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 2021 год.

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

1. Разработка системы контроля доступа на основе распознавания лиц [№2 за 2021 год]
Автор: Антипова С.А.
Просмотров: 3147
Основой данной работы является разработанная система контроля управления доступом на основе распознавания лиц. Программа состоит из четырех независимых компонентов: детекции лиц в видеопотоке, распознавания конкретного лица на основе сверточной нейронной сети, контроля открытием двери/турникета и клиентского веб-сервиса. Каждый модуль работает в своем процессе, поэтому при развитии проекта можно перенести каждый из них на отдельный сервер. Для обеспечения высокой скорости и качества системы использовалась гибкая методология разработки (agile-подход). Ключевой особенностью работы является обоснованное применение технологии глубокого обучения на примере созданного макета программного средства с использованием технологии «одновыстрельного» обучения, или сиамских сетей, реализованных с помощью фреймворка PyTorch. В качестве предобученной нейросети использовалась MobileNetV3. Сиамские сети удобны для применения, так как нет необходимости в формировании огромного датасета с данными, что особенно важно для распознавания лиц. Архитектура таких сетей состоит из двух одинаковых нейросетей, имеющих одинаковый вес и структуру, а результаты их работы передаются в одну функцию активации – таким образом, определяется одинаковость входных данных (оценка сходства) на основе сравнения значений двух векторов. Система протестирована на контрольно-пропускном пункте предприятия с учетом биометрических данных сотрудников, на которых нейросеть была обучена, и показала высокую точность при идентификации лиц. Предложенная сервис-ориентированная архитектура позволяет масштабировать систему аутентификации и верификации горизонтально и вертикально. При необходимости компоненты системы физически можно размещать на разных серверах, увеличивая пропускную способность системы в целом.

2. Алгоритмы и программа верификации функциональных моделей [№2 за 2021 год]
Авторы: Бурляева Е.В., Кононенко В.В., Корнюшко В.Ф., Разливинская С.В.
Просмотров: 3145
Методология функционального моделирования обеспечивает наглядные и понятные широкому кругу специалистов средства описания предметной области. Формальный язык описания функциональных моделей и алгоритмы проверки правильности их построения применяются в ряде коммерческих программных комплексов, однако скрыты от пользователя. В статье предложен формальный язык описания функциональной модели на основе теории графов. В рамках этого языка каждая функциональная диаграмма представляется в виде графа с помеченными дугами. Вершины этого графа задают функциональные блоки, дуги соответствуют стрелкам диаграммы. Разработаны правила описания границ диаграммы с помощью служебных вершин, положения стрелок относительно границ функционального блока с помощью системы ролей, ветвящихся стрелок как совокупности служебных вершин и множества дуг. Иерархия от общего к частному, связывающая отдельные диаграммы в единую модель, задается отношением декомпозиции на графах. Разработан обобщенный алгоритм построения теоретико-множественного представления функциональной диаграммы. Сформулированы правила, связывающие стрелки родительской и дочерней функциональных диаграмм в правильно построенных функциональных моделях. Для проверки этих правил разработан алгоритм верификации функциональной модели. Этот алгоритм реализован средствами логического программирования с использованием языка Пролог. Предложена структура базы фактов для описания отношения декомпозиции, вершин и дуг графов. Приведен набор предикатов, обеспечивающих проверку правильности описания функциональной модели. В качестве примера рассмотрена верификация обобщенной модели химического производства. Приведены связанные отношением детализации функциональные диаграммы, описывающие одностадийное химическое производство, их теоретико-множественные представления, база фактов Пролог и результаты верификации.

