Программные продукты и системы

Статьи из выпуска № 3 за 2014 год.

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

21. Комплекс программ идентификации точечных дефектов листового стекла [№3 за 2014 год]
Авторы: Петров Д.Ю., Иващенко В.А., Ефимов И.В., Мешалкин В.П.
Просмотров: 14652
Приведена общая схема взаимодействия аппаратно-программного обеспечения АСУ технологическим процессом производства листового стекла. Предложен комплекс программ идентификации точечных дефектов листового стекла, реализованный на основе объектно-ориентированных средств программирования. Математическое обеспечение комплекса реализует оптико-вейвлетный метод локализации дефектов в листовом стекле и нейроэвристическую процедуру их классификации. Представлена также структура программного комплекса идентификации точечных дефектов листового стекла. Описаны способ реализации программного обеспечения и процедура развертывания программного комплекса на аппаратные платформы. Обосновано использование комплекса программ идентификации точечных дефектов листового стекла в системе управления производством высококачественного листового стекла. Программное обеспечение реализовано на языке C++ в MS Visual Studio и выполняется на промышленном компьютере на базе отказоустойчивого двухпроцессорного сервера Fastwel AdvantiX IS-4U-SYS5 с операционной системой реального времени PC_WinRTXEngine.

22. Логика движения в системе «Бинарная модель знаний» [№3 за 2014 год]
Авторы: Плесневич Г.С., Горкина А.А.
Просмотров: 9761
Субраманиан В.С. предложил, а Яман Ф. (с участием Нау Д.) разработала так называемую логику движения (ЛД), которая предоставляет формальный язык, включающий термины классической логики и ньютоновой механики. ЛД комбинирует пропозициональную логику, методы распространения ограничений и геометрические рассуждения, имеет декларативный синтаксис и семантику, основанную на моделях. Эта логика формализует рассуждения о планах движения объектов. В ЛД естественно описываются планы движения объектов и существует возможность предсказания их дальнейшего расположения. Объекты в ней рассматриваются как материальные точки в пространстве. Однако многие реальные приложения, связанные с моделированием движущихся объектов, требуют представления структуры и характеристик этих объектов. Необходимо описание сложных объектов в менее сложных тер-минах. Плесневичем Г.С. предложен проект системы «Бинарная модель знаний» (БМЗ), предназначенной для онтологического (концептуального) моделирования. БМЗ содержит формальные языки для структурной и логической спецификации объектов. В настоящей статье показано, как осуществляется интеграция ЛД в БМЗ, которые хорошо дополняют друг друга с точки зрения применимости и выразительной силы. Таким образом, получается система ЛД+БМЗ для онтологического моделирования приложений, связанных с поведением движущихся объектов. Рассматривается пример применения этой системы для задачи управления авиатрафиком.

23. Комбинированный подход к реализации оценки живучести технических средств корабля при боевых повреждениях с учетом накопления ущерба [№3 за 2014 год]
Авторы: Сорокин В.Е., Реут Е.В.
Просмотров: 9297
Технические средства (ТС) (системы) современного корабля относятся к сложным системам, оценка живучести которых по сегодняшний день остается одной из важных научно-технических задач. Существующие методы общего назначения оценки живучести сложных систем требуют детальных исходных данных, специфических знаний и навыков пользователей, трудоемки и оценивают живучесть в процессе длительной эксплуатации. В статье под живучестью ТС корабля понимается обеспечение минимально необходимого уровня функционирования ТС для выполнения поставленной кораблю боевой задачи. При выполнении боевой задачи определяющим является воздействие на корабль различных средств поражения, вызывающих выход из строя элементов его ТС, которое в аспекте их живучести может рассматриваться как одномоментное и однозначное по результату и сопровождающееся вторичными поражающими факторами. Это позволяет предложить вычислительно более простой по сравнению с методами общего назначения детерминированный подход к оценке живучести ТС корабля. Он основывается на интегрированной базе данных электронной модели корабля, содержащей состав, связи, характеристики и размещение ТС и другие необходимые сведения для проведения расчетов. В этой базе данных хранятся также результаты расчетов для различных вариантов структурирования, размещения и конструктивной защиты элементов ТС с использованием внешних (де-терминированных или вероятностных) моделей боевых повреждений и развития аварийных процессов. Суть предлагаемого подхода в формировании целевых в аспекте оценки живучести ТС логических функций, в построении по исходным данным основной математической модели в виде ориентированного ациклического графа функциональных оценочных зависимостей и вычислении на ней оценочных показателей. Возможности комбинированного использо-вания экспертных систем для анализа частичного выполнения функций ТС в определенных ситуациях и итерационного внесения в исходные данные оперативных корректировок и результатов работы внешних моделей позволяют учитывать накопление ущерба для ТС корабля и одновременно исследовать как структурные, так и функциональные составляющие живучести. В статье приводится общее описание предлагаемого подхода и реализующих его алгоритмов.

