Авторитетность издания
ВАК - К1
RSCI, ядро РИНЦ
Добавить в закладки
Следующий номер на сайте
№2
Ожидается:
16 Июня 2024
Статьи журнала №2 2015
11. Архитектура интегрированной в облачную среду системы управления умным домом [№2 за 2015 год]Автор: Николаев П.Л. (npavel89@gmail.com) - МАТИ – Российский государственный технологический университет им. К.Э. Циолковского (аспирант);
Аннотация: В статье описывается гибкая архитектура системы управления умным домом, интегрированной в облачную среду. Данная облачная среда предоставляет пользователям инфраструктуру для удаленного управления исполнительными устройствами и для мониторинга и обработки данных с различных датчиков, которые составляют систему умного дома. В работе приведены преимущества, которые получают конечные пользователи от интеграции своих умных домов в облако. Удаленное управление при этом возможно с мобильных и стационарных устройств либо через Интернет, либо через домашнюю локальную сеть. Представленная архитектура соответствует концепции «Интернет вещей». В статье приводится типовая архитектура аппаратной составляющей системы управления умным домом, со-стоящая из трех уровней автоматизации. Рассматривается предложенная автором аппаратная схема системы управления умным домом, интегрированной в облако, состоящая из пяти уровней авто матизации. Подробно описываются все компоненты системы управления умным домом (облачный сервер, домашний сервер, контроллер, устройства управления и конечное оборудование) и способы их взаимодействия между собой. Помимо аппаратной составляю-щей архитектуры системы управления умным домом, рассматривается и программная составляющая. Для взаимодействия устройств управления, облачного и домашнего серверов необходимо применение технологии веб-сервисов. После проведенного анализа выявлено, что предпочтительным вариантом является использование RESTful веб-сервиса: запрос и передача данных осуществляются в формате JSON через HTTP-запросы (GET и POST). В данной работе также приводится алгоритм выполнения функции удаленного управления умным домом.
Abstract: The article describes a flexible architecture of a smart home management system integrated into the cloud en-vironment. This cloud environment provides users with the infrastructure for remote control actuators and for monitoring and
processing of data from different sensors that form the system of smart home. The paper presents the benefits for end users
from integration of their smart houses into the cloud. The remote control is possible with mobile and stationary devices either
via Internet or home LAN. The presented architecture corresponds to the concept of the “Internet of things”. The article pre-sents the typical hardware architecture of a smart home management system consisting of three levels of automation. Then
the author offers the hardware scheme of a smart home management system integrated into the cloud and consisting of five
levels of automation. The paper describes in detail all components of a smart home management system (the cloud server, the
home server, the controller, control devices and terminal equipment) and ways of their interaction with each other. In addi-tion to the hardware component of the smart home management system architecture, the article also considers its software.
For the interaction of control devices, cloud and home servers it is is necessary to apply web-services technology. The carried
out analysis has revealed that the preferable option is to use a RESTful web service: a request and data transmission are car-ried in JSON via HTTP-requests (GET and POST). This paper also provides the execution algorithm of remote management
function for smart home system.
Ключевые слова: rest, облачные вычисления, интернет вещей, интеллектуальное здание, умный домKeywords: rest, cloud computing, Internet of things, intelligent building, smart home
Просмотров: 10759
12. Решение задачи прогнозирования с использованием нейронных сетей прямого распространения на примере построения прогноза роста курса акций [№2 за 2015 год]
Авторы: Лесик И.А. (_ilialesik@gmail.com) - Тверской государственный университет, НПО РусБИТех (магистр, старший инженер ), Магистр науки ;
Аннотация: В статье рассматривается проблема прогнозирования курса акций с использованием нейронных сетей прямого распространения. В качестве основы для алгоритмов были использованы однослойный перцептрон (без скрытого слоя) и многослойный перцептрон (по Румельхарту). Реализованы метод обратного распространения ошибки для обучения сети, а также подбор оптимального значения параметра скорости обучения для алгоритмов. Приводятся условия сходимости алгоритмов (в смысле сходимости среднеквадратического значения к некоторой константе) и оценки асимптотической сложности для алгоритмов. Проведены испытание и анализ результатов прогнозирования с использованием временного ряда динамики изменения курса акций российской энергетической компании ОАО «Газпром». Традиционные методики оценки точности прогноза, основанные на измерении отклонения прогноза от реальных данных (например, вычисление средней абсолютной оценки в процентах (MAPE) или средней абсолютной ошибки (MSE)) не всегда позволяют адекватно оценить качество прогноза для динамики стоимости акций, которым свойственна высокая волатильность, поскольку для таких данных важнее определить, когда будет рост, а когда падение, а самое главное – трудно спрогнозировать скачки, отделяющие друг от друга стационарные периоды изменения стоимости. Поэтому в статье была использована методика оценки качества прогноза, альтернативная таким методикам, как подсчет MAPE и MSE. На основе результатов прогнозирования с использованием методики подсчета точности результатов прогнозирования и анализа графика прогноза делается вывод о возможности получения достоверных прогнозов роста курса акций с использованием нейронных сетей прямого распространения.
