Авторитетность издания
ВАК - К1
RSCI, ядро РИНЦ
Добавить в закладки
Следующий номер на сайте
№2
Ожидается:
16 Июня 2024
Статьи журнала №2 2022
1. Разработка прототипа решателя для расширенных шаговых теорий логики высказываний [№2 за 2022 год]Авторы: Фоминых И.Б. (igborfomin@mail.ru) - Национальный исследовательский университет «Московский энергетический институт» (профессор), доктор технических наук; Алексеев Н.П. (AlekseevNP@mpei.ru) - Национальный исследовательский университет «МЭИ» (ст. преподаватель); Гулякина Н.А. (guliakina@bsuir.by) - Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники (БГУИР) (доцент), кандидат физико-математических наук; Кравченко К.С. (KravchenkoKS@mpei.ru) - Национальный исследовательский университет «МЭИ» (магистрант); Фомина М.В. (FominaMV@mpei.ru) - Национальный исследовательский университет «МЭИ» (доцент), кандидат технических наук;
Аннотация: В настоящее время проводятся активные исследования возможностей использования неклассических логик в моделировании рассуждений когнитивного агента. В статье рассматривается проблема разработки и реализации прототипа решателя расширенных шаговых теорий в случае, когда решения по управлению сложным техническим объектом принимаются в условиях жестких временных ограничений. Рассматривается логическая система, основанная на использовании шаговых теорий с двумя видами отрицания, – система расширенных шаговых теорий. Использование двух видов отрицания позволяет выводить как истинные факты, так и факты-убеждения, что важно при моделировании рассуждений человека. Основное внимание уделяется вопросу организации процедуры вывода на основе использования неклассических логик в моделировании рассуждений когнитивного агента. Приводятся основные этапы разработки прототипа расширенных шаговых теорий с использованием литералов логики высказываний. Для каждого компонента решателя описаны его функции, задачи, входные и выходные данные. Обоснован выбор системы вывода clingo, поддерживающей формирование расширенных логических программ Answer Set Programming (ASP) как инструмента реализации решателя. Приведены алгоритмы трансляции расширенных шаговых теорий в логическую программу, соответствующую синтаксису ASP. При организации логического вывода использован алгоритм циклической обработки множеств убеждений расширенных шаговых теорий в среде clingo. Основные этапы работы этого алгоритма рассмотрены на примере, где разбираются этапы работы решателя и приводятся результаты, представленные в синтаксисе clingo. Пример работы решателя демонстрирует основные особенности расширенных шаговых теорий в задачах жесткого реально-го времени, такие как отказ от логического всеведения, самопознание и темпоральная чувствительность. В дальнейшем планируется рассмотреть применимость созданного решателя к более сложной формальной системе – логике предикатов первого порядка.
Abstract: Nowadays, there are active researches on the possibilities of using non-classical logics in modeling the cognitive agent’s reasoning.
The paper considers the problem of developing and implementing a prototype of an Extended Step Theory solver (EST) in the case when decisions on managing a complex technical object are made un-der strict time constraints. The authors consider a logical system based on using step theories with two types of negation, such systems are called EST. The use of two types of negation allows deducing both unbiased facts and belief facts, which is important when modeling human reasoning.
The paper focuses on the issue of organizing the inference procedure based on using non-classical logics in modeling the reasoning of a cognitive agent.
There are the main stages of the development of the EST prototype using the propositional logic lit-erals given. There are also descriptions for each solver component, its functions, tasks, input and out-put data. The authors is justify the choice of the clingo output system supporting the formation of ex-tended logic programs Answer Set Programming (ASP) as a tool for implementing the solver.
The paper gives the algorithms of translating the EST into a logical program corresponding to the ASP syntax. When organizing logical inference, the authors used the algorithm of cyclic processing of EST belief sets in the clingo environment. The main stages of this algorithm are considered by an example that analyzes the solver’s operation stages and the presents the results in the clingo syntax. An example of the solver's work demonstrates the main EST features in hard real-time problems, such as the rejection of logical omniscience, self-knowledge and temporal sensitivity.
It is planned further to consider the applicability of the created solver to a more complex formal system – the logic of first-order predicates.
