Рассмотрены вопросы, связанные с изучением системы трех одновременно горящих дуг. Проведен анализ поведения напряженности магнитного поля вблизи трех дуг. Исследованы электромагнитные силы, меняющие форму и размеры дуг, а следовательно, и их тепловое излучение на горизонтальную поверхность. Результаты моделирования были косвенно подтверждены экспериментальными данными, проведенными на промышленной печи. Заключение. Созданы алгоритмы и программы, позволяющие: оценивать воздействие электромагнитных полей на приборы и человека, расположенные вблизи дуговых печей; изучать поведение среднеинтегральных электромагнитных сил, действующих на электрические дуги; рассчитывать и визуализировать тепловой поток, падающий на горизонтальную поверхность, в зависимости от геометрии дуг и их параметров. На основе созданных алгоритмов может быть создано специальное программное обеспечение, встроенное в систему автоматизированного регулирования и прогнозирования тепловой работы многоэлектродных дуговых агрегатов, для повышения достоверности оценки тепловосприятия шихты и водоохлаждаемых панелей, износа футеровки печи при разных технологических режимах горения дуг.
Бесплатно
Цилиндрическая щелевая антенна
Статья научная
Представлена щелевая цилиндрическая антенна с оригинальным устройством согласования с фидером. Антенна выполнена в виде продольной щели на металлической трубе с диаметром, много меньшим длины волны; длина щели меньше длины волны в свободном пространстве. Параметры антенны найдены численным методом в строгой электродинамической постановке задачи. При этом в электродинамической модели антенны учтена конструкция устройства согласования. Теоретические результаты в рабочем диапазоне частот находятся в хорошем количественном соответствии с экспериментальными результатами, полученными на макетах антенн. Предложенные в статье способ и устройство позволяют простым и удобным образом согласовать антенну с фидером.
Бесплатно
Цифровая трансформация социально-экономических систем как конечный результат процесса цифровизации
Статья научная
Статья посвящена сравнительному анализу трактовок понятий, связанных с процессом внедрения информационных технологий и систем, а именно: «информатизация», «цифровизация» и «цифровая трансформация». Дана критическая оценка различных подходов к определениям вышеозначенных терминов. Актуальность исследования подтверждается тем, что, несмотря на стремительное проникновение информационно-коммуникационных технологий во все сферы жизни и деятельности человека, методологическая база в данной области исследования до сих пор остается недостаточно проработанной, особенно в вопросе терминологии, вследствие чего наблюдается хаос в интерпретации понятий и не вполне корректное их использование. Цель работы. Исследование направлено на систематизацию подходов к определению понятий «информатизация», «цифровизация» и «цифровая трансформация», дифференциацию данных терминов и уточнению их трактовок. Материалы и методы. В процессе написания статьи были задействованы общенаучные методы и приемы исследования: описательный метод, метод сравнения, метод аналогий, исторический метод, структурно-функциональный метод, методы обобщения и типологизации, а также системный подход. В основу исследования легли материалы отечественных ежегодных статистических наблюдений в области оценки уровня развития и внедрения информационных технологий, а также результаты рейтингования стран по уровню освоения данных технологий, проводимых крупнейшими зарубежными консалтинговыми компаниями, агентствами и исследовательскими центрами, изучены различные методические материалы и теоретические обзорные статьи по теме исследования с целью их обобщения и систематизации. Результаты. В статье представлены результаты сравнительного анализа ряда терминов, связанных с процессом внедрения цифровых технологий, проведена их дифференциация, установлены основные признаки и характеристики каждого из них. Даны определения уточняющего характера следующих понятий: «информатизация», «цифровизация» и «цифровая трансформация». Информатизацию, оцифровку, автоматизацию, цифровизацию и цифровую трансформацию предлагается рассматривать в качестве последовательных содержательных этапов в процессе внедрения информационных систем и технологий. При этом цифровая трансформация социально-экономических систем рассматривается в качестве конечного желаемого результата процесса цифровизации, при котором наблюдается качественный скачок (прорыв) в развитии социально-экономической системы и происходит переосмысление и перестройка большинства наиболее важных процессов (бизнес-процессов). Подобные качественные преобразования ведут к изменению бизнес-модели, затрагивая все элементы системы. Заключение. Преимуществом предложенного в рамках данного исследования подхода является то, что все вышеобозначенные термины рассматриваются здесь не изолированно, а во взаимосвязи, являясь частью общего процесса, отражая сущность и содержание такого сложного и неоднозначного явления, как цифровая трансформация.
