Краткие сообщения. Рубрика в журнале - Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника
Краткое сообщение
В статье приведены результаты исследования, а также структурные схемы и параметры составляющих генеративно-состязательной нейронной сети. Приведены графические изображения результатов фильтрации радиотехнических сигналов. Сделаны выводы о возможностях применения данных нейронных сетей. Цель исследования: обоснование возможностей использования генеративносостязательных искусственных нейронных сетей для решения задач цифровой обработки радиотехнических сигналов. Материалы и методы. Для оценки результатов цифровой фильтрации зашумленных сигналов использовался метод математического моделирования в среде MATLAB. В качестве тестовых сигналов были взяты: синусоида, сигнал в виде суммы синусоид, модель реального радиотехнического информационного сигнала. В качестве шумовой составляющей используется белый гауссовский шум. Также проводится фильтрация сигнала, в котором отсутствует фрагмент определенной длинны. Была сгенерирована обучающая выборка для нейронной сети генератора, состоящая из зашумленных тестовых сигналов. Была также сгенерирована обучающая выборка нейронной сети дискриминатора, состоящая из тестовых сигналов, не содержащих шума. Результаты. На основе проведенного моделирования сделан вывод о том, что генеративно-состязательная нейронная сеть успешно решает задачи выделения полезного сигнала в смеси его с шумом различной физической природы. Такая нейросетевая структура способна также восстановить полезный сигнал, если в нем отсутствует какая-либо часть в результате воздействия внешних помех. Заключение. Существующие методы цифровой фильтрации радиотехнических сигналов требуют определенных трудовых и временных затрат, связанных с расчетом цифровых фильтров. Также при проектировании фильтров высоких порядков возникает сложность при проведении расчета данных фильтров. Идея использования нейронной сети в задачах фильтрации позволяет значительно уменьшить время проектирования фильтра, упростив, таким образом, процесс его реализации. Нейронная сеть, являющаяся самообучаемой системой, может находить решения, недоступные для обычных алгоритмов цифровой фильтрации. Результаты данной работы могут найти свое применение в области цифровой обработки сигналов и в развитии программно-конфигурируемого радио.
Бесплатно
Краткое сообщение
В настоящее время проблемы искажения данных измерений шумом и появления неопределенностей в критериях качества послужили причиной повышенного интереса к исследованиям в области сплайновой аппроксимации. При этом существующие методы минимизации эмпирического риска, предполагая, что шум является равномерным распределением с более тяжелыми хвостами, чем гауссов, ограничивают области применения данных исследований. Проблема оценки искаженных шумом данных, как правило, основывается на решении оптимизационной задачи с функцией, содержащей неопределенность, возникающей на основе задачи поиска оптимальных параметров. В связи с этим оценка искаженных шумов не может быть разрешена классическими методами. Цель исследования. Данное исследование направлено на решение и анализ задачи сплайновой аппроксимации данных в условиях неопределённости на основе параметризации управления и алгоритма проекции градиента. Методы. Исследование задачи сплайновой аппроксимации зашумленных данных проведено методом приближения кусочно-постоянной функции управления. При этом параметризация управления возможна только при конечном числе точек разрыва первого рода. В рамках экспериментального исследования применен алгоритм метода проекции градиента для численного решения задачи сплайновой аппроксимации. Предложенные методы применены для исследования параметров задачи сплайновой аппроксимации данных в условиях неопределённости. Результаты. Численное исследование подхода к параметризации управления и алгоритма проекции градиента проведено на основе разработанного программно-алгоритмического средства для решения задачи сплайновой модели аппроксимации в условиях неопределенности. Для оценки искаженных шумом данных проведены численные эксперименты по исследованию параметров модели и установлено, что повышение значения параметра α ведёт к увеличению точности, но к потере гладкости. Кроме того, проведенный анализ показал, что рассмотренные законы распределения не изменили точность и скорость сходимости алгоритма. Заключение. Предложенный подход для решения задачи сплайновой аппроксимации в условиях неопределенности позволяет определить проблемы искажения данных измерений шумом и появления неопределенностей в критериях качества. Исследование параметров модели показало, что построенная система устойчива к ошибке начального приближения, а законы распределения не оказывают существенного влияния на точность и сходимость метода проекции градиента.