Abstract: The article considers the problem of predicting stock prices using feedforward neural networks. The author
used a single-layer Perceptron (without the hidden layer) and a multilayer perceptron (by Rumelhart) as a basis for the algo-rithms. He also implemented a backpropagation algorithm for training neural networks and optimum value selection of a
learning rate parameter for algorithms. The paper specifies the conditions of algorithm convergence (in the sense of rms con-vergence to some constant). There is an estimate for the asymptotic complexity of algorithms. The paper also includes a test
and analysis of forecast results using time series of share prices changes dynamics in of Russian power company OAO "Gaz-prom".
Traditional methods of estimating prediction accuracy are based on the measurement of the forecast deviation from real
data (for example, the calculation of the average absolute percentage assessment (MAPE) or average absolute error (MSE).
They do not always make possible to assess forecast quality for stock value dynamics adequately. Stocks are characterized by
high volatility since such data needs to determine when the growth and fall will be, and most importantly it is difficult to pre-dict leaps separating stationary periods of value changes. Therefore, this article uses assessment methodology of forecast
quality which is an alternative to such methods as MAPE and MSE counting.
The results of prediction using the calculation of prediction accuracy and the analysis of the forecast diagram allow mak-ing a conclusion about the possibility of obtaining a reliable forecast of stock growth using feedforward neural networks.
Ключевые слова: arima, перцептрон, фондовый рынок, акции, прогнозирование, нейронные сетиKeywords: arima, perceptron, stock market, stocks, forecasting, neural network
Просмотров: 16201
13. Согласованное принятие решений в производственных системах изготовления наукоемких изделий [№2 за 2015 год]
Авторы: Бурдо Г.Б. (gbtms@yandex.ru) - Тверской государственный технический университет (профессор, зав. кафедрой «Технология и автоматизация машиностроения»), доктор технических наук; Виноградов Г.П. (wgp272ng@mail.ru) - Тверской государственный технический университет (профессор), доктор технических наук; Исаев А.А. (gbtms@yandex.ru) - Тверской государственный технический университет, Аспирант ;
Аннотация: Особенности многономенклатурного производства наукоемких изделий обусловлены тем, что одновременно выполняется большое число заказов и при этом решаются задачи развития (эволюции) производства. Выполнение заказов должно осуществляться в русле некоторой концептуальной схемы, определяющей перспективные и тактические цели производства. Функционирование многономенклатурного производства происходит в условиях неопределенности, когда руководитель не может точно определить состояние внешней среды и, как следствие, испытывает трудности при выборе способа действия. Для снятия неопределенности при принятии решений используются субъективные оценки как ситуации, так и варианта решения, полученные на основе согласования мнений всех заинтересованных в выполнении заказа сторон. Такая проблема связана прежде всего с различием в восприятии ситуации выбора при выполнении заказов производственным персоналом структурных единиц производства. Для решения этой проблемы в качестве теоретической основы предложены информационная теория иерархических систем и теория активных систем. Однако разработка практически пригодных моделей принятия решения в иерархических системах, где в силу общности целей и интересов нет антагонистических противоречий, далека от завершения. По убеждению авторов, решение этой проблемы лежит в специфике современного наукоемкого производства, функционирующего в условиях риска, неопределенности и динамики как внешней, так и внутренней среды. В работе даны математическая постановка и описание задачи принятия согласованных решений, предполагающие, что агенты, управляющие своими подсистемами, на уровне своих представлений хорошо знают и чувствуют свои объекты управления, что позволяет им «проигрывать» производственные ситуации и оценивать полезность вариантов способов действия. Показаны модель и алгоритм принятия согласованных решений, и на основе их реализации представлен пример использования методики на базовом предприятии.