Ключевые слова: расширенная шаговая теория, решатель, активная логика, ограничения по времени, логическое программированиеKeywords: advanced stepping theory, solver, active logic, time constraints, logic programming
Просмотров: 2750
2. An optimized design of serial logic comparator [№2 за 2022 год]
Авторы: Нийонсаба T. (nitherence5@gmail.com) - Университет Бурунди (преподаватель-исследователь), кандидат технических наук; Акимана А. (armelblackbox@gmail.com) - Университет Бурунди (инженер); Кибея Х. (kibeyahassan@gmail.com) - Университет Бурунди (преподаватель-исследователь), кандидат технических наук; Увизейимана П. (uwizeyimanaprovi@gmail.com) - Университет озера Танганьика Бужумбура (магистр, доцент);
Abstract: Comparator is a combinational circuit which is used to compare the values by taking two numbers as input and determines whether one number is greater than, less than or equal to the other number. Com-parators have many applications in mainstream electronics and modern digital VLSI design, such as – Threshold Detector, Zero crossing Detector, Relaxation Oscillator, Schmitt Trigger and digital signal processors. This paper presents an efficient serial comparator design by block optimization techniques. The proposed 8-bit binary serial comparator is designed using a parallel to serial converter circuit as first stage that converts parallel data into serial rotated data. The second stage involves implement-ing a switching circuit in order to place data in two-comparison shift register. Only Most Significant Bit values of the two registers are compared through one-bit comparator cell as the third stage. The design and simulation of the proposed miniaturized global circuit of the serial comparator has been imple-mented by using DSCH 3.5 and Microwind 2.0 software showing a good quality performance. Moreo-ver, the paper describes the simulation of layout and parametric analysis for the proposed 8-bit com-parator design. It is noted that the area cost, the number of cycles and power consumption values are less in the proposed technique compared to the existing approaches.
Аннотация: В статье рассматривается один из важнейших элементов информационной системы – компаратор. Это комбинационная схема, которая используется для сравнения значений, принимая два числа в качестве входных данных и определяя, каким является каждое из них: больше, меньше или равно другому числу. Компараторы имеют множество применений в основной электронике и в современных цифровых СБИС, таких как пороговый детектор, детектор пересечения нуля, генератор релаксации, триггер Шмитта, процессоры цифровых сигналов.
Анализируются основные научные работы о проектировании компаратора. Во многих из них, направленных на минимизацию потерь энергии и площади проектируемого компаратора, подчеркивается актуальность проблемы.
Представлена эффективная конструкция 8-разрядного последовательного компаратора, основанная на методах блочной оптимизации. На первом этапе предлагаемый компаратор преобразует параллельные данные в последовательные. На втором этапе реализуется переключение для размещения данных в сдвиговом регистре. Только значения старшего бита двух регистров сравниваются через однобитовую ячейку компаратора в качестве третьего этапа. Предложенные миниатюрные схемы последовательного компаратора были реализованы с использованием программного обеспечения DSCH 3.5 и Microwind 2.0 и продемонстрировали хорошую работу. В статье рассматриваются также моделирование компоновки и параметрический анализ предлагаемой конструкции 8-битного компаратора.
Предложенный последовательный компаратор требует меньше площади, количества циклов и потребляемой мощности по сравнению с существующими подходами.
Keywords: optimized comparator, miniaturized circuit, switching circuit, converter, logic comparatorКлючевые слова: оптимизированный компаратор, миниатюризованная схема, переключающая схема, конвертер, логический компаратор
Просмотров: 1809
3. Модуль группового многокритериального анализа решений на основе нечеткого расширения метода TOPSIS [№2 за 2022 год]
Авторы: Шершнев Р.В. (rvshershnev@yandex.ru) - Обнинский институт атомной энергетики – филиал «Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ» (аспирант); Радаев А.В. (rad.yyhh@yandex.ru) - Обнинский институт атомной энергетики – филиал «Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ» (магистрант); Коробов A.В. (alexander.korobov.1993@gmail.com) - Обнинский институт атомной энергетики – филиал «Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ» (аспирант); Яцало Б.И. (yatsalo@gmail.com) - Обнинский институт атомной энергетики – филиал «Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ» (профессор), доктор технических наук;
Аннотация: Теория группового принятия решений широко применяется в различных областях человеческой деятельности. В рамках данной теории предложены различные методы голосования, оценки консенсуса среди участников группового анализа решений и рекомендаций по выбору/ранжированию альтернатив. Для практической реализации указанных методов разработаны компьютерные системы группового анализа и поддержки принятия решений. В данной работе представлен модуль DecernsFMCDA-G-FT для группового анализа решений с использованием нечеткой многокритериальной модели Fuzzy TOPSIS. Модуль является компонентом разрабатываемой системы поддержки принятия групповых решений DecernsFMCDA-G и содержит необходимый функционал для постановки задачи, сбора экспертной информации, проведения оценок и анализа результатов. Визуализация индивидуальных предпочтений и групповых оценок, а также возможность выбора различных подходов к ранжированию исследуемых альтернатив дают наглядное представление о процессе группового многокритериального анализа. При решении прикладных задач могут быть использованы входные нечеткие величины раз-личной формы, несколько методов вычисления функций от нечетких чисел, а также различные методы ранжирования нечетких величин. В качестве примера решена задача многокритериальной сортировки претендующих на работу кандидатов с использованием модуля DecernsFMCDA-G-FT. Разработанный модуль предназначен для использования в рамках университетских курсов по теории принятия решений, анализу и управлению рисками, а также для многокритериального анализа широкого круга научно-прикладных задач.
