Программные продукты и системы

Статьи из выпуска № 2 за 2016 год.

Упорядочить результаты по: Дате публикации | Заголовку статьи | Авторам

21. Программная реализация метода автоматизированного проектирования фюзеляжа воздушного судна с помощью объектно-ориентированных технологий [№2 за 2016 год]
Авторы: Быкова И.С., Припадчев А.Д.
Просмотров: 8459
В представленной статье сформулирован и обоснован метод автоматизированного проектирования фюзеляжа магистрального воздушного судна с использованием разработанного программного средства. Метод основан на алгоритме с применением объектно-ориентированного программирования для написания программного средства, позволяющего определить характеристики фюзеляжа воздушного судна (конструктивно-геометрические, массовые, режимные, аэродинамические, прочностные, эргономические) на этапе предварительного проектирования и создать научнотехнический задел для модернизации существующих воздушных судов и возможность для проектирования семейства новых воздушных судов в зависимости от требования заказчика (от конструктивно-геометрических до эргономических – расположение пассажиров в салоне). Программное средство позволяет осуществить итерационный расчет вышеуказанных групп характеристик с выводом результатов в отчет, по полученным значениям строить 3D-модель проектируемого фюзеляжа воздушного судна с помощью не зависимого от языка программирования кроссплатформенного программного интерфейса – OpenGL (открытая графическая библиотека) и экспортировать ее в систему трехмерного моделирования КОМПАС-3D для дальнейшего проведения имитационного и физического моделирования. Программное средство написано с помощью интегрированной среды разработки Microsoft Visual Studio 2010 на объектно-ориентированном языке программирования высокого уровня C#. Метод включает в себя реализацию информационного (банк данных), прикладного программного и алгоритмического обеспечения.

22. Перспективное проектирование сети абонентского доступа с использованием восьмиуровневой модели [№2 за 2016 год]
Автор: Попков Г.В.
Просмотров: 7850
В статье рассмотрены вопросы проектирования и оптимизации построения сетей абонентского доступа с учетом градостроительных факторов. Указаны недостатки, присущие современным сетям доступа в мегаполисе. В настоящее время в условиях городской застройки операторы сетей электросвязи зачастую пренебрегают нормами на прокладку кабельных линий связи, что негативно влияет на эстетику городских кварталов. Ухудшаются эксплуатационные характеристики участков кабельных линий сети абонентского доступа, затрудняются техническая эксплуатация и управление такими сетями связи. Рассмотрен общий подход к получению проектных решений проектирования сетей абонентского доступа в мегаполисах. Предложена восьмиуровневая модель перспективной сети доступа для создания единой первичной сети связи абонентского доступа, рассмотрены уровни модели. Модель содержит восемь уровней, полностью задающих плоскости проектирования и построения сети абонентского доступа в районах плотной городской застройки с элементами сложного рельефа и сторонних инженерных сооружений. Предлагается унифицированный подход к построению сети кросс-коннект на первичном уровне сети доступа, которая позволит гибко предоставлять услуги связи операторам вторичных сетей связи в любой точке мегаполиса. Показаны возможные пути и подходы, а также типично решаемые задачи, применимые к оптимизации участка первичной сети абонентского доступа с использованием математического аппарата теории графов и гиперсетей.

23. Построение ассоциативных правил в задаче медицинской диагностики [№2 за 2016 год]
Авторы: Биллиг В.А., Иванова О.В., Царегородцев Н.А.
Просмотров: 10488
В статье рассматривается новый эффективный алгоритм построения ассоциативных правил AprioriScale. Алгоритм применяется к решению конкретной задачи диагностики в медицине. Построена реализация этого алгоритма на языке программирования C#. Создан программный инструментарий, позволяющий медикам проводить необходимые исследования в процессе решения задач диагностики. Алгоритм AprioriScale является модификацией классического алгоритма Apriori, позволяющего извлекать ассоциативные правила из БД. Существенной особенностью предлагаемого алгоритма AprioriScale являются способы представления данных и построения достоверных ассоциативных правил. В результате многолетних медицинских наблюдений медиками создана БД о детях, страдающих тяжелыми заболеваниями. Ассоциативные правила, извлеченные из этой базы, показали возможность дифференциации заболеваний в важной области педиатрии. Алгоритм и предлагаемый инструментарий могут быть использованы как для решения различных задач медицинской диагностики, так и в других прикладных областях.

24. Построение расширяемой программной архитектуры хирургических тренажеров [№2 за 2016 год]
Авторы: Иващенко А.В., Горбаченко Н.А., Колсанов А.В.
Просмотров: 6699
Непрерывное совершенствование современных хирургических тренажеров с учетом различия методик обучения в разных университетах обусловливает актуальность таких требований к их ПО, как интероперабельность, открытость архитектуры и возможность функционирования в едином информационном пространстве. В статье рассматриваются базовые принципы построения расширяемой архитектуры ПО хирургических тренажеров для симуляционного обучения базовым навыкам хирургии в медицинских высших учебных заведениях. Основное внимание уделяется представлению объектов операционного поля и моделированию их взаимодействия друг с другом, которое обеспечило бы возможность создания новых обучающих модулей для хирургических тренажеров. Для построения распределенной архитектуры платформы при моделировании операционных случаев предлагается использовать шаблон проектирования «Сущность-компонент». С учетом разделения логики по степени ее специфичности для конкретного операционного случая предлагается иерархия взаимодействия программных модулей. В качестве примера рассмотрен алгоритм захвата органа твердым инструментом с двумя браншами в рамках моделирования эндоскопической операции. Также рассмотрены базовые принципы организации взаимодействия между объектами на примере обучающего модуля эндоскопического клипирования. Результаты практической реализации предложенного подхода показывают, что он может быть использован для описания различных по природе аспектов поведения объектов сцены в рамках единой архитектуры, обеспечивающей гибкость настройки поведения и активное повторное использование готовых компонентов. Предложенный подход позволяет сократить временные затраты и трудоемкость создания новых хирургических тренажеров, а также затраты на адаптацию существующих симуляционных решений при их внедрении и практическом использовании.

25. Программный комплекс для моделирования кинетики растворения лекарственных средств [№2 за 2016 год]
Авторы: Иванов С.И., Типцова И.А., Матасов А.В., Синица Е.А., Гордиенко М.Г., Меньшутина Н.В.
Просмотров: 9459
В фармацевтической области растворение является неотъемлемым процессом на стадии разработки новых, оригинальных лекарственных средств, а также для подбора составов дженериков. В целях сокращения временных и финансовых затрат на проведение многократных экспериментов по растворению различных составов веществ был разработан программный комплекс для моделирования кинетики растворения лекарственных средств. Программный комплекс написан на языке С# в среде Microsoft Visual Studio. В качестве расчетного модуля программного комплекса взята модель процесса растворения на основе клеточных автоматов с изменяющимися размерами клеток. Для увеличения производительности расчета был разработан модифицированный алгоритм, позволяющий сократить время расчета в 1,5 раза по сравнению с традиционным алгоритмом клеточно-автоматной модели. Для проверки адекватности разработанного программного комплекса было проведено сравнение расчетных данных с экспериментальными на примере растворения различных лекарственных средств. В работе приведены расчетные данные и визуализация работы программы на примере растворения гранул, представляющих собой распределение включений системы «labrasol-ибупрофен» в смеси растворимых веществ – мальтодекстрина и гуммиарабика.

26. Методы и средства анализа информативности признаков при обработке медицинских данных [№2 за 2016 год]
Авторы: Быкова В.В., Катаева А.В.
Просмотров: 9979
Многие современные лечебные учреждения располагают информационными системами для хранения различных медицинских данных о здоровье пациентов, которые используются врачами для распознавания (диагностики) патологических процессов. Однако при анализе медицинских данных, обнаружении закономерностей в этих данных и их извлечении приходится сталкиваться с проблемой размерности. Размерность хранимых данных, определяемая числом различных признаков, описывающих состояние здоровья пациента, весьма велика и порой достигает нескольких десятков и сотен показателей. Поэтому проблема снижения размерности признакового пространства и выделения наиболее информативных признаков весьма актуальна для медицинских информационных систем. В статье сформулирована задача отбора информативных признаков как задача комбинаторной оптимизации, вычислительная сложность которой составляет O (2n), где n – исходное число исследуемых признаков. Приведено обобщение данной задачи с учетом возможности конструирования новых признаков на основе исходных. Представлен краткий обзор базовых методов сокращения признакового пространства, таких как метод главных компонент и метод экстремальной группировки признаков. Подробно рассмотрены и исследованы статистические методы оценки информативности признаков, используемые в медицинской диагностике: метод накопленных частот, метод Шеннона и метод Кульбака. Применение данных методов продемонстрировано на примере диагностики заболевания почек. Описан разработанный комплекс программ InformSigns, в котором реализованы все указанные статистические методы. InformSigns предоставляет врачу удобный интерфейс для оценки информативности признаков, описывающих состояние здоровья пациентов. Данный комплекс может быть встроен в специализированные медицинские информационные системы для диагностики различных патологических процессов.

27. Учебное программное обеспечение для выполнения технологических расчетов [№2 за 2016 год]
Автор: Валько Д.В.
Просмотров: 9041
Одной из важных проблем в профессионально-техническом образовании является отсутствие по значительной части специальностей современных проблемно-ориентированных учебно-исследовательских комплексов, сопряженное с недоступностью для образовательных организаций специализированного отраслевого ПО и с отсутствием его бесплатных учебных аналогов. Целью данной работы являются анализ требований и разработка программного продукта, ориентированного на использование студентами среднего профессионального образования по специальности 22.02.05 «Обработка металлов давлением» для приобретения ими профессиональных компетенций, необходимых работнику металлургической промышленности. Сформулированы критерии и требования к программным решениям в обучении технологическим процессам обработки металлов давлением, проанализированы наиболее пригодные программные продукты, в том числе системы автоматизированного проектирования и моделирования, отмечены их достоинства и недостатки. Разработан программный продукт для моделирования технологических процессов обработки металлов давлением в части расчета калибровочных систем по ходу прокатки по методике Б.П. Бахтинова, М.М. Штернова, А.И. Целикова, который может быть рекомендован для эффективного обучения студентов основам настройки и функционирования сортовых прокатных станов и выполнения соответствующих расчетов. Разработанный программный продукт отличается от аналогов простым пошаговым интерфейсом и возможностью интеграции в образовательный процесс по специальности 22.02.05 «Обработка металлов давлением» среднего профессионального образования. Он позволяет выполнять технологические расчеты по системам калибровки: ящичные калибры, ромб-квадрат, овал-квадрат, шестиугольник-квадрат, овал-круг, овал-ребровый овал. Предусматривает возможность редактирования и корректировки данных в процессе вычислений, построения таблиц результатов вычислений с возможностью редактирования и сохранения. Строит диаграммы основных технологических параметров (температура, абсолютное обжатие и др.). Апробация и внедрение программного продукта осуществляются с использованием практических данных о работе прокатных станов Челябинского металлургического комбината в Южно-Уральском многопрофильном колледже (г. Челябинск).

28. Разработка мобильного приложения онлайн-радио [№2 за 2016 год]
Авторы: Бычковский Д.Ю., Абу-Абед Ф.Н., Хабаров А.Р., Карельская К.А.
Просмотров: 7457
Статья посвящена проблеме информирования студентов и абитуриентов вузов и частичному ее решению с помощью студенческих СМИ и мобильных приложений к ним, в частности, студенческого радио. Студенческое радио – это не просто площадка для тренировки журналистов и специалистов по работе со звуковым оборудованием, но и отличный механизм для освещения каких-либо новостей и важных событий как в прямом эфире, так и в записи. Мобильное приложение позволяет получить доступ к контенту радиостанции из любого места, в котором имеется соединение с сетью. Оно может сочетать в себе не только средства для воспроизведения потока с сервера, но и множество других методов быстрого и удобного доступа к источникам информации различных типов. В статье описаны способы передачи данных от сервера к клиентам, требуемый базовый функционал приложения на основе аналитики, собранной за время тестирования приложения, структура разработанной версии мобильного приложения для онлайн-радио Тверского государственного технического университета и приведены алгоритмы работы некоторого его функционала. Дано также описание аспектов работы с API-запросами, с данными в формате JSON, самих этих данных, приведены примеры API-запросов.

29. Soil & Environment как инструмент для оценки экологических функций почв [№2 за 2016 год]
Авторы: Анхелес Гайегос-Тавера, Франциско Батиста, Дубровина И.А.
Просмотров: 9515
Деградация почв – одна из составляющих общего экологического кризиса, так как почва является связующим звеном любой экосистемы. Подвергаясь всесторонним нагрузкам, почва утрачивает свои экологические функции. В последнее десятилетие одна из ключевых тем природоохранной тематики – оценка и учет экосистемных услуг в хозяйственной деятельности человека, а потому поиск и разработка инструментов пространственного планирования территорий с учетом их экологических функций являются весьма актуальными. В статье рассмотрено ПО для оценки экологической функции почвы с использованием алгоритмов TUSEC (Technique for Soil Evaluation and Categorization). Методика предполагает балльную оценку основных экологических функций естественных и антропогенных почв. Оценка экологической функции почвы позволяет соблюсти баланс выгоды и потерь при пространственном планировании в результате более низких экологических воздействий на функции почв. Центральным компонентом ПО является реляционная СУБД Derby, спроектированная на Java с использованием среды разработки Eclipse. Данные о местоположении почвенных разрезов, полевое описание и аналитическая информация о них сохраняются в БД с помощью инструментов ввода информации. Промежуточные расчеты и оценка экологической функции почвы производятся на основании внесенных данных по алгоритмам TUSEC. Инструмент прогнозного моделирования позволяет рассчитать изменение рангов экологической функции почвы при различных типах землепользования. Результаты оценки экологической функции почвы и прогнозные модели могут быть представлены в графическом виде. Возможны экспорт табличной и графической информации и пространственная привязка данных в геоинформационной системе. Удобный интерфейс ввода и вывода информации, а также управления БД рассчитан на пользователей, не владеющих языком запросов SQL.

30. Моделирование музыкального творчества при помощи генетических алгоритмов на базе платформы GENOM [№2 за 2016 год]
Авторы: Арутюнов В.О., Аверкин А.Н.
Просмотров: 7590
Рассматривается проблема моделирования музыкального творчества с использованием генетических алгоритмов. В ходе работы была спроектирована и реализована программная система GENOM (Gen of music), которая представляет собой расширяемую платформу для проведения экспериментов по моделированию музыкального творчества. Реализация ограничивается моделированием небольших монофонических музыкальных фрагментов. Основные усилия были направлены на создание платформы, покрывающей большинство существующих вариантов проведения экспериментов и предоставляющей возможность расширения. Реализованное ПО включает в себя интерфейс пользователя с настройками для проведения экспериментов и возможностью отображения и проигрывания полученных мелодий, а также программный интерфейс для расширения возможностей системы. Приложение было реализовано на базе современных веб-технологий и разрабатывалось при помощи кроссплатформенного свободного ПО (React, React-Router, Webpack, Bootstrap, Babel, Alt, ABCJS). Созданный программный продукт может служить инструментом для проведения экспериментов в области моделирования музыкального творчества. Также он является основой для создания специализированных, в том числе коммерческих, решений, использующих генетические алгоритмы для моделирования музыкального творчества. Открытость продукта и его расширяемость дают возможность для его дальнейшего усовершенствования и использования.

◄ ← Предыдущая | 1 | 2 | 3