ivdon3@bk.ru
В работе исследуются возможности применения нейронных сетей к задачам обратного расчета многослойной дорожной конструкции. Рассматриваются сети с различной архитектурой. Для улучшения условий сходимости применяются процедура обратного распространения с автоматическим выбором шага, разные виды активационных функций с варьируемыми параметрами.
Ключевые слова: нейронные сети, обратные задачи, полутораслойный предиктор, двухслойный перцептрон, аппроксимация, активационные функции
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ ,
В статье осуществляется анализ метода, позволяющего выявлять синонимические ряды, описывающие одинаковые понятия. Получена оценка качества этого метода на основании опроса носителей русского языка; точность метода составляет 73 %. Применение данного метода к данным открытого тезауруса русского языка YARN выявило необходимость в повышении качества синонимических рядов.
Ключевые слова: лексический ресурс, словарь, Викисловарь, краудсорсинг, тезаурус, синонимия, синонимический ряд, семантические отношения, мера сходства, русский язык
05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В статье рассмотрена модель математического определения параметров экологического состояния поверхностных водных объектов на примере прудов Волгоградской агломерации на основании статистических данных по основным загрязнителям природных вод с возможностью составления длительного прогноза развития.
Ключевые слова: экологическое состояние, малые водные объекты, пруды, загрязнители, качество воды, математическая модель, водный баланс
03.02.08 - Экология (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Рассматривается трехконтурная система управления электромагнитным подшипником газового нагнетателя мощностью 16 МВт. В качестве регулятора тока используется релейный регулятор, работающий в скользящем режиме, а для определения параметров регулятора скорости и регулятора положения произведена настройка на модульный оптимум. Произведен анализ переходных процессов в программном комплексе «Matlab Simulink». В результате моделирования системы управления электромагнитным подшипником поучены переходные процессы по управляющему и возмущающему воздействиям.
Ключевые слова: электромагнитный подшипник, трехконтурная система управления, контур тока, релейный регулятор, модульный оптимум
05.13.05 - Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления
Проведенный в статье общий анализ задачи идентификации закона распределения наблюдаемого случайного процесса (структурно-параметрической идентификации) и сравнительный анализ современных методов идентификации распределений вероятности показал, что в настоящее время для решения данной задачи широкое распространение получил метод нормированного размаха (R/S-анализ). Использование данного метода при выборе параметрической модели закона распределения вероятностей наилучшим образом соответствует результатам экспериментальных наблюдений, а также характеризуется минимальными предположениями об исследуемом процессе и достаточной устойчивостью при анализе временных рядов, описывающих исследуемый процесс. Информационный анализ метода нормированного размаха позволил предложить модифицированную методику идентификации закона распределения случайных процессов, основанную на методе нормированного размаха (R/S-анализа), для которой получены выражения для эластичности и обусловленности.
Ключевые слова: диагностика технических систем, метод нормированного размаха (RS-анализ), способ Хёрста, информационный анализ, обусловленность задачи, эластичность задачи
05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В рамках математической модели узла нагрузки с эквивалентным электроприемником и компенсирующим устройством, подключенным к неидеальному источнику питания, рассматривается вопрос идентификации её параметров с целью уменьшения длительности изменения напряжения в динамических режимах путём генерации в узле потребления нагрузки реактивной мощности емкостного характера.
Ключевые слова: колебания напряжения, реактивная мощность, математическая модель, регулирование напряжения, узел нагрузки
05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)
В статье рассмотрены проблемы построения фрактальной модели магнитоплазменного электродинамического ускорителя. Моделирование такой сложной системы определяется как процесс вычисления обобщенного решения уравнения Фоккера–Планка–Колмогорова, описывающих реальные физические процессы в эредитарных (hereditarity) системах. Полученная марковская модель, определяющая переходы системы на мультифрактальных множествах ее состояний вдоль траектории разгона в магнитоплазменном электродинамическом ускорителе, согласно проведенным в работе исследованиям, определяется фрактальной размерностью и математическим аппаратом обобщенных дробных производных Римана-Лиувилля. Исследованы решения данного уравнения, получаемые после обобщения на дробные производные Римана–Лиувилля. Переход к производной дробного порядка по времени позволяет учитывать временные и пространственные эффекты памяти системы, процессы в которой классифицируются как процессы с «остаточной» памятью, часть которых сохраняется, а другая часть соответствует необратимым потерям.
