ivdon3@bk.ru
В настоящей работе представлены два метода компьютерного моделирования (метод квантово-химического анализа и метод молекулярной динамики) взаимодействия присадок с поверхностью железа. Проведено квантово-химическое взаимодействия силикатных и фосфатных присадок с поверхностью железа. Для квантово-химического анализа использована модель пластины, расчеты проводились в приближении DFT. Метод молекулярной динамики основан на расчете эволюции системы взаимодействующих частиц атомов и молекул путем интегрирования уравнений их движения. Показано, что окисление поверхности приводит к уменьшению энергии адгезии как отдельных присадок, так и их комбинаций, позволяя найти влияющие факторы на поведение трибосистем.
Ключевые слова: смазочный материал, метод, квантово-химический анализ, молекулярная динамика, трибология, трение, компьютерное моделирование
05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В статье приведен обзор методов автоматического реферирования и аннотирования документов. Представлено описание классификации методов аннотирования и реферирования по различным критериям. Подробно описан алгоритм автоматического аннотирования, ключевым шагом которого является преобразование всех слов в тексте в леммы (лемматизация). В разработанной программе установлена верхняя граница объёма выводимой аннотации для того, чтобы избежать получения реферата вместо аннотации.
Ключевые слова: аннотирование, реферирование, лемматизация, алгоритм, программная реализация, база данных, анализ текста
05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В статье рассматриваются основные существующие подходы к решению актуальной задачи тоновой аппроксимации цифровых изображений, которая заключается в сокращении размерности цветовой (яркостной) палитры изображения. В рамках обзора описывается их классификация и анализируются главные недостатки и преимущества конкретных методов. Также в статье обсуждается гибридная модель оптимизации тоновой аппроксимации монохромных цифровых изображений, предложенная и разработанная автором, и приводятся результаты сравнительных исследований с известными методами.
Ключевые слова: тоновая аппроксимация, оптимизация, монохромные изображения, эволюционно-генетический алгоритм, метод к-средних, квантование цвета, квантизация цвета, медианное сечение, сжатие изображений, распознавание образов, аппроксимация изображений, обработка изобр
05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)
В статье приведены данные о влиянии внешнего композитного армирования железобетонных колонн на их деформативные свойства. Установлено, что результаты расчетов усиленных образцов по действующим нормам по деформациям имеют значительные расхождения с опытом. На основе анализа результатов экспериментов, в методику норм при расчете прогибов внесены предложения, которые учитывают вид и процент композитного армирования и обеспечивают хорошее совпадение опытных и теоретических данных.
Ключевые слова: бетон, железобетон, композитный материал, углепластик, внешнее армирование, деформации, прогибы, сжатые элементы
Освещается проблема синтеза закона регулирования скорости и угла поворота гусеничной платформы с электроприводами постоянного тока в недетерминированной среде. Решение поставленной задачи достигается применением синергетического регулятора с иерархическим принципом управления. Управление гусеничной платформой рассматривается на базе математической модели движения платформы и электроприводов.
Ключевые слова: синергетическая теория управления, метод АКАР, иерархический метод, интегральная адаптация, гусеничная платформа, электропривод постоянного тока
05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В статье освещены вопросы использования информационных технологий в современном образовании. Обобщено и представлено мнение современных дидактов, на методику представления информации позволяющей наиболее эффективно представлять учебный материал. Рассмотрена экономическая составляющая применения информационных технологий в высших учебных заведениях. Рассмотрены особенности реализации учебного процесса с учетом воздействия компьютерного излучения на здоровье человека. Выявлены наиболее важные показатели эффективности использования информационных технологий.
Ключевые слова: информационная технология, дистанционное обучение, коммуникационная технология, экономическая составляющая ИТ, цель ИТ, качество
05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)
В статье рассматриваются вопросы диспергирования неоднородных жидкостей форсуночными распылителями с целью их разделения на составляющие. Исследуется влияние различных параметров на размер получаемых капель. Для математического описания применяется вероятностный подход, позволяющий получить дифференциальную функцию распределения числа частиц по размерам, которая может лечь в основу инженерной методики расчета данного класса разделителей. Составлено выражение для определения среднего значения угловой скорости внутреннего течения.
Ключевые слова: частица, эмульсия, неоднородная жидкость, капли, струя, форсунка, скорость, поток, параметр, разделитель
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
С помощью разработанного ранее приложения PLExp выполнена автоматизация планирования и проведения многофакторных экспериментов при исследовании характеристик полевых транзисторов. Проведен регрессионный и дисперсионный анализ экспериментальных данных, оценено качество регрессионных моделей, исследовано влияние на качество регрессионной моделей количества исходных экспериментальных точек. Применение приложения повышает эффективность исследований, связанных с проведением натурных экспериментов при определении характеристик полевых транзисторов, так как дает возможность уменьшить количество требуемых экспериментов, автоматизировать процессы хранения, извлечения и обработки информации.
