Программные продукты и системы

Статьи из выпуска № 3 за 2015 год.

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

21. О применении линейного программирования для повышения живучести АСУ технологическими процессами [№3 за 2015 год]
Авторы: Матвеев Ю.Н., Григорьев В.А., Стукалова Н.А.
Просмотров: 9124
В статье рассмотрены способы повышения уровня безопасности и эффективности работы комплекса уничтоже-ния фосфорорганических отравляющих веществ при нормативном уровне опасности производства путем разработки прикладных математических методов повышения надежности и живучести АСУТП объекта уничтожения химиче-ского оружия. Проведена формализация задачи управления. Сформулирована задача оптимального управления как задача максимизации. Задача оперативного управления производственным комплексом ставится в виде задачи ли-нейного программирования. Целевая функция данной задачи – линейная функция, которая определяет максимально возможные массы отравляющих веществ, уничтожаемых за один цикл. Коэффициенты линейной функции – цена продуктов и энергетических потоков. Области допустимых значений режимных параметров технологических опера-ций (уравнения баланса емкости, допустимые отклонения материальных потоков, диапазоны нагрузок) определяют область ограничений для целевой функции. Разработана методика определения интервалов изменения входных пе-ременных линейной модели, которые не приводят к существенному отклонению от найденного оптимума и одно-временно обеспечивают устойчивость оптимального решения при изменениях параметров модели, то есть таких ин-тервалов, которые косвенно способствуют повышению живучести технологической системы.

22. Применение a-задач в гарантированном оптимальном управлении инновационным развитием промышленных предприятий [№3 за 2015 год]
Авторы: Матвейкин В.Г., Дякин В.Н.
Просмотров: 7316
Регулярное внедрение инноваций в производственные процессы предприятия, смена номенклатуры выпускаемой им продукции для более точного соответствия требованиям рынка являются необходимыми условиями выживания в конкурентной борьбе. Для учета влияния рисков и гарантии выполнения планов инновационного развития предлагается применение так называемых a-задач, предполагающих вероятностную оценку выполнимости ограничений математической модели объекта управления («мягкие ограничения»). Для удобства применения методов поиска решения вероятностные величины предлагается заменять интервалами их возможного изменения, применяя аппарат интервально-гарантированного оптимального управления. В статье дано описание сущности и диапазонов изменения компонент векторов и матриц a-задачи, являющихся правыми частями ограничений модели инновационного развития. Также предлагаются алгоритмы поиска решения внешней и внутренней задач для двухмодельной постановки задачи интервально-гарантированного оптимального управления инновационным развитием, учитывающие диапазоны изменения входных переменных и области допустимых решений. Информационные системы управления предприятием, позволяющие автоматизировать процессы оценки требований и условий внешней среды, оценки текущего состояния производственных процессов и ресурсов предприятия, управлять его функционированием, ставить цели и формировать план инновационного развития с учетом рисков, актуализировать их, предлагается называть АСУ инновационным развитием предприятия. В статье приводится функциональная модель процесса управления рисками и актуализации планов развития. Также дается описание информационной модели и сущностей БД, реализующих интервально-гарантированное управление инновационным развитием. Применение такого типа систем позволит гарантировать выполнение плана инновационного развития предприятия, если неопределенные параметры окажутся в указанных диапазонах их изменения.

