ivdon3@bk.ru
В работе представлено решение проблемы ускорения процесса визуализации результатов численного моделирования. Объемы таких данных могут быть весьма велики и разработка средств, позволяющих ускорить процесс анализа результатов моделирования является актуальной задачей. В данной статье предложено решение задачи, основанное на разработке комплекса программ, автоматизирующих процесс обработки однотипных научных данных большого объема для создания высококачественной визуализации результатов численного моделирования. Результаты приведены на примере решения задач астрофизики, но предложенная методика может быть достаточно легко применена и к другим предметным областям, в которых используются модели основанные на динамике системы частиц.
Ключевые слова: визуализация данных, триангуляция Делоне, ускорение визуализации, ParaView, NVIDIA IndeX, VTK
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
Снижение потерь тепловой энергии в теплосетях и повышение их надежности является актуальной задачей для теплоэнергетики. Использование пенополиуретановой изоляции трубопроводов на сегодняшний день рассматривается как наиболее перспективное решение данной проблемы. Однако построение долговечного и экономичного трубопровода с ППУ изоляцией требует определенных условий. Несмотря на преимущества использования ППУ изоляции, опыт внедрения таких трубопроводов выявил проблемы, возникающие в результате аварийных ситуаций, напрямую влияющие на снижение энергоэффективности. Для решения данных проблем вводится система оперативного дистанционного контроля для устранения аварий и отслеживания увлажнения изоляции. В работе представлен анализ внедрения СДОК на базе LoRaWan на тепловых сетях в республике Татарстан. Исследование показывает, что в первый год эксплуатации количество дефектов было выше из-за налаживания системы сбора информации и установки датчиков. Однако, второй год эксперимента продемонстрировал снижение количества дефектов и аварий, что свидетельствует о повышении эффективности системы. Рекомендуется внедрение трубопроводов с ППУ изоляцией и СОДК для повышения надежности и эффективности тепловых сетей.
Ключевые слова: трубопроводы, тепловые сети, пенополиуретановая изоляция, надежность, долговечность, энергетическая эффективность, система оперативного дистанционного контроля
2.10.2 - Экологическая безопасность , 2.1.10 - Экологическая безопасность строительства и городского хозяйства
В статье рассматривается возможность использования некондиционных сырьевых материалов для изготовления мелкозернистого бетона с помощью многокомпонентной комплексной добавки. Использование тонких песков в качестве сырья для мелкозернистых бетонов является актуальным для многих регионов России, ввиду отсутствия песков с необходимым модулем крупности. Рассмотрен вопрос совместного использования тонкого песка и лежалого цемента, с целью уменьшения затрат (потерь), расширения ассортимента материалов для малоэтажного строительства и решения задач энерго- и ресурсосбережения. Для достижения поставленной цели была использована многокомпонентная комплексная добавка. Исследования были проведены в соответствии с принятым планом дробного факторного эксперимента. Полученные результаты исследований подверглись предварительному анализу и обработке, в результате чего были получены зависимости прочностных свойств от варьирующих факторов. Полученные зависимости позволили подобрать оптимальные дозировки компонентов комплексной модифицирующей добавки, для повышения прочностных показателей мелкозернистого бетона на некондиционных материалах. Установлено, что использование оптимальных расходов компонентов комплексной добавки позволяет увеличить прочностные показатели на 25-30%, по сравнению с контрольным составом.
