Авторитетность издания
ВАК - К1
RSCI, ядро РИНЦ
Добавить в закладки
Следующий номер на сайте
№2
Ожидается:
16 Июня 2024
Статьи журнала №2 2020
11. Модифицированный алгоритм построения карты занятости по облаку точек от нескольких лидаров [№2 за 2020 год]Авторы: Шепель И.О. (info@ictis.sfedu.ru) - Научно-конструкторское бюро вычислительных систем, Институт компьютерных технологий и информационной безопасности Южного федерального университета (инженер-исследователь, аспирант);
Аннотация: В работе рассматривается проблема построения модели проходимости окружающего пространства по данным от нескольких сенсоров, установленных на роботизированной платформе. Эта проблема является ключевой для решения задачи автономного движения без использования какой-либо априорной информации о среде. Применение нескольких сенсоров обусловлено физическими ограничениями датчиков и необходимостью уменьшить размер слепых зон вокруг автономных роботизированных платформ. Целью работы является качественное улучшение алгоритма синтеза карты окружающего пространства путем добавления возможности обработки данных от нескольких независимых источников данных с их последующим комплексированием. В статье представлен алгоритм построения карты занятости для системы технического зрения, состоящей из нескольких разнесенных в пространстве лидаров. Предложен подход к объединению данных от различных сенсоров без требования аппаратной синхронизации данных. Такое объединение происходит на алгоритмическом уровне и не накладывает ограничений на количество сенсоров или на физическую природу их данных. Оно позволяет обрабатывать облака точек от сенсоров независимо друг от друга, тем самым уменьшая вычислительную сложность по сравнению с обработкой объединенного облака точек. Кроме того, представлено дополнение алгоритма трассировки лучей, которое учитывает размещение нескольких лидаров на роботизирован-ной платформе и объединяет поля зрения этих датчиков, что позволяет получить более полную модель проходимости окружающей среды. Описанный модифицированный алгоритм построения адаптивного буфера безопасности вокруг препятствий на карте занятости дает возможность планировать траекторию на равном удалении от объектов в сложных сценариях.
Abstract: The paper considers building a possibility model problem for the environment using data from several sensors installed on a robotic platform. This is the key problem for solving the autonomous movement problem without using any a priori information. Several sensors usage due to the sensor physical limi-tations and to reduce blind spots around autonomous robotic platforms. The work aim is to improve occupancy grid building by adding the ability to process data from several independent sources.
The paper presents an algorithm for constructing an occupancy grid for a technical vision system consisting of several spaced lidars. There is an approach to combining data from different sensors without requiring hardware data synchronization.
This merge occurs at the algorithmic level and does not impose any restrictions on the number of sensors or on the physical nature of their data.
It allows processing point clouds from sensors independently, thus reducing the computational complexity compared to processing a combined point cloud.
In addition, there is a ray-tracing algorithm extension, which takes into account the placement of several leaders on a robotic platform and combines the view fields for these sensors, which allows them to get a more complete model of the cross-country environment. The described modified algo-rithm for building an adaptive safety buffer around obstacles on the occupancy grid makes it possible to plan a trajectory at an equal distance from objects in complex scenarios.
