ivdon3@bk.ru
Прикладные системы фотограмметрии, выполняющие роль измерительных инструментов, часто подвержены влияниям внешней среды и условий функционирования, которые определяют точность результатов. В связи с этим возникает проблема динамической настройки алгоритмов под эти изменяющиеся условия. Чтобы избежать повышения вероятности человеческой ошибки и снизить требования к квалификации персонала можно прибегнуть к инструментам интеллектуальных систем. Для этих целей требуется разработка соответствующих компонентов, среди которых в том числе и средства машинного обучения. В данной статье предлагается метод и процедура машинного обучения фотограмметрического алгоритма, основанная на наблюдении за действиями оператора и системе продукционных правил.
Ключевые слова: индуктивное обучение, машинное обучение, фотограмметрия, распознавание образов, фотограмметрия, лесная промышленность, трубная промышленность, измерение, мобильное приложение, автоматизация
05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)
В статье представлено решение задачи разработки системы векторного управления тяговым асинхронным двигателем электромобиля. При синтезе векторного регулятора используется нелинейная модель асинхронного двигателя и методы синергетической теории управления. Полученные алгоритмы управления обеспечивают минимизацию потерь энергии в процессе ее электромеханического преобразования и существенно увеличивают запас хода электромобиля на одной зарядке аккумуляторной батареи. Теоретические результаты подтверждены компьютерным моделированием силовой установки электромобиля, состоящей из аккумуляторной батареи, автономного инвертера напряжения, асинхронного двигателя и корпуса автомобиля. Для моделирования процессов в силовой установке использовалась среда динамического моделирования Simulink.
Ключевые слова: электромобиль, силовая установка, асинхронный двигатель, синергетический синтез регуляторов, энергосберегающее управление
05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)
В статье описываются результаты спектрального анализа потребляемой мощности малого поселения сибирского региона. Предлагается структура электротехнического комплекса генерирования электрической энергии с гибридным накопителем энергии. Показано, что в общем случае, оптимальный гибридный накопитель энергии должен состоять из N компонент, различающихся по соотношению: допустимая частота цикла заряд-разряд к стоимости компоненты. В качестве критерия выбора предлагается оценка по удельной приведенной стоимости выработанной электроэнергии.
Ключевые слова: гибридный накопитель энергии, электротехнический комплекс, возобновляемая энергия, суточный график нагрузки, спектральный анализ, ряд Фурье
05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)
В данной статье мы рассматриваем проблему моделирования динамики криптовалют с помощью широкого класса умеренно устойчивых процессов Леви. На первом шаге оценивается обобщенный индекс Блюменталя-Гетура на основе реализованной степенной вариации ряда логарифмических доходностей курсов криптовалют. Мы рассматриваем случай, когда индекс активности скачков меньше единицы, который соответствует процессам Леви ограниченной вариации. Затем моделируемый процесс представляется как последовательность положительных и отрицательных скачков Леви за короткие периоды времени. Мы калибруем модель по искусственным цифровым опционов в одно касание, которые представляют собой статистические вероятности пересечения заранее определенных барьеров. В таком представлении становится возможным применение явных формул факторизации Винера-Хопфа для определения цены синтетических цифровых опционов в одно касание. Предложенная методика упрощает подгонку параметров негауссовских процессов Леви с активностью скачков, не превышающей 1.
Ключевые слова: математическое моделирование, криптовалюты, умеренно устойчивые модели Леви, модель CGMY, индекс Блюменталя-Гетура, опционы
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В статье рассматривается концепция системы автоматической идентификации и прослеживаемости производства трубной продукции на этапе горячего проката. Представленные основные этапы трубного производства. Составлена таблица отбора технологических параметров. Разработана структура базы данных для системы автоматической идентификации и прослеживаемости трубной продукции.