Ключевые слова: мелкозернистый бетон, тонкий песок, лежалый цемент, комплексная добавка, дробный факторный эксперимент, прочность
В статье рассматриваются предложения по совершенствованию применения разрядно-импульсной технологии при устройстве буроинъекционных свай и камуфлетных уширений буронабивных свай диаметрами более 300 мм. Рассмотрено применение напряжений на электродной системе генератора импульсных токов от 10 до 50 кВ и электрической ёмкостью порядка 300 мкФ. Установлено, что в случае применения относительно низкого напряжения на электродах и увеличение электрической ёмкости конденсаторной батареи в несколько раз увеличивается время действия давления ударной волны на грунт. Это способствует более интенсивному проникновению текучего твердеющего материала в межзерновое пространство околоскважинного грунтового массива. В качестве твердеющего материала при формировании буроинъекционных свай предложено применять растворы с использованием шлакощелочных вяжущих. Такие растворы обладают большей текучестью по сравнению с цементными и при твердении образуют камень, обладающий большей прочностью и плотностью. В статье приведены данные экспериментальных исследований, подтверждающие повышенную прочность (R = 130 МПа) и морозостойкость раствора, приготовленного на шлакощелочных вяжущих, а также данные по определению их коррозионной стойкости к воздействию различных агрессивных сред, содержащихся в грунтовых водах. Установлена возможность устойчивого пробоя межэлектродного промежутка в водных растворах шлакощелочных сред различных консистенций, определены оптимальные энергетические параметры разряда для максимального эффекта закрепления грунтов оснований фундаментов.
Ключевые слова: фундаменты, буроинъекционные сваи, разрядно-импульсная технология, шлакощелочные вяжущие
В настоящее время наблюдается рост количества научных работ по моделям, методам и программно-аппаратным средствам обработки и анализа изображений. Это связано с широким внедрением технологий компьютерного зрения в системы обработки информации и управления. При этом актуальны подходы, обеспечивающие быструю обработку изображений в реальном времени с использованием ограниченных вычислительных ресурсов. Такие подходы, как правило, базируются на низкоуровневых алгоритмах фильтрации изображений. Одной из задач, подлежащих решению в системах на основе компьютерного зрения, является локализация круглых объектов. Данные объекты обладают свойством радиальной симметрии. Поэтому для решения указанной задачи эффективен подход на основе быстрого преобразования радиальной симметрии, который рассматривается в данной работе. В статье описаны основные шаги базового преобразования, приведена процедура определения центров радиально-симметричных областей для локализации круглых объектов на изображениях, рассмотрены примеры ее применения.
Ключевые слова: компьютерное зрение, обработка изображений, анализ изображений, локализация объектов, методы локализации круглых объектов, быстрое преобразование радиальной симметрии, определение центров радиально-симметричных областей
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
Представлена новая разработанная методика расчета, включающая положения нормативного расчета и учитывающая особенность работы внецентренно сжатых железобетонных конструкций, работающих при больших эксцентриситетах приложения нагрузки. В методику расчета внесены коррективы, учитывающие следующие факторы: в нормативной методике используется максимальное сопротивление арматуры растяжению, разработаны предложения по определению фактического сопротивления растянутой арматуры, которое, по сути, будет значительно ниже предельного. Даны предложения, учитывающие предельные деформации бетона, которые, в свою очередь, будут являться ключевой величиной для определения сопротивления растянутой арматуры в поперечном сечении. Представлены результаты экспериментальных исследований гибкой железобетонной стойки, работающей с эксцентриситетом приложения нагрузки, равным e0=0,32h. Проведен анализ теоретических расчетов и экспериментальных исследований. Разработана формула, позволяющая определить реальное сопротивление растянутой металлической арматуры в момент, предшествующей разрушению. Составлен алгоритм расчёта. При сравнении теоретических и опытных прочностей разница не превышала 5%.
Ключевые слова: сталь, тяжелый бетон, железобетон, испытания, стойка
Буровзрывной метод на сегодня является наиболее широко используемым для добычи горных пород. Показателем качественно проведенных буровзрывных работ являются равномерный гранулометрический состав взорванной горной массы – процент кусков руды негабаритного размера при этом должен быть минимальным. Процент негабарита и его увеличение оказывают существенное влияние на технические процессы транспортировки горной массы, приводя к увеличению затрат на погрузочно-транспортные операции и вторичное дробление негабаритных рудных масс. В работе описаны результаты исследования методов определения гранулометрического состава произведенных буровзрывных работ с применением нейронных сетей сегментации Unet и FPN. Для анализа используются снимки, выполненные с БПЛА. Так же разработан метод классификации горной руды по крупности, обеспечивающий точность доли верных ответов более 0,91.