Abstract: The theory of group decision making is widely studied and applied in various fields of human activity. The theory of group decision making proposes various voting methods, assessing the consensus among the participants in the group analysis of decisions and recommendations for choosing/ranking alterna-tives. Different computer systems are developed to implement the process of group analysis and deci-sion support for practical applications.
The paper presents the DecernsFMCDA-G-FT framework for group multicriteria decision analysis based on the fuzzy TOPSIS model. The framework is a component of the group decision support system DecernsFMCDA-G under development. The system provides the necessary functionality to define a problem, collect expert information, visualize individual and group preferences, rank alternatives, ana-lyze the results. Visualization of individual preferences, group assessments and the possibility of choosing different approaches for ranking the alternatives give a visual representation of the process of group multicriteria analysis.
When solving applied problems, input fuzzy quantities of various shapes, several methods for cal-culating functions of fuzzy numbers as well as various methods for ranking fuzzy quantities can be used. The problem of multicriteria sorting candidates for employment is solved by using the Decerns-FMCDA-G-FT framework.
The developed module is intended for study of decision theory within universities’ courses, risk analysis and management and for multicriteria analysis of a wide range of scientific and applied problems.
Ключевые слова: fuzzy topsis, decernsfmcda, система поддержки принятия решений, нечеткое число, многокритериальный анализ решений, групповой анализ решенийKeywords: fuzzy topsis, decernsfmcda, decision support system, fuzzy number, multi-criteria decision analysis, group decision making
Просмотров: 2951
4. Нечеткая многокритериальная система поддержки принятия решений DecernsFMCDA [№2 за 2022 год]
Авторы: Грицюк С.В. (s.gritsyuk@gmail.com) - Обнинский институт атомной энергетики – филиал «Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ» (ведущий программист), кандидат технических наук; Коробов А.В. (alexander.korobov.1993@gmail.com) - Обнинский институт атомной энергетики – филиал «Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ» (аспирант); Радаев А.В. (rad.yyhh@yandex.ru) - Обнинский институт атомной энергетики – филиал «Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ» (магистрант); Яцало Б.И. (yatsalo@gmail.com) - Обнинский институт атомной энергетики – филиал «Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ» (профессор), доктор технических наук;
Аннотация: Управление рисками при решении экологических проблем, задач охраны окружающей среды, реабилитации загрязненных территорий и планирования землепользования требует применения современных компьютерных систем поддержки принятия решений. В статье представлена компьютерная система поддержки принятия решений DecernsFMCDA, которая включает в себя как широко известные методы многокритериального анализа решений, так и оригинальные подходы к анализу неопределенностей, основанные на применении нечетких множеств и вероятностных методов. Сделан обзор доступных на сегодняшний день компьютер-ных систем многокритериального анализа решений, детально описаны структуры системы поддержки принятия решений DecernsFMCDA и ее основных компонент, а также отличия от других систем, реализующих методы многокритериального анализа решений. Перечислены классические, вероятностные и оригинальные нечеткие модели многокритериального анализа решений, реализованные в составе системы, приведены схемы и описания общей модульной архитектуры DecernsFMCDA и оригинальных библиотек многокритериального анализа решений, а также библиотеки работы с нечеткими числами. Практическое применение DecernsFMCDA рассматривается на примере многокритериальной задачи поиска оптимального способа производства одностенных углеродных нанотрубок, при решении которой используются оригинальные нечеткие модели FTOPSIS и FMAVT, реализованные в рамках системы. В настоящее время DecernsFMCDA является единственной системой, в которой фактически реализованы все основные методы для решения дискретных задач многокритериального анализа решений, в том числе в условиях неопределенности. Система позволяет формировать и исследо-вать сценарии с применением различных моделей многокритериального анализа решений, в том числе с разными наборами параметров заданных моделей, для последующего сравнения и анализа выходных результатов в рамках процесса поддержки принятия решений.
Abstract: Risk management in the field of environmental protection, remediation of contaminated sites and land use planning requires using modern decision support systems.
This paper presents a DecernsFMCDA fuzzy decision support system, which includes both well-known ordinary multicriteria decision analysis methods and original methods for dealing with uncer-tainties based on fuzzy sets and probabilistic approaches. There is an overview of the available com-puter systems for multi-criteria decision analysis, as well as a detailed description of the structure of DecernsFMCDA, its main components and differences from other multi-criteria analysis systems. The paper includes the list of classical, probabilistic and original fuzzy models of multicriteria decision analysis implemented as part of the system, as well as diagrams and descriptions of the general modular architecture of DecernsFMCDA and the original libraries of multicriteria decision analysis (mcda-lib4) and a library for working with fuzzy numbers (fuzzylib).
