На правах рекламы:
ISSN 0236-235X (P)
ISSN 2311-2735 (E)

Авторитетность издания

ВАК - К1
RSCI, ядро РИНЦ

Добавить в закладки

Следующий номер на сайте

2
Ожидается:
16 Июня 2024

Статьи из выпуска № 2 за 2014 год.

Упорядочить результаты по:
Дате публикации | Заголовку статьи | Авторам

21. Методика определения показателей качества обнаружения радиолокационных станций [№2 за 2014 год]
Авторы: Платонов А.Ю., Помазуев О.Н., Миронов А.М., Абу-Абед Ф.Н., Рюмшин А.Р.
Просмотров: 14482
В настоящее время из-за широкого использования технологий снижения заметности излучаемый радиолокационный сигнал существенно отражается и поглощается. Таким образом, значительно уменьшается мощность поступающего на вход приемного устройства РЛС отраженного сигнала, что затрудняет обнаружение самолета либо другого объекта, выполненного по подобной технологии. В этих условиях сложно оценить показатели качества обнаружения малозаметных и малоразмерных целей. Во многих случаях амплитуда и фаза сигналов РЛС являются случайными неизвестными параметрами. В условиях достаточно быстрых по отношению к тактовой частоте сигналов флуктуаций амплитуды и фазы, когда отсутствует возможность определения их значений по результатам предварительного статистического оценивания на предыдущих интервалах, часто используют модели сигналов. В работе предложена методика, позволяющая определять показатели качества обнаружения РЛС для широкого класса моделей сигналов, в том числе малозаметных и малоразмерных целей, в условиях стационарных гауссовских, шумовых импульсных помех, а также в беспомеховой обстановке. Методика использует полученные аналитические выражения и аппроксимации распределений рядом Грама–Шарлье в приближении Эджворта. Значение порога обнаружения для заданных вероятностей ложной тревоги определяется методом Ньютона, что позволяет повысить точность и упростить вычисления. Получены оценки показателей качества обнаружения в рассматриваемых условиях. Разработанная методика и полученные оценки могут быть использованы для определения показателей качества систем более высокого иерархического уровня, например показателей вторичной обработки сигналов, вероятности обнаружения (захвата) сигнала в зоне поиска.

22. Математическая модель оценки стоимости основных этапов жизненного цикла корабля с использованием систем информационной поддержки [№2 за 2014 год]
Автор: Третьяков О.В.
Просмотров: 12528
При создании кораблей важнейшую роль играет процесс программирования эксплуатации, поскольку именно для этого этапа проводятся все мероприятия на этапах проектирования и строительства. Вместе с проектированием будущих процессов эксплуатации формируется их стоимость и в бюджете планируются различные виды ресурсов. Ошибки в прогнозировании ресурсов впоследствии могут привести к нехватке средств на поддержание корабля в за-данной степени готовности и к снижению боевого потенциала флота. Традиционные методики расчета стоимости отдельных этапов жизненного цикла корабля основаны на статистических зависимостях. Такой подход требует периодического обновления методик, корректировки данных по результатам создания и эксплуатации кораблей, что не всегда возможно, особенно при отсутствии опыта эксплуатации новых кораблей. Кроме того, оценить с допустимой погрешностью влияние принимаемых при создании корабля инновационных решений на стоимость его эксплуатации с помощью таких методик весьма затруднительно. В настоящей статье описана математическая модель оценки стоимости жизненного цикла корабля, разработанная на основе применения метода функционально-стоимостного анализа. Предлагаемый подход позволяет не только оценить стоимость корабля через стоимость решаемых им задач, но и выявить наиболее узкие места при принятии проектных решений. Модель и построенную на ее основе методику предлагается использовать при создании системы информационной поддержки жизненного цикла корабля. Особенностью предлагаемого подхода к оценке стоимости является также то, что структурно-функциональная модель корабля, являющаяся информационной основой для расчетов, строится на базе его общей электронной модели.