Ключевые слова: планирование, фактор, эксперимент, полевой (униполярный) транзистор, приложение, регрессия, дисперсия, прогноз, аппроксимация, моделирование
05.12.04 - Радиотехника, в том числе системы и устройства радионавигации, радиолокации и телевидения , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В статье определены основные методы прогнозирования экономических показателей предприятий железнодорожного транспорта. Определены и описаны три стадии прогнозирования. Приняты во внимание основные элементы расходов, такие как оплата труда, страхование, капитальный ремонт, расходы на тягу.
Ключевые слова: предприятия ж.-д. транспорта, эксплуатационные расходы, экономические показатели, прогнозирнование, количественная оценка
05.13.10 - Управление в социальных и экономических системах , 08.00.05 - Экономика и управление народным хозяйством (по отраслям и сферам деятельности)
В работе представлен анализ численных моделей, используемых для изучения обратных насыщающихся поглотителей. Построены численные схемы 1-4 порядка точности. Представлено точное решение задачи распространения лазерного излучения через такой поглотитель. Показано, что уже при использовании схем третьего порядка для лазерного импульса с энергией 0,1 Дж численное решение отличается от точного всего на несколько наноджоулей. В результате исследования показано, что увеличение порядка аппроксимации приводит к избыточному увеличению точности расчетов при использовании реалистичных пространственных дискретизаций. В то же время применение таких схем приводит к усложнению алгоритма и дополнительным вычислительным издержкам.
Ключевые слова: численные методы, уравнение переноса, аппроксимация, обратное насыщающееся поглощение
Построение математических моделей объектов экспериментального или компьютерного моделирования связано с математической обработкой экспериментальных данных. Полученные для них точечные зависимости выходных переменных от входных являются существенно нелинейными, кусочными, иногда разрывными. Аппроксимация таких зависимостей с использованием полиномиальных разложений или сплайн-функций, и затруднительна, и связана с большими погрешностями. Кардинально новое решение такой задачи предложено в статье. Данный метод, названный методом «Cut-Glue» аппроксимацией, основан на разбиении моделируемой зависимости на участки, аппроксимации каждого участка полиномиальными зависимостями, мультипликативном «вырезании» из каждой зависимости фрагментов по границам участка и аддитивном «склеивании» их в единую функцию - модель аппроксимируемой зависимости. Свойство аналитичности результирующей функции позволяет проводить исследование модели и использовать её в моделях динамики средств передвижения. Одним из этапов «Cut-Glue» метода выступает «Glue» процесс - аддитивное «склеивание» фрагментов в единую функцию. Для этого используется вспомогательная мультипликативно выделяющая функция. В состав этой функции входит параметр крутизны фронтов импульса. В данной работе разработанная модификация метода роящихся частиц применяется в задаче исследования и субоптимизации данного параметра. В качестве тестового стенда исследования разработанного алгоритма создано специальное программное средство.
Ключевые слова: оптимизация, аппроксимация, математическая модель, экспериментальные данные, эвристические методы, метод роящихся частиц
05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)
В статье рассмотрено применение модифицированного двухэтапного генетического алгоритма к решению задачи коммивояжера. Задача коммивояжера является NP-сложной. При количестве городов 66 и более ее невозможно решить методом полного перебора. Для проверки предложенного подхода к решению рассматривается граф с 51 вершиной. На первом этапе работает модифицированная модель Голдберга с небольшими значениями параметров для получения первого поколения второго этапа с лучшими показателями, чем при случайном формировании особей. Второй этап работает с увеличенными значениями параметров генетического алгоритма. Эти значения варьируются от эксперимента к эксперименту, результаты которых представлены на диаграммах. Также результаты работы двухэтапного алгоритма сравниваются с результатами одноэтапного алгоритма. Используется модифицированная модель Голдберга генетического алгоритма. В генетическом алгоритме применяется путевое представление маршрута коммивояжера с двухточечным упорядоченным кроссовером и «жадной» мутацией. Результаты экспериментов показали эффективность предлагаемого подхода. Модифицированный двухэтапный алгоритм позволяет получить решение близкое к оптимальному.