23. Численные методы определения пространственного положения летательного аппарата на основе 2d-оптических изображений [№3 за 2015 год]
Авторы: Мирзоян А.С., Малышев О.В., Хмаров И.М., Мешков В.В., Шахов С.В.
Просмотров: 12915
В работе излагаются численные методы определения пространственного положения летательного аппарата (ЛА) по его плоскому оптическому изображению: модернизированный метод опорных точек и метод внешних контуров. В общей постановке задача сводится к определению пространственного положения твердого тела по его центральной проекции на плоскость. Каждый из методов позволяет получить точное решение задачи определения пространственного положения ЛА в системах панорамного обзора. В частности, оба эти метода позволяют определить пространственное положение ЛА на близких расстояниях между центром ЛА и приемной матрицы. При этом в случае автоматического метода внешних контуров такое определение удается осуществить в реальном времени на стандартной вычислительной аппаратуре. Предложена модификация нового метода внешних контуров по сравнению с ранее разработанными, заключающаяся в переводе и автоматизации всех вычислений с плоской физической приемной матрицы на виртуальную сферическую приемную матрицу. Практическая реализация и проверка точности метода опорных точек были осуществлены на координатно-измерительном стенде, включая трассировку приемной матрицы оптического канала. Построение и последующая обработка внешних контуров изображений ЛА осуществлялись при помощи функции трассировки, полученной на координатно-измерительном стенде. Сравниваются результаты экспериментов, полученных по методу внешних контуров, с результатами, полученными по методу опорных точек, по оценке точности определения расстояния и углов ориентации пространственного положения ЛА. Разработанные численные методы определения пространственного положения ЛА по его плоскому оптическому изображению обеспечивают значения ошибок при вычислении углов ориентации ЛА: для метода опорных точек – 1,5 градуса, для метода внешних контуров – 4 градуса. Методы реализованы в качестве соответствующих программных продуктов для систем внешнего контроля и распознавания ЛА.

24. Стратегия взаимодействия агентов графического редактора САПР технологических процессов ковки [№3 за 2015 год]
Авторы: Муйземнек О.Ю., Коновалов А.В., Арзамасцев С.В.
Просмотров: 7394
При разработке систем автоматизированного проектирования технологических процессов большое внимание уделяется взаимодействию отдельных частей и системы в целом. Для этих целей используется мультиагентный под-ход, согласно которому агенты представляют собой сущности, способные воспринимать свое окружение и изменять его своими действиями. На примере графического редактора, являющегося самостоятельной и независимой состав-ляющей системы автоматизированного проектирования технологических процессов ковки на молотах и прессах, рассмотрены вопросы представления графической информации в процессе проектирования поковок. Графический редактор является мультиагентной системой, в которой агенты имеют вид специальных программ, определяющих законы существования агента, его поведение и возможность отображения. Функция агента – выбор своего поведения в зависимости от полученной им информации от других агентов или от окружающей среды, под которой понимаются система автоматизированного проектирования и непосредственно пользователь системы. Цель агента – выбор наилучшего действия, направленного на корректное и полное представление геометрической информации. В работе рассматриваются вопросы выбора агентов для представления графической информации в системе, их состав и взаимосвязанное поведение, а также свойства и принципы функционирования в условиях неопределенности. Стратегия поведения агентов строится на основе аппарата математической логики с учетом того, что задача проектирования поковок является слабо формализуемой. Разработана концепция взаимосвязанного и согласованного поведения агентов при выборе действий и принятии решений. Приведены правила реакции системы на запуск выбранных агентов в зависимости от меры полезности, гарантирующие корректное и полное представление геометрической информации в графическом редакторе системы автоматизированного проектирования технологических процессов ковки на молотах и прессах.

25. Автоматизация оценки знаний студентов в системе электронного обучения ECOLE [№3 за 2015 год]
Авторы: Муромцев Д.И., Козлов Ф.А.
Просмотров: 8992
В статье описывается новый подход к автоматизированному анализу знаний и рейтингов студентов системы электронного обучения ECOLE (Enhanced Course Ontology for Linked Education) с использованием статистических методов и семантических технологий. ECOLE является системой электронного обучения, функционал которой основан на использовании онтологий и семантических технологий. Описанный в статье подход дает возможность, используя неявные связи между объектами онтологий в системе, производить оценку знаний студентов по определенным предметным терминам, предметным областям и учебным курсам. Данные оценки позволят студентам осуществлять мониторинг своей успеваемости и корректировать процесс обучения. Оценка знаний студентов по предметным терминам складывается из предопределенных наборов метрик и алгоритмов. В статье рассматривается понятие значения предметного термина в образовательном процессе. Значение и оценка знания предметного термина позволяют рассчитывать рейтинг знания студентами предметных областей и учебных курсов.