Бесплатно
Статья научная
В настоящее время одним из перспективных направлений развития экономики является цифровизация в целом и формирование качественной информационной инфраструктуры в частности. Особенно это актуально для процессов активизации государственно-частного партнерства - взаимовыгодного взаимодействия государства и бизнеса. В связи с пандемией инвесторы работают со своим портфелем более осторожно, и привлекать частные средства становится сложнее. Целью исследования является анализ информационной среды для ГЧП-проектов, а именно оценка ее привлекательности и прозрачности для инвесторов. Задачами являются анализ распределения концессионных соглашений по объему инвестиций, выявление проблемных зон в реализации программ государственно-частного партнерства РФ, описание мероприятий, способствующих повышению эффективности государственно-частного взаимодействия. В работе применялись общенаучные методы анализа и синтеза, а также экономико-статистический и сравнительный методы. Авторы опирались на такие материалы, как актуальные публикации отечественных и зарубежных ученых по теме исследования, материалы всероссийских и международных конференций по управлению, электронные отчеты исследовательских центров и официальную статистику, представленную государственными органами. В качестве результатов приводится описание интерактивной карты-рейтинга городов по уровню развития проектной деятельности в сфере государственно-частного партнерства. Интерактивная карта - это мощный инструмент цифровой трансформации, в отличие от ежегодных публикуемых электронных и бумажных отчетов точнее отражает ситуацию на рынке ГЧП проектов в текущий момент времени, то есть информация остается актуальной для каждого запроса каждого последующего пользователя. Также в статье приводятся результаты сравнительного анализа популярных картографических программ для определения наиболее эффективной и устойчивой платформы для создания сервиса. Преобразуя таким образом традиционную информационную инфраструктуру, можно повысить инвестиционную привлекательность субъектов, а следовательно, повлиять на уровень качества жизни жителей как отдельных городов, так и всей страны.
Бесплатно
Цифровые технологии в широкополосных приемниках СВЧ радиосигналов
Статья научная
Рассматривается цифровая технология обработки СВЧ радиосигналов на базе алгоритма монобитного быстрого преобразования Фурье. Показана возможность применения алгоритма в цифровых широкополосных приемниках СВЧ радиосигналов для решения задач обнаружения и измерения основных параметров радиосигналов.
Бесплатно
Численное исследование распространения цилиндрических ударных волн в гетерогенных средах
Статья научная
Проведено численное исследование распространения цилиндрической ударной волны и ее взаимодействие с прилегающим слоем гетерогенной двухфазной среды. Для решения уравнений сохранения двухфазной среды была применена модификация метода Неймана Рихтмайера, адаптированная для расчетов течений гетерогенных сред. Сложности расчета течений, содержащих разрывы типа ударных волн, связаны с необходимостью постоянного пересчета расчетных сеток в области высоких градиентов давления. Совокупность задач: построение математической модели двухфазной среды, модификация численного метода расчета, алгоритмы перестройки расчетных сеток представлены в виде законченной компьютерной технологии, позволяющей эффективно проводить расчеты многомерных задач по распространению сильных разрывов в гетерогенных средах.