Abstract: The features of multiproduct production (MP) of high-tech products are determined by simultaneous performing a
large number of orders while solving its development (evolution) problems. Filling of orders shall be performed within a conc eptual
scheme that defines the long-range and tactical MP goals. MP functions under uncertainty when the manager is unable to accurately
determine the external environment state. As a consequence, he has a hard time choosing a course of action. To remove uncertainty
in decision making it is appropriate to use subjective assessment of the situation and a solution vari ant obtained on the basis of
agreement of all concerned parties. This problem is primarily related to the difference in the perception of choice when fill ing the
orders by production staff. To solve this problem the authors suggest an information theory of hierarchical systems and the theory of
active systems as a theoretical basis. However, the development of practically useful decision-making models in hierarchical sys-tems, where there are no antagonistic contradictions due to common goals and interests, is far from practical completion. According
to the authors, the solution of this problem is in the specificity of modern high -tech production that operates under risk, uncertainty
and dynamics of both external and internal environment.
The paper presents the mathematical statement and description of the agreed decision-making problem. They suppose that the
agents which control their subsystems know and “feel” their controlled objects as they see them. They allow “playing” different pro-duction situations. The paper shows a model and an algorithm for making coordinated decisions which become the basis for an ex-ample of using the method in the typical company.
Ключевые слова: искусственный интеллект, автоматизированное проектирование технологических процессов, наукоемкая продукция, восприятие ситуации выбора, согласованное решение, управление эволюцией интеллектуального производстваKeywords: artificial intelligence, automated design of technological processes, high-tech products, perceptions of choice, agreed decision, managing the evolution of intellectual production
Просмотров: 8885
14. Формирование представлений агента о предметной области в ситуации выбора [№2 за 2015 год]
Авторы: Виноградов Г.П. (wgp272ng@mail.ru) - Тверской государственный технический университет (профессор), доктор технических наук; Шматов Г.П. (gshmatov@yandex.ru) - Тверской государственный технический университет (доцент), кандидат технических наук; Борзов Д.А. (matlab-user@mail.ru) - ЗАО «Элвис-НеоТек», технопарк «Зеленоград» (программист);
Аннотация: Эффективность информационных технологий при управлении многоагентной системой в условиях неопределенности зависит от того, как агенты с их помощью формируют субъективные представления о свойствах ситуации вы-бора. Для формирования «правильного представления» агент (субъект) организует сбор информации для «снятия» различного рода неопределенностей и формирования гипотетической модели ситуации выбора. Цель данной работы – развитие методов моделирования, направленных на выявление психических стратегий конкретного агента путем анализа его поведения, речевых паттернов, невербальных реакций в ситуациях целеустремленного состояния, выбора и реализации способов действия. Это предполагает интерактивное взаимодействие исследователя и агента. В процессе взаимодействия выявляются специфичные когнитивные, лингвистические и поведенческие навыки, которые использует субъект в ситуациях выбора для достижения желаемых результатов. Они, в свою очередь, отражают систему ценностей, норм, способностей, убеждений и знаний, присущих конкретному субъекту. Эти структуры выражаются в процедурах формирования решений и реализации их в поведении, поэтому представляют интерес разработка математических моделей, учитывающих поведение агента, на основе теории нечетких систем и теории отношений и обоснование возможности применения нечетких мер для включения субъективных оценок в модель выбора. Выбранные авторами методы исследования: общая методология и методы системного анализа, аналитического моделирования, а также методы теорий множеств, активных систем, принятия решений, искусственного интеллекта, нечетких систем и нечеткого логического вывода, теории игр. В работе исследованы структура и виды представлений агента о ситуации целеустремленного состояния. Формализована модель выбора на основе субъективных представлений о реальности. Показано, что описание представлений средствами языка, которым располагает агент, образует модель, оценку которой он делает с помощью термов лингвистической переменной «убежденность в полезности». Такая оценка выражает уверенность агента в полезности модели-представления для перехода из одного целеустремленного состояния в другое. Показано, как изменяется эта оценка при поступлении новой информации. Для вычисления функций принадлежности предложено использовать композиционное правило Заде. Введены оценки для описания уровня убежденности и степени сомнения агента в полезности своих представлений. Показано, что для случая, когда агент оценивает свои представления набором параметров, в условиях неопределенности оценку качества представлений можно выполнить с помощью нечеткого интеграла. Такой прием позволил предложить алгоритм формирования определенного уровня убежденности агента в полезности его представлений. Описано применение в задачах медицинской диагностики.
