ivdon3@bk.ru
Вниманию читателей представлен подробный рассказ о проекте молодых новочеркасских архитекторов «Архитектурно-строительная концепция станции канатного метро в г. Ростов-на-Дону». Основная идея проекта- новое решение транспортной проблемы соединения правого и левого берегов реки Дон -воздушная канатная дорога. Для удобства ростовчанам и гостям города предлагается две станции- многоуровневая парковка и торгово-развлекательный комплекс на правом и левом берегу соответственно. Представленный проект решает ряд непростых задач и требований. В первую очередь это сочетание функциональности и безопасности и в тоже время проектируемые здания полностью соответствуют представлениям людей о красоте и комфорте. Создание станции канатного метро позволяет решить транспортную проблему, присущую крупным городам, а также становится новой достопримечательностью нашего города.
Ключевые слова: транспортная проблема, канатная дорога, бесшумный вид пассажирского транспорта, многоуровневая парковка, торгово-развлекательный комплекс, сочетание функциональности и безопасности, конструктивная схема - жесткое монолитное ядро, индивидуализация облика,
В рамках концепции устойчивого развития, особое внимание уделяется экологии. Безусловно, ключевой целью устойчивого развития в области экологии является стабильность экологических и физических систем. Исключение потребностей экологического плана приведет к деградации окружающей среды и поставит под угрозу взаимодействие человека с природой. При устойчивом развитии многие отрасли претерпевают изменения. Одной из таких отраслей является энергетика, вектор которой при устойчивом развитии меняется в сторону энергосбережения. В связи с высоким уровнем энергоемкости многих секторов экономики, возникает проблем повышения энергоэффективности. Для ее решения необходимы изменения в отрасли энергетики, такие как внедрение альтернативных источников энергии. В качестве примера необходимо обращаться к успешному опыту внедрения в Европейских странах, таких как Германия и Великобритания. Опыт этих стран показывает, что поддержка государства и частные инвестиции положительно влияют на развитие отрасли, увеличивая долю возобновляемых в энергетической структуре страны. Кроме того, создаются проекты, направленные на развитие альтернативной энергетики, такие как Центр возобновляемой энергии и устойчивых технологий в Северной Ирландии. В связи с актуальностью европейского опыта, предлагается проект строительства аналогичного центра на территории Ростовской области с учетом местной специфики.
Ключевые слова: энергоэффективность, возобновляемые источники энергии, энергоресурсы, устойчивое развитие, альтернативная энергетика, солнечная энергия
В последние десятилетия повышается значимость проблемы атмосферного электричества. Особое внимание уделяется области защиты от негативного воздействия грозового электричества. В статье рассматриваются механизмы опасных воздействий молниевых разрядов. Проведены исследования электрических параметров разрядов для грозовых процессов в атмосфере с использованием данных центра геофизического мониторинга ФГБУ «ВГИ», включающего сеть датчиков автоматического грозопеленгатора - дальномера LS8000. Приводятся результаты анализа регистрации токов наземных разрядов и времени их нарастания, полученных за период его эксплуатации.Авторами определены статистические распределения амплитуды тока молний. Установлено, что параметры разрядов в различных областях отличаются и могут меняться со временем. Это означает, что для эффективной эксплуатации систем молниезащиты и осуществления мер обеспечения безопасности жизнедеятельности при грозах требуется проведение мониторинга грозоразрядной обстановки в каждом отдельном регионе.
Ключевые слова: атмосферное электричество, грозовые разряды, громоотводы, меры молниезащиты, безопасность жизнедеятельности
Оптоакустический эффект применяемый для визуализации может обеспечить улучшенное пространственное разрешение и температурную чувствительность по сравнению с другими методами неинвазивной цитометрии, термометрии, используемой во время термической терапии для безопасного и эффективного диагностирования. Однако точность описанных оптоакустических методов снижается из-за биологической изменчивости и неоднородного состава тканей. Оптоакустический спектральный анализ используется для оценки морфологических изменений эритроцитов (например, размер / форма).
Ключевые слова: оптоакустика, оптоакустический сигнал, биожидкость, кислородонасыщение, гемоглобин, эритроцит
Цель настоящей работы – оценка плотности электронного спектра объектов с дисперсионной связью, в частности жидкого гелия. Интерес к его электронным свойствам вызван обнаруженной сравнительно недавно динамической поляризацией в волне второго звука, что сделало актуальным исследование его зонной структуры. В работе исследуемые объекты вслед за Борном моделируются линейной цепочкой связанных осцилляторов. При этом дисперсионная связь рассматривается на основе квазиклассического приближения Лондона, учитывающего корреляции осциллирующих дипольных моментов атомов. Первая часть работы носит подготовительный характер. Приведен краткий обзор по новым данным о свойствах гелия II, сформулирована постановка задачи. На простых примерах (линейки двух и трех связанных осцилляторов) отработана методика исследования. Этот раздел имеет и самостоятельное значение для экспресс оценок плотности электронного спектра при дисперсионной связи, и выявления тенденций изменение параметров спектра с увеличением числа структурных единиц. Получено, в частности, что ширина зоны при этом растет, а удельная энергия связи немного падает. Во второй части на базе разработанных методик исследована длинная цепочка связанных осцилляторов. Рассчитана плотность электронного спектра, как для конкретных цепочек, так и в термодинамическом пределе. Полученные в работе результате планируется в дальнейшем использовать для разработки моделей динамической поляризации в гелии II.