23. О технологии автоматизированной оценки живучести и безопасности кораблей ВМФ [№2 за 2014 год]
Авторы: Лобанов С.Л., Бледнов Д.А., Сорокин В.Е.
Просмотров: 6624
Многочисленные аварии и катастрофы на кораблях в послевоенный период многие специалисты в области военного кораблестроения связывают с их недостаточной живучестью. Авторы статьи утверждают, что в мирное время при эксплуатации корабля в повседневных условиях основным его свойством, противостоящим авариям и возможному ущербу от них, является безопасность. Приводится анализ существующего в ВМФ термина «безопасность» и предлагается подход к разработке технологии его автоматизированной оценки, в основу которого положен критерий минимально необходимого уровня функционирования корабля. Перечислены и обоснованы события, которые должны быть исключены для обеспечения такого уровня функционирования корабля. Полнота выполнения техническими средствами (системами) корабля задач по предотвращению этих событий положена в основу определения критериев его безопасности. Даются определения и основные соотношения для вычисления характеризующих их показателей. Предложено ввести два уровня управления кораблем и его техническими средствами (системами) при борьбе за безопасность: низкий при ручном и высокий при дистанционном управлении техническими средствами (системами) корабля. Приведен пример возможного деления надводного корабля на аварийные участки, оборудование и механизмы которых попадают под действие поражающих факторов различных аварий. Формализация оценок безопасности базируется на выделении функционально самостоятельных операций, выполняемых значимыми элементами технических средств (систем) корабля по обеспечению минимально необходимого уровня его функционирования, и на построении функционально-топологических схем элементов и структурно-логических схем условий выполнения этих операций в виде ориентированного графа. Количественные значения показателей выполнения функционально самостоятельных операций вычисляются по соответствующим схемам логическим выражениям. Рассмотрен порядок определения оценки безопасности проектируемых кораблей по введенным критериям и показателям и выработки рекомендаций для повышения их безопасности. В заключительной части статьи дается ряд предложений по повышению безопасности кораблей ВМФ.

24. Итерационный метод расчета посадки и остойчивости корабля в системах автоматизированной оценки живучести [№2 за 2014 год]
Авторы: Лушин Г.В., Курятников В.В., Марков М.С., Иванов Б.Г.
Просмотров: 7495
Статья посвящена методу расчета посадки и остойчивости неповрежденного и поврежденного корабля для использования в системах автоматизированной оценки живучести корабля. Используемый итерационный метод расчета посадки и остойчивости корабля для заданного варианта нагрузки (варианта затопления) основывается на методе последовательных приближений В.Г. Власова, позволяющем решать задачу с заданной и контролируемой степенью точности. При этом не решается пространственная задача по определению параметров равновесной посадки корабля, а рассчитывается диаграмма поперечной статической остойчивости свободно дифферентующегося корабля. Вычисленные параметры поперечной диаграммы статической остойчивости используются для оценки состояния поврежденного и неповрежденного корабля. Метод использует математическую модель корабля, заданную координатами точек на теоретической поверхности корпуса и водонепроницаемых отсеков, и позволяет с контролируемой точностью вычислять параметры посадки, остойчивости и другие параметры, характеризующие безопасность корабля для заданной его нагрузки (состава затопленных отсеков). Статья содержит принципы вычисления нагрузки поврежденного корабля при различных способах затопления водонепроницаемых отсеков, включая сомнительно затопленные отсеки. Приводятся конкретные формульные зависимости, позволяющие сделать оценку степени остойчивости поврежденного и неповрежденного корабля и, таким образом, оценить его состояние. Делается вывод о том, что применение представленного в статье итерационного метода расчета посадки и остойчивости корабля для заданного варианта нагрузки (варианта затопления) в системах автоматизированной оценки живучести корабля повысит эффективность и обоснованность принятия решений и назначения мероприятий по восстановлению остойчивости и спрямлению поврежденного корабля.

25. Реализация алгоритма оптимизации параметров молекулярно-динамического потенциала REAXFF [№2 за 2014 год]
Авторы: Шефов К.С., Степанова М.М.
Просмотров: 9538
Молекулярно-динамические методы с потенциалом ReaxFF (Reactive Force Field) позволяют получать достаточно хорошие результаты при моделировании больших многокомпонентных химически реактивных систем. Реализация потенциала ReaxFF имеется в программном пакете LAMMPS, но для корректных расчетов требуется предварительная оптимизация многочисленных параметров этого потенциала для конкретной системы. В данной работе представлены результаты разработки параллельной программы, реализующей алгоритм однопараметрической оптимизации параметров молекулярно-динамического потенциала ReaxFF. Для оптимизации используются данные точных квантовых расчетов набора простых моделей химических соединений (training set). Оптимизация основана на минимизации функции ошибки, представляющей собой сумму квадратичных отклонений расчетов ReaxFF от квантовых расчетов по всему набору. В статье описан алгоритм поиска параметров и представлена блок-схема разработанной программы. Для процедуры поиска минимума потенциальной энергии моделей оптимизирующего набора с потенциалом ReaxFF используется молекулярно-динамический симулятор LAMMPS, собранный в качестве библиотеки. Программа позволяет подбирать параметры потенциала для произвольных типов химически реактивных систем, что необходимо для создания корректных численных моделей химических реакций методами молекулярной динамики c помощью пакета LAMMPS на высокопроизводительных параллельных кластерах.