Abstract: The work is relevant due to the fact that the IT effectiveness in managing a multi -agent system under uncer-tainty depends on how the agents with their help shape their own subjective understanding of the properties of choice situ a-tion. To create a “correct impression” the agent (subject) collects information for “removing” various uncertainties and form-ing a hypothetical model of the situation of choice.
The objective of the work is development of modeling techniques aimed at identifying mental strategies of a specific
agent by analysing its behavior, speech patterns, non-verbal reactions in situations of purposeful state, selection and operating
ways. This involves interaction of a researcher and an agent. In the process of this interaction specific cognitive, linguistic
and behavioral skills are revealed. They are used by the subject in the situations of choice to achieve desired results. They, in
turn, reflect a value system, norms, potentials, beliefs and knowledge of a specific subj ect. These patterns are represented in
shaping decisions and implementing them in the behavior. In this connection, it is of interest to develop mathematical models
that take into account the agent's behavior based on the theory of fuzzy systems and the th eory of relations as well as to prove
the possibility of application of fuzzy measures for including subjective evaluations in the selection model.
The authors chose following research methods: general methodology and methods of system analysis, analytical model-ing and methods of theories of set, theory of active systems, decision making theory, theory of artificial intelligence, theo ry
of fuzzy systems and fuzzy logic, game theory.
The paper investigated the structure and types of agent’s representations about the purposeful state situation. Based on
subjective perceptions of reality the authors formalized a model of choice. It is shown that the description of concepts
through agent’s language form a model. The agent assesses this model using the terms of the linguistic variable “conviction
of the utility”. This assessment expresses the agent’s confidence in usefulness of the model-presentation for transition from
one purposeful state to another. The paper shows how this assessment changes as new information is being received. To cal-culate the membership function it is proposed to use the Zadeh’s compositional rule. There are evaluates to describe the level
of agent’s confidence and a degree of doubt in the usefulness of its ideas. It is shown that when the agent evaluates its repre-sentation using a set of parameters, the representation quality under uncertainty can be evaluated using fuzzy integral. This
technique allowed the authors to propose the algorithm of a certain level of agent’s conviction in the us efulness of its ideas.
There is a description of the algorithm application in medical diagnostics.
Ключевые слова: модели нечеткого выбора., убежденность, нечеткие предпочтения, принятие решений, нечеткое множествоKeywords: models of fuzzy choice, conviction, fuzzy preference, decision making, fuzzy set
Просмотров: 8974
15. Dynamic structures in relational databases [№2 за 2015 год]
Авторы: Полтавцев А.А. (common@tstu.tver.ru ) - Тверской государственный технический университет (доцент), кандидат технических наук;
Abstract: There is a set of problems in the development of applications for work with databases. The principal cause of these problems is in non-optimized SQL queries and stored procedures. To achieve good productivity, it is necessary to make SQL queries correctly, create (or delete) additional indexes, denormalize a database (in certain cases), shift a part of logic on triggers and stored procedures. It is necessary to maintain agreed algorithms structuring methods, structuring methods of data used in these algorithms and structuring methods (storage schemes construction) for these data in databases based on a rel a-tional model. This paper is devoted to generation and a manipulation data structures in relational databases whose compo-nents in programming languages are connected by explicit indexes. The author considers a specific, rather simple data stru c-ture. It is a linear unidirectional coherent list. Lists as trees are among the most basic data models used in computer programs. In a sense, lists are simple forms of trees because one can think of a list as a binary tree where every left child is a leaf. How-ever, lists also present some aspects that are not special cases of what we have learned about trees. For instance, we shall talk about operations on lists such as pushing and popping that have no common analog for trees.
Аннотация: В разработке приложений для работы с базами данных есть ряд проблем. Основная причина проблем приложений баз данных лежит в неоптимизированных SQL-запросах и хранимых процедурах. Чтобы добиться хорошей производительности, нужно правильно составлять SQL-запросы, создавать (или удалять) дополнительные индексы, в
определенных случаях денормализовывать базу данных, перекладывать часть логики на триггеры и хранимые процедуры. Необходимо поддерживать согласованными методы структурирования алгоритмов, методов структурирования использующихся в этих алгоритмах данных и методов структурирования (построения схем хранения) этих данных в базах данных, основанных на реляционной модели. Работа посвящена генерации и манипулированию в
РСУБД структурами данных, чьи компоненты в языках программирования связаны явными указателями. Рассмотрена специфическая, относительно простая структура данных – линейный однонаправленный связный список.
