Программные продукты и системы

Статьи из выпуска № 1 за 2016 год.

Упорядочить результаты по: Дате публикации | Заголовку статьи | Авторам |

11. Специализированная корабельная система динамического позиционирования [№1 за 2016 год]
Авторы: Гарматенко И.С., Кушнарёв А.Г.
Просмотров: 5777
Рассматриваются подходы к обеспечению позиционирования кораблей в строях с использованием автоматических идентификационных систем с оценкой возможности повышения точности удержания назначенной позиции при реализации метода централизованных измерений и к разработке структуры корабельной АСУ, обеспечивающей автоматизированное управление кораблем при совместном маневрировании. Подходы базируются на том, что в настоящее время имеется и в значительной степени реализована возможность непрерывного и высокоточного определения места корабля по данным спутниковых радионавигационных или радионавигационных систем, позволяющая эффективное навигационное обеспечение деятельности сил через автоматизированную обработку и предоставление пользователю навигационной информации. В процессе управления силами и средствами ВМФ в условиях быстро меняющейся обстановки и резкого увеличения потоков информации важны выработка и обеспечение высокоскоростного обмена данными. Практика применения ВМФ показала необходимость создания системы дистанционного управления тактическими объектами, которая будет решать задачи определения географических координат своих подразделений и обеспечения этими данными потребителей с возможностью реализации режимов ретрансляции данных, включая космический сегмент, при отсутствии прямой связи. Использование автоматических идентификационных систем в работе систем управления движением судов показало существенные преимущества, связанные с определением места и параметров движения морских подвижных объектов и обеспечением их безопасного от столкновений движения. Автоматическая идентификационная система может быть использована в качестве прототипа корабельной АСУ.

12. Информационно-моделирующая система защиты оборудования от коррозии [№1 за 2016 год]
Авторы: Егоров А.Ф., Савицкая Т.В., Дементиенко А.В.
Просмотров: 6922
Согласно публикуемым данным, ежегодно более 30 % аварий на магистральных трубопроводах происходит по причине коррозии. Данная проблема актуальна и для химических производств, особенно связанных с агрессивными средами. Большинство существующих информационных систем и БД, связанных с промышленной безопасностью и защитой от коррозии, являются закрытыми. В данной работе представлена функциональная структура разработанной информационно-моделирующей системы защиты оборудования промышленных предприятий от коррозии, применимая также и для защиты трубопроводов. Описаны ее предназначение и основные функциональные блоки. Представлена логическая модель БД материалов, входящая в подсистему хранения информации, а также перечислены все БД, используемые в рамках системы. При реализации использовалась трехзвенная архитектура с использованием системы управления БД и веб-технологий. Представлены основные интерфейсы пользователей и модуль подбора материалов. Описаны задачи, для которых применима информационно-моделирующая система защиты оборудования от коррозии.

13. Проблемы обработки статистики сетевого трафика для обнаружения вторжений в существующих информационных системах [№1 за 2016 год]
Автор: Ефимов А.Ю.
Просмотров: 11370
Данная статья посвящена проблемам сбора и анализа статистики сетевого трафика с целью обнаружения вторжений в информационных системах. Статистика сетевого трафика рассматривается на уровне потоков IP-пакетов. Рассмотрены два возможных подхода к сбору подобной статистики сетевого трафика – сбор статистики в ключевых точках сети и сбор статистики непосредственно на узлах сети. Выполнено сравнение этих подходов с точки зрения внедрения системы обнаружения вторжений в уже существующие информационные системы. Показано наличие зависимости от топологии сети для подхода со сбором статистики в ключевых точках сети и отсутствие такой зависимости для сбора статистики непосредственно на узлах сети. Продемонстрирована необходимость ресурсоемкой операции – дедупликации потоков – для формирования суммарной статистики сети при использовании обоих подходов, что приводит к необходимости использования высокопроизводительного оборудования. Для случая сбора статистики непосредственно на узлах сети предложен способ значительного снижения требований к вычислительным ресурсам для формирования суммарной статистики по сети. Данный способ позволяет исключить необходимость дедупликации путем мониторинга сетевого трафика только в одном направлении на всех узлах сети, а также во внешних каналах связи. Обоснована эффективность использования для этих целей входящего сетевого трафика. Показано, что использование данного способа позволяет выявлять несколько видов вторжений в локальных вычислительных сетях со стороны как внешних, так и внутренних нарушителей, в том числе нелегально подключенных к контролируемой сети, не требуя при этом больших вычислительных ресурсов.