Ключевые слова: карта занятости, лидар, облако точек, комплексирование данных, обнаружение препятствий, автономное движениеKeywords: occupancy grid, LIDAR, point cloud, data merging, obstacle detection, autonomous movement
Просмотров: 3961
12. Моделирование аутентификации пользователей по динамике нажатий клавиш в промышленных автоматизированных системах [№2 за 2020 год]
Авторы: Тумбинская М.В. (tumbinskaya@inbox.ru) - Казанский национальный исследовательский технический университет (доцент), кандидат технических наук; Асадуллин Н.Ф. (nail.asadullin.1997@mail.ru) - Казанский национальный исследовательский технический университет (студент); Муртазин Р.Р. (ramichhh@gmail.com ) - Казанский национальный исследовательский технический университет (студент);
Аннотация: Современные промышленные автоматизированные системы управления используются повсеместно. Сложная архитектура таких систем, требования непрерывности процесса и доступа к сети Интернет делают их легкоуязвимыми для злоумышленников и кибератак. В настоящее время компоненты промышленных автоматизированных систем управления не являются полностью защищенными, следовательно, возникает потребность в их адекватной защите и повышении уровня информационной безопасности. Как показывает анализ предметной области, 82 % промышленных предприятий не могут противостоять внутреннему нарушителю, который стремится проникнуть в технологическую сеть из корпоративной. Получив доступ к технологическому сегменту сети, он имеет широкие возможности злонамеренного влияния на компоненты автоматизированных систем управления. В 2018 году количество новых уязвимостей в компонентах промышленных автоматизированных систем увеличилось на 30 % по сравнению с 2017 годом. Значительная доля уязвимостей в промышленных автоматизированных системах управления связана с некорректной аутентификацией или избыточными правами доступа пользователей. При этом больше половины уязвимостей могут эксплуатироваться удаленно. В статье представлен обзор уязвимостей информационной безопасности промышленных автоматизированных систем. На основе анализа предметной области авторы предлагают трехуровневую модель повышения точности аутентификации пользователей по динамике нажатия клавиш, которая позволит повысить уровень безопасности автоматизированных систем управления. Про-ведено экспериментальное исследование, показавшее высокую способность предложенной модели разграничения доступа для легальных пользователей и злоумышленников с учетом незначительных изменений параметров динамики нажатия клавиш повысить точность аутентификации пользователей. Достоверность аутентификации и пользователей на практике составила 97,5 %.
Abstract: There are modern industrial control systems ubiquitously. The complex architecture of such systems, the requirements of process continuity and access to the Internet make them easily vulnerable to cy-bercriminals and cyber-attacks. Currently, there is no full protection for the components of industrial automated control systems, so there is a need for adequate protection and increasing the information security level.
As the domain knowledge analysis shows, 82 % of industrial enterprises cannot resist the internal intruder, who seeks to penetrate the technological network from the corporate network, after gaining access to the network technological segment, the attacker has wide opportunities for malicious influ-ence on the components of industrial control systems. In 2018, the number of new vulnerabilities in the industrial control system components increased by 30 % compared to 2017. A significant proportion of vulnerabilities in industrial control systems have an association with incorrect authentication or exces-sive user access rights. Moreover, more than half of the vulnerabilities can be exploited remotely.
The paper presents an overview of information security vulnerabilities of industrial automated sys-tems. Based on the analysis of the subject area, the authors propose a three-level model for improving the accuracy of user authentication based on the keystroke dynamics, which will increase the security level of automated control systems. The authors conducted an experimental study, the results of which showed a high ability of the proposed model for access differentiation for legal users and hackers, tak-ing into account minor changes in the keystroke dynamic parameters, to increase the user authentica-tion accuracy. The user authentication authenticity in practice was 97.5 %.
Ключевые слова: точность аутентификации, клавиатурный почерк, динамика нажатия клавиш, биометрия, аутентификация, кластеризацияKeywords: authentication accuracy, typing biometrics, keystroke dynamics, biometrics, authentication, clusterization
Просмотров: 3818
13. Контекстное ранжирование ответов по относительным метрикам в диалоговых системах помощи пользователям [№2 за 2020 год]
Авторы: Гафуров Н.Р. (nail@gafurov.ru) - Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики (Университет ИТМО) (аспирант);
Аннотация: Предметом исследования являются диалоговые системы помощи пользователям веб-приложений или онбординг-системы. Рассматриваются диалоговые системы в целом, вероятные причины их текущей актуализации, условия целесообразности применения, их виды и обосновывается выбор вида для описываемой системы. Исследованы системы помощи, порождающие необходимость отвечать на вопросы пользователей исходя из обозреваемого в данный момент раздела или страницы веб-приложения, помимо учета семантической релевантности ответа запросу. При этом остается потребность в составлении универсальных ответов без учета дополнительных условий, относящихся ко всем страницам веб-приложения, для сокращения используемых объемов хранилищ данных и ускорения обработки поступающих запросов. В статье описываются статус-кво в области алгоритмов ранжирования, условия систем помощи для применения алгоритмов ранжирования и разработанный алгоритм контекстного ранжирования ответов по относительным метрикам в диалоговых системах помощи пользователям, приводится пример применения алгоритма. Целью статьи является описание алгоритма ранжирования ответов на запросы пользователей в соответствии с контекстом запроса в диалоговых системах, основанных на списках ответов. Данный алгоритм рекомендуется применять в диалоговых системах, основанных на списках, в которых релевантность запроса пользователя и ответов из списка основана не только на семантической близости запроса и ответа, но и на релевантности условий применения ответа из списка и условий, в которых пользователь находится в момент запроса. К таким системам, помимо систем помощи пользователям, относятся системы, работающие по принципу «обмен сообщениями как интерфейс» (messaging-as-an-interface). В заключении статьи обозначены перспективные направления дальнейших исследований.