Keywords: data structuring, integrity constraints, data type, data abstraction, database design, relational database, data modelКлючевые слова: структурирование данных, ограничения целостности, типы данных, абстракции данных, разработка баз данных, реляционная база данных, модель данных
Просмотров: 7526
16. Генетический алгоритм автоматизированного проектирования подготовительных переходов ковки [№2 за 2015 год]
Авторы: Канюков С.И. (avk@imach.uran.ru) - Институт машиноведения Уральского отделения РАН (доцент, старший научный сотрудник), кандидат технических наук; Коновалов А.В. (avk@imach.uran.ru) - Институт машиноведения УрО РАН, г. Екатеринбург (профессор, зав. лабораторией), доктор технических наук;
Аннотация: Опыт разработки и внедрения САПР технологии ковки различных типов поковок на молотах и прессах показывает, что в перечне задач, которые необходимо решать в процессе автоматизированного проектирования, немало так называемых трудноформализуемых задач. Эти задачи опытный технолог при неавтоматизированном способе проектирования решает достаточно легко, а разработчики САПР вынуждены закладывать в систему приближенные алгоритмы и предлагать пользователям-технологам вносить свои исправления в полученные решения в режиме активно-го диалога. При таком подходе производственный опыт технолога используется системой только в конкретном варианте проектирования и не обобщается на другие варианты. В то же время сформированная БД ранее спроектированных технологических процессов с участием человека или без него в неявном виде отражает производственный опыт технологов и специфику кузнечного производства предприятия. Задача состоит в том, чтобы использовать эту информацию при решении трудноформализуемых задач. Перспективным при этом представляется применение идей и методов теории генетических алгоритмов, позволяющих системе использовать опыт предыдущих решений и развиваться на этой основе в процессе эксплуатации. В статье описан разработанный генетический алгоритм решения задачи проектирования подготовительных пере-ходов ковки валов в САПР технологических процессов ковки на прессах. Данный алгоритм обладает свойствами самоусовершенствования и автоподстройки к реальным условиям производства, что, в свою очередь, позволит изба-вить пользователей САПР от необходимости внесения большого количества корректировок в результаты проектирования. Описанный в статье подход к разработке генетических алгоритмов может быть использован и при решении других трудноформализуемых задач проектирования технологии ковки.
Abstract: The experience of development and implementation of forging CAPP for different types of hammer and press forgings shows
that a considerable part in the list of problems to be solved during computer-aided design is so-called difficult-to-formalize problems. An ex-perienced technologist solves these problems under conditions of noncomputerized designing fairly easily, but CAPP developers have to
complement the systems by approximation algorithms and offer users-technologists to make their corrections in solutions obtained in an ac-tive dialogue. This approach supposes that technologist’s production experience is used by systems only in a specific version of a design and
is not extended to other versions. At the same time the generated database of technological processes previously designed wit h or without
human participation implicitly reflects technologists' production experience and the specific character of forging production at an enterprise.
The problem is to use this information when solving the tasks which are difficult to formalize. The application of ideas and methods of the
genetic algorithm theory which allow a system to use the experience of previous decisions and to develop itself on this basis while in use
seems promising in this case. The paper describes a genetic algorithm developed to solve the problem of designing preparatory transitions in
a CAPP system of shaft press-forging. This algorithm has the properties of self-improvement and auto-adjustment to actual manufacturing
conditions. This allows saving CAPP users from the necessity of making numerous corrections in the design outputs. The abovementioned
approach to the development of genetic algorithms can be applied to solving other difficult-to-formalize tasks of forging design.