Ключевые слова: гранулометрический состав, Unet, FPN, классификация, сегментация
2.2.4 - Приборы и методы измерения , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
Одной из задач государства является создание достойных условий проживания населения, в том числе и обеспечение людей качественным и комфортным жильем. Однако жилье со временем подвергается износу, устаревает, становится непригодным для эксплуатации. С целью замедлить и предотвратить быстрый износ объектов капитального строительства реализуются мероприятия капитального ремонта. Они направлены на восстановление и замену пришедших в негодность конструктивных элементов жилых домов. Капитальный ремонт жилья представляет собой комплекс организационных, технологических и экономических мероприятий, направленных на снижение и ликвидацию физического износа зданий. Таким образом, от эффективности организации системы капитального ремонта и ее организационно-технологического обеспечения зависит создание достойных условий проживания населения и сохранности жилищного фонда, а также повышение его энергоэффективности.
Ключевые слова: капитальный ремонт, многоквартирный дом, ремонтно-строительные работы, энергосбережение, энергоэффективность
В статье рассматривается вариант реализации систем сбора данных на базе универсального промышленного протокола Modbus TCP. В качестве сервера используется программа эмулятор протокола Modbus TCP. Для реализации клиента разработан алгоритм, на базе которого приведен пример реализации на высокоуровневом языке программирования Python с применением низкоуровневой библиотеки socket.
Ключевые слова: разработка, промышленный, протокол, высокоуровневый, язык, программирования, сервер, эмулятор, сбор, данные, python, сокет
2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
Целостность многих железобетонных конструкций может быть нарушена из-за коррозии арматурной стали. Это явление довольно сильно проявляется в инфраструктуре, где широко используются антиобледенительные реагенты. Цель данного исследования - рассмотреть характеристики сцепления между арматурной и окружающим бетоном для оценки его влияния при коррозии. Прочность соединения изучалась с точки зрения реакции нагрузки на удлинение, поведения трещин. Показано, что трение между бетоном и арматурой вдоль грани ребра препятствует скольжению бетонной шпонки относительно ребра. Сила, возникающая из-за трения между ребром арматуры и бетоном, добавляется к компоненте сцепления, действующей перпендикулярно ребру. Если трение между бетоном и арматурой пропадает, то единственной составляющей прочности связи является сила, действующая перпендикулярно ребру. При разрушении на выдергивание трение между бетоном и арматурой менее важно, чем при разрушении на раскалывание.
Ключевые слова: арматура, бетон, сцепление, скольжение, выдергивание, коррозия, деформация бетона
Рассматривается отечественный, зарубежный и международный опыт применения технологий информационного моделирования (ТИМ) и его нормирования при планировании комплексного развития и информационном моделировании территорий. Анализ мировой практики нормирования применения ТИМ при планировании комплексного развития и информационном моделировании территорий выявил отсутствие единых подходов и системного представления в части разработки нормативно-технической документации в рассматриваемой предметной области. По результатам анализа и обобщения мировой практики разработаны рекомендации и предложения по разработке и актуализации национальных стандартов и сводов правил в части применения ТИМ при планировании комплексного развития и информационном моделировании территорий.