26. Интернет, генофонд, геном [№3 за 2015 год]
Автор: Осовецкий Л.Г.
Просмотров: 9019
В статье обсуждаются проблема развития Интернета и его влияние на генофонд человечества и отдельных людей. Проводится аналогия развития Интернета с эволюцией информационной генетической системы человека, обсуждаются недостатки развития сети, выявленные в результате их сравнения. Приводятся количественные данные развития Интернета и эволюции информационной системы человека. Делается вывод о том, что дальнейший прогресс Интернета возможен за счет создания строгой и эффективной «иммунной» системы защиты и безопасности информации, а не расширения функций. Языковое общение членов ограниченного по численности коллектива (корпорации) обусловлено необходимостью объединения сил для контроля и использования членами этого коллектива природных ресурсов и их защиты от других коллективов. Специфические для малого коллектива (корпорации) согласованные внутри средства обозначения (язык) действий и объектов, необходимость конкуренции с другими коллективами за контроль над ресурсами жизнедеятельности обеспечивают преимущества коллектива в конкурентной борьбе за ресурсы. Информация в Интернете и других СМИ сегодня является одним из важнейших ресурсов, в том числе и для государства. Использование обсуждаемой аналогии Интернета как средства обмена информацией между людьми должно подчиняться историческим законам развития этих средств в эволюции человека.

27. Диагностирование электромеханических систем на основе нейросетевых технологий [№3 за 2015 год]
Авторы: Палюх Б.В., Шпрехер Д.М., Богатиков В.Н.
Просмотров: 9713
Предложены структурная схема и аппаратная реализация аппаратуры для диагностики технических состояний электромеханических систем (ЭМС), включающей блок сбора, кодирования, формирования группового сигнала контроля технического состояния ЭМС, его передачи в канал связи и блок приема группового сигнала контроля технических состояний ЭМС, первичной обработки, распаковки и нейросетевого анализа. Основным элементом аппаратных средств нейросетевой системы диагностирования ЭМС является нейросетевое устройство, с выхода которого снимаются выходные реакции нейронной сети решений относительно технических состояний ЭМС. Установлена целесообразность использования нейрочипов в системах встроенной диагностики технических состояний ЭМС, а нейрокомпьютерные и транспьютерные вычислительные системы целесообразно использовать, когда блок сбора, кодирования, формирования, передачи группового сигнала контроля технических состояний ЭМС и блок приема группового сигнала контроля технических состояний ЭМС, первичной обработки, распаковки и нейросетевого анализа разнесены в две зоны. Предлагаемое специальное ПО для диагностики состояний ЭМС включает программно-математические модули предварительной статистической обработки массивов измеряемых параметров ЭМС, модули синтеза моделей и модули использования синтезированных моделей в зависимости от класса решаемых задач кон-троля технических состояний. Проведено исследование возможности применения ПО вариантов нейронных сетей для диагностирования сложных электромеханических систем с заданной достоверностью. Приведены результаты исследований.

28. Объективные методы вероятностной оценки степени адекватности имитационного моделирования в информационных системах освоения эргатических радиоэлектронных объектов [№3 за 2015 год]
Авторы: Потапов А.Н., Абу-Абед Ф.Н., Мартынов Д.В., Кордюков Р.Ю.
Просмотров: 11339
На основании того, что у современных тренажеров моделирующее устройство имеет иерархическую (модульную) структуру построения, разработан метод, с помощью которого для каждого иерархического уровня по мере близости результатов его моделирования к действительности определяется количественная оценка адекватности имитационного моделирования в тренажере. Данный метод позволяет устранить недостатки, свойственные методу оценки адекватности тренажера в виде «черного ящика». Это является его достоинством. Однако он имеет недостаток – формирование методических ошибок. Ошибки образуются в процессе разложения функционалов объекта и модели в ряды Тейлора и ограничения в использовании их членов. Очевидно, что данную ошибку можно выявить на основании со-поставления оценок адекватности, полученных вторым и первым методами. В дальнейшем выявленную таким образом методическую ошибку можно учесть при использовании подтвержденных функционалов для получения новых статистических данных (x). При этом в случае изменения условий применения радиоэлектронных объектов нет необходимости в получении дополнительных статистических данных. При модернизации отдельных подсистем радио-электронных объектов требуются дополнительные статистические данные лишь от этих подсистем. Однако для гарантии правильности индикации сопутствующего признака конфликта применения тренажеров в процессе их испытания и сертификации желательно (по мере возможности) подтверждать его методом оценки адекватности имитационного моделирования в тренажерах по их информационному полю.