Бесплатно
Классификационные факторы процесса структурного синтеза дискретных объектов
Краткое сообщение
Автоматизация проектирования - актуальнейшая задача, от решения которой во многом зависит качество создаваемого объекта, а также эффективность деятельности предприятия, направленная на создание такого объекта. Возможность автоматизации этапов проектирования определяется наличием алгоритмов решения возникающих при этом задач, то есть уровнем формализации. Одним из этапов проектирования объектов является выбор их структуры - структурный синтез, будь то конструкция изделия машиностроения, технологический процесс изготовления изделия, образовательный процесс в вузе по подготовке специалиста или деятельность вуза или промышленного предприятия в целом. Автоматизация этапа структурного синтеза - трудоемкая и сложная задача, поскольку для большинства объектов отсутствует формализованное описание процесса, а значит, немаловажную роль играет уровень квалификации и интуиция проектировщика. На сегодняшний день отсутствует единый универсальный подход к разработке автоматизированной системы, реализующей структурный синтез объектов. Это объясняется, во-первых, различной природой объектов, структурный синтез которых надо автоматизировать, во-вторых, разным объемом знаний, накопленных в каждой конкретной предметной области, и уровнем их формализации, в-третьих, уровнем сложности самого объекта проектирования. Существуют различные подходы к разработке автоматизированных систем структурного синтеза. Как правило, они определяются алгоритмами предметной области и реализуются интуитивно исходя из представления о процессе формирования структуры объекта синтеза у специалиста-предметника. Анализ особенностей объектов проектирования позволил не только предложить классификацию этих объектов, но и сформулировать классификационные факторы процесса структурного синтеза, позволяющие в зависимости от существующей ситуации в предметной области выбрать идеологию автоматизации процесса структурного синтеза.
Бесплатно
Количественная оценка влияния пандемии на динамику численности населения Оренбургской области
Краткое сообщение
Прогнозируемая численность населения и её динамика являются одними из основополагающих характеристик, необходимых для проведения адекватной региональной политики. В зависимости от демографических данных могут быть приняты или отклонены рассматриваемые инфраструктурные, промышленные, сельскохозяйственные, образовательные и другие проекты как на региональном, так и на муниципальном уровнях. Предсказываемая общенациональная демографическая динамика может также качественно влиять на принимаемые государством цели и характер их исполнения. В связи с продолжающейся пандемией COVID-19 особенно актуальным является развитие методов моделирования демографической динамики, позволяющих учитывать эпидемиологическую обстановку и оценивать значимость её влияния. Цель исследования. Разработать модель популяционной динамики в условиях пандемии. Количественно оценить влияние пандемии на динамику смертности по Оренбургской области. Исследовать среднюю ожидаемую продолжительность жизни населения в условиях пандемии. Материалы и методы. Для построения численных прогнозов и идентификации функциональных параметров использованы методы регрессионного анализа, в частности, метод линейной регрессии. Кроме того, использованы методы многомерной оптимизации, численного дифференцирования и интегрирования, а также численные методы решения гиперболических задач оптимального управления. Исследование выполнено в предположении, что динамика смертности по Оренбургской области подчиняется классическому закону Гомпертца. Для нахождения начального распределения численности населения использован метод градиентного спуска Adam. Результаты. Оценка интегральной характеристики свидетельствует об адекватности построенной демографической модели. Разработанная модель популяционной динамики в условиях пандемии позволяет учитывать и количественно оценивать влияние пандемии на демографическую динамику. Кроме того, представленная модель обеспечивает глобальное качество прогноза с ошибкой не более 1,5 %. Заключение. Результаты, полученные в ходе проведенного исследования, подтверждают ухудшение средней ожидаемой продолжительности жизни в период пандемии. Кроме того, влияние внешних факторов на динамику смертности у мужчин сильнее и затрагивает более широкий возрастной диапазон. Преимуществом предложенной модели является использование только базовых, общедоступных демографических данных, что облегчает её применение.