Ключевые слова: магнитоплазменный электродинамический ускоритель (ЭДУ), эредитарная (hereditarity) модель системы, уравнение Фоккера–Планка–Колмогорова, дробные производные Римана–Лиувилля
05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Разработан алгоритм проведения «технологического окна» с использованием спутниковых технологий специальным железнодорожным самоходным подвижным составом при ремонте объектов инфраструктуры железнодорожного транспорта. Алгоритм включает в себя не только требования безопасности движения, но и специфику обмена оперативной информации с учетом получаемых данных с бортовой аппаратуры ГЛОНАСС, установленной на подвижной ремонтной технике. Показано применение спутниковых технологий для организации и проведения «технологических окон» в целях осуществления контроля выполнения сроков подвода специального самоходного подвижного состава к месту работы, соблюдения технологического графика ремонтных работ в масштабе реального времени, снижения влияния человеческого фактора при получении информации о ходе работ и параметрах движения используемой техники.
Ключевые слова: технологическое окно, спутниковая технология, специальный самоходный подвижной состав, перегон, станция примыкания, технология работ, алгоритм
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В этой статье, рассмотрены основные технические проблемы умного дома и здания. Следующие факторы воздействия: механический, химический, биологический, воздушный, акустический и вибрации ..., которые влияют на качество жизни и особенно состояние дома. Выведены требования каждого типа датчиковых систем, которые используются в контроле и управления интеллектуальным зданием. Была сформирована классификация датчиков на подсистем, которые должны быть размещены в зоне ответственности интеллектуальная система управления домом, для того, чтобы обеспечить всестороннее и полное собрание данных о состоянии умного дома. Авторы подчеркивают, преимущества и возможную замену волоконно-оптических датчиков для измерения некоторые основные параметры, которые требуются для мониторинга и управления умным домом. Кроме того, сосредоточен на волоконно-оптический датчик деформации контроля состояния фундамента здания. Введен анализ структуры, технических параметров и даже принципа работы каждого компонента датчика. Датчик содержит некоторые основные элементы: механический механизм, источник света, волоконно-оптический волновод в качестве чувствительного элемента. В статье предлагаются некоторые варианты использования волоконно-оптических датчиков для контроля состояния фундаментов здания.
Ключевые слова: Умный дом, интеллектуальное управление зданием, фактор действия на здание, чувствительный элемент, оптоволоконный материал, волоконно-оптический датчик, деформация, конструкция, фундамент
05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям) , 05.13.05 - Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления
С использованием аппарата замкнутых однородных экспоненциальных сетей массового обслуживания (СеМО) разработана математическая модель функционирования информационной системы без учёта влияния блокировок. В качестве разделяемых ресурсов рассматривается процессор и объединённый ресурс "канал-внешняя память",все запросы пользователей полагаются однократными и однородными,а для последовательности их выполнения используется дисциплина обслуживания "первый пришёл-первый обслужен".Приведены аналитические выражения для вычисления интегральных характеристик системы: закона распределения количества заявок в системе, среднего количества заявок в узле,среднего времени пребывания заявки в узле, среднего времени пребывания заявки в системе.
Ключевые слова: база данных, блокировка, сеть массового обслуживания, дисциплина обслуживания заявок, экспоненциальный закон распределения, концептуальная модель, пространство состояний, уравнение глобального баланса,нормализующая константа, стационарная вероятность
05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В работе рассмотрены методы повышения достоверности диагностики и анализа состояния объектов нефтяной и газовой промышленности, основанные на использовании параметрических методов статистики. Получены средние значения и коэффициенты вариации механических свойств в пределах марки стали, позволяющие рассчитать величины статистически значимых изменений механических характеристик. Получены корреляционные зависимости между твердостью и пределами прочности и текучести при растяжении, позволяющие определять по значению твердости прочностные характеристики с относительной погрешностью 12%. Получена величина систематической погрешности определения содержания углерода в стали при помощи микрозонда. Использование полученных результатов позволит повысить обоснованность выводов при оценке состояния диагностируемых объектов и определении условий их дальнейшей эксплуатации.