Ключевые слова: генетический алгоритм, переходы ковки, ковка на прессах, сапрKeywords: generic algorithm, forging transitions, press-forging, CAD system
Просмотров: 9921
17. Разработка системы поддержки принятия решений при определении уровня экологического штрафа производственного предприятия [№2 за 2015 год]
Автор: Кисляков И.М. (kemerovo85@mail.ru) - Кемеровский институт (филиал) «Российского экономического университета им. Г.В. Плеханова» (старший преподаватель);
Аннотация: В данной статье рассматривается разработка системы поддержки принятия решений для учета экологического фактора административным центром при запуске инвестиционного проекта, включая как открытие новых производств, так и расширение действующих мощностей. Обосновывается необходимость в разработке вышеуказанной системы. Приводятся требования пользователя к системе и, соответственно, ее компонентный состав: информационный компонент (поиск и сбор информации для работы системы), моделирующий компонент (разработка математической модели и реализации ее в виде компьютерной программы), экспертный компонент (анализ результатов, полученных в ходе работы моделирующего компонента, и предоставление рекомендаций). Описывается роль каждого компонента в системе поддержки принятия решений. Приводится пример реализации разработанной автором системы, позволяющей облегчить конечному пользователю работу по поиску точного, объективного, научно обоснованного результата, помогающего администрации территории вести взвешенную политику по экономическому развитию с минимальным причинением вреда окружающей природной среде. Методика применения системы поддержки принятия решений иллюстрируется на основе использования авторской разработки «Экологический балансер».
Abstract: The article considers a problem of decision support system (DSS) development for taking into account the en-vironmental factor by an administrative center when considering a new investment project, including both opening new man-ufactures and expansion of existing facilities. The author proves the necessity of DSS development. The requirements of the
user to DSS are given, as a result there also is its composition: an information component (searching and gathering infor-mation for system operation), a modeling component (mathematical model development and its implementation as a comput-er program), an expert component (the analysis of results obtained in the course of the modeling component, giving recom-mendations). The paper describes the role of every component in DSS. The author gives an example of developed DSS im-plementation which helps an end-user to make searching of exact, objective, science-based result easier. This result should
help a territory administration to conduct balanced policy on economic development with minimal damage to the environ-ment. The developed program complex “Ecological balancer” shows an example of the graph which reflects the dependence
of an investment project net present value from the rate size of an environmental fine when changing specific emission per
unit of new production.
Ключевые слова: математическая модель, экологический штраф, окружающая природная среда, инвестиционный проект, инвестор, административный центр территории, система поддержки принятия решений (сппр)Keywords: mathematical model, environmental fine, natural environment, investment project, investor, territory administrative center, decision support system (dss)
Просмотров: 8599
18. Фрактальная теория информационных технологий обработки, анализа и классификации больших потоков астрономических данных [№2 за 2015 год]
Авторы: Мышев А.В. (mishev@iate.obninsk.ru) - Обнинский институт атомной энергетики НИЯУ МИФИ, кандидат физико-математических наук;
Аннотация: В работе рассматриваются новые подходы к построению моделей и логических схем алгоритмов и процедур информационных технологий обработки, анализа и классификации больших потоков астрономических данных об орбитах и траекториях малых тел. Методология построения таких моделей и схем основана на построении оценок критериев близости и связанности орбит и траекторий в пространстве возможных состояний с помощью соответствующего математического аппарата фрактальных размерностей. Логическая, алгоритмическая и содержательная сущности методов и технологий теории заключаются, во-первых, в обработке и анализе потока данных орбит и траекторий с тем, чтобы определить, образует ли он фрактальную структуру (если да, то необходимо определить центры фрактальной связанности потока и получить оценки индекса информационной связанности орбит или траекторий), во-вторых, в выделении монофрактальных структур в потоке и классификации их по признаку принадлежности к классам перколирующего фрактала или фрактального агрегата. Фрактальная теория информационных технологий обработки, анализа и классификации больших потоков данных в отличие от традиционных методов и способов позволяет учитывать как свойства регулярности и нерегулярности структуры пространства состояний информационной шкалы данных потока, так и их динамическую и информационную связанность. Формализм и логика теории позволяют более полно раскодировать информацию, скрытую в потоках данных астрономических наблюдений или измерений. В этом случае получается более полная и недеформированная содержательно-смысловая информационная картина объекта исследования, что позволяет дать, с одной стороны, более полное математическое и логическое описание пространства возможных состояний наблюдаемых объектов на траекториях их эволюции в условиях замкнутости, ограничений, обмена и неопределенности, с другой – математическое описание и отражение распределения наблюдаемых объектов в реальном трехмерном пространстве их расположения как в локальные моменты времени, так и в эволюционном развитии. Методы и подходы теории в логических и алгоритмических схемах когнитивных информационных технологий обработки и анализа потоков данных астрономических наблюдений и результатов моделирования позволяют отразить, описать и интерпретировать их как генетическую информацию, которая является носителем доминантных и рецессивных признаков. Эти признаки определены как доминирующие для технологий раскодирования информации, содержащейся в данных наблюдений и результатах моделирования. Такой подход к математическому описанию и представлению, логической структуризации и организации потоков данных наблюдений и результатов моделирования позволяет выявить скрытые закономерности, которые в рамках традиционных ме-тодов анализа получить невозможно.