Ключевые слова: задача коммивояжера, генетический алгоритм, модель Голдберга, кроссовер, мутация, особь, маршрут, гамильтонов цикл, матрица расстояний
05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)
Предложено использовать энергетический КПД, как критерий эффективности производства древесного топлива при сравнении различных технологий с помощью имитационного моделирования. Представлены результаты расчёта удельного потребления энергоресурсов на единицу производимой топливной щепы при рассматриваемых технологиях переработки. Учтены затраты энергоресурсов начиная с этапа заготовки низкокачественной древесины топливного назначения на лесосеке, заканчивая отгрузкой топливной щепы потребителю. Энергетический КПД рассмотренного технологического процесса производства топливной щепы с помощью системы машин состоящей из ВПМ, мобильной рубительной машины и щеповоза составлил 93,76% при расстоящии транспортировки щепы 50 км, энергоемкость продукции составила 7,949 т у.т. на 1 тысячу плотных кубических метров топливной щепы. Предложенная методика позволяет производить сравнительную оценку энергетической эффективности различных технологий производства топливной щепы.
Ключевые слова: топливная щепа, технология производства древесного топлива, оптимизация, удельные затраты энергии, энергетический КПД
05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Для успешной работы предприятий в условиях нестабильной экономической ситуации в нашей стране необходимо, прежде всего, грамотное ведение оперативного торгового учета, позволяющее быстро ориентироваться в сложных рыночных ситуациях и принимать обоснованные управленческие решения, снижающие коммерческий риск. В этих условиях для любой организации актуальна задача создания эффективной системы поставок сырья и материалов на предприятии. В статье представлен пример квалиметрической оценки конкурентоспособности поставщика.
Ключевые слова: система менеджмента качества, процесс, поставщик, обобщенный показатель, коэффициент весомости, конкурентоспособность
05.11.16 - Информационно-измерительные и управляющие системы
В работе представлен метод декомпозиции сложной динамической системы с сетевой архитектурой на базе диакоптического подхода Крона. Предложенный метод направлен на выделение независимых сегментов сети, удаление которых из общей структуры не повлияет на общую работоспособность системы. Сегменты формируются как простые пути в графовой модели системы с наименьшим весом инцидентных ребер и проверкой условия сохранения баланса потока продукта в приложении к транспортной задаче. В общем случае, представленный метод декомпозиции позволяет разделить сложный технический объект сетевой архитектуры на подсистемы, упрощая процесс анализа и управления. В случае, когда общая задача управления и динамика взаимодействия подсистем позволяет разбить систему на несвязанные сегменты, или ограничить взаимодействие по некоторым линиям, метод позволяет снизить нагрузку на передающие элементы системы.
Ключевые слова: декомпозиция, сложная динамическая система, сеть, графоаналитический метод, сегментация сети, диакоптика, снижение нагрузки
05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)
Нечеткий контроллер второго типа лишён недостатков традиционного нечеткого контроллера и широко используется во многих областях управления. Однако его использование для построения встраиваемых систем сопровождается большим количеством правил, вызывающих увеличение времени обработки, а, иногда, и путаницу, что снижает эффективность систем, функционирующих в реальном времени. Для устранения этого недостатка в данной работе предложена новая структура нечеткого контроллера второго типа на основе нечеткого блока с целью уменьшения количества правил, снижения сложности и повышения надежности системы управления. Предложено реализовать контроллер на основе нечеткого блока с меньшим количеством нечетких правил, благодаря уравниванию числа входных и выходных языковых переменных. Преимущества нового нечёткого контроллера продемонстрированы на примере встраиваемой системы управления самобалансирующегося робота. Сравнение производительности модели предложенного контроллера и модели обычного нечеткого контролера второго типа показало, что число правил нечеткого контроллера второго типа на основе нечеткого блока в два раза меньше, чем число правил обычного нечеткого контроллера второго типа. Это повышает производительность на 45%, доказывая целесообразность практического применения предложенного контроллера.
Ключевые слова: нечеткий контроллер, нечеткая логическая система второго типа, встраиваемая система, самобалансированный робот
05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)
В работе рассматривается методология регрессионного математического описания фрагментов экспериментальных данных произвольной размерности полиномами необходимой для заданной точности порядка и структуры при помощи гибрида классичекого регрессионного анализа и модифицированного эволюционно-генетического алгоритма, посредством которого производится варьирование и оптимизация структуры полинома.
Ключевые слова: оптимизация, аппроксимация, регрессионный анализ, математическая модель, экспериментальные данные, эвристические методы, эволюционно-генетический алгоритм
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В статье предлагается алгоритм функционирования адаптивных систем управления движением группы транспортных мобильных роботов в условиях неопределенности. Алгоритм разработан на основе марковского метода идентификации и метода аналитического синтеза систем с управлением по выходу и воздействиям. Адаптивная система управления, в которой используется данный алгоритм, обладает прямыми показателями качества не хуже заданных. Предложенный алгоритм может использоваться для создания систем управления техническими объектами различных типов, при заранее неизвестных математических моделях.