Ключевые слова: дисперсионные силы, гелий II, дипольный момент, гармонический осциллятор, связанные колебания, нормальная мода, электронный спектр, плотность, узкая зона, энергия связи
01.04.07 - Физика конденсированного состояния , 01.04.15 - Физика и технология наноструктур, атомная и молекулярная физика
В этой статье приведены результаты расчета особой шарнирно-опертой плиты по теории плит умеренной толщины. Особенность плиты заключается в задании особых граничных условий на ее краях, которые отличны от обычно принимаемых. На плиту действует равномерно-распределенная нагрузка. В статье представлены результаты расчета методом конечных элементов
Ключевые слова: шарнирно-опертая плита, пластина, теория толстых плит, теория плит умеренной толщины, теория пластин Миндлина, теория пластин Кирхгофа, изгибающий момент, крутящий момент, поперечная сила, метод конечных элементов
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ ,
Проведено сравнение двух методов анализа трендов, регистрируемых сканером - EMD и ЭФ. Приведены информативные составляющие, для построения прогноза, который может использоваться для изменения уставок массовой задвижки. Рассмотрен метод экстремальной фильтрации для систем реального времени с помощью покадровой обработки сигнала.
Ключевые слова: Декомпозиция на эмпирические моды (EMD), экстремальная фильтрация (ЭФ), бумагоделательная машина (БДМ), системы реального времени, покадровая обработка сигнала
05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Разработаны динамические нормы для случайных и направленных мутаций в генетическом алгоритме для решения задачи размещения элементов в ортонормированной решетке. Принцип данных норм заимствован из метода имитации отжига. Вероятность применения случайных мутаций уменьшается в соответствии с температурой «отжига», а вероятность направленных мутаций увеличивается от итерации к итерации при приближении к оптимуму.
Ключевые слова: генетический алгоритм, задачи размещения элементов, метод отжига, случайные мутации, направленные детерминированные мутации
05.13.12 - Системы автоматизации проектирования (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В статье предлагается структурно-функциональная модель системы хранения данных на основе твердотельных накопителей, с применением технологии дедупликации для оптимизации использования дискового пространства. Система представлена в виде четырех основных укрупненных компонент, последовательно связанных друг с другом: сетевой сервис; система дедупликации на основе технологии VDO; система управления записью, программный RAID; массив из SSD дисков. Поток запросов проходит сквозь систему с задержкой на каждом участке, величина времени которой определяется соответствующей математической моделью. Такое структурно-функциональное представление системы позволяет применить для ее анализа методы статистического моделирования и теории массового обслуживания. Использование предлагаемой модели позволит спроектировать систему хранения данных заданного объема и сроков эксплуатации с минимальной стоимостью хранения для потребителя при заданных показателях производительности и надежности.
Ключевые слова: система хранения данных, твердотельные накопители, дедупликация, SSD-диск, RAID-массив, моделирование, оптимизация
05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
На сегодняшний день, одним из важных показателей эффективности производства является степень информатизации и автоматизации технологических процессов предприятия. Многие обувные предприятия остро нуждаются в таких инструментах как быстрая оценка трудозатрат и материальных ресурсов, необходимых для изготовления продукции. В качестве одного из возможных вариантов обеспечения таких потребностей предлагается, разработанная авторами статьи, интегрированная система, внедрение которой напрямую способно повлияет на конкурентоспособность предприятия. В статье предлагается провести процедуру иинтеграции системы проектирования технологических процессов с системой конструирования и автоматизированной системой управления предприятия. В статье приводится подробное описание разработанной информационной системы: описываются ее функциональные возможности; представлены схемы взаимодействия информационных процессов протекающий внутри системы; приводится описание взаимодействия компонентов системы; описаны структурные составляющие системы. Статья опубликована в рамках реализации программы Международного Форума «Победный май 1945 года.