Abstract: The paper considers new approaches for constructing models and logic algorithms and procedures of information
technologies of processing, analysis and classification of large astronomical dataflow of small bodies’ orbits and trajectori es. The au-thor based the methodology for constructing such models and schemes on fractal theory for constructing estimates of proximity and
connectivity criteria of orbits and trajectories in the space of possible states. Logical, algorithmic and informative essenc e of meth-ods and techniques of the theory is as follows. First, processing and analyzing data flow of orbits to determine whether it forms a
fractal structure. If yes, it is necessary to identify centers of flow fractal connectivity and obtain estimates of the index of orbits or
trajectories information connectedness. Second, selection of monofractal structures in the stream and their classification ac cording to
belonging to percolating fractal or fractal aggregate classes.
In contrast to traditional methods, fractal theory of information technologies of processing, analysis and classification of large
dataflows allows taking into account the properties of regular and irregular structure of the dataflow information state spac e scale as
well as dynamic information and their relatedness. Formalism and logics of this theory allow fuller decoding the information that is
hidden in dataflows of astronomical observations or measurements. In this case, we receive more complete and informative unde-formed semantic information picture of the research object, which allows giving more complete description of the mathematical and
logical space of possible states of the objects observed in the trajectories of their evolution in terms of closure, restrict ions, exchange
and uncertainty. On the other hand, it allows giving a mathematical description and the reflection distribution of the observed object
in the real three-dimensional space in the local time moments and in the evolutionary development. Methods and approaches of the
theory in logical and algorithmic schemes of cognitive information processing technologies and data flow analysis of astronomical
observations and modeling results allow reflecting, describing and interpreting them as genetic information that is a carrier of domi-nant and recessive traits. These features are defined as dominant for an information decoding technology contained in the observa-tional data and modeling results. This approach to a mathematical description and presentation, logical organization and management of observations dataflows and modeling results reveals hidden patterns, which analysis can not be obtained by traditional ana-lyzing methods.
Ключевые слова: фрактальная размерность, фрактальные меры, связанность орбитKeywords: fractal dimension, fractal measures, connected orbits
Просмотров: 7447
19. The problems of automation technological process of drilling oil and gas wells [№2 за 2015 год]
Авторы: Черный С.Г. (sergiiblack@gmail.com ) - Керченский государственный морской технологический университет (доцент), кандидат технических наук;
Abstract: Nowadays the problem of IT development and controlling equipment in the oil and gas recovery industry is very important. In addition to the system-managed automated equipment with its characteristics and compatibility problems, an important component of the automation process is the adequacy of its information support. Accounting for all the comp o-nents of the information system requires systematization approach (automation of drilling is a complex process; compatibility problems; the problem of information uncertainty; intelligent decision support systems; the expert knowledge base; automat-ed brake control; automated speed control; automation and control of fluids while drilling; the problem of energy supply). The work of a drilling platform (automation and information aspects), especially during the development of the great depths, faces many uncertainties. This constantly causes accidents and emergency situations that o ccur with a frequency which is not typical for other industries. In addition to the lack of data, there is also the problem of high speed changes. While moving to the project depth, the character of the rocks, pressure, temperature and other important para meters vary sharply and this re-quires continuous collection of information about them. Under uncertainty and high variability of existing decisions on fu r-ther drilling operations management the use of intelligent systems for decision -making based on fuzzy logic and soft compu-ting is considered to be perspective. A new group of automation facilities can help to overcome many problems typical of the oil and gas industries, to improve the efficiency of oilfield development. This group can include new developments in the field of downhole sensors that will provide measurements of high quality; new developments in the design of drill pipes with cable or fiber optic wiring that will help to provide large amounts of received information to the surface.