A practical application of the DecernsFMCDA system is shown on the case of the multicriteria problem of finding the optimal method for producing single-wall carbon nanotubes. The problem anal-ysis involves the original fuzzy models FTOPSIS and FMAVT implemented within the framework of the system. The DecernsFMCDA fuzzy decision support system is currently the only system that actu-ally implements all the main methods for solving discrete MADM problems, including dealing with un-certainties. The system allows forming and exploring scenarios using various models of multicriteria decision analysis, including those with different sets of parameters of specified models, for subsequent comparison and analysis of the output results as a part of the decision support process.
Ключевые слова: система decernsfmcda, проект decerns, нечеткое число, нечеткое множество, управление рисками, анализ неопределенностей, многокритериальный анализ решений, система поддержки принятия решенийKeywords: decernsfmcda system, decerns project, fuzzy number, fuzzy set, management of risk, uncertainty analysis, multi-criteria decision analysis, decision support system
Просмотров: 3748
5. Разработка программ для поддержки принятия решений на основе байесовских вероятностных моделей [№2 за 2022 год]
Авторы: Кожомбердиева Г.И. (kgi-pgups@yandex.ru) - Петербургский государственный университет путей сообщения (доцент кафедры «Информационные и вычислительные системы»), кандидат технических наук; Бураков Д.П. (burakovdmitry8@gmail.com) - Петербургский государственный университет путей сообщения (доцент кафедры «Математика и моделирование»), кандидат технических наук; Хамчичев Г.А. (gyqn@yandex.ru) - Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I (аспирант кафедры информационных и вычислительных систем);
Аннотация: В статье представлены программы, ориентированные на применение в качестве инструмента поддержки принятия решений и реализующие оригинальные подходы к групповому экспертному рейтинговому оцениванию и нечеткому логическому выводу. В основу программ положены вероятностные модели на основе формулы Байеса, ранее предложенные авторами. В этих байесовских моделях входные оценочные данные интерпретируются как свидетельства в пользу той или иной гипотезы из множества возможных, определяемых спецификой модели: гипотез о месте того или иного объекта в рейтинге (в модели группового экспертного рейтингового оценивания) и о возможном значении выходной лингвистической переменной (в модели нечеткого вывода). Полученные свидетельства специфичным для модели способом трансформируются в набор байесовских условных вероятностей, вычисляемых в предположении истинности соответствую-щей гипотезы, а далее рассчитываются апостериорные распределения вероятностей на множестве этих гипотез. Апостериорные распределения используются как основа для несложного вычисления конечного результата: рейтинга объектов (в модели группового экспертного рейтингового оценивания) и дефаззифицированного значения выходной переменной (в модели нечеткого вывода). Обсуждаются особенности программной реализации моделей на платформе Java, отмечаются преимущества моделей.
Abstract: The paper presents programs focused on using decision-making support tools and implementing origi-nal approaches to a rating estimation by an expert group and to fuzzy inference.
The programs use the probabilistic models based on Bayes' formula previously proposed and pub-lished in the works of the authors. The models interpret the input estimated data as evidence in favor to one or another hypothesis from a set of possible ones determined by the model specifics: hypotheses on the object’s place in the rating (in the group expert rating estimation model) and hypotheses on the possible value of the output linguistic variable (in the fuzzy inference model).
The obtained evidence is transformed in a model-specific way into a set of Bayesian conditional probabilities computed under the assumption that the corresponding hypothesis is true, and then poste-rior probability distributions on the set of these hypotheses are calculated. These posterior distribu-tions are used to obtain the final result: a rating of objects (in the rating estimation model), defuzzified value of linguistic variable (in the fuzzy inference model).
The paper discusses the features of the software implementation of models on Java platform, notes the advantages of models confirmed or identified in the process of software implementation. The de-veloped programs are registered in the Register of Computer Programs of the Russian Federal Service for Intellectual Property (Rospatent) and are used in the educational process at St. Petersburg State Transport University.