Ключевые слова: автоматизированная система управления, программное обеспечение, технологический процесс, производство обуви, база данных
05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)
В ходе системного анализа научно-технической информации, в том числе патентов, установлено, что в настоящее время в лесной отрасли активно ведется патентование технических и технологических решений для базовых операций, но при этом недостаточно внимания уделяется формированию баз знаний в области технологий и оборудования для недревесных ресурсов леса. Формирование баз данных в этой области вызвано выявленной тенденций к разработке продукции из различных видов природного сырья для фармацевтической, пищевой, косметической промышленности и других сфер социальной сферы и экономики. В числе видов природного сырья важное место занимает сырье с широким спектром биологического действия, в том числе березовый гриб чага. Развитие базы знаний в области вовлечения чаги в различные сферы социальной сферы и экономики выполнено на базе системного анализа и патентного поиска
Ключевые слова: база знаний, березовый гриб, интеллектуальная собственность, лесной комплекс, недревесные ресурсы леса, патент, результаты интеллектуальной деятельности, чага
05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям) , 05.21.01 - Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства
В приближении плоского напряженного состояния рассматривается задача о быстровращающемся диске, испытывающем боковое давление. В рамках модели идеального жесткопластического тела и условии пластичности Мизеса определены границы допустимых значений внешних параметров. В рамках модели идеального упругопластического тела и условии пластичности Мизеса рассмотрен случай предельного состояния диска. Перемещения и деформации считаются малыми; выбирается деформационная теория пластичности. Задача определения напряжений является статически определимой. Перемещения определяются совместно с напряжениями. Для однозначного определения перемещений в рамках модели идеального упругопластического тела, когда диск находится в предельном состоянии, выбирается условие равенства нулю пластических деформаций на боковой поверхности диска. Для модели жесткопластического тела для однозначного определения перемещений надо задавать значение перемещений на боковой поверхности диска. Приведены графики численных расчетов для напряжений, деформаций, перемещений и годографа вектора напряжений.
Ключевые слова: плоское напряженное состояние, условие пластичности Мизеса, предельное состояние, жесткопластическое тело, упругопластическое тело, вращающийся диск, годограф вектора напряжений
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В работе рассмотрена извилистость правильных n-угольников, фракталов и извилистость границ прямоугольной трапеции. Получено значение извилистости ωn в предельном случае. Для всех рассмотренных фигур построены зависимости значений извилистости от количества сторон правильного n-угольника и от n-ой итерации для рассматриваемого фрактала. Для границы прямоугольной трапеции построены графики зависимости границы извилистости от углового коэффициента прямой y=px+q, ограничивающей рассматриваемую трапецию. Показано, что при увеличении количества итераций в каждом фрактале значение извилистости растёт, а его предельное значение стремится к бесконечности.
Ключевые слова: извилистость, замкнутый контур, фрактал, правильные n-угольники, снежинка Коха, границы контура
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Развитие и совершенствование радиотехнических устройств, снижение сроков их проектирования требует разработки эффективных методов математического моделирования анализа и оптимизации характеристик этих устройств. В работе рассматриваются новые математические модели, описывающие такие объекты, для которых необходимо использовать наряду с дифференциальными уравнениями алгебраические. В ходе решения использовались законы Кирхгофа, компонентные уравнения, эквивалентные преобразования токов и напряжений поэтапно исключающие из рассмотрения алгебраические выражения. В результате этих преобразований система, содержащая дифференциальные и алгебраические соотношения приводится к виду, содержащему только дифференциальные уравнения в форме Коши. Что позволяет в дальнейшем исследовании применять хорошо отработанные методы и алгоритмы численного решения дифференциальных уравнений.
Ключевые слова: математическое моделирование, оптимизация, электронное устройство, биполярный транзистор, метод пространства состояний, дифференциальные уравнения, регулярные поисковые алгоритмы
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Строительная отрасль в России консервативна, новые технологии, в том числе информационные, внедряются с трудом. Современные технологии моделирования открывают новые ресурсы в эффективном управлении информационными потоками в строительной отрасли. Общение архитекторов и строителей на уровне информационной модели затруднено: разные системы моделирования имеют свои собственные форматы файлов. Предложены методы объединения различных частей модели в единой среде: единый язык описания, прямые интерфейсы, создание единой платформы. В статье описаны возможности технологии BlockChain при внедрении технологии информационного моделирования зданий. Оценка целесообразности использования BlockChain показала, что использование технологий актуально для растущего числа участников.
Ключевые слова: информационное моделирование зданий, BIM-технология, BlockChain, информационная безопасность, единая информационная платформа, технология передачи данных.