Бесплатно
Коммуникация как ключевой элемент построения полезных корпоративных информационных систем
Краткое сообщение
Введение. На сегодняшний день в мире используется большое количество методик и подходов к управлению процессом разработки корпоративных информационных систем. Но не многие организации, использующие те или иные методологии, понимают, насколько важен отлаженный процесс коммуникации между отдельными группами сотрудников, которые трудятся над созданием корпоративных информационных систем различного рода. Цель исследования. Обосновать необходимость построения и отладки системы коммуникации внутри компаний и между ними, а также показать, насколько ценно вкладывать ресурсы в это направление развития процессов, целью которых является повышение эффективности деятельности компании. Материалы и методы. Рассматриваются исследования компаний по изучению мотивации соискателей при устройстве на работу. Анализируются основные положения Agile-манифеста. Дается оценка последствиям недостаточной коммуникации или нарушения ее функционирования. Результаты. В статье авторами делается попытка оценить негативное воздействие на операционные издержки в работе ИТ-подразделения вследствие неотлаженной или нарушенной коммуникации внутри команды. Также обосновывается важность ролей владельца продукта и Scrum-мастера в работе успешной и эффективной команды. Даются практические советы по построению и налаживанию системы коммуникации в команде и по тому, как распространить создаваемую внутрикорпоративную культуру общения с уровня команды на уровень всей компании для дальнейшего успешного развития всего бизнеса в целом и отдельных проектов в частности.
Бесплатно
Компьютерное моделирование тросовой грозозащиты двухцепной ЛЭП класса напряжения 110 кВ в Simulink
Краткое сообщение
В статье рассматривается проблема повышения качества грозозащиты за счет более точного расчета её параметров. В качестве средства защиты выбран защитный трос. Актуальность задачи обусловлена необходимостью повышения качества и бесперебойности энергоснабжения в современных условиях. В качестве объекта исследования выбран участок реальной сети электрических соединений напряжением 110 кВ в виде воздушных линий на опорах ПБ-100-8, к которым подключены разнородные потребители. Экспериментально установлено, что потребители оказывают друг на друга взаимное влияние. В этих условиях затруднительно применить традиционные методы расчета грозозащиты. Цель исследования - анализ влияния проводника грозотроса на переходные процессы реальной двухцепной воздушной линии электроснабжения. Материалы и методы. В пакете Simulink разработана имитационная модель взаимодействия элементов системы электроснабжения, выключателей и потребителей, воспроизводящая различные режимы работы сети: холостой ход, работу под нагрузкой, короткое замыкание. Ограничение перенапряжений в модели не учитывается в целях исследования. Недостающие данные получены из сторонних источников и с помощью программы Google Earth. Адекватность модели доказана путем сравнения результатов с экспериментальными данными, в том числе расчетами взаимного влияния потребителей. Результаты. Разработан сценарий моделирования, предусматривающий несколько переключений и коротких замыканий в сети. Проанализировано влияние грозозащитного троса в различных режимах работы. Путем анализа осциллограмм сети изучено взаимное влияние проводников разных цепей высоковольтной линии. Показано, что это влияние существенное, и его необходимо учитывать при расчете параметров средств грозозащиты. Оценено обратное влияние грозозащиты на электрическую сеть. Заключение. Разработанная модель может использоваться для широкого круга сетей 100 кВ, оснащенных средствами грозозащиты. В данном случае подтверждена эффективность выбранного защитного троса. Важным частным выводом из результатов моделирования является заключение о несущественной (менее 1 %) потере мощности в сети из-за организации тросовой грозозащиты.
Бесплатно
Конвейерный логический идентификатор
Краткое сообщение
Рассматривается построение конвейерного логического идентификатора, работающего по принципу ассоциативного процессора. Конвейерная сеть на операторах логической свертки сигналов позволяет обнаруживать в последовательном потоке сигналов заданную комбинацию.