Ключевые слова: прослеживаемость, автоматическая идентификация, производство труб, горячий прокат, система менеджмента качества
05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)
Статья посвящена задаче управления асинхронным двигателем электромобиля в режим разгона и поддержания скорости движения транспорта в желаемом значении с динамически меняющимся крутящим моментом. Для решения поставленной задачи описывалась динамика движения электромобиля, описана система векторного управления с прямым регулированием момента с коммутацией ключей инвертора, обеспечивающего быстрое изменение электромагнитного момента практически без изменения скорости вращения ротора двигателя. На основе приведенной модели проведен синтез системы в пакете Matlab/Simulink, получены результаты моделирования. Синтезированные стратегии управления обеспечивают достижение поставленной задачи по разгону и стабилизации скорости движения электромобиля с учетом паспортных характеристик электромобиля, устойчивость замкнутой системы.
Ключевые слова: электромобиль, системы управления, динамика автомобиля, векторное управление, прямое управление моментом
05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Рассматриваются наиболее востребованные методы контроля достоверности. В работе внимание уделено аналитическому обзору методов оценки достоверности измеряемых параметров, их достоинствам и недостаткам. В процессе анализа статистической информации установлены виды возникающих недостоверностей и причины их появ-ления. Приведены методы борьбы с недостоверностью при помощи: метода уровневой обработки, способа оценки скорости изменения сигнала, цифровой фильтрации. Показано решение задачи обнаружения неявной недостоверности при помощи метода опорных векторов.
Ключевые слова: недостоверность измерений, неявная недостоверность, временной ряд, датчик, АСУ ТП, уровневая обработка, фильтр Калмана, метод опорных векторов
05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)
В настоящей статье рассматривается программно-аппаратный комплекс для исследования аэродинамики и электромеханических характеристик ветроэнергетических установок (ВЭУ) с вертикальной осью вращения. Созданный лабораторный стенд позволяет проводить экспериментальные исследования разрабатываемых ветроэнергетических установок, получать зависимости угловой скорости вращения ротора и потребляемой электрической мощности от скорости ветра. Для демонстрации эффективности работы, рассматриваемой ВЭУ вихревого типа спроектированы и собраны соответствующие макетные образцы ВЭУ мощностей 0,2 кВт и 1,2 кВт, проведены их натурные испытания. Разработанное программное обеспечение позволяет проводить численное моделирование движения ВЭУ с в условиях нестационарного невозмущенного ветрового потокас учетом массо-инерционных характеристик установки и характера момента сопротивления вращению её ротора. Приводятся и сопоставляются экспериментальные и численные результаты, полученные с помощью разработанного программно-аппаратного комплекса. Эти результаты свидетельствуют об возможности использования такого комплекса в качестве эффективного инструмента разработки ВЭУ с вертикальной осью вращения.
Ключевые слова: ветроэнергетическая установка, экспериментальное исследование, программно-аппаратный комплекс, численное моделирование, численные методы динамики сплошных сред
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В работе рассматривается модификация алгоритма и программной реализации прототипа дискретно-поворотного слайсера для подготовки 3D печати на многоосевых принтерах, позволяющие выполнять подготовку печати для большего числа видов моделей изделий по сравнению с исходными алгоритмом и программным прототипом. Предложен подход, предусматривающий выбор одной из нескольких секущих плоскостей на определенных шагах построения послойной модели. Выполнена переработка программного прототипа. Приведены результаты работы прототипа, показывающие работоспособность предложенного подхода.
Ключевые слова: аддитивные технологии печати, 5-осевой принтер, дискретно-поворотный слайсер, выбор секущих плоскостей, центроидная ось, STL-модель, рефакторинг кода, MAPS, WPF, ускорение вычислений
05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В статье рассматривается характеристики ледниковой зоны и зоны формирования речного стока Таджикистана в связи с изменением климата. Особую рол в условиях изменения климата отводится разработке концептуальной модели оптимального управления по обеспечению водно-энергетической безопасности Республики Таджикистан на организационном, техническом и экономическом уровнях. Целью создание концептуальной модели заключается в управлении крупных водохранилищ многолетнего регулирования по выработке электроэнергии и речного стока, создать условии аккумулирование воды в период половодий и увеличить водность рек в период маловодья. Реализация на практике идеи концептуального модели управления обеспечивает оптимальное управление водно-энергетической системы. Преимуществом модели является переход от командно-административного метода управления на системный метод управления в приделах гидрографических, энергетических и потребительских параметрах.