Ключевые слова: диагностика, нефтепромысловое оборудование, параметрическая статистика, дисперсионный анализ, погрешность измерений, механические свойства, микроанализ
05.02.22 - Организация производства (по отраслям) , 05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)
В работе описывается основная задача транспортного грузового корабля, которая заключается в доставке на борт орбитальной станции полезного груза. Приводятся основные ограничения процесса загрузки доставляемых грузов в грузовой отсек корабля, важнейшим из которых является ограничение по центру масс корабля. Отмечается, что в результате разбалансировки корабля после укладки груза необходимо проводить повторную переукладку до тех пор, пока не будет соблюдено ограничение по центру масс. Поэтому вполне закономерно возникает задача априорного определения оптимального варианта расположения грузов, решение которой позволит значительно сократить трудоёмкость и продолжительность процесса подготовки транспортного грузового корабля.
Ключевые слова: транспортный грузовой корабль, грузовой отсек, размещение груза, масса, объём, центр масс, последовательность разгрузки, способ размещения, контейнер, оптимальное размещение
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Для формирования необходимых компетенций у студентов инженерных и естественнонаучных специальностей очень важно использовать в учебном процессе лабораторные работы. Необходимость использования специального оборудования или программного обеспечения при проведении таких занятий – это настоящая проблема при смешанном и дистанционном автоматизированном обучении. В работе рассмотрены существующие методики проведения лабораторных работ и их проверки, используемых в России и за рубежом. Было организовано смешанное и дистанционное проведение лабораторных работ по дисциплине «Проектирование автоматизированных систем обработки информации и управления» в очном образовательном процессе. Выявлены и устранены проблемы, препятствующие проведению данных работ в смешанном и дистанционном режиме. Определена наиболее предпочтительная форма проведения лабораторных работ. Использование автоматизированной проверки работ позволило значительно сократить время на проверку.
Ключевые слова: лабораторная работа, дистанционное обучение, смешанное обучение, очное обучение, автоматизированное обучение, автоматизированная проверка, методика проверки, массовый открытый онлайн курс, виртуальная лаборатория, удаленная лаборатория, эффективность
05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)
Цель и задачи данной работы состоят в развитии итерационных методов методов решения систем линейных уравнения. Достижение цели и задач обеспечивается путем разработки итерационного метода с использованием аппарата q-дифференцирования. С помощью программного пакета Matlab проведен вычислительный эксперимент, в результате которого подтверждена работоспособность предложенного метода.
Ключевые слова: система линейных уравнений, целевая функция, градиентный метод, итерационный метод, моделирование, алгоритм, экстремум функции, q-производная, относительная погрешность, норма вектора, невязка, обусловленность задачи
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Цель и задачи данной работы состоят в развитии методов регуляризации решения систем линейных уравнения(СЛАУ). Для их достижения в работе предложен модифицированный метода наименьших квадратов решения СЛАУ, в основе которого лежит использование q-дифференцирования. Расчеты на примере тестовых задач, выполненные в математическом пакете Matlab, подтвердили адекватность метода и в ряде случаев показали его преимущество перед традиционными способами регуляризации СЛАУ.
Ключевые слова: система линейных уравнений, целевая функция, градиентный метод, итерационный метод, моделирование, алгоритм, экстремум функции, q-производная, относительная погрешность, норма вектора, невязка, обусловленность задачи
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В статье предлагается метод подбора параметров системы нагрузочного тестирования для оценки производительности распределенной системы мониторинга , с целью перевода ее в требуемое состояние нагрузки. Предлагаемый метод основывается на использовании интеллектуальных технологий, а именно теории нечетких множеств. Новшеством предлагаемого метода по сравнению с существующими, заключается в одновременном использовании технологии обратной связи, которая позволяет получать информацию о состоянии системы, и методах нечеткой логики, позволяющих гибко реагировать на изменение состояния системы мониторинга, без участия человека, используя информацию, полученную посредством обратной связи, тем самым постоянно поддерживая требуемую нагрузку на систему мониторинга. Для демонстрации работы, предложенный метод была реализован в составе демонстрационной системы нагрузочного тестирования. Далее была произведена экспериментальная проверка реализованной системы на простейшей системе мониторинга.. Результаты эксперимента, приведенные в заключительной части статьи, показали, что метод формирования нагрузки, предложенный в статье, позволяет стабильно удерживать требуемую нагрузку на сервер систему мониторинга, при различных изменениях состояния ее работы.