Бесплатно
Концептуальные положения геосетевого подхода к стратегическому управлению крупной корпорацией
Статья научная
Сформулирован комплекс научных положений по формированию стратегии развития крупных промышленных структур. Концептуальные основы подобного развития базируются на основе геосетевого подхода, теоретические положения которого описаны в настоящей статье.
Бесплатно
Краткое сообщение
Проблемы стратегического и оперативного управления промышленными предприятиями в современных условиях глобальной нестабильности не могут эффективно решаться, так же как и в недалеком прошлом. Необходимы новые подходы, методы и модели, которые бы учитывали сложности управления промышленными предприятиями в современных условиях ведения бизнеса. Цель исследования. Необходимо создание нового адаптивного подхода к стратегическому и оперативному управлению промышленными предприятиями, который бы позволил учесть ускоряющуюся динамику международных рынков, а также влияющих на предприятие факторов косвенного и прямого воздействия, которые главным образом и определяют его возможности к адаптации. Материалы и методы. Представлены основные положения концептуального базиса стратегического и оперативного управления промышленными предприятиями, а также комплекс математических моделей для реализации этого процесса. Результаты. Сформулированные в статье материалы по подготовке и принятию управленческих решений позволяют собственникам и руководителям промышленных предприятий оценить все стороны этого процесса во взаимосвязи и сформировать, в сущности, новую парадигму функционирования промышленных предприятий в условиях военно-политической и социально-экономической нестабильности в мире, а также введения разнообразных санкций со стороны западных стран по отношению к российским промышленным предприятиям. При этом становится возможным осуществлять учет факторов прямого и косвенного воздействия на промышленные предприятия, которые в последние годы приобрели особо важное значение. Заключение. Представленный в данной статье подход к формированию концептуального базиса стратегического и оперативного управления промышленными предприятиями является, в сущности, новым и актуальным, позволяющим акционерам компаний формировать перспективные стратегии развития промышленных предприятий во взаимосвязи с процедурами оперативного управления текущей деятельностью предприятий. Таким образом, подготовку и принятие решений по управлению промышленными предприятиями как на стратегическом, так и на оперативном уровне становится возможным осуществлять на основе целостного алгоритма, базирующегося на разработанном автором комплексе моделей и методов стратегического и оперативного управления промышленными предприятиями.
Бесплатно
Коррекция процессов регулирования в системах теплоснабжения параметрами регулятора ECL Comfort 200
Краткое сообщение
Разработка энергосберегающих мероприятий в сфере коммунального хозяйства является очень важной и необходимой составной частью как разработки новых систем теплоснабжения, так и непосредственной эксплуатации уже существующих. Широкое применение в тепловых системах автоматических регуляторов выявило ряд проблем. Процессы изменения температуры теплоносителя в таких системах носят колебательный характер. Экспериментальная идентификация наиболее часто применяемых контроллеров для систем отопления, таких как ECL Comfort (производитель Danfoss), Vitotronic (производитель Viessmann), 90С (производитель ESBE), показала, что единственно возможным вариантом корректировки данных регуляторов может быть метод, опирающийся на их идентификацию как динамических нелинейных регуляторов. Представлены экспериментальные исследования в реальной системе отопления с целью определения потенциальных возможностей ее оптимизации по потреблению ресурсов. Результаты исследования дополнены теоретическим анализом динамики в системах теплоснабжения, основанным на методе гармонического баланса, который позволил качественно установить характер изменения процессов регулирования.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены этапы при осуществлении мероприятий по ослаблению побочных электромагнитных излучений и наводок от средств вычислительной техники. Предложена конструкция защитного контура.
Бесплатно
Математическая модель для расчета розничных цен с коррекцией прогноза спроса на товары
Краткое сообщение
В процессе развития любой розничной сети происходит дифференциация и увеличение ассортимента товаров, магазинов и т.п. Все это вызывает необходимость для повышения показателей прибыли и продаж, а также эффективности управления товарным запасом, иметь различные инструменты для автоматического формирования розничных цен и прогнозирования спроса на основании определенных алгоритмов. При этом, данные алгоритмы должны иметь возможность учитывать ряд факторов, в частности плановые показатели, эластичность спроса, проведение различных маркетинговых акций и многие другие. В статье предлагается алгоритм и математическая модель формирования розничных цен, которые учитывают вышеперечисленные факторы и, помимо этого, позволяют проводить корректировку прогнозов спроса, с учетом изменений цен.