24. Программная платформа для виртуального посреднического оператора в сфере услуг [№3 за 2014 год]
Автор: Сюсин И.А.
Просмотров: 10157
Предлагается решение задачи организации и управления взаимодействием поставщиков и потребителей различных услуг в едином информационном пространстве путем организации виртуального посреднического оператора. В качестве основного метода управления предлагается метод кондициального управления (управления обстоятельствами) в многоакторной интегрированной информационной среде. Ставится задача управления деятельностью посреднического оператора в сфере услуг, выделяются показатели эффективности его работы. Для решения постав-ленной задачи предлагаются алгоритмы, позволяющие обеспечить требуемый характер коллективного поведения поставщиков и потребителей услуг в едином информационном пространстве в условиях относительной самостоятельности оценки и принятия решений. В качестве примера задачи, для решения которой может быть успешно применен метод использования виртуального посреднического оператора, рассмотрена сфера туризма: в статье предлагается программное решение, реализованное с использованием описанных алгоритмов. Реализация предложенного подхода на практике в виде специализированной программной платформы может стать весьма привлекательным инструментом для поставщиков и потребителей определенного спектра услуг, взаимодействующих в едином информационном пространстве, и позволит реализовать потенциал информационно-коммуникационных технологий для повышения уровня сервиса.

25. Линейное решение задачи квадратичного программирования [№3 за 2014 год]
Автор: Татаренко С.И.
Просмотров: 13876
В работе описан метод поиска максимума квадрики на многогранном множестве ограничений, основанный на решениях систем линейных уравнений, размерность которых не выше числа переменных целевой функции. Вначале путем ортогональных преобразований и масштабирования матрица квадратичной формы приводится к нормальному виду. Затем с помощью замены переменных исходная задача сводится к задаче поиска минимального расстояния между точкой безусловного экстремума и многогранным множеством ограничений. Для определения расстояния строятся перпендикуляры к граням многогранника различной размерности. Для уменьшения числа исследуемых граней разработан специальный порядок перебора граней. Исследованию подлежат только грани, содержащие вершину, ближайшую к точке безусловного экстремума, и видимые из этой точки. В случае наличия нескольких ближайших равноудаленных вершин исследуется грань, содержащая все эти вершины, и грани меньшей размерности, имеющие с первой гранью не менее двух общих ближайших вершин.

26. Об одном подходе к оценке эффективности информационной поддержки процессов жизненного цикла корабля [№3 за 2014 год]
Автор: Третьяков О.В.
Просмотров: 12051
Создание средств автоматизации управления процессами жизненного цикла кораблей является актуальной задачей строительства Военно-морского флота РФ. Вместе с тем на практике часто возникают задачи оценки эффективности средств и систем информационной поддержки с точки зрения как обоснования затрачиваемых на их создание средств, так и их вклада в поддержание боевой готовности кораблей на заданном уровне. Настоящая статья посвящена обоснованию выбора показателя эффективности информационной поддержки жизненного цикла корабля. В качестве такого показателя предлагается использовать коэффициент системной готовности корабля. В отличие от широко используемого коэффициента технической готовности он позволяет учесть влияние факторов, не зависящих от технических решений, принятых при создании корабля, и прежде всего от времени логистических операций, необходимых для начала работ по восстановлению его готовности. В работе в концептуальном плане обсуждаются ключевые системные аспекты и целевые показатели, оказывающие наибольшее влияние на облик системы информационной поддержки. Сделаны обобщающие выводы о необходимости рассмотрения стоимости жизненного цикла корабля в качестве независимой переменной при оптимизации параметров проектных решений (технических, организационных, конструктивных), принимаемых на этапах создания корабля. При этом основные требования к системе информационной поддержки заключаются в обеспечении возможности обоснования этих решений на основе содержащихся в ней достоверных данных и адекватных программно-математических комплексов.

27. Алгоритм классификации графиков с последовательным укрупнением признаков [№3 за 2014 год]
Авторы: Филатова Н.Н., Ханеев Д.М., Сидоров К.В.
Просмотров: 12854
Для решения ряда прикладных задач могут оказаться полезными классификаторы, работающие с выборками двухмерных графических зависимостей. В статье рассматривается новый подход к решению задачи классификации графических зависимостей, объединяющий ее с задачей сегментации. Описывается алгоритм выделения интервальных последовательно укрупненных признаков при работе классификатора на основе нейроподобной иерархической структуры. Данный классификатор основан на идее растущей пирамидальной сети, адаптированной для работы с не-четкими описаниями объектов. В процессе обучения в иерархической структуре классификатора формируются модели классов, которые интерпретируются в нечеткие высказывания (правила) для системы нечеткого логического вывода. Нечеткие высказывания отражают основные характеристики всех объектов обучающей выборки и представляются в понятной эксперту форме. Интервалы укрупнения признаков находятся путем анализа правил, полученных после обучения классификатора на первичных данных. Алгоритм автоматической генерации интервальных признаков позволяет локализовать участки с одинаковыми значениями нечетких признаков, что фактически приводит к сегментации исследуемых графических зависимостей на участки с близкими оценками их структурных свойств. Особенности работы алгоритма выделения последовательно укрупненных признаков подробно рассмотрены на примере искусственно сформированных данных. Программная реализация алгоритма протестирована на искусственно сформированных данных, а также на реальных клинических данных, представленных записями дыхательных шумов, речевых сигналов и электроэнцефалограмм. В статье исследовано влияние применения последовательно укрупненных признаков на результаты успешности классификации рассмотренных данных.