Ключевые слова: мобильный робот, группа, неопределенность, идентификация, марковский параметр, управление по выходу и воздействиям, система
05.02.05 - Роботы, мехатроника и робототехнические системы , 05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)
Статья представляет собой экскурс в историю вопроса об использовании термина «лимитроф» в русскоязычной литературе по геополитике. Подробно рассматривается этимология данного термина. Выясняется, кто и когда впервые в отечественной литера-туре использовал его, вкладывая геополитический смысл. Показан общеисторический фон эпохи (1920-1930-х гг.), когда «лимитроф» активно использовался многими авто-рами как в Советской России/СССР, так и в Русском Зарубежье. Подробно анализиру-ется вопрос о том, когда и почему состоялось второе «пришествие» термина «лимит-роф» в русскоязычную геополитическую литературу. В контексте рассмотрения рас-пада Советского Союза и PaxSovietica показано, как изменилась геополитическая трак-товка термина «лимитроф». В этой связи дан абрис концепции Великого Лимитрофа.
Ключевые слова: мировое геополитическое пространство, регионы, жесткие кластеры, промежуточные пространства, лимитроф, распад Российской империи, Балто-Черноморская зона
05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)
Работа представляет собой третью статью в рамках цикла, посвященного особенностям анализа ситуаций в геополитически нестабильных зонах (регионах) современного мира. В данном случае в центре внимания автора второй этап указанной науч-ной процедуры. Он предполагает анализ динамики такого рода зон (регионов) как многофакторной ком-биаторики, при доминировании в ней конфликтного характера межгосударственных отношений и решаю-щей роли (в ряде случаев) внерегиональных игро-ков. Предпринимается попытка представить неста-бильные регионы и такого же рода лимитрофные зоны как совокупность и наложение силовых полей разной природы.
Ключевые слова: современный мир, геополитически нестабильные регионы, лимитрофные зоны («разъединительные пояса»), межгосударственные отношения: двусто-ронние, многосторонние и вертикально-организо-ванные, конфликтность, асимметричные конфликты, международное посредничес
05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям) , 23.00.04 – Политические проблемы международных отношений, глобального и регионального развития
В данной научно-исследовательской работе проведен анализ развития концепции «умный городов» на примере городов Европы и Африки, а так же Российских объектов. По результатам исследования выявлены основные принципы, влияющие на формирование и развитие эффективного городского пространства. Также проанализированы недостатки, разрушающие само понятие «умный город».
Ключевые слова: умный город, инновационные технологии, информационные системы, энергоэффективность, возобновляемые источники энергии, транспортное оснащение, освещение городских пространств, города спутники, наукограды.
05.23.22 - Градостроительство, планировка сельских населенных пунктов
Статья посвящена изучению вопроса определения механических свойств виброцентрифугированных бетонов с комбинированным заполнителем и волокнистой добавкой, в качестве которой использовалась базальтовая фибра. Экспериментально получены данные об оптимальных расходах дисперсного волокна. Графически представлена зависимость прочностных свойств бетона с комбинированным заполнителем от количества вводимой волокнистой добавки. Также графически показан рост скорости прохождения ультразвуковой волны в теле бетона при определении призменной прочности. Выявлено, что наличие в составе бетонной смеси пористых частиц способствует направленному распределению минеральных волокон по сечению бетонного кольца. Это, в свою очередь, приводит к повышению трещиностойкости материала. Сделан вывод о том, что совместное введение в состав бетонной смеси пористых и волокнистых добавок предопределяет получение (при тех же расходах цемента) высокопрочных бетонов с повышенным ресурсом трещиностойкости, о чем свидетельствуют данные по смещению границ микротрещинообразования в сторону их увеличения
Ключевые слова: конструкции и изделия кольцевого сечения, центрифугированный бетон, виброцентрифугирование, механические свойства виброцентрифугированных бетонов, комбинированный заполнитель, волокнистая добавка, базальтовая фибра, призменная прочность
Статья посвящена ознакомлению с зарубежными способами переработки отходов и использованию вторичных ресурсов. В статье также рассматриваются особенности законодательства стран в отрасли
Ключевые слова: отходы, вторичные материальные ресурсы, благоустройство, переработка, электрическая энергия, твердый остаток, химикаты, герметичность, сжигание, фильтрация, органика, разложение, ресайклинг, энергетическая эффективность, выброс
05.23.19 - Экологическая безопасность строительства и городского хозяйства
Рассмотрены основные проблемы транспортной инфраструктуры России. На примере опыта стран Европы предложены пути решения данных проблем. Также в статье более подробно рассмотрена транспортная ситуация города Ростова-на-Дону, какие есть проблемы и как их можно решить в ближайшем будущем.
Ключевые слова: транспортная инфраструктура, автомагистрали, автостоянка, концепция, микрорайон, транспортный поток, автомобиль, паркинг, застройка, затор, поток, бедствие