Бесплатно
Математическая модель и алгоритм накопления информации роботом с неабсолютной памятью
Краткое сообщение
Приводятся формулы, определяющие накопление информации роботами, обладающими неабсолютной памятью и являющимися психологическими аналогами человека. Показано, что при постоянных коэффициентах информационной памяти таких роботов накопленная информация ограничена. Приведены формулы, позволяющие при этих условиях определять величины накопленной информации роботом к заданному моменту времени, названного информационным тактом, и предельную величину накапливаемой информации. Введено определение аномальной накопленной информации, соответствующей бесконечному накоплению информации роботом. Доказаны теоремы, описывающие свойства накопленной информации и позволяющие для некоторых видов переменных коэффициентов информационной памяти устранять ограничение на объем накапливаемой информации при одновременном ее частичном забывании. Приводится пример функции, описывающей изменение коэффициентов информационной памяти при одновременном бесконечном росте накапливаемой информации. Введена безразмерная характеристика накапливаемой информации, позволяющая определять скорость накапливаемой роботом аномальной информации к конкретному моменту времени. Для иллюстрации поведения функции информационных коэффициентов памяти и накапливания информации приведены соответствующие графические зависимости. Предложены пути использования теории роботов с неабсолютной памятью в функционировании роботов-операторов call-центров. Предложены алгоритм накапливания информации о клиентах роботом-оператором call-центра, обеспечивающий индивидуальный подход к каждому клиенту, и способ, позволяющий регулировать поведение безразмерной характеристики накапливаемой информации о клиенте.
Бесплатно
Краткое сообщение
Проведенные авторами исследования в области использования математических моделей для формирования планов производства промышленными предприятиями показали, что в условиях современного периода функционирования мировой экономики крайне важно обеспечить использование таких моделей, которые бы давали возможность руководителям промышленных предприятий формировать управленческие решения по выпуску готовой продукции в объемах и номенклатуре вполне востребованных ее покупателями на международных рынках. Разработанная авторами, соответствующая этим требованиям математическая модель формирования производственных планов промышленного предприятия в условиях неопределенности, показала свою высокую эффективность. Ее внедрение в практику особенно эффективно в тех случаях, когда предприятие способно рассчитать продажную цену продукции, гарантирующей безубыточность основного вида деятельности промышленного предприятия с заданной вероятностью.В статье рассмотрена новая математическая модель определения продажной цены продукции, гарантирующей безубыточность основного вида деятельности промышленного предприятия с заданной вероятностью, позволяющая аналитикам компании формировать варианты производственных планов на основе прогнозно-адаптивной модели. Предложенная математическая модель может быть адаптирована к самым различным видам производств.
Бесплатно
Математическая модель солнечной опреснительной установки с устройством слежения за солнцем
Краткое сообщение
Рассматривается процесс написания математической модели для солнечной опреснительной установки. Описан процесс проведения лабораторных испытаний над опреснительной установкой для выявления коэффициентов, учитывающих влияние начальной температуры и солености воды на производительность установки. Исходя из полученных результатов производительности солнечной опреснительной установки и результатов производительности, полученных в экспериментальных исследованиях, сделаны выводы о возможности использования математической модели для предварительных расчетов в проектировании опреснительных комплексов на солнечной энергии. Приведены рекомендации для увеличения точности расчета.
Бесплатно
Математическая модель устройства измерения виброускорения подвижных элементов машин и механизмов
Краткое сообщение
Предложено устройство измерения виброускорения подвижных элементов машин и механизмов, проводящее измерение непосредственно с подвижных элементов, в частности с валов и шестерен машин, причем, питание и передача данных осуществляется беспроводным способом. Описана математическая модель данного устройства, выявлены существенные преимущества над существующими аналогами с точки зрения возможностей измерения и разделения по независимым координатам виброперемещения, виброскорости и виброускорения.