Ключевые слова: нечеткая логика, обратная связь, нагрузочное тестирование, система мониторинга
05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)
Приводятся результаты обработки экспериментальных данных, полученных в ходе пилотажного анкетирования, выполненного в июне 2015 г. среди студентов 3 курса ДГТУ. В качестве меры конфликтогенности использовался уровень эмоционального восприятия r местного и центрального политических порядков студенчеством. Он нормировался от -1 (отрицание порядка) до +1 (принятие порядка). В основу измерений положен метод семантического дифференциала Ч. Осгуда. Используя теорию идеальной точки Кумбса, уровни восприятия определены в линейном приближении и по ранее разработанной модели в рамках теории катастроф. Показаны функции распределения респондентов по уровням эмоционального восприятия, рассчитанные по программе многоагентного моделирования Any Logic. Получено, что в среднем исследуемая аудитория относится к местной власти нейтрально (r=0,04). При этом 39% опрошенных воспринимают местный порядок отрицательно, 53% - положительно. К центральной власти в среднем отношение слегка положительно (r=0,13). Отрицательным эмоциональным восприятием характеризуется 23%, положительным – 60%.
Ключевые слова: эмоциональное восприятие, местный политический порядок, центральный политический порядок, семантический дифференциал, линейное приближение, моделирование, теория катастроф, многоагентный подход, функции распределения, индивидуальный уровень
05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Разработка новых продуктов, организация новых сервисов и т.п. возможны с применением в деятельности компаний проектных подходов. Для успешной реализации подобных проектов развития следует уделять внимание управлению материальными ресурсами проекта, акцентируясь на управлении запасами. Учитывая временные и финансовые ограничения, которые характерны для проектов, добиться увеличения прибыли и снижения дефицита оборотных средств можно, обосновывая уровень целевого запаса. В статье рассмотрены подходы к определению этого уровня в условиях неопределенности спроса на материальный ресурс, с учетом колебаний длительности поставки и принятого уровня обслуживания. Разработан адаптированный метод нахождения уровня целевого запаса, позволяющий приспосабливаться к изменчивым условиям протекания проектов, обоснованно принимать решения и эффективно использовать средства проектов.
Ключевые слова: проект развития, материальный ресурс, управление запасами, целевой запас, уровень обслуживания, адаптированный метод
В данной работе вводится понятие хроматического множества нечеткого темпорального графа, который является обобщением с одной стороны нечеткого, а с другой стороны - темпорального графов. В нечетком темпоральном графе степень связности вершин изменяется в дискретном времени. Большинство изоморфных преобразований темпоральных нечетких графов изменяют их внешнее представление, не меняя их сигнатуры. В связи с этим, актуальными являются вопросы, связанные с рассмотрением инвариантов темпоральных нечетких графов. Рассмотрен пример нахождения хроматического множества нечеткого темпорального графа.
Ключевые слова: Нечеткий темпоральный граф, нечеткий суграф, окраска графа, хроматическое множество, степень разделимости
05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В данной работе рассмотрена проблема определение страны и города объекта геолокации на основании его координат (широты и долготы). Основной задачей работы является автоматизированное определение местоположения и привязка геолокационных объектов к странам и городам в мире. Полученный алгоритм позволяет определить конкретное местоположение объектов в формате стран/городов и сформировать собственную базу, что актуально для большинства геолокационных веб-сервисов и приложений, а также предоставляет решение для следующего круга задач: определение страны и города объекта на основании его координат; формирование статистических данных объектов на основании составленной базы городов и стран; автоматическое расширение базы городов и стран при добавлении большего числа объектов; возможность фильтрации объектов по стране или городу.