05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)
В статье рассматривается алгоритм расчета систем с односторонними связями с заменой реакций опор на силовые неизвестные. Алгоритм расчета основывается на методе конечных элементов в форме классического смешанного метода. Алгоритм перебора вариантов рабочей конструктивной схемы основывается на модифицированном "физически очевидном" алгоритме расчетно конструктивно-нелинейных систем. В работе описываются особенности разрешающей системы предлагаемого авторами алгоритма и приводится блок-схема. Производится сравнительный анализ с алгоритмом расчета систем с односторонними опорами, предложенным авторами ранее, а также некоторыми другими. Эффективность алгоритма проверяется на численных примерах.
Ключевые слова: строительная механика, односторонние опоры, конструктивная нелинейность, смешанная форма метода конечных элементов
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ ,
В представленной статье рассматривается трех шаговый подход в модифицированного метода оценки спектральных характеристик с применением дискретных преобразований Уолша и метода параметрического спектрального анализа Прони. Кратко описан метод основанный на методе параметрического спектрального анализа Прони, с описанием положительных и отрицательных свойств. Также предлагается применение дискретных преобразований Уолша и Адамара. Предложено использование трехшаговой процедуры. Применение дискретных преобразований Уолша позволит упростить и сократить вычислительные процедуры. При применении этих преобразований для анализа параметров математической модели процессов с близкими характеристиками предлагается вычислить шаблоны, с последующим сравнением этих шаблонов. И для каждой группы шаблонов предлагается однократно производить расчет параметров с применением модифицированного метода Прони или комбинированного метода Прони и метода Берга. Далее при последующих вычислениях с применением преобразований Уолша необходимо сравнить полученные результаты с имеющимися шаблонами.
Ключевые слова: моделирование, спектральный анализ, метод Прони, метод Уолша, порядок модели, шаг дискретизации, длительность отклика
05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В результате анализа различных факторов, снижающих уровень профессиональной работоспособности водителя пассажирского автотранспорта, разработан метод предрейсовой компьютерной оценки его профессиональной готовности. Разработано программное обеспечение для персональных компьютеров и мобильных устройств, позволяющее проводить экспресс-диагностику функциональных состояний водителя, на основе тестовых заданий и математического анализа полученных значений.
Ключевые слова: водитель пассажирского автотранспорта, экспресс-диагностика, предрейсовая работоспособность, функциональное состояние, методика тестирования
05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям) , 05.22.10 - Эксплуатация автомобильного транспорта
Рассматривается текущие проблемы расчёта распределения расходов воды по рукавам, выявляются проблемы текущих методов, предлагается новый метод расчёта, производится анализ эффективности предложенного метода, предлагается способ оптимизации моделирования расчётов
Ключевые слова: Распределение водного потока, многорукавные участки рек, расход воды, система нелинейных уравненей
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 05.23.17 - Строительная механика
Рассматривается задача диагностики онкологических заболеваний молочных желез методом комбинированной термометрии. Предложен алгоритм формирования наборов двумерных обобщенных признаков диагностики, на базе которых строятся классификаторы методом логистической регрессии. Каждый двумерный признак формируется на основе двух одномерных методом сужающихся эллипсов (см [1]). При этом путем вариации полуосей эллипсов можно управлять чувствительностью и специфичностью, фиксируя один из этих параметров и добиваясь максимального значения второго. Вычислительные эксперименты показали, что, варьируя полуоси эллипсов, можно добиться чувствительность и специфичности около 80%. Построенные наборы позволяют создать настраиваемый медиком классификатор, позволяющий врачу задавать границу, ниже которой не должна опускаться специфичность классификатора, и добиваться при этом максимальной чувствительности.
Ключевые слова: комбинированная термометрия, алгоритмы диагностики, анализ данных, чувствительность алгоритма, специфичность алгоритма, логистическая регрессия, настраиваемый классификатор, скрининг молочной железы, маммология
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Рассмотрены вопросы повышение качества производимой продукции за счет прогнозирования получаемых геометрических характеристик формы профилируемых труб и их точности. Создана объективная математическая модель, адекватно описывающая реальный процесс. Вычислительный эксперимент выполнен при помощи программных пакетов, позволяющих реализовать метод конечных элементов ANSIS и DEFORM. Установлены зависимости исследуемых параметров формы от наружного диаметра заготовки. Представленные зависимости и предложенные рекомендации по ведению процесса имеют практическую пользу и полезны разработчикам и потребителям технологического оборудования для прогнозирования результатов профилирования.
Ключевые слова: профилирование труб, деформация, напряжение, математическая модель, метод конечных элементов, точность, качество
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Сформулированы основные принципы методологического обеспечения процесса автоматизации технологической подготовки производства изделий с позиции идентификации взаимосвязи технологических параметров переработки с целевыми свойствами изделия. Предложена архитектуры нейросетевой модели и сформулированы основные принципы ее построения.
Ключевые слова: автоматизация, технологический процесс, технологическая подготовка производства, нейросети, моделирование, технологические параметры, целевые свойства
05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)