Ключевые слова: атмосферные осадки, речной сток, таяние ледников, климатические условия, водохранилища, гидроэнергоресурсы, многолетнее регулирования, управления, концептуальная модель, оптимизация
05.13.10 - Управление в социальных и экономических системах , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В статье рассматривается моделирование коррозии материалов в агрессивных средах на основе теории перколяции. С целью выполнения моделирования были разработаны алгоритм моделирования коррозии и программа на языке С++, реализующая этот алгоритм. В тексте работы описываются алгоритм моделирования коррозии, структура реализованной программы, результаты моделирования при различных параметрах. Результатами исследования являются созданные алгоритм моделирования и приложение, выполняющее моделирование процесса коррозии материалов в агрессивных средах на основе теории перколяции согласно разработанному алгоритму, а также строящее картину коррозии, графики зависимости длины границы области коррозии и площади оставшегося материала от шага моделирования.
Ключевые слова: теория перколяции, моделирование коррозии, моделирование физических процессов, метод Монте-Карло, визуализация результатов моделирования
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Предложена математическая модель поверхности очагов деформации как совокупность плоских сечений описанных на основе сплайн функций при профилировании труб в роликах с последующей калибровкой.
Ключевые слова: Математическая модель, очаг деформации, плоские сечения, сплайн функции, профильные трубы
05.02.08 - Технология машиностроения , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Рассмотрена проблематика цифровизации системы учёта данных и управления техническим состоянием оборудования на тепловых электростанциях. Описано разработанное программное обеспечение (ПО) для автоматизации системы учета данных и визуализации технических параметров надежности котлотурбинного оборудования. Данное предложение позволило внедрить цифровые технологии в процесс учета данных о техническом состоянии оборудования, где впервые в ПО заложена методика автоматического расчёта индекса технического состояния котлоагрегатов. Работа ПО позволяет повысить оперативность выявления отклонений в работе оборудования, проведения ремонтных работ и, следовательно, позволяет снизить вероятность аварийного состояния основного оборудования электростанций.
Ключевые слова: тепловая электростанция, котлотурбинное оборудование, программное обеспечение, техническое состояние, надежность, ремонт
05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В статье рассмотрены особенности предлагаемой методики разработки практических задач для автоматизированного контроля знаний и навыков при обучении ИТ-специалистов. Методика представлена на примере задач для контроля знаний и начальных навыков в области тестирования программного обеспечения (ПО) и описания функциональных требований к ПО. Применение методики способствует развитию средств электронного обучения и дистанционных образовательных технологий при обучении ИТ-специалистов (в частности, студентов вузов по соответствующим направлениям). Работа выполнена при поддержке стипендии Президента РФ молодым ученым и аспирантам (№ стипендии СП-100.2018.5), назначенной Советом по грантам Президента Российской Федерации.
Ключевые слова: ИТ-специалист, профессиональные знания и навыки, контроль знаний и навыков, автоматизированные обучающие системы, тестирование ПО
05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Работа посвящена анализу методов усвоения данных спутниковых наблюдений для выявления необходимой информации применяемый при разработке и верификации математических моделей гидродинамики и биологической кинетики мелководных водоемов. Для накопления информации рассматриваем использование данных дистанционного зондирования. Целью работы является выявление наилучшего метода реализации для программного инструментария повышение качества усвоения данных спутникового зондирования Земли гидробиологических процессов мелководного водоема.
Ключевые слова: математическое моделирование, мелководный водоем, данные спутникового зондирования, методы фильтрации, Кирш, Собель, LoG, LBP, оператор, распознавание, контур
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Рассматривается задача увеличения скорости кодирования и декодирования кодов Рида-Соломона (RS-кодов). В качестве базовой реализации для сравнения выбрана реализация библиотеки кодирования системы Open JPEG. Данная задача рассматривается для x86-64 окружения. В работе предложены способы повышения производительности как при использовании стандартного набора инструкций, так и при использовании векторных инструкций из наборов SSSE3 и AVX2. Описана методика сравнения быстродействия кодирования/декодирования RS-кодов на примере разработанной библиотеки и базовой реализации в Open JPEG. Проведено экспериментальное исследование взаимосвязи между параметрами RS-кодов, скоростью кодирования/декодирования и набором используемых инструкций. Показано, что для любого RS-кода можно существенно повысить производительность даже на стандартном наборе инструкций. Предложен метод динамического выбора способа ускорения кодирования в зависимости от поддерживаемых целевым компьютером инструкций и параметров используемого RS-кода.