29. Программная реализация оценивания коэффициентов Фурье при ограниченных вычислительных ресурсах [№3 за 2015 год]
Авторы: Прохоров С.А., Куликовских И.М.
Просмотров: 6774
Научные исследования в различных областях науки и техники требуют значительных вычислительных затрат. Более трудоемкие задачи решаются с помощью суперкомпьютеров и вычислительных кластеров, которые позволяют обрабатывать большие массивы данных. С ростом вычислительной мощности мобильных устройств стало возможным их использование для решения указанной задачи, в частности, в качестве клиентов на платформах BOINC и Folding@home. Тем не менее, несмотря на аппаратные преимущества, для повышения эффективности обработки больших массивов данных необходимо адаптировать используемые для вычислений алгоритмы с учетом специфики мобильных устройств, которые накладывают ограничения на используемые ресурсы, такие как время отклика, раз-мер используемой памяти и потребляемая мощность. Целью данной работы является адаптация численно-аналитического метода оценки коэффициентов Фурье, реализованная с помощью нахождения коэффициентов связи между различными наборами функций в базисе Лагерра. Полученные аналитические соотношения в сравнении с рекуррентными соотношениями позволили снизить временные затраты и размеры используемой памяти на хранение промежуточных наборов значений. Для подтверждения эффективности предлагаемых алгоритмов была проведена серия вычислительных экспериментов в MATLAB Profiler. Адаптированные алгоритмы оценки коэффициентов разложения при ограниченных вычислительных ресурсах были положены в основу программной реализации на реальном мобильном устройстве, которая была протестирована при обработке больших массивов данных. На основе проведенных тестов сделан анализ затрачиваемых временных ресурсов при варьировании объема исходных данных и количества членов разложения ряда Фурье.

30. Программное обеспечение для синтеза и анализа проектных решений по схеме расположения форсунок в машине непрерывного литья заготовок [№3 за 2015 год]
Авторы: Сафонов Д.С., Логунова О.С.
Просмотров: 6939
В работе описана интерактивная система анализа и синтеза проектных решений по схеме расположения форсунок системы вторичного охлаждения в машине непрерывного литья заготовок. Основным назначением системы является поиск оптимальных позиций форсунок в межроликовых пространствах с точки зрения заданного критерия оптимальности теплового поля непрерывнолитой заготовки. Система логически разбита на три подсистемы: подсистему ведения нормативно-справочной информации, подсистему прогностического моделирования и оптимизации, подсистему накопления и визуализации данных. С учетом данной структуры рассмотрена декомпозиция системы на программные модули. Ядро системы составляет модуль прогностического моделирования и оптимизации, осуществляющий поиск оптимальных позиций форсунок при помощи итерационного моделирования теплового состояния за-готовки в зависимости от заданной схемы расположения форсунок и последовательной корректировки схемы для достижения минимальных значений критерия. Помимо ядра, система содержит модули редактирования нормативно-справочной информации, загрузки/выгрузки данных и визуализации результатов. Программная реализация системы выполнена с использованием объектно-ориентированного подхода на языке программирования Java. В качестве платформы для построения пользовательского интерфейса используется Netbeans Platform. Приводятся краткое описание интерфейса системы и пример использования системы для синтеза оптимального проектного решения по схеме расположения форсунок для условий действующей машины непрерывного литья заготовок.

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