Ключевые слова: принятие решений, формула байеса, байесовская вероятностная модель, групповое экспертное рейтинговое оценивание, нечеткая логика, вероятностная логика, байесовская логико-вероятностная модель нечеткого вывода, язык javaKeywords: decision making, Bayes' formula, bayesian probabilistic model, group expert rating estimation, fuzzy logic, probabilistic logic, bayesian logical-probabilistic fuzzy inference model, java language
Просмотров: 3465
6. Диагностирование функциональной пригодности развивающихся многофункциональных автоматизированных систем на основе перестраиваемой модели [№2 за 2022 год]
Авторы: Логинов И.В. (liv@academ.msk.rsnet.ru) - Академия Федеральной службы охраны России, г. Орел, кандидат технических наук;
Аннотация: В работе рассмотрена проблема недостаточного внимания к диагностической модели функциональной пригодности многофункциональных автоматизированных систем при высокой интенсивности потока заявок на новые сервисы автоматизации. Решить проблему предлагается путем изменения контура диагностики функциональной при-годности многофункциональных автоматизированных систем на основе уточнения границ объекта управления. При этом осуществляется перенос функций выявления изменений требований с внешнего проектирования систем (корректировки целей управления) на структурный синтез модели. Разработан подход к диагностированию функциональной пригодности многофункциональных автоматизированных систем на основе включения в состав модели дополнительных диагностических параметров изменения требований назначения, использования перестраиваемой диагностической модели, изменяющей свою структуру в зависимости от выявленных изменений требований назначения, а также внедрения дополнительных механизмов сбора данных о новых потребностях в автоматизации. Представлено описание облика программного средства информационно-аналитического обеспечения деятельности подразделения администрирования автоматизирован-ной системы, разработанного на положениях нормативных документов. Основой программного средства являются БД, поддерживающая перестраиваемую модель автоматизированной системы, и набор интерфейсов подключения программных средств мониторинга (функционального состояния и требований назначения). Рассмотрены механизмы сбора данных о требованиях назначения и их применение в рамках решения задачи диагностирования функциональной пригодности. Описано применение рассмотренного подхода к АСУ услугами связи, функционирующей на основе модели eTOM. В результате достигнуто снижение времени перестроения диагностической модели за счет применения модуля постобработки данных мониторинга на основе технологии process-mining. Показано, что повышение актуальности диагностической информации обеспечивает рост коэффициента функциональной пригодности автоматизированной системы на 1–6 % при ограничении ресурсов на модернизацию. Предложенный подход к диагностике функциональной пригодности эволюционирующих многофункциональных автоматизированных систем может быть использован при обосновании тактикотехнических требований к перспективным системам, а также при реализации системотехнических решений в рамках процессов их проектирования для обеспечения более высокой информированности инженерного персонала.
Abstract: The paper considers the problem of low relevance of the diagnostic functional suitability model for multifunctional automation systems in the case of high intensity flow of requests for new automation services.
The solution of the problem is changing the contour of diagnosing the functional suitability of mul-tifunctional automated systems based on clarifying the boundaries of the control object. At the same time, the functions of identifying changes in requirements are transferred from external system design (the stage of adjusting management goals) to the stage of structural synthesis of the system model.
There is a developed approach for diagnosing the functional suitability of multifunctional automat-ed systems based on the inclusion of additional diagnostic parameters of the requirements changes to the diagnostic model; the use of an adaptive diagnostic model that changes its structure depending on the identified requirements; adding additional mechanisms for collecting data on new needs in the au-tomation. The paper presents a description of the software tool for information and analytical support of the activities of the automated system administration unit developed according to the GOST 59194-2020. The software basis is a database that supports an automation system adaptive model and a set of interfaces for connecting monitoring software (functional status and destination requirements). The mechanisms of collecting requirements data and their application in solving the problem of diagnosing functional suitability are considered.
The paper describes the considered approach to the automation control system for communication services operating based on the eTOM model. The using of a monitoring data post-processing module based on process-mining technology made it possible to reduce the time required to rebuild the diag-nostic model. Increasing the relevance of diagnostic information provides an increase in the coefficient of functional suitability of the automation system by 1–6 % with limited modernization resources.
The proposed approach to diagnosing the functional suitability of evolving multifunctional automa-tion systems can be used in substantiating the system, operating and technical requirements for promis-ing systems, as well as in the implementation of system-technical solutions within the framework of their design processes to ensure higher awareness of engineering personnel.