26. Моделирование процесса деформирования при наличии фазового перехода от потенциального к диссипативному течению [№2 за 2014 год]
Авторы: Федотов В.П., Горшков А.В.
Просмотров: 6074
Перекрестные эффекты в сложных системах определяются феноменологическими составляющими соответствующих систем уравнений, в которых на основе подхода Онзагера устанавливается связь между обобщенными потоками и обобщенными силами. Для деформационных задач эта связь, как правило, устанавливается линейным постулатом Гука. Однако на его основе невозможно описать фазовый переход второго рода от упругости к диссипативному пластическому течению, а непрерывные физические величины, такие как температура, концентрация при-меси и т.п., связать с условным пределом текучести, поскольку последняя величина является экспериментально-точечной. Как гипотезу, имеющую подтверждение на практике, примем, что коэффициенты взаимности L km , постоянные по Онзагеру, могут быть нелинейными функциями. Для деформационных задач примем постулат Коши, согласно которому в упругой области коэффициент Онзагера есть квадратичная функция деформации. В этом случае решение задачи упругости сводится к решению нелинейных уравнений. Применение метода конечных элементов требует решения систем большой размерности и, как следствие, больших затрат времени. Для сокращения времени счета используется метод граничных элементов в сочетании с применением там, где возможно, аналитических вычислений. В статье рассмотрен пример применения алгоритма к решению плоской задачи нелинейной упругости для неоднородной области.

27. Комплекс проблемно-ориентированных программ анализа микрофотоизображений текстуры нанокомпозитов «FRA_VA_T» [№2 за 2014 год]
Авторы: Галаев А.Б., Бутусов О.Б., Мешалкин В.П.
Просмотров: 12067
Разработан комплекс проблемно-ориентированных программ анализа микрофотоизображений текстуры нанокомпозитов «FRA_VA_T», реализованный на основе принципов модульного и объектно-ориентированного программирования на языке Matlab c использованием функций библиотеки Image Processing Toolbox и ранее предложенных авторами морфологических, фрактально-вейвлетных и кластерно-морфометрических методов и алгоритмов анализа микрофотоизображений. Комплекс «FRA_VA_T» состоит из трех основных программ: программы первичного анализа яркости П1; про-граммы расчета фрактальной размерности П2; программы кластерно-морфометрического анализа микрофотоизображений сечений нанокомпозитов П3 и одной вспомогательной программы вычисления зависимостей рассчитанных текстурных параметров от входных данных ВП-1. Информационное обеспечение комплекса «FRA_VA_T» представляет собой БД, реализованную с помощью СУБД MYSQL, и содержит пополняемые при каждом новом исследовании микрофотоизображений входные данные, включающие собственно исходные микрофотоизображения и соответствующие им числовые характеристики, а так-же выходные данные, отображающие основные результаты работы комплекса – сгенерированные специальные изображения и соответствующие им вычисленные значения текстурных параметров исследуемых микрофотоизображений.

28. Программно-реализуемый метод межканальной градиентной реконструкции цветных цифровых изображений [№2 за 2014 год]
Авторы: Самойлин Е.А., Шипко В.В.
Просмотров: 6371
В статье рассмотрен метод реконструкции сбойных элементов цветного цифрового изображения за счет межканальной избыточности. Известны векторные медианные фильтры, показывающие свое преимущество по сравнению с покомпонентной обработкой цветных изображений, которые учитывают межканальную корреляцию значений сигналов каждой компоненты. Такие медианные фильтры не в состоянии всегда достоверно восстанавливать значение потерянного сигнала вследствие своей ограниченности только выборкой элементов апертуры, а также при подавляющем количестве сбойных элементов в апертуре. Между тем возникающая при переходе к цветным изображениям избыточность открывает новые возможности по восстановлению потерянных вследствие воздействия помех значений сигналов изображений. В частности, в случае искажения яркости элемента изображения в одном из каналов можно оценить ее значение по амплитуде яркости соответствующих элементов других каналов. Основой метода является допущение о том, что локальные градиенты (разность центрального элемента апертуры фильтра с элементами его окрестности) в плоскости каждой компоненты приблизительно равны. Как показали исследования, данное допущение справедливо для многих реальных цветных цифровых изображений. Приведены результаты моделирования, показывающие превосходство межкомпонентной градиентной реконструкции над медианной фильтрацией в точности восстановления потерянных или искаженных элементов компонент цветного изображения. Использование метода подавления импульсных помех по межканальным градиентам позволяет получить более высокую точность восстановления потерянных сигналов, чем медианная фильтрация, за счет меньшего искажения полезных границ областей и перепадов яркости. Кроме того, применение медианного фильтра после предложенных процедур помехоподавления заметно повышает качество восстановления искаженного изображения. Показана эффективность представленного метода на примере обработки реального цветного цифрового изображения. Результаты исследования демонстрируют возможность реконструкции помеховых сигналов цветных цифровых изображений по локальным градиентам соседних каналов. Предлагаемый метод подразумевает программную реализацию и может использоваться в различных компьютерных системах и самостоятельных программных модулях для обработки цветных цифровых изображений.