Ключевые слова: помехозащищенное кодирование, коды Рида-Соломона, быстродействие, векторные инструкции
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В статье на основе когнитивной методологии рассмотрен процесс цифровизации системы высшего образования. На основе метода когнитивных карт визуализированы структурные и функциональные аспекты формирования цифрового университета в условиях перехода к цифровой экономике. Представлены базовые элементы, определяющие процесс перехода к цифровому университету (создание цифровой образовательной среды, формирование цифровых компетенций, управление на основе базы данных, обеспечение информационной безопасности). Определено, что в процессе перехода к цифровому университету изменения носят системный характер, и затрагивают управленческие, образовательные, методические и научно-исследовательские практики, квалификационные требования ко всем субъектам образовательного процесса, изменения в корпусе технологий, методик, подходов и инструментов.
Ключевые слова: когнитивная модель, когнитивная карта, цифровизация, система высшего образования, цифровой университет
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В основу работы положены результаты пилотажного анкетирования, проведенного среди студентов Грозненского государственного технического университета в конце 2019 года. Анкета состояла из двух частей. Предназначенных для измерения аффективной и когнитивной компонент рассматриваемых установок. Исследование эмоционального отношения студенчества к дружбе отражено в предыдущей работе. Настоящая статья посвящена анализу когнитивного восприятия данного социального феномена. Приведены также результаты сопоставительного анализа этих двух компонент установок. Для измерения когнитивного отношения к дружбе использовалась технология, известная как тестовая традиция в социологии. Студенты оценивали этот параметр по 11 первичным характеристикам. Дальнейшая обработка проводилась на базе модернизированного нами метода анализа иерархий. В отличии от общепринятой технологии иерархическая структура приоритетов не задавалась заранее. Приоритеты последующего уровня определялись параллельной факторизацией параметров нижележащего уровня. Получено, что 11 первичных параметров сводятся к трем факторам следующего уровня, которые в свою очередь формируют интегральный показатель когнитивного восприятия дружбы. Выявленная иерархическая структура отражает различные стороны такого когнитивного восприятия. В работе приведены функции распределения полученных факторов.
Ключевые слова: дружба, когнитивная составляющая установок, тестовая технология, метод анализа иерархий, факторизация, интегральный показатель когнитивного восприятия, функции распределения по респондентам
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В статье проанализировано ветровое воздействие на здания и сооружения, рассмотрены параметры региональных и местных ветров, влияние рельефа местности на региональные ветра, представлено соотношение скорости ветра от высоты обдува. Рассмотрены основные аспекты определения ветровых нагрузок на здания и сооружения. Исследован характер ветровой нагрузки, а также методы ее расчета. Сформулирована задача дальнейшего развития метода расчета ветрового воздействия с использованием компьютерного моделирования.
Ключевые слова: ветер, здания, сооружения, аэродинамика, гидродинамика, CFD, регион, моделирование, ландшафт, холм, долина
В данной работе рассмотрены способы формирования топологических правил для описания пространственных отношений между объектами системы электропередачи и окружающими их объектами. Основой данных об объектах линий электропередач (ЛЭП) является пространственная составляющая. Поэтому точное и полное описание топологических отношений между объектами, участвующими в процессе поставки электроэнергии, является актуальной задачей. Автором исследованы способы описания топологических отношений в геоинформационных системах (ГИС). Функциональность данных систем может быть расширена дополнительными моделями, в том числе проверки топологической корректности. Разработаны топологические правила, позволяющие корректировать пространственные отношения и устранять ошибки. Сформированные топологические правила основаны на объектных вычислениях. Связано это с интеллектуализацией геоинформационных систем и поддержкой принятия решений в условиях разнородности и рассредоточенности данных с которыми работают энергетические компании.