Ключевые слова: автоматизированная система, многофункциональность, пригодность, неопределенность, требования, назначение, мониторингKeywords: an automated system issue, multifunctionality, suitability, uncertainty, requirements, purpose, the automated information system
Просмотров: 2838
7. Об уточнении принципа организации контроля качества программных продуктов [№2 за 2022 год]
Авторы: Тиханычев О.В. (tow65@yandex.ru) - 27 Центральный научно-исследовательский институт Минобороны России (старший научный сотрудник), кандидат технических наук;
Аннотация: Предметом данного исследования является процесс разработки ПО АСУ. Объект исследования – система контроля качества этого процесса. В настоящее время нормативные документы и модели оценки качества ПО построены на основе принципа, определяющего, что качество программ проверятся на соответствие исключительно требованиям технического задания на их разработку. Но, как показала практика, такой подход не отвечает в полной мере современным условиям, обеспечивая не контроль качества, а проверку соответствия программ ожиданиям заказчика, сформулированным еще на начальном этапе разработки. С учетом того, что требования заказчика могут быть сформулированы недостаточно полно и уточняться в ходе работы, сформированные показатели и критерии, определяющие оценку качества, в подобной ситуации не гарантируют обеспечения качества итоговых оценок. Этот тезис является актуальным при использовании как гибких, так и каскадных методов разработки. Для решения проблемы в статье использованы общенаучные методы анализа и синтеза. На основе анализа существующих подходов к оценке качества разработки ПО синтезированы предложения по уточнению базовых принципов его оценки. Сформулирована постановка научно-практической задачи и предложен один из подходов к ее решению, основанный на уточнении используемого в настоящее время подхода к оценке качества, перехода от заранее задаваемой жесткой модели к расширенной, оценивающей не только требования технического задания, но и условия их выполнения. Практическая значимость предлагаемого подхода в том, что его реализация обеспечит общее повышение эффективности автоматизированного управления за счет повышения эффективности и безопасности применения прикладных программ на основе уточнения базового принципа оценки качества, перехода к применению динамической модели оценки качества разрабатываемого ПО.
Abstract: The subject of the research is the process of developing software for automated control systems. The object of research is the quality control system of this process. Currently, regulatory documents and models for assessing the quality of software are built on the basis of a paradigm that determines that the quality of programs is checked for compliance with the terms of reference for development. But, as practice has shown, such a paradigm does not fully correspond to modern development conditions, providing not quality control, but verification of the compliance of programs with the customer's ex-pectations formulated at the initial stage of development. Taking into account the fact that the custom-er's requirements may not be fully formulated, and may also be refined in the course of work, the list of indicators and criteria that determine the quality assessment model formed at the beginning of the work may not ensure the quality of control. This thesis is relevant both when using "agile" and "waterfall" development methods.
To solve the problem, the article uses general scientific methods of analysis and synthesis. Based on the analysis of existing approaches to assessing the quality of software development, proposals have been synthesized to refine the paradigm of its assessment. The article formulates the formulation of a scientific and practical problem and proposes one of the approaches to its solution, based on the re-finement of the currently used quality assessment paradigm, the transition from a "rigid", predeter-mined model, to a refined one in the course of work. The solution of the formulated problem will pro-vide a general increase in the efficiency of automated control by clarifying the paradigm for quality assessment, transition to the use of a dynamic model for assessing the software being developed.
Ключевые слова: система управления, поддержка принятия решений, по, качество по, оценка качества программ, принципы оценки качестваKeywords: a control system, decision support, software, software quality, program quality assessment, quality assessment paradigm
Просмотров: 3715
8. Оптимизация многомерного статистического контроля рассеяния показателей технологического процесса [№2 за 2022 год]
Авторы: Клячкин В.Н. (v_kl@mail.ru) - Ульяновский государственный технический университет (профессор), доктор технических наук; Алексеева А.В. (age-89@mail.ru) - Ульяновский государственный технический университет, кафедра прикладной математики и информатики, Ульяновское конструкторское бюро приборостроения (аспирант, инженер по стандартизации);
Аннотация: Исследуется контроль стабильности многопараметрического технологического процесса, когда через определенные промежутки времени проводится мониторинг множества показателей этого процесса. При мониторинге рассеяния коррелированных показателей применяется алгоритм обобщенной дисперсии. В статье предложен подход, основанный на поиске оптимальных пара-метров этого алгоритма по критерию минимума затрат, связанных с контролем. Для мониторинга стабильности показателей процесса и выявления нарушений с целью его своевременной корректировки используется статистический контроль – широко распространенный метод диагностики и управления технологическими процессами. При контроле многопараметрического процесса часть его показателей коррелированы, в этом случае для контроля средне-го уровня применяют карты Хотеллинга, а для контроля многомерного рассеяния – алгоритм обобщенной дисперсии. Для минимизации параметров алгоритма обобщенной дисперсии использованы три численных метода оптимизации. Программа написана на языке Python. В работе предложена методика и разработана соответствующая программа для оптимизации параметров многомерного статистического контроля рассеяния процесса по критерию минимизации затрат, связанных с контролем частоты взятия выборок (интервала между выборками), объема выборки и положения контрольных границ. Применение этой методики проиллюстрировано на примере данных конкретного технологического процесса: получены численные значения пара-метров контроля и ожидаемые затраты. Многомерный статистический контроль применяется как для мониторинга стабильности технологических процессов (например, механической обработки, производства лекарств, контроля качества очистки питьевой воды), так и для диагностики функционирования систем различного назначения (например, вибраций гидроагрегата). Этим объясняются актуальность и практическая значимость исследований.