3. Интеллектуализация разработки автоматизированных систем управления дробильно-сортировочными комплексами: концепция и информационное обеспечение [№2 за 2021 год]
Авторы: Бурнашев Р.Э., Логунова О.С.
Просмотров: 2052
Актуальным направлением современных исследований является разработка модулей интеллектуальной поддержки в различных отраслях производства и проектирования. На текущий момент данное направление получило развитие в электроэнергетике, машиностроении, металлургии и разработке ПО. Однако авторами не найдены опубликованные решения для интеллектуализации процесса разработки технической части автоматизированных систем управления, учитывающих специфику объекта автоматизации в области производства строительных заполнителей, в частности, дробильно-сортировочных комплексов. При этом существует ряд особенностей дробильно-сортировочных комплексов, позволяющих с помощью систем автоматизированного проектирования повысить эффективность разработки систем управления ими. Целью данной работы является создание концепции модуля интеллектуализации разработки технического обеспечения автоматизированных систем управления дробильно-сортировочными комплексами в электротехнической системе автоматизированного проектирования PCSchematic Automation. Концепция основана на информационном обеспечении, разработанном для данной системы автоматизированного проектирования с учетом опыта реализации систем управления дробильно-сортировочными комплексами на предприятии «Урал-Омега». Разработанное информационное обеспечение позволяет повысить скорость и снизить количество ошибок при разработке электротехнической документации для систем управления в выбран-ной предметной области. С помощью системного анализа и современных технологий разработки ПО определены основные классы, интерфейсы и способы их взаимодействия, обеспечивающие возможность создания модуля интеллектуализации. В результате построены концепция и UML-диаграммы для программной реализации модуля интеллектуализации разработки технического обеспечения автоматизированных систем управления дробильно-сортировочными комплексами в электротехнической системе автоматизированного проектирования PCSchematic Automation.

4. Моделирование столкновений трех атомов после одновременного вылета с поверхности конденсированной фазы [№2 за 2021 год]
Автор: Желтов С.А.
Просмотров: 3050
Расчет технологических установок основан на движении газа в сложных системах. Взаимодействие газа со стенками систем имеет большое значение для оптимизации процесса переноса. Определяющим является поведение атомов и молекул в слое Кнудсена. В этом слое происходят наибольшие изменения всех величин: температуры, плотности, давления и т.д. В связи с тем, что отсутствуют данные о детальном описании движения атомов в данном слое, вводят скачки этих величин. В настоящей работе рассмотрена модель вылета атомов с ограниченного участка поверхности конденсированной фазы в вакуум. Предполагалось, что атомы представляют собой жесткие сферы и после столкновения друг с другом не образуют молекул. Атомы могли столкнуться друг с другом после вылета с поверхности конденсированной фазы, а затем один из них мог столкнуться с третьим атомом. Получены плотности распределений столкновений двух атомов, одновременно вылетевших с поверхности (первые столкновения), и плотности столкновений одного из этих атомов с третьим атомом (вторые столкновения). Установлены зависимости плотностей распределений первых и вторых столкновений в зависимости от температуры поверхности и размеров области испарения. Приведены распределения для средних значений этих величин. В работе были использованы параллельные вычисления на графических процессорах.

5. Применение модели нейронных сетей для поддержки принятия решения абитуриента по выбору специальности [№2 за 2021 год]
Авторы: Зубкова Т.М., Тагирова Л.Ф.
Просмотров: 3112
Одной из задач приемной комиссии является консультирование абитуриентов по имеющимся специальностям. После короткой беседы и анализа документов сотрудник может предложить специальности, на которые абитуриенту лучше всего подать заявление. Однако такая консультация зачастую носит субъективный характер. В статье представлена разработанная автоматизированная информационная система, позволяющая на основе анкетирования абитуриента сформировать рекомендации при выборе специальности обучения. В качестве метода для выбора предлагается использовать нейронную сеть. Модель нейронной сети – многослойный перцептрон. Перцептрон подлежит обучению, то есть требуется изменение значений синаптических весов. Нейросеть обучается на векторах данных лучших выпускников или студентов. Обучение нейросети происходит один раз перед началом работы приемной комиссии, после чего значения синаптических весов сохраняются для последующего использования. После предоставления абитуриентом документа об образовании и заполненной анкеты информация заносится в БД и инициируется запуск алгоритма классификации. Каждый выход нейросети соответствует отдельной специальности. Нейросеть работает с аналоговыми данными. Для определения номера класса, к которому следует отнести входной вектор данных об абитуриенте, использован принцип наибольшего отклика, то есть наибольшее значение какого-либо из выходов соответствует распознанному классу. В качестве рекомендуемой специальности выбирается та, которой соответствует выход с наибольшим значением отклика. Внедрение автоматизированной информационной системы позволит оказать абитуриенту интеллектуальную поддержку при принятии решения в профессиональном самоопределении, а так-же облегчить труд сотрудника приемной комиссии учебного заведения.