Ключевые слова: топологическое правило, линия электропередач, геоинформационная система, линейный объект, пространственное отношение
05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)
В данной работе были определены R, L, C − параметры спиральных структур с размерами l и S для получения искусственных киральных подложек. Это позволило, задаваясь параметрами поляризуемости спиральных структур αij, применять эти особенности для определения проводящих свойств метаматериалов. Определены основополагающиеся соотношения для определения электрофизических параметров спиралей и разработан алгоритм расчета проводящих структур используя предложенные уравнения.
Ключевые слова: киральная подложка, спиральная структура, поляризуемость спирали, поляризационный момент, коэффициент отражения диэлектрической среды, диэлектрическая и магнитная проницаемости среды
Лигнин является природным полимерным материалом, одним из основных компонентов древесины и представляет собой возобновляемый ресурс. Рассмотрены современные тенденции, касающиеся способов окисления гидролизных лигнинов и применения продуктов его окисления. Процессы окисления лигнинов в основном направлены на получение макромономеров с большим содержанием функциональных групп и на получение низкомолекулярных продуктов окисления. Значительная группа исследований связана с разработкой процессов получения полиолов, используемых для синтеза полиуретановых пен. Ввиду нерастворимости гидролизных лигнинов в кислых средах, реакции их модифицирования для получения высокореакционноспособных полимерных ингредиентов целесообразно проводить в кислотах. Электрохимическое окисление в кислых средах допускает многократное использование электролитов и является молоэнергоёмким.
Ключевые слова: возобновляемый ресурс, промышленный отход, гидролизный лигнин, окисленный лигнин, гидроксильные группы, макромономеры, низкомолекулярные продукты, химическое окисление, катализ, электрохимический метод, ресурсосбережение
05.23.19 - Экологическая безопасность строительства и городского хозяйства
В данной работе рассматриваются результаты инженерно-экологических изысканий на территории несанкционированной свалки у р.п. Ерзовка Городищенского района Волгоградской области. Приведены результаты исследования загрязнения природной среды отходами производства и потребления, проведена оценка накопленного экологического вреда, в том числе, радиационного фона.
Ключевые слова: несанкционированная свалка, накопленный экологический вред, отходы производства и потребления, загрязняющие вещества, загрязнение тяжелыми металлами, уровень негативного воздействия
05.23.19 - Экологическая безопасность строительства и городского хозяйства
Проведены экологические исследования рекреационной зоны вблизи населенного пункта Светлый Яр (Светлоярский район, Волгоградская область), которая представляет собой озеро естественного происхождения, предназначенное и используемое населением для организации отдыха. Изучен химический состав водных растений: роголистника погруженного (Ceratophyllum demersum), произрастающих в озере рекреационной зоны вблизи пос. Светлый Яр. В водных растениях (сухая воздушная проба) выявлено в среднем повышенное содержание лития (Li-88,6 г/т) – в 600 раз; олова (Sn-14,9 г/т) – в 57 раз; натрия (Na-20065 г/т) – в 30 раз, и др. по сравнению с кларками (Ковальский В.В., 1974; Market B., 1992) масс-спектральным и атомно-эмиссионным методами исследования с индуктивно-связанной плазмой. Полученные результаты свидетельствуют о загрязнении водного объекта и экологических рисках для проживающего населения. Высказано предположение о природном источнике загрязнения, которое исходит от погребенной древней магмы, насыщающей грунтовые воды химическими элементами скрытого палеовулкана и подпитывающие рекреационное озеро. Требуется проведение дальнейших исследований и комплексного изучения территории пос. Светлый Яр и его окрестностей, в том числе мониторинга атмосферного воздуха, почвы и др., с целью подтверждения или опровержения гипотезы природного происхождения выявленных химических элементов ураганных значений по сравнению с кларками.
Ключевые слова: пылевидные частицы, мониторинг, листья растений, урбанизированные территории, селитебные зоны, городская агломерация, атмосферный воздух, удельная электропроводимость (ЕС), водородный показатель (рН), примеси, водные пылевидные суспензии
05.23.19 - Экологическая безопасность строительства и городского хозяйства