Ключевые слова: геолокация, геолокационный сервис Google, определение местоположения объекта, автоматизированное нахождение геолокационного объекта, геолокационный веб-сервис.
05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)
Предложены два подхода построения дорожного графа для маршрутизации мобильного робота в замкнутой одноуровневой системе коридоров с ориентацией на использование роботом компьютерного зрения для идентификации входов в помещения из коридора.
Ключевые слова: маршрутизация, дорожный граф, мобильный робот
05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Показано что актуальным направлением развития электронного документооборота является переход к информационным системам, поддерживающим диалоговое взаимодействие с пользователем на естественном языке. Данная проблема является актуальной по причине лавинообразного роста данных обрабатываемых современными информационными системами. На примере данных отделов кадров предприятий описана проблема преобразования словесных критериев, описывающих свойства искомых данных, в SQL-запросы, выполнение которых позволит получить требуемые информационные массивы. Математически формализация словесных критериев фильтрации данных была формализована при помощи трапецеидальных функций принадлежности нечеткому множеству. Описана реализация процесса преобразования трапецеидальной функции принадлежности в условные выражения SQL-запросов к реляционных систем управления базами данных . Реализованные преобразования математически соответствуют как теории нечетких множеств, так и концепции реляционных баз данных (т.е. стандарту SQL). Соответствие преобразований теории нечетких множеств в дальнейшем позволит использовать операторы работы с множествами (объединение, пересечение и т.д.), а соответствие требованиям SQL практически реализовывать предложенный подход средствами широкого класса реляци-онных систем управления базами данных .
Ключевые слова: нечеткая логика, функция принадлежности, нечеткое множество, терм, лингвистическая переменная, база данных, нечеткие запросы, а-срез, индекс соответствия
05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)
В данной статье на базе аппарата замкнутых систем массового обслуживания (СМО) разработана аналитико-численная модель для распределенной информационной системы с удаленным исполнением в условиях низкого уровня сетевого трафика. Предложены следующие этапы построения этой модели: концептуальное представление функционирования системы; формирование полного пространства состояний цепи Маркова, вложенной в случайный немарковский процесс ; выбор моментов регенерации сообщений в системе; определение пространства состояний цепи Маркова с учетом ограничений; вычисление матрицы переходных вероятностей; получение формул расчета характеристик распределенных ИС на основе вектора стационарного распределения вероятностей (СРВ) в моменты регенерации сообщений.
Ключевые слова: распределённая информационная система, репликация, сетевой трафик, удаленное исполнение, пуассоновский поток, эрланговский поток, метод вложенных цепей Маркова, пространство состояний, моменты регенерации, матрицы переходных вероятностей
05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В статье описана проблема фальсификации продукции на международном рынке, представлена разработанная технология совместного использования технологий RFID и двумерного кодирования с целью создания дополнительной защиты продукции от контрафакта.
Ключевые слова: контрафакт, технология RFID, двумерное кодирование, QR-код
05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям) , 05.13.05 - Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления
В статье приведен подход к разработке и построению адаптивной системы управления документооборотом (АСУД) на авиастроительном предприятии. Предложена процедура моделирования документооборота, приспосабливающегося к изменяющему жизненному циклу проекта. Для моделирования раздела исследования документа использовалось множество математических инструментариев моделирования документооборота дополненного фрагментом выполненном на основе нейронной сети, которая используется в качестве адаптивного регулятора. Цель управления достигается за счет минимизации алгоритмом адаптации методом обратного распространения ошибки. Представлена структурная схема АСУД нелинейным динамическим объектом с эталонной моделью. Синтез адаптивной системы управления нелинейным объектом документооборота, был представлен в виде уравнения универсального осциллятора Ван-дер-Поля-Релея. Проведены исследования возможности выполнения документа, подтверждающие теоретические положения метода АКАР, построены фазовые портреты. Предложенный подход позволяет дополнить специализированную систему документооборота на различных предприятиях, в частности в авиастроительной промышленности.
Ключевые слова: Документооборот, адаптивная система, нейронная сеть, метод синтеза, моделирование
05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)