Abstract: The paper investigates the stability control of a multiparameter technological process when many indi-cators of this process are monitored at certain intervals. A generalized variance algorithm is used when monitoring the scattering of correlated indicators. The paper proposes an approach related to the search for optimal parameters of this algorithm according to the criterion of the minimum cost associated with control.
In order to monitor the stability of process indicators and identify violations to adjust the process timely, we use statistical control – a widespread method of diagnosing and controlling technological processes. When controlling a multiparameter process, some of its indicators are correlated. In this case, Hotelling charts are used to control the average level, and the generalized dispersion algorithm is used to control multivariate scattering. To minimize the parameters of the generalized variance algo-rithm, three numerical optimization methods are used. The program is written in Python.
The paper proposes a methodology and develops an appropriate program for optimizing the pa-rameters of multivariate statistical control of process scattering according to the criterion of minimiz-ing the costs associated with control: the frequency of sampling (the interval between samples), the sample size and the position of the control boundaries. This technique is illustrated by the example of data from a specific technological process: numerical values of control parameters and expected costs are obtained.
Multivariate statistical control is used both to monitor the stability of technological processes (for example, machining processes, drug production processes, quality control of drinking water purifica-tion), and to diagnose the functioning of systems for various purposes (for example, vibrations of a hy-draulic unit). This explains the relevance and practical significance of the research related to its opti-mization.
Ключевые слова: статистический контроль, контрольная карта, обобщенная дисперсия, pythonKeywords: statistical control, control chart, generalized variance, python
Просмотров: 2330
9. Дополнение к алгоритму кластеризации беспроводной сенсорной сети [№2 за 2022 год]
Авторы: Татарникова Т.М. (tm-tatarn@yandex.ru) - Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения (доцент, профессор), доктор технических наук; Бимбетов Ф. (fbimbetov@gmail.com) - Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина) (аспирант); Горина Е.В. (elena_rez@mail.ru) - Санкт-Петербургский государственный университет промышленных технологий и дизайна;
Аннотация: В статье предлагается алгоритм, который развивает идею кластеризации беспроводных сенсорных сетей с целью снижения энергопотребления сенсорными узлами. Выбор способа организации информационного взаимодействия является одной из актуальных научных задач при развертывании работы интернета вещей. В свою очередь, беспроводная сенсорная сеть, составляющая физическую основу интернета вещей, имеет серьезное ограничение – требование низкого энергопотребления. От энергопотребления зависит срок службы сети – времени, в течение которого она будет выполнять свои функции. Энергия сенсорных устройств расходуется на прием и передачу данных, их обработку, вычисление маршрута. Требуются новые алгоритмы, направленные на снижение количества операций обработки данных, длины маршрута и т.д. без потери функциональности сети. Одним из таких механизмов является кластеризация беспроводной сенсорной сети, позволяющая снизить энергопотребление за счет передачи части функций на головные узлы кластеров. Предложенный в работе алгоритм роя пчел развивает идею поиска головных узлов кластеров беспроводной сенсорной сети. Согласно ему, в начале цикла определяются сразу глава кластера текущего раунда и потенциальные главы кластеров для остальных раундов цикла. Таким образом, со второго раунда цикла фаза выбора головного узла кластера становится лишней, а сенсорные узлы избавляются от некоторых вычислений, связанных с выбором главы кластера. Результаты имитационного моделирования показали превосходство алгоритма роя пчел в сравнении с известным алгоритмом адаптивной кластеризации с низким потреблением энергии LEACH по показателю продолжительности функционирования беспроводной сенсорной сети.
Abstract: The choice of a method for organizing information interaction is one of the urgent scientific tasks when deploying the Internet of things. In turn, the wireless sensor network, which is the physical basis of the Internet of things, has a serious limitation that is the requirement of low power consumption. The life of the network depends on energy consumption - the time during which the network performs its func-tions. The energy of sensory devices is spent on receiving and transmitting data, processing them, and calculating the route. New algorithms are required to reduce the number of data processing operations, route length, and more without losing network functionality.
One mechanism that has proven to reduce power consumption is the clustering of a wireless sensor network due to the transfer of part of the functions to the head nodes of the clusters. The bee swarm al-gorithm proposed in the paper develops the idea of searching for the head nodes of wireless sensor network clusters. According to the proposed algorithm, at the beginning of the cycle, the head of the cluster of the current round and potential heads of clusters for the remaining rounds of the cycle are immediately determined. Thus, the phase of choosing the cluster head node, starting from the second round of the cycle, becomes redundant, and the sensor nodes get rid of some of the calculations associ-ated with choosing the head of the cluster.