14. Учебная распределенная система управления мобильной колесной платформой с использованием видео- и сенсорной информации [№1 за 2016 год]
Авторы: Зотин А.Г., Саяпин А.В.
Просмотров: 8800
Все более широкое распространение получают автономные системы, предназначенные для патрулирования, разведки местности, взятия образцов, выполнения аварийно-спасательных работ. Отсюда повышенный спрос на специалистов, разрабатывающих подобные системы. Существует проблема обучения студентов в данной области, связанная с тем, что выпускник должен обладать не только теоретическими знаниями, но и практическими навыками работы с подобными системами. Основными областями знаний, владеть которыми должен выпускник, являются нейронные сети, распознавание и обработка изображений, системы нечеткой логики. Для получения практических навыков в данных и смежных областях авторами была разработана автономная колесная платформа, оснащенная набором датчиков и сенсоров, а также манипулятором для сбора образцов. Она представляет собой шасси в виде пластины из пенополистирола, приводимой в движение четырьмя мотор-редукторами постоянного тока (12 вольт), оснащенными колесами. Платформа оснащена компьютером Raspberry Pi под управлением ОС Raspbian, непосредственно управление мотор-редукторами осуществляется микроконтроллером Arduino Uno с установленной платой расширения, предназначенной для управления сильноточной нагрузкой (motor-shield), а также платой для прототипирования, на которой установлен набор датчиков, включающих в себя магнитометр и акселерометр. Кроме того, Arduino связан с установленными в передней части платформы ультразвуковыми датчиками расстояния. В передней части платформы расположена IP-камера, соединенная с бортовым микрокомпьютером Raspberry Pi, предназначенная для получения видеоинформации об окружении платформы. В процессе работы бортовой микрокомпьютер создает точку доступа, подключившись к которой, можно управлять работой платформы, а также получать видеоизображение с IP-камеры. ПО платформы включает в себя программный комплекс, обмен информацией внутри которого осуществляется посредством сетевых соединений на основе технологии клиент-сервер. Комплекс включает в себя сервер получения информации с IP-камеры, серверы нейронной сети, нечеткой логики, управления платформой. Разработанная платформа и ее программное обеспечение были использованы при проведении международных летних технических школ на базе Сибирского государственного аэрокосмического университета имени академика М.Ф. Решетнева. Разработанный комплекс может найти применение при выполнении опытно-конструкторских работ, связанных с разработкой автономных мобильных систем.

15. Анализ и обработка данных для прогнозирования состояния больных [№1 за 2016 год]
Авторы: Иванов С.И., Гордиенко М.Г., Матасов А.В., Меньшутина Н.В.
Просмотров: 11795
С развитием информационных технологий все больше внимания уделяется автоматизированным способам анализа и обработки информации. В данной статье описаны два связанных способа обработки данных: многофакторный анализ данных с использованием метода главных компонент и нейронные сети. В ходе работы возникла необходимость обрабатывать данные об анализах пациентов и на их основе предсказывать значение целевого параметра во времени. Предсказание целевого параметра упрощает процесс лечения за счет более оперативного принятия врачом решения о способе лечения. Использованный метод многофакторного анализа (метод главных компонент) позволил сократить размерность задачи, выявил требования к формированию обучающей и тестовой выборок для построения математической модели на основе нейронной сети, а также дал возможность определять ключевые факторы, которые должны использоваться в качестве входных параметров в нейросетевой модели. В работе представлены графики нагрузок и графическое отображение корреляции между значениями анализов пациентов, сделаны выводы о силе корреляции между значениями анализов. В дальнейшем были проведены обучение нейронной сети на обучающей выборке (количество экспериментов для обучения – около 200) и проверка качества обучения на тестовой выборке (количество экспериментов в тестовой выборке – около 50). В работе приведено сравнение расчетных и экспериментальных данных, определена ошибка работы нейронной сети, которая составила 8 %. Для реализации вышеописанных методов разработано ПО на языке программирования C# в среде разработки Visual Studio.

16. Тактические тренажерные комплексы для подготовки к ведению боевых действий на море [№1 за 2016 год]
Авторы: Ильин В.А., Соколов С.Н., Пахомов Е.С., Шуванов А.Д.
Просмотров: 10521
На основе анализа видов и содержания боевых действий сил ВМФ обосновывается структура аппаратных и программных средств тактических тренажерных комплексов для подготовки расчетов командных пунктов надводных кораблей, подводных лодок, корабельных тактических групп однородного и разнородного состава. Состав и структура аппаратных средств тактического тренажерного комплекса должны отражать структуру реальных командных пунктов сил флота и конфигурироваться под реальные проекты кораблей и штатные расписания боевых расчетов групп боевого управления, командных пунктов и пунктов управления с их автоматизированными рабочими местами. Содержание боевых действий и морского боя определяют требования к специальному программному обеспечению тренажерных комплексов. Специальное программное обеспечение тактических тренажерных комплексов представляет собой совокупность моделей средств, объектов, внешней среды, боевых действий, учебных информационных моделей автоматизированных рабочих мест обучающихся и программных средств руководства обучением. Тактический тренажерный комплекс должен обеспечивать индивидуальную подготовку обучающихся по должностным обязанностям, групповую подготовку расчетов командных пунктов и пунктов управления и комплексную подготовку расчетов к управлению в составе однородных и разнородных тактических групп.