6. Компьютерное моделирование эксперимента по имитации наличия целей для радиолокационной станции [№2 за 2021 год]
Авторы: Калабин А.Л., Морозов А.К.
Просмотров: 2631
В статье изучается вопрос измерения тактических характеристик радиолокационных станций, например, таких как дальность обнаружения, количество координат цели и точность их определения, разрешающая способность по каждой координате, зона видимости и другие. На данный момент тактические характеристики определяются на основе технических характеристик и с применением натурного эксперимента, с привлечением самолетов, самолетов-лабораторий и других объектов. Сложность натурного эксперимента в его организации и ограниченном количестве объектов целей, к тому же он затратный по ресурсам (денежным, административным, трудовым, временным). Предлагается для сбора исходных данных (координаты и количество обнаруженных целей средствами радиолокационной станции, координаты и количество имитируемых целей бортовым оборудованием носителя) и дальнейшего анализа (статистическая обработка данных от станции и бортового оборудования носителя) имитировать наличие цели для оборудования радиолокационной станции путем излучения эхо-сигнала цели на заданных координатах. Эхо-сигнал синтезируется оборудованием (генератором и бортовой ЭВМ), располагающимся на борту носителя (бес-пилотного летательного аппарата). Носитель позиционирует бортовое оборудование на угловых координатах (азимут и угол места), соответствующих угловым координатам имитируемой цели, но на значительно меньшем удалении. Дальность (расстояние между целью и радиолокационной станцией) имитируемой цели контролируется бортовым оборудованием путем изменения пара-метров генерируемого эхо-сигнала (время задержки излученных импульсов относительно излученных импульсов оборудованием радиолокационной станции), соответствующего имитируемой цели. Преимуществами предлагаемого метода являются сокращение затрачиваемых ресурсов и возможность контроля количества имитируемых целей путем изменения структуры эхо-сигнала.

7. Программный комплекс моделирования диаграммынаправленности фазированной антенной решетки и вычисления кодов фазовращателей [№2 за 2021 год]
Авторы: Калинин Т.В., Богомаз Д.В., Хрестинин Д.В., Вихрев А.В.
Просмотров: 3168
Для обнаружения и сопровождения космических объектов необходимо управлять положением передающей и приемной диаграмм направленности в пределах сектора обзора РЛС. В современных РЛС с фазированной антенной решеткой управление положением диаграмм направленности производится фазовым методом по азимуту и углу места. Для реализации фазового метода необходимо рассчитывать фазу на каждом излучателе с фазированной антенной решеткой. В статье рассмотрены математическая модель и программная реализация процесса расчета фаз и цифровых кодов управления для каждого фазовращателя. Программный комплекс позволяет проводить исследования диаграмм направленности фазированной антенной решетки в зависимости от направления излучения, количества излучателей, дискретности фазовращателей. Программный комплекс представляет собой приложение с графическим интерфейсом, реализованное на языке программирования С++ в среде программирования Qt Creator. Анализ существующих программных комплексов моделирования диаграмм направленности фазированной антенной решетки (пакет Sensor Array Analyzer из Matlab 2013 и выше, Mathcad, CST MICROWAVE STUDIO, ANSYS HFSS) показал, что в них отсутствует возможность изменения дискретности фазовращателей, расчета кодов фазы фазовращателей и визуального представления ошибок в установке направления диаграмм направленности, зависящих от дискретности фазовращателей. Таким образом, новизна программной модели заключается в визуальном представлении теоретической диаграммы направленности и диаграммы направленности с учетом ошибок, возникащих из-за дискретности фазовращателей, что позволяет использовать ее для подготовки специалистов по фазированной антенной решетке.

8. Модель динамического формирования приоритетов радиолокационных целей с помощью методов нечеткой логики [№2 за 2021 год]
Автор: Непряев А.А.
Просмотров: 3884
Статья посвящена созданию когнитивной системы управления ресурсами многофункциональной многоканальной радиолокационной станции с активной фазированной антенной решеткой. Автором разработана архитектура системы управления на основе радарного планировщика, обеспечивающего оптимальное распределение конечных ресурсов радара, таких как временные, энергетические и вычислительные. Создана и описана упрощенная верификационная модель радиолокационной станции, позволяющая автоматизировать процесс разработки и отладки компонентов системы управления ресурсами радара. Для решения проблемы распределения ресурсов предлагается реализация концепции когнитивной системы управления для случая, когда система планирует свои действия на основе анализа внешней обстановки и своего внутреннего состояния. В статье схематично описываются модели оценки и прогнозирования занятости энергетических и вычислительных ресурсов за счет использования термической модели приемопередающих модулей и модели тракта обработки первичной радиолокационной информации. Подробно описывается метод эффективного использования временных ресурсов за счет динамического формирования приоритетов заданий на сопровождение радиолокационных целей с помощью нечеткой логики. Показано, как предложенный метод приоритизации радиолокационных целей влияет на распределение ресурсов радара в ситуациях перегрузки пропускной способности, когда необходимо решать, какие задачи и по каким целям выполнять в установленных временных ограничениях, а какие могут быть поставлены в очередь либо сброшены. Целью статьи является демонстрация результатов моделирования работы модуля приоритизации заданий на сопровождение с учетом таких параметров, как скорость, дальность, направление движения и качество сопровождения цели.