The simulation results show the superiority of the bee swarm algorithm in comparison with the well-known LEACH low power adaptive clustering algorithm in terms of the duration of the wireless sensor network.
Ключевые слова: срок службы интернета вещей, энергопотребление, кластеризация, алгоритм роя пчелKeywords: lifespan of internet of things, energy costs, clusterization, bee swarm algorithm
Просмотров: 2962
10. Алгоритмы управления процессами в реагирующих сенсорных сетях для задач защиты объектов [№2 за 2022 год]
Авторы: Виноградов Г.П. (wgp272ng@mail.ru) - Тверской государственный технический университет (профессор), доктор технических наук;
Аннотация: Локализация, классификация и отслеживание объектов вторжения в защищаемую зону особо важных объектов составляют основу системы их защиты. Цель автора статьи – исследование путей повышения эффективности функционирования системы путем использования распределенных сенсорных сетей в составе киберфизических систем. Показано, что достижение этой цели предполагает организацию взаимодействия алгоритмов отслеживания с традиционными алгоритмами инициализации/маршрутизации в сенсорных сетях. Рассматривается проблема совместной обработки данных узлами в распределенных сенсорных сетях. Предметом рассмотрения являются актуальные и сложные методы отслеживания множества движущихся объектов в защищаемой зоне, реализация которых средствами сенсорных сетей предполагает решение ряда проблем, среди которых следует выделить две основные. Первая – это разработка эффективных методов обмена информацией между локальными узлами в зоне вторжения, вторая – организация совместной обработки сигналов группой узлов на основе собранной информации о состоянии среды в зоне их ответственности в результате наступления событий. Показано, что основные этапы процедуры отслеживания состоят из обнаружения целей, их классификации, оценок местоположения и прогнозирования траектории передвижения цели. Модельным примером реализации процедуры принята задача обнаружения, локализации и отслеживания проникновения одного объекта в защищаемую зону. Рассмотрены подходы, лежащие в основе этих алгоритмов, а также основные аспекты их реализации. Предлагаемые решения учитывают ограничения, связанные с возможностями локальных уз-лов, сетью в целом и маршрутизацией. Источником данных для предлагаемых алгоритмов являются сигналы от звуковых, сейсмических, тепловых и т.п. сенсоров, у которых мощность сигнала имеет выраженный максимум в зависимости от расстояния от цели до узла сети. Полученные результаты распространяются на проблему отслеживания множества объектов, что предполагает оценку применимости методов идентификации и классификации в условиях, когда наблюдается наложение воспринимаемых сигналов сенсорами разных объектов. Обсуждаются алгоритмы для решения таких задач.
Abstract: Localization, classification and tracking of objects intruding into the protected zone of especially im-portant objects form the basis of their protection system. The purpose of the article is to study ways to improve the efficiency of the system by using distributed sensor networks as a part of cyber-physical systems. It is shown that achieving this goal involves organizing the interaction of tracking algorithms with traditional initialization/routing algorithms in sensor networks.
The paper considers the problem of joint data processing by nodes in distributed sensor networks. The subject of consideration is actual and complex methods for tracking a multitude of moving objects in a protected area, their implementation by means of sensor networks involves solving a number of problems including the two main ones that should be singled out. The first problem is the development of effective methods of information exchange between local nodes in the invasion zone. The second problem is the organization of joint processing of signals by a group of nodes based on the collected in-formation about the environmental state in their area of responsibility as a result of the occurrence of events.
It is shown that the main tracking procedure stages consist of target detection, their classification, location estimates and target movement trajectory prediction. A model example of the procedure im-plementation is the task of detecting, localizing and tracking the penetration of one object into the pro-tected area. The paper considers the approaches underlying these algorithms, as well as the main as-pects of their implementation.
The proposed solutions take into account the limitations associated with the capabilities of local nodes, the network as a whole and routing. The source of data for the proposed algorithms are signals from sound, seismic, thermal, etc. sensors, in which the signal power has a pronounced maximum de-pending on the distance from the target to the network node.
The obtained results are applied to the problem of tracking a plurality of objects, which involves as-sessing the applicability of identification and classification methods under conditions where there is an overlap of perceived signals by sensors by different objects. There is also a discussion of the algo-rithms for solving such problems.
Ключевые слова: распределенная обработка данных, сенсорные сети, обнаружение, локализация цели, классификация, отслеживаниеKeywords: synthetic flexible model, sensor networks, detection, target localization, classification, tracking
Просмотров: 2682
| 1 | 2 | Следующая → ►