17. Особенности применения современных методов разработки программного обеспечения защищенных автоматизированных систем [№1 за 2016 год]
Авторы: Карпов В.В., Карпов А.В.
Просмотров: 10735
Разработка ПО защищенных автоматизированных систем регламентируется рядом нормативных актов и государственных стандартов. Однако за время, прошедшее с даты ввода их в действие, технология разработки ПО ушла далеко вперед. В частности, классическая каскадная модель разработки ПО, которая исправно служила разработчикам многие годы, в последнее время признана неэффективной из-за недостаточной гибкости в угоду формальному управлению разработкой. Недостаточная гибкость процесса разработки обусловливает неспособность реагировать на возникающие изменения требований к системе и может привести к невыполнению технического задания. Организация гибридного метода разработки, сочетающего достоинства классического подхода и современных гибких методов, может разрешить возникшее противоречие между высоким технологическим уровнем разработки современных АСУ и устаревшими требованиями руководящих документов. Комбинированные модели разработки, полученные путем интеграции современных гибких методов проектирования на этапах каскадной модели жизненного цикла разработки ПО, представляют большой интерес как с научной точки зрения – для совершенствования методических подходов к разработке ПО, так и с практической – для получения качественного ПО, соответствующего заданным в техническом задании требованиям. В статье рассмотрены некоторые особенности внедрения гибких методов разработки функционального ПО специального назначения, выявленные специалистами НИИ «Центрпрограммсистем» при выполнении ряда опытно-конструкторских работ. К ним относятся формирование требований и управление ими, включая трассировку и приоритизацию, планирование и отслеживание процесса выполнения работы. Рассмотрен ряд отличий этих видов деятельности при разработке ПО специального назначения, выполняемых в соответствии с действующими государственными стандартами и классическим каскадным методом разработки. Предложены решения, позволяющие организовать гибридный процесс, сочетающий достоинства каскадного и гибкого методов разработки функционального ПО специального назначения и обеспечивающий соответствие действующим государственным стандартам выполнения ОКР.

18. Оптимизационный алгоритм поиска вписанного многогранника максимального объема [№1 за 2016 год]
Автор: Кокорев Д.С.
Просмотров: 4395
Рассматривается задача нахождения многогранников заданной формы внутри других многогранников. Данная задача является частным случаем третьей части 18-й проблемы Гильберта. Она имеет практическое применение в компьютерном моделировании трехмерных объектов, автономном перемещении роботов, ювелирной промышленности. В статье предлагаются несколько альтернативных методов поиска вписанных многогранников, основанных на сведении данной задачи к задаче нелинейного программирования и решения ее с помощью готовых программных вычислительных ресурсов. Основная идея в том, что задача легко описывается в терминах нелинейного программирования. Целевой функцией является объем искомого многогранника. Ограничения включают в себя сохранение комбинаторной структуры, содержание многогранника внутри другого, выпуклость и дополнительные ограничения, необходимые для практических целей. В статье описаны два разных способа задания задачи нелинейного программирования и бесплатные программные ресурсы, которые могут быть использованы для решения этой задачи. Чтобы упростить работу с решателями задач нелинейного программирования, в качестве функций ограничений можно использовать только многочлены третьего порядка. Предложенные аппроксимации для основных типов ограничений позволяют сводить все необходимые ограничения к многочленам третьего порядка. Кроме того, в статье рассматривается система распределенного тестирования и эффективность алгоритма. Система тестирования написана на языке Python и используется для проверки и развития алгоритма. Она позволяет агрегировать данные по множеству запусков алгоритма в удобном для пользователя формате и сравнивать результаты разных версий алгоритма.

19. Проблемы оценки показателей навигационной безопасности плавания кораблей [№1 за 2016 год]
Авторы: Кушнарёв А.Г., Михальский В.А.
Просмотров: 6325
Рассмотрены способы расчета параметров и показателей навигационной безопасности плавания кораблей. Показано, что способ, реализованный в Мореходных таблицах МТ-2000 и Инструкции по навигационному оборудованию ИНО-2000, устарел, содержит методические неточности и имеет низкую эффективность. Подобные недостатки характерны и для кораблевождения в целом. Авторами предложено разработать Правила решения вероятностных задач кораблевождения, в которых должны быть устранены отмеченные неточности, а также комплексный учебник по методам решения вероятностных задач кораблевождения, охватывающий разделы нескольких учебных дисциплин с дальнейшей алгоритмизацией правил для их машинной реализации.

20. Тренажерно-обучающий комплекс для моделирования виртуальной реальности боевого применения оружия и технических средств корабля [№1 за 2016 год]
Авторы: Лосев Е.Ф., Кузнецов И.В.
Просмотров: 11947
Одной из важнейших задач повышения качества подготовки экипажей перспективных проектов кораблей является разработка современных учебно-тренировочных средств. В статье обосновывается инновационный подход к решению проблемы повышения эффективности подготовки военнослужащих вновь сформированных экипажей новых проектов кораблей на основе применения тренажерно-обучающего комплекса, моделирующего виртуальную среду боевого применения оружия и технических средств корабля. Авторы рассматривают различные аспекты применения таких тренажеров, выделяют положительные стороны и недостатки их использования как в учебных центрах, так и в условиях корабля, рассматривают перспективы применения и развития реализующих виртуальную среду обучения современных тренажерных комплексов, созданных в различных конструкторских и производственных организациях.

◄ ← Предыдущая | 1 | 2 | 3 | 4 | Следующая → ►