Бесплатно
Численный метод обработки результатов динамических измерений
Статья научная
Проблема обработки данных, полученных при динамических измерениях - одна из центральных проблем в измерительной технике. Цель исследования. Статья посвящена исследованию устойчивости метода решения задачи обработки результатов динамических измерений относительно погрешности в исходных данных. Поэтому актуальной задачей является разработка алгоритмами обработки результатов динамических измерений. Материалы и методы. В этой статье предлагается алгоритм обработки данных, полученных при динамических измерениях на основе конечно-разностного подхода. Основные предпосылки математической модели задачи динамических измерений, связанной с процессами восстановления входного сигнала в условиях неполных и зашумленных исходных данных, заключаются в следующем. Изначально известна функция зашумленного выходного сигнала. Восстановление входного сигнала осуществляется с помощью передаточной функции датчика. Передаточная функция датчика представлена в виде дифференциального уравнения. Это уравнение описывает состояние динамической системы в реальном времени. Предлагаемая вычислительная схема метода основана на конечно-разностных аналогах частных производных и метода регуляризации по Тихонову была построена численная модель датчика. Проблема устойчивости метода решения дифференциальных уравнений высокого порядка также является одной из центральных проблем обработки данных в системах автоматического управления. Основываясь на подходе обобщенного квазиоптимального выбора параметра регуляризации в методе Лаврентьева, была найдена зависимость параметра регуляризации, параметров динамической измерительной системы, показателем шума и необходимым уровнем точности. Полученные результаты. Основной целью вычислительного эксперимента было построение численного решения рассматриваемой задачи. Стандартные тестовые функции рассматривались как входные сигналы. В качестве входного сигнала, подавались тестовые сигналы, моделирующие различные физические процессы. Была найдена функция выходного сигнала с помощью предложенного численного метода, найденная функция была зашумлена аддитивным шумом в 5 %. Заключение. По зашумленному сигналу был восстановлен входной сигнал. Отклонение восстановленного сигнала от исходного во всех экспериментах составило не более 0,05, что говорит об устойчивости данного метода относительно зашумленных данных.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены некоторые обратные задачи для параболических уравнений с неизвестными начальными условиями и граничными условиями, известными на части границы. Указана принципиальная возможность построения численного решения этих задач в рассматриваемой области и предложена вычислительная схема метода, с помощью которой построено численное решение обратной задачи не только на границе, но и во всей рассматриваемой области при неизвестных начальных условиях. С целью проверки эффективности предложенного метода был осуществлен вычислительный эксперимент. Результаты вычислительного эксперимента и найденные экспериментальные оценки погрешностей представлены в статье и свидетельствуют об эффективности предложенного численного метода.
Бесплатно
Численный подход к оценке погрешности некорректных задач
Краткое сообщение
Модуль непрерывности обратного оператора приводит к минимизации невыпуклого функционала. На практике модуль непрерывности может быть вычислен для очень узкого класса задач. Главной трудностью при его вычислении является коммутируемость входящих в задачу операторов. Так как это условие в реальных задачах редко выполняется, то возникла необходимость в численных алгоритмах для оценки погрешности. Предложен численный алгоритм для оценки приближенного решения операторного уравнения первого рода, полученного методом невязки, не использующий модуль непрерывности обратного оператора. Показано, что эта оценка погрешности не хуже оценки, использующей модуль непрерывности обратного оператора. Предложенный в работе подход позволяет значительно расширить класс задач, к которым он применим, а также получить точность оценки, не уступающую той, которая могла бы быть получена с помощью модуля непрерывности обратного оператора.
Бесплатно
Число локальных аттракторов безмасштабных сетей Хопфилда
Статья научная
Рассматриваются оценки числа локальных аттракторов для модели Хопфилда с непрерывными состояниями, непрерывным временем и с графом взаимодействия, имеющим безмасштабную структуру. Число локальных аттракторов Na определяет размер памяти (емкость) сети и является важнейшей характеристикой сети. Проблеме оценки Na было уделено большое внимание, но в основном рассматривались булевские модели такого типа или модели с симметричным взаимодействием. Во втором случае емкость пропорциональна числу нейронов N. Мы получаем оценку максимального значения Na, которая содержит характеристики графа взаимодействия сети. Из нее следует, что емкость может расти как функция exp(cNa), где c, a - положительные числа. Далее с помощью компьютерных симуляций найдена связь между Na и числом центров (сильно связанных нейронов) в сети. При помощи регрессии получена формула для емкости как функции числа центров. Показано, что логарифм емкости пропорционален числу центров, а число центров пропорционально корню N. Результаты могут иметь приложения к проблемам создания моделей ассоциативной памяти и к моделированию морфогенеза с помощью генетических сетей.
Бесплатно