Аннотация: В наше время проблема информатизации и контроллинга оборудования в нефте- и газадобывающей отраслях
очень актуальна. Важной составляющей процесса автоматизации является достаточность его информационной поддержки, помимо управляемого системой автоматизации оборудования с его характеристиками и проблемами со-вместимости. Работа буровой станции (аспекты информатизации и автоматизации), особенно при освоении больших
глубин, сталкивается со множеством неопределенностей, что вызывает аварийные и чрезвычайные ситуации, возникающие с частотой, нехарактерной для других отраслей. Помимо недостаточности данных, существует также проблема высокой скорости их изменения. По мере движения к проектной глубине характер пород, давление, температура и прочие важные параметры резко изменяются и необходим постоянный сбор информации о них. В условиях
неопределенности и высокого уровня вариативности существующих решений по дальнейшему ведению буровых
операций перспективным является применение интеллектуальных систем принятия решений на основе нечеткой логики и мягких вычислений. Новая группа средств автоматизации может помочь преодолеть множество проблем, характерных для нефте- и газодобывающей отраслей промышленности, повысить эффективность разработки месторождений. К этой группе можно отнести новые разработки в сфере скважинных датчиков, которые позволят обеспечивать высокочастотные замеры; новые разработки в области конструирования бурильных труб с кабельной или опто-волоконной проводкой, при помощи которых станет возможной передача на поверхность больших объемов получаемой информации.
Keywords: mathematical expression, programming, fuzzy logic, algorithm, modelingКлючевые слова: математическое выражение, программирование, нечеткая логика, algorithm, modeling
Просмотров: 9150
20. Система раннего предупреждения о нарушении показателей качества питьевой воды [№2 за 2015 год]
Автор: Бубырь Д.С. (bubir91@mail.ru) - Ульяновский государственный технический университет (аспирант);
Аннотация: В настоящее время процесс очистки воды вызывает большой интерес в связи со сложной экологической ситуацией, обусловленной производственной и бытовой деятельностью людей. Очень важно поддерживать качество очистки воды на должном уровне, так как это напрямую влияет на здоровье человека. Поскольку со временем состояние водоисточника может меняться, необходимо адаптировать процесс водоочистки к данным изменениям. Требуется постоянно следить не только за состоянием источника поступающей воды, но и за результатами каждой водоочистки. С целью своевременного реагирования на возможную аномальную ситуацию, при которой показатели качества питьевой воды выходят за допустимые пределы, разработана система раннего предупреждения. Физико-химические показатели водоисточника и питьевой воды, полученной после очистки, а также управляемые факторы, оказывающие влияние на качество очистки, контролируются регулярно, результаты измерений образуют систему временных рядов. Процедура выявления возможной аномальной ситуации состоит из двух этапов. На первом этапе проводятся моделирование и прогнозирование факторов, характеризующих состояние источника водоснабжения, на основе под-хода векторной авторегрессии. На втором этапе для прогнозирования показателей качества питьевой воды используются кусочно-линейные регрессионные зависимости показателей качества (с разрывом по отклику) от физико-химических параметров источника водоснабжения и управляемых параметров, характеризующих работу системы водоочистки. При этом для каждого показателя качества питьевой воды строится своя модель оптимального порядка на основе моделирующей выборки оптимального объема. Качество работы системы оценивается с применением контрольной выборки.
Abstract: Nowadays water treatment process is significant and of great interest due to the difficult environmental situa-tion caused by industrial and household activities of people. It is important to maintain the water treatment quality at the
proper level, as it directly affects human health. Eventually the state of the water source may be changed, so it is necessary to
adapt the water treatment process to these changes. It is necessary to constantly monitor not only the state of an incoming wa-ter source, but also the results of each water treatment. An early warning system was developed to response to a possible ab-normal situation, in which drinking water quality parameters are out of rage, in time. Physical and chemical parameters of
water source and drinking water obtained after purification as well as operated factors, which affect the water treatment
quality, are controlled regularly and form time series system. The procedure of possible abnormal situation detection consists
of two stages. The first stage includes modeling and forecasting the water source state factors based on vector autoregression
approach. At the second stage piecewise linear regression dependences of quality factors (with a response break) from physi-cal and chemical parameters of water source and operated factors, which characterize the work of water treatment system, are
used to forecast drinking water quality parameters. In addition, for each indicator of drinking water quality there is its own
model of optimal order based on the modeling sample of the optimal volume. The system quality is estimated using a test
sample.
Ключевые слова: контрольная выборка, кусочно-линейные регрессии, векторная авторегрессия, временной ряд, прогнозирование, физико-химические показатели, качество питьевой воды, система раннего предупрежденияKeywords: test sample, piecewise linear regression, vector autoregression, time series, forecasting, physical and chemical parameters, drinking water quality, early warning system
Просмотров: 10120
◄ ← Предыдущая | 1 | 2 | 3 | Следующая → ►