Бесплатно
Краткое сообщение
Предложена методика выбора и обоснования математического и программного обеспечения для построения и реализации системной модели исследуемой предметной области (ПО), с учетом её развития. Предложена схема реализации внешнего контура управления качеством. В качестве примера исследуются две ПО: производственная деятельность предприятии и учебная деятельность вуза. Системные модели указанных ПО основаны на проектном (процессном) подходе и математических методах теории множеств и категорий. Предложено для реализации данной модели применить кросс-платформенную информационную технологию, базирующуюся на программных средствах моделирования SADT (BPwin, ERwin), Web-технологии (Java, Php) BPMN (Runa), Moodle (Html-редактор) и др. На средствах которые реализуются интерактивных сценарии в автоматизированном режиме. В качестве примера приводится описание реализации типового бизнес-процесса в указанных выше ПО.
Бесплатно
Метод измерения времени распространения импульсных радиосигналов при малых дальностях
Статья научная
Рассмотрен принцип трансформирования масштаба времени для измерения задержки в радарных дальномерах, аналогичный методам, применяемым в стробоскопических осциллографах. Приведена структурная схема стробоскопического радиочастотного преобразователя и выделены его основные особенности.
Бесплатно
Метод определения радиуса сферической поверхности
Краткое сообщение
Разработаны теоретические положения метода парных расстояний применительно к определению радиуса сферической поверхности. Для реализации метода на исследуемых поверхностях размещают реперные точки и измеряют между ними линейные расстояния. Представлена реализация метода для определения радиуса сферической поверхности по расстояниям, измеренным между 4 расположенными на поверхности точками. Указанное количество точек является минимально необходимым для решения задачи. Получено аналитическое выражение радиуса сферической поверхности через расстояния между парами точек. Вычислено среднеквадратическое отклонение погрешности оценки радиуса, вызванное погрешностями измерения расстояний. Определены оптимальные конфигурации 4 точек на сфере, обеспечивающие минимальную дисперсию оценки радиуса. Для этих оптимальных конфигураций противолежащие ребра тетраэдров, образуемых соответствующими точками, равны между собой. Метод нашел приложение в комплексе работ по оценке параметров юстировки телевизионной системы измерения углового положения динамического стенда с газовой опорой, оснащенного реперами-излучателями, размещенными вдоль огибающей сферической поверхности. Определение радиуса такой сферической поверхности осложняется тем, что она является прерывистой, охватывает часть, которая меньше половины сферы, отсутствует доступ к центру сферы, которым является центр вращения шаровой опоры динамического стенда. Известные косвенные методы определения радиуса сферической поверхности, основанные на результатах линейных или угловых измерений с помощью специальных накладных измерительных устройств, базирующихся при измерениях непосредственно на поверхности, радиус кривизны которой определяется, также оказываются неприемлемыми из-за отсутствия в данном случае установочной измерительной базы для накладного измерительного прибора. Метод позволяет исключить применение дорогостоящих координатно-измерительных машин для получения оценки радиуса, так как для измерения парных расстояний можно использовать простой серийный измерительный инструмент.
Бесплатно
Метод оценки эффективности линейных производственных процессов на базе подходов LCA и MFСA
Краткое сообщение
Рассматривается основанный на подходах LCA и MFCA способ оценки эффективности линейных производственных процессов. Актуальность и практическая значимость данного способа обосновываются необходимостью интеграции экологического и экономического аспектов деятельности предприятия. Научная новизна заключается в расширении границ применения базовых подходов. В основной части статьи приводятся общие понятия, и формулируется модель оценки: сначала рассматривается модель с известными значениями промежуточных потоков материала; затем алгоритм анализа дополняется и применяется к модели с неизвестными значениями потоков. Модель получена за счет использования свойства рекуррентности системы, принципа материального баланса и принципа разделения стоимостей (MFCA). Дальнейшая разработка методики для нелинейных моделей и моделей с ограничениями на имеющиеся ресурсы в перспективе позволит создать средство поддержки принятия решений по загрузке и модернизации задействованного оборудования.
Бесплатно