9. Прогнозирование угроз в сложных распределенных системах на основе интеллектуального анализа больших данных автоматизированных средств мониторинга [№2 за 2021 год]
Авторы: Пальчевский Е.В., Христодуло О.И., Павлов С.В.
Просмотров: 3046
В работе предлагается метод прогнозирования паводковой ситуации в сложных распределенных системах при угрозе нанесения материального ущерба. Метод основан на использовании восстановленных данных по автоматическим станциям на базе стационарных гидрологических постов мониторинга уровней воды. Обоснована актуальность выбранной темы исследования с точки зрения применения восстановленных данных на соответствующих поставленному условию автоматических станциях контроля и мониторинга уровней воды для прогнозирования паводковой ситуации. Исходя из этого сформулирована математическая постановка задачи (на основе краткосрочного прогнозирования уровней воды), в рамках которой реализован алгоритм поиска автоматических станций и интерполяции (восстановления) исторических значений уровней воды для прогнозирования уровней воды в сложных распределенных системах. Проведен анализ эффективности реализованного метода прогнозирования угроз в сложных распределенных системах как одного из модулей искусственной нейронной сети. В качестве при-мера показан результат на автоматической станции «Булгаково», расположенной между стационарными гидрологическими постами «Ляхово» и «Охлебинино». По результатам анализа погрешность рассчитанного уровня воды при прогнозировании на одни сутки на автоматической станции варьировалась от 7 до 53 см. Таким образом, в составе искусственной нейронной сети данный метод позволяет прогнозировать уровни воды с приемлемой точностью для предвидения паводковой ситуации (на примере паводка 2020 г. в Республике Башкортостан), что позволяет специальным службам проводить специализированные мероприятия по парированию данной угрозы.

10. Платформа для моделирования массовых перемещений объектов и субъектов в условиях городской среды [№2 за 2021 год]
Авторы: Парыгин Д.С., Буров С.С., Анохин А.О., Финогеев А.Г., Голубев А.В.
Просмотров: 2381
Принятие решений о развитии инфраструктуры и распределении ресурсов для оптимизации условий жизнедеятельности в развивающихся городах основано на исследовании данных статистики, социологических опросов, специализированных сенсоров-счетчиков, камер видеофиксации и других способах учета перемещения людей в пространстве. На основе этих данных строятся модели и прогнозы развития ситуации. Однако проведение подобных исследований и их после-дующий анализ являются крайне дорогостоящими и времязатратными проектами, поэтому проводятся нерегулярно, фрагментарно и могут неадекватно представлять реальную ситуацию. Как альтернативу использованию данных мониторинга в данном исследовании предлагается применять мультиагентную модель. В статье рассматриваются существующие решения для моделирования процессов в системах с взаимодействием людей. Предлагается реализация платформы для моделирования их перемеще-ний в городе, основной задачей которой является моделирование поведения любой сложности для различных типов объектов, вплоть до соблюдения ими подавляющего большинства правил дорожного движения. В работе описывается процесс построения архитектуры приложения, которое позволит осуществлять моделирование перемещения отдельных людей по карте города, приводятся специфические требования проекта и особенности реализации мультиагентных систем. Отдельно описаны поисковые исследования при разработке модели перемещения, подход к выбору шага сетки (1, 5, 30 пикселей) для построения маршрутного графа, обоснован баланс реалистичности и производи-тельности. Рассмотрен подход к визуализации работы модели на онлайн-карте веб/мобильного клиента. Даны характеристики использованных программных решений. Сделаны выводы о перспективах развития модели перемещения в городской среде и в целом платформы для мультиагентного моделирования.

| 1 | 2 | Следующая →