Ключевые слова: информационное моделирование, комплексное развитие территорий, технические нормы, нормативно-техническая документация
2.1.13 – Градостроительство, планировка сельских населенных пунктов
В статье рассмотрены ключевые аспекты, связанные с процессом принятия управленческих решений и формированием управленческого воздействия в условиях неопределенности, сопряженных с риском, в такой сложной и многочисленной социальной организационной системе, как органы внутренних дел, когда субъект управления не располагает достоверными сведениями (либо не в полной мере обладает ими) о текущем состоянии оперативной обстановки. Рассмотрено и проиллюстрировано применение основных типов критериев выбора и формализованных моделей определения взаимосвязи между панируемыми организационными мероприятиями и результатами их реализации при наличии неопределённых факторов, влияющих на принятие эффективных решений в ситуациях стремительного изменения элементов оперативной обстановки и нерационального использования имеющихся в органах внутренних дел ресурсов. На конкретных примерах продемонстрирован механизм нахождения оптимального управленческого решения в сфере обеспечения правопорядка и общественной безопасности, обозначены существующие проблемы выбора решения в условиях риска и неопределённости и предложены пути их разрешения, сделан анализ относительно полученных результатов проведенного исследования.
Ключевые слова: принятие решений в условиях риска и неопределенности, управленческие решения, управленческая деятельность, ситуационное управление, органы внутренних дел, правоохранительная деятельность, информационно-телекоммуникационные технологии, информация
Во избежание потери прочности, следствием которой может стать разрушение конструкции, следует принимать меры по предотвращению трещинообразования. Каждое появление трещины в железобетонном элементе свидетельствует о том, что произошла разрядка накопившихся напряжений в данной области конструкции. Причиной возникновения трещин являются внутренние растягивающие напряжения, которые могут возникать из-за внутренних процессов в элементе и от внешних нагрузок на конструкцию. Устранить уже появившиеся трещины можно при помощи ремонтных составов, которые разными способами заполняют объем трещин. Инъектирование, как одно из решений, поможет сохранить прочность и долговечность конструкции.
Ключевые слова: трещинообразование, бетон, железобетонная плита, трещина, дефект, деформация, прочность, грунт, ремонтный состав, фундамент, фундаментная плита, инъектирование
Статья посвящена оценке признаков, способных привести к разрушению строительных конструкций, которые с течением времени подвергаются физическому износу. Разрушение элементов может повлечь за собой неблагоприятные последствия. Для проведения диагностики разрушения конструкций используется математическая основа. С ее помощью можно определить влияние признаков, способствующих разрушению конструкции, на степень разрушения. В данной статье рассматриваются основные положения общей кинетической теории, а также методы ее применения в целях определения аварийного состояния конструкций. Техническое состояние конструкций рассматривается с позиции детерминационной теории. В основе концепции лежит принцип надежности работы конструкции до первого отказа. Модель безотказности работы объекта заключает в себе науку о скоростях процессов в области структуризации и разложения сложных структур систем в течение всего жизненного цикла и показывает адаптивную реакцию конструкций на факторы, которые сокращают срок службы объекта. Данная концепция дает возможность более точно оценивать риски аварийности конструкций от воздействия определенных неблагоприятных факторов.
Ключевые слова: строительно-техническая экспертиза, дефекты, надежность, диагностические задачи, методики диагностики, эффективность
2.1.7 - Технология и организация строительства , 2.3.4 - Управление в организационных системах
В работе представлены результаты проектирования ведомого блока последовательного периферийного интерфейса (Serial Peripheral Interface - SPI), применяемого для высокоскоростной синхронной передачи данных между управляющими и периферийными устройствами, на основе базовых матричных кристаллов серии 5503. Полученная микросхема может применятся совместно с ведущим блоком SPI для согласования микроконтроллеров и микропроцессоров с различными датчиками, аналого-цифровыми, цифроаналоговыми преобразователями, модулями памяти и связи. По результатам разработки предложена методика проектирования цифровых интегральных микросхем в отечественной САПР «Ковчег» с использованием поведенческих описаний на языках описания аппаратуры.
Ключевые слова: базовый матричный кристалл, последовательный периферийный интерфейс, язык описания аппаратуры, система автоматизированного проектирования
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.2 - Вычислительные системы и их элементы