28. Адаптивная система управления содержанием оксида кремния в шлаках при переработке медно-никелевых руд [№3 за 2014 год]
Авторы: Фомичева С.Г., Конев А.В.
Просмотров: 7294
В данной статье представлены результаты проектирования автономных адаптивных регуляторов на базе нейро-нечетких сетей, используемых для балансировки содержания оксида кремния в шлаках при переработке медно-никелевых руд в медные и никелевые катоды. Показано, что, являясь высокоинерционными, данные металлургические процессы требуют двухуровневой системы регулирования – грубой и точной регулировки. При этом точная регулировка может адекватно выполняться нейро-нечеткими модулями в полностью автоматическом режиме, снижая операционную нагрузку на действия технолога-диспетчера, причем управляющие воздействия автономного адаптивного регулятора позволяют обеспечить более высокую точность балансировки по сравнению с ручным управлением. Приведена структура гибридной нейро-нечеткой сети, на основе которой разработан адаптивный регулятор. Показаны выявленные нечеткие тенденции зависимости содержания оксида кремния в шлаках от управляемых параметров высоких порядков нелинейности, подтвержденные экспериментально. Конфигурация структуры авторской гибридной сети представляет собой каскадно связанные между собой пять нейро-нечетких подсетей с обратными связями, включающими элементы задержки. Элементы задержки имитируют временной лаг, отображающий глубину инерционности процессов, который, в свою очередь, также является нечет-кой переменной. Данная конфигурация позволила адекватно реализовать мягкие управляющие воздействия на такие параметры, как общий расход песка, расход пыли, обогащение дутья, Ni+Cu в концентрате, S в концентрате, Fe в концентрате, SiO 2 в концентрате, а также корректно учитывать при прогнозировании ряд ретроспективных парамет-ров: Ni+Cu в штейне (истор.), Fe в штейне (истор.), SiO 2 в штейне (истор.), Ni+Cu в шлаке (истор.), Fe в шлаке (истор.).

29. Моделирование в системе технической поддержки вычислительных кластеров [№3 за 2014 год]
Авторы: Фролов Д.В., Гришаков В.Г.
Просмотров: 13570
В настоящей работе рассматриваются проблемы технической поддержки высокопроизводительных вычислительных систем по сравнению с технической поддержкой в традиционных информационно-вычислительных системах. Выявляются проблемы технической поддержки класса высокопроизводительных вычислительных систем, для которых существенную роль играет функциональная живучесть. Описывается подход к использованию моделирования при организации системы административного управления вычислительным кластером, строящейся на принципах информационно-имитационной поддержки его жизненного цикла. Предлагается совместное использование информационного и имитационного моделирования для повышения эффективности процесса технической поддержки вычислительных кластеров. Рассматривается концептуальная схема организации службы технической поддержки с помощью информационно-имитационной модели вычислительного кластера и описывается ее использование.

30. Когнитивные технологии визуализации многомерных данных для интеллектуальной поддержки принятия решений [№3 за 2014 год]
Авторы: Цаплин В.В., Горохов В.Л., Витковский В.В.
Просмотров: 14246
В статье изложены принципы когнитивной машинной графики и приведены примеры ее практического применения для разработки систем поддержки принятия решений (СППР). Феномен когнитивной машинной графики со-стоит в генерации на экране дисплея изображений, создающих в сознании человека-оператора зрелищные образы. Эти образы имеют эстетическую привлекательность и стимулируют интуицию человека. Изображение на дисплее создает в его сознании движущийся трехмерный образ, который формируется всей совокупностью многомерных данных и визуально отображает свойства изучаемой предметной области. При восприятии этих образов человек-оператор способен выявлять отдельные геометрические свойства наблюдаемого образа и связывать их с предметным содержанием обрабатываемых многомерных данных. Весьма важной является возможность сочетать предлагаемую когнитивную технологию с современными возможностями интеллектуальных программных интерфейсов и программ многомерного статистического анализа данных. Предлагаются принципиально новые алгоритмические подходы к когнитивной визуализации, основанные на гиперболической геометрии и алгебраических многообразиях. В определенном смысле можно говорить о появлении нового вида СППР – когнитивных систем поддержки принятия решений.

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