29. Моделирование программы таксономии технологий изготовления деталей машиностроительного профиля с помощью сетей Петри [№2 за 2014 год]
Автор: Шестаков А.М.
Просмотров: 11771
Рассматривается созданная с использованием сети Петри модель, позволяющая проводить анализ передачи и по-лучения данных от компьютеров к программе таксономии технологий изготовления деталей по сети Интернет. Цель моделирования – имитирование отказа работы программы, поиск дедлоков (отсутствие зацикливаний и тупиков), а также выявление узких мест в программе при передаче данных. В имитационных экспериментах отказы обслуживания программой таксономии компьютеров имитировались появлением случайного числа фишек маркеров в позиции. При отсутствии отказа программа работает в автоматическом режиме – позиция обслуживает команды на таксономию от компьютеров. При появлении отказа программы на доступ дуга закрывает переход и производится возврат к исходной позиции. В нормальном режиме работы программы сети Петри обеспечивают в любой момент времени одновременное бесконфликтное обращение нескольких компьютеров к программе таксономии деталей при их параллельной работе. Параллельность означает, что любой из компьютеров, получающих доступ к программе, может начать обращение или закончить его раньше или позже другого. В качестве формального языка для описания модели веб-приложения таксономии технологий изготовления деталей предлагается использовать аппарат сетей Петри. Сети Петри являются расширением классической теории графов. Теория сетей Петри делает возможным спецификацию системы математическим представлением, анализ которой помогает получить важную информацию о структуре и динамическом поведении моделируемой системы. На основе сети Петри построено покрывающее дерево графа достижимости. Анализируя покрывающее дерево, вершинами которого являются все возможные достижимые разметки сети, выделены такие ее свойства, как безопасность (число маркеров в любой позиции не превышает 1), сохраняемость (невозможность возникновения и удаления ресурсов в моделируемом объекте), а также живость (отсутствие зацикливаний и тупиков). В разработанной сети Петри отсутствуют зацикливания и тупики; программу таксономии этой модели можно применять в производстве.

30. Автоматизированная система управления процессами создания наукоемких машиностроительных изделий [№2 за 2014 год]
Авторы: Бурдо Г.Б., Стоянова О.В.
Просмотров: 12606
В настоящее время российский и мировой рынки диктуют спрос на наукоемкую высокотехнологичную продукцию различных областей машиностроения. Учитывая высокий уровень конкуренции, первостепенное значение приобретает задача сокращения сроков проектирования и изготовления опытных образцов наукоемкой продукции. Проектирование и производство первых образцов новых изделий является специфичной задачей по целому ряду причин, что отличает ее от стоящих при производстве серийной продукции и реинжиниринге (модернизации, модификации). Особенность задач не позволяет достаточно эффективно использовать существующие инструментальные средства поддержки решений для процессов создания наукоемкой продукции, поэтому актуально создание автоматизирован-ной системы управления процессами технической подготовки производства, изготовления и испытания (АСУ ТППиИ) наукоемкой продукции. Выявлены и сформулированы новые принципы построения АСУ ТППиИ, обеспечивающие выполнение процедур принятия решений адекватно процессам, существующим в реальной производственной системе ; информационную интеграцию с системой управления организацией более высокого уровня; встраивание АСУ ТППиИ в автоматизированные системы поддержки жизненного цикла продукции; соответствие процедур принятия решений логике человеческого мышления и алгоритмам действия специалистов; сокращение суммарного времени (цикла) изготовления образца наукоемкой продукции. На основе выявления структуры и функций процедур, выполняемых при создании наукоемкой продукции, разработана теоретико-множественная модель АСУ ТППиИ. Обосновано соответствие теоретико-множественной модели установленным принципам создания автоматизированной системы. Управлению подлежат процессы, выполняемые на этапах научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, конструкторской и технологической подготовки производства, производственного планирования выпуска, изготовления, контроля и испытания наукоемкой продукции. Выявлены информационные преобразования, выполняемые в рамках автоматизированной системы управления. Теоретико-множественная модель и модель временной структуры являются основой для разработки методов и алгоритмов принятия решений в автоматизированной системе.

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