Abstract: The subject of this paper is dialogue systems for assisting users of web applications or onboarding sys-tems.
The paper contains dialog systems in general, the probable reasons for their current updating, the conditions for their feasibility, their types, and justifies the choice of the type for the described system.
We have studied the help systems that make it necessary to answer users' questions based on the currently viewed section or a web application page, in addition to taking into account the semantic rel-evance of the response to the query.
At the same time there remains the need to give universal answers without taking into account addi-tional conditions that apply to all pages of a web application to reduce the amount of data storage used and speed up the processing of incoming requests.
The paper describes the status quo in the ranking algorithm field, the system conditions of assisting users for applying ranking algorithms and describes the developed algorithm for response contextual ranking by relative metrics in dialogue systems for assisting users provides the algorithm application example.
The paper’s purpose is to describe the algorithm for ranking responses to user requests in accord-ance with the request context in dialogue systems based on answer lists.
This algorithm is for use in dialogue systems based on lists in which the user's request relevance and responses from the list are based not only on the request semantic proximity and response but also on the condition relevance for applying the response from the list and the conditions in which the user is at the time of the request. Such systems in addition to user assistance systems, include systems oper-ating on the “messaging-as-an-interface” principle. The paper also gives promising areas for further re-search.
Ключевые слова: диалоговые системы, вопросно-ответные системы, обработка естественного языка, искусственный интеллект, ранжирование, обмен сообщениями как интерфейсKeywords: dialogue systems, question-answer systems, natural language processing, artificial intelligence, rankings, messaging as an interface
Просмотров: 3522
14. Анализ методов интеграции для разработки информационно-аналитических систем по свойствам неорганических соединений [№2 за 2020 год]
Авторы: Дударев В.А. (vdudarev@hse.ru) - Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики» (доцент), кандидат технических наук; Темкин И.О. (igortemkin@yandex.ru) - Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС» (профессор, зав. кафедрой), доктор технических наук; Корнюшко В.Ф. (arbenina@mitht.ru) - Московский государственный университет тонких химических технологий им. М.В. Ломоносова (профессор), доктор технических наук;
Аннотация: В статье рассматривается применение системного анализа для формализации информационных процессов, протекающих в интегрируемых информационных системах, и разработки системы рекомендаций для выбора одного из методов интеграции при решении практических задач консолидации информационных систем. Анализ начинается с выделения базовых информационных процессов, протекающих в локальных информационных системах, затем идет наблюдение за их трансформацией в интегрированных системах, построенных с использованием трех методов консолидации: интеграции корпоративных приложений (Enterprise Application Integration, EAI), интеграции корпоративной информации (Enterprise Information Integration, EII) и ПО для извлечения, преобразования и загрузки данных (Extract, Transform, Load – ETL), основанного на технологии хранилищ данных. Осуществлен синтез обобщенной схемы методов интеграции гетерогенных информационных систем, и на ее основе выполнено сравнение методов с использованием десяти критериев. По итогам сравнения предложены рекомендации по выбору предпочтительного метода интеграции гетерогенных информационных систем. Отмечается возможность совместного использования методов ETL и EII для достижения оптимальной скорости работы источника интегрированных данных. Поскольку ни один из методов не покрывает всех потребностей, возникающих при консолидации информационных систем, предлагается методология их совместного использования для наиболее тесной интеграции информационных систем. Кратко рассматриваются результаты практического применения разработанной методологии интеграции для консолидации информационных систем в области неорганического материаловедения, как отечественных, так и зарубежных: описывается набор созданных web-сервисов, являющихся основным техническим средством, обеспечивающим взаимодействие распределенных кроссплатформенных информационных систем по свойствам неорганических веществ для консолидации данных, и пользовательский интерфейс единой точки входа www.imet-db.ru, позволяющий любому пользователю осуществлять поиск и просмотр информации по свойствам содержащихся в интегрируемых информационных системах веществ.
Abstract: The