Программные продукты и системы

Статьи из выпуска № 3 за 2016 год.

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

1. Forecasting optimal duration of a beer main fermentation process using the Kalman filter [№3 за 2016 год]
Authors: Niyonsaba T., Pavlov V.A.
Просмотров: 4805
Одним из важнейших этапов в производстве пива является процесс главного брожения. На этой стадии пивное сусло превращается в молодое пиво, параметры пивного сусла изменяются, и качество молодого пива зависит от динамики изменения этих параметров. Процесс главного брожения продолжается 10 дней, что сопряжено со многими затратами. Основной целью данной статьи является исследование оптимального управления процессом главного брожения и обеспечение его минимальной продолжительности без ухудшения качества пива. Оптимальное управление процессом главного брожения выполняется фильтром Калмана. Фильтр Калмана оценивает переменные состояния процесса главного брожения с учетом характеристик случайных воздействий на входе объекта и фильтрует измерительный шум. На основе прогнозированного времени окончания процесса главного брожения определяются начальные параметры сырья и управление параметрами процесса главного брожения.

2. A numerical simulation of multi-spectral photo-acoustic imaging toward hematological analysis [№3 за 2016 год]
Authors: rinh Quang Duc, Nguyen Hoai Giang
Просмотров: 4749
Статья посвящена исследованиям возможности применения фотоакустической томографии и фотоакустической спектроскопии для неинвазивного клинического анализа крови. Для определения параметров, получаемых перспективными системами анализа крови, была разработана программа симуляции в среде Matlab. Оценка работоспособности предлагаемой техники проводилась на примере измерения глюкозы. Предположив, что глюкоза, карбамид, альбумин и γ-глобулин равномерно растворены в воде, была определена концентрация глюкозы в смеси при помощи возбуждающего источника света мощностью 300 мВт и выполнен анализ фотоакустического сигнала по методу Фурье. По результатам симуляции концентрация глюкозы под возбуждающим источником света составила 2,8 г/л при соблюдении следующих условий: фотоакустическое давление – 2.27 Па, высота мягких тканей – 10 мм, диаметр кровеносного сосуда – 1 мм.

3. Метод обнаружения и сопровождения воздушных объектов по отраженным радиосигналам сторонних источников в пассивно-активных системах радиолокации [№3 за 2016 год]
Авторы: Батчев С.А., Зайцев А.Г., Талалаев А.Б., Тимаков Д.А.
Просмотров: 7724
В рамках проведенных исследований дается оценка уровня развития современных пассивно-активных систем радиолокации. Показано, что применение таких систем повышает эффективность контроля воздушного пространства и снижает его стоимость. В работе дано описание разработанного метода обнаружения и сопровождения воздушных объектов по отраженным радиосигналам сторонних источников в пассивно-активных системах радиолокации, основанного на измерении временной задержки между опорным и отраженным сигналами и относительной радиальной скорости контролируемого объекта. В отличие от известных подходов данный метод учитывает факторы, влияющие на качество обнаружения и определения траекторных характеристик воздушных целей, и позволяет расширить зону контроля воздушного пространства. В ходе проведенных исследований доказано, что основными факторами, снижающими эффективность работы системы, являются уровень подавления опорного сигнала в целевом канале и отраженного сигнала в основном канале, изменение формы отраженного сигнала, уровень мощности отраженных сигналов от местных неподвижных объектов. Предложены пути уменьшения влияния данных факторов, основанные на применении алгоритмов амплитудно-фазовой коррекции сигналов в приемных каналах и децимации цифровых потоков. Применение данных подходов сокращает время выполнения процедур и повышает соотношение сигнал/шум радиолокационного отклика от воздушного объекта. Для сравнения разработанного метода с известными методами проведены эксперименты по приему отраженных от реальных воздушных объектов сигналов. Представлены результаты данных экспериментально-теоретических исследований, подтверждающие эффективность разработанного метода. Предлагаемый к реализации метод может быть использован при разработке пассивноактивных комплексов радиолокации по сигналам сторонних источников для обнаружения и сопровождения целей с выдачей координатно-трассовой информации.

4. Этапы разработки интегрированной информационно-аналитической системы обработки экономической информации в организациях [№3 за 2016 год]
Авторы: Беляева М.А., Безотосова О.К.
Просмотров: 8832
В статье представлена интегрированная информационно-аналитическая система обработки экономической информации, разработанная с использованием современных механизмов интеграции и программных средств, показан импорт файла данных из офисного приложения MS Excel в имитационную систему AnyLogic. Отражены механизмы интеграции обработки данных, а также этапы создания интегрированной информационно-аналитической системы. В MS Excel проводится расчет экономических показателей, а в имитационной системе те же экономические показатели рассчитываются и одновременно графически отображаются их динамические изменения. На основании результатов можно проводить анализ финансово-хозяйственной деятельности предприятия. Система включает в себя подсистемы структурно-параметрического моделирования, подсистему расчетов экономических показателей в MS Excel с помощью макросов и кнопочных форм управления в Visual Basic For Application, подсистему динамического моделирования в имитационной системе AnyLogic и подсистему 1С. Предприятие. Разработанная интегрированная информационно-аналитическая система может оказать руководителям и менеджерам компаний информационную поддержку для принятия оптимальных управленческих решений. Система универсальная и может найти широкое применение.

5. Поддержка принятия решений при выборе лекарственных препаратов на основе метода анализа иерархии [№3 за 2016 год]
Авторы: Бутенко Д.В., Бутенко Л.Н., Большаков А.Л.
Просмотров: 8838
Статья посвящена решению проблемы безопасности применения лекарственных препаратов в аспектах повышения эффективности принятия клинических решений, снижения риска клинических ошибок и усиления обоснованности назначения препарата и его дозы. Суть проблемы состоит в том, что в современной фармакологической индустрии с огромным количеством однотипных лекарственных средств различных производителей, а также различного качества задача анализа множества препаратов с целью выбора наиболее безопасного из них является крайне сложной. По результатам проведенных предпроектных исследований описан ряд основных задач, которые должна решать автоматизированная система по данной проблематике. Разработана модель поддержки принятия решения для выбора наиболее безопасных лекарственных препаратов. Модель основана на методе анализа иерархии и позволяет учитывать индивидуальные особенности конкретного пациента. Показан обобщенный алгоритм выбора наиболее безопасного лекарственного средства. На этой основе разработана программная система.

6. Специализированный программный комплекс «АСТ» для создания тренажеров [№3 за 2016 год]
Авторы: Вильвер П.Ю., Юрин А.Ю.
Просмотров: 8044
В статье описан специализированный программный комплекс «АСТ» (Автоматизированное создание тренажеров) для создания компьютерных тренажеров с функциями поддержки принятия решений. Он основан на использовании формализма цветных сетей Петри для моделирования технических систем. Комплекс обеспечивает следующее: создание иерархической статической модели технических систем в виде мнемосхем, схем и чертежей при помощи как встроенного графического редактора, так и системы автоматизированного проектирования AutoCad; создание динамической модели технических систем в виде сети Петри; визуальное моделирование статических и динамических свойств технических систем в результате взаимодействия (или имитации взаимодействия) с OPC-сервером; прогнозирование параметров технических систем и построение деревьев событий. Приведено описание функций программного инструментального комплекса, его архитектуры и методики создания тренажерных комплексов. Рассмотрены примеры применения комплекса для создания программных тренажеров по обучению специалистов послеремонтного испытания компрессоров и контроля ректизол-процесса при производстве сжиженного природного газа.

7. Интеллектуальная система автоматического определения категории потенциальных адресатов текста [№3 за 2016 год]
Автор: Глазкова А.В.
Просмотров: 10548
Статья посвящена описанию программного комплекса – интеллектуальной системы автоматического определения категории потенциальных адресатов текста. Основная функция рассматриваемой системы – классификация текстов на основании возрастных категорий их потенциальных читателей. Автором сделан обзор существующих работ по схожей тематике – классификации документов на естественном языке. Особое внимание уделено исследованиям, посвященным выявлению характеристик авторов или адресатов текста. Сделан вывод о высокой актуальности разработок в данном направлении в связи с их востребованностью в качестве элементов поисковых систем, систем электронного обучения и т.д. В статье описан подход к моделированию текста, в рамках которого текст представляется в виде набора признаков. Выбор классификационных признаков осуществлен на основании анализа текстов, входящих в Национальный корпус русского языка. На основе разработанной модели создан программный комплекс, состоящий из трех подсистем: модуля семантикосинтаксического анализа, модуля хранения текстов и модуля классификации. Модуль классификации использует нейронную сеть типа многослойный персептрон. Разработанная интеллектуальная система успешно протестирована на текстах, возрастная категория читателей для которых определена на основании мнений экспертов.

8. Аспектно-ориентированное программирование в контексте решения вопросов повышения эффективности экономических показателей IT-проектов [№3 за 2016 год]
Авторы: Гончаров А.А., Семенов Н.А.
Просмотров: 11526
Оценка бюджета разрабатываемого проекта, классификация расходов, планирование сроков разработки и анализ затрат сопровождаются неточностями и искажениями в силу того, что исходный код промышленных информационных систем характеризуется необоснованной сложностью, излишним дублированием, шаблонными ошибками, неопределенностью, наличием сильной взаимосвязи между модулями. Статья посвящена способу решения актуальной задачи повышения эффективности экономических показателей IT-проектов. В ней описан современный подход к проектированию крупных информационных систем с использованием аспектно-ориентированного программирования. Аспектно-ориентированное программирование является современным развитием объектно-ориентированного программирования и предназначено для отделения бизнес-логики информационных систем от сквозных функций. Бизнес-логика описывает реализацию бизнес-правил для конкретного промышленного предприятия. В статье подчеркнута актуальность использования аспектно-ориентированного программирования в крупных промышленных информационных системах, а также описаны его преимущества и недостатки с точки зрения наибольшей практической ценности. Предложен механизм, позволяющий абстрагировать бизнес-процессы предприятия на всех итерациях стадий проектирования и реализации ПО от несущественных (вспомогательных) аспектов системы. Кроме этого, в статье приводится практический пример использования аспектно-ориентированного программирования. Абстрагирование совокупности задач в аспекты позволяет получать корректное отображение связей между бизнес-процессами и требованиями к реализации объектов предметной области проектируемой информационной системы.

9. Влияние внешних дестабилизирующих факторов на величину низкочастотного шума интегральных схем [№3 за 2016 год]
Авторы: Горлов М.И., Жуков Д.М.
Просмотров: 6991
В статье представлены результаты экспериментов по измерению низкочастотного шума напряжения на выводах интегральных схем в зависимости от температуры окружающей среды, а также до и после воздействия электростатическими разрядами. Полученные данные показывают, что низкочастотный шум может являться информативным параметром для диагностики и разбраковки интегральных схем по надежности. Низкочастотный шум достаточно заметно изменяется под влиянием внешних воздействий. Величина этого изменения зависит от состояния интегральной схемы. Ряд экспериментов, проведенных авторами статьи, доказывает данный факт. Так, например, имеет место накопительное действие электростатических разрядов, то есть каждый последующий разряд влияет на величину шума сильнее предыдущего. Зависимость низкочастотного шума от температуры говорит о том, что изменение внутреннего состояния интегральной схемы приводит к изменению величины данного вида шума. Такая зависимость дает основания предполагать, что низкочастотный шум может выступать индикатором любого внешнего воздействия, вызывающего изменение состояния внутренней структуры интегральной схемы. О чувствительности низкочастотного шума как информативного параметра говорит также изменение его величины при отжиге электростатических дефектов, рассмотренном в статье. После отжига дефекты, внесенные электростатическими разрядами, частично или полностью устраняются, так что изменение шума после отжига говорит о прямой зависимости его величины от внутреннего состояния структуры интегральной схемы. Таким образом, эксперименты, показывающие прямую связь величины шума и внутреннего состояния интегральной схемы, позволяют разрабатывать методы сравнительных испытаний и разбраковки интегральных схем по надежности. В статье представлен способ сравнительной оценки качества и надежности двух и более партий интегральных схем, разработанный на основе полученных данных.

10. Система виртуальных инструментов и приборов для автоматизации учебных и научных экспериментов [№3 за 2016 год]
Авторы: Дмитриев В.М., Ганджа Т.В., Панов С.А.
Просмотров: 6943
В статье рассматривается структура системы виртуальных инструментов и приборов (системы ВИП), представляющей собой комплекс программ автоматизации реально-виртуальных экспериментов. Такие эксперименты могут проводиться как на реальном объекте, так и на его компьютерной модели с использованием разработанных виртуальных приборов, каковыми являются генераторы и измерительные приборы со встроенными в них блоками математической обработки результатов измерения и моделирования. Методологическую основу системы ВИП составляет метод многоуровневого компьютерного моделирования, в формате которого строится многоуровневая компьютерная модель системы ВИП. Предназначенная для автоматизации реально-виртуальных экспериментов, она состоит из трех взаимосвязанных уровней: визуального, на котором расположены средства визуализации и интерактивного изменения значений параметров, логического, где располагается алгоритм проведения реально-виртуального эксперимента, и объектного, представляющего собой реальный технический объект и его компьютерную модель, сформированную в формате метода компонентных цепей. Будучи универсальным методом компьютерного моделирования, метод компонентных цепей позволяет автоматизировать моделирование механических, гидравлических, теплоэнергетических, электрических и электромеханических, физико-химических и химико-технологических систем. Его программной реализацией является универсальное вычислительное ядро, осуществляющее формирование и решение систем алгебродифференциальных уравнений, составленных на основе компонентных цепей, представляющих собой компьютерные модели анализируемых объектов в формате метода компонентных цепей. Для максимального приближения виртуального эксперимента к натурному используются виртуальные приборы, представленные своими многоуровневыми моделями. Для автоматизации натурных экспериментов над реальными объектами в рамках системы ВИП реализован блок компонентов взаимодействия с измерительно-управляющим контроллером аппаратно-программного комплекса «Лабораторное автоматизированное рабочее место». Подключаемый к компьютеру посредством шины USB, он включает в себя источник постоянного напряжения, генератор напряжения произвольной формы, вольтметр, амперметр, а также двухканальный осциллограф. Они осуществляют генерацию или измерение характеристик реальных электрических сигналов с последующей их передачей в компьютер, математической обработкой и визуализацией с помощью разработанных виртуальных инструментов и приборов.

| 1 | 2 | 3 | 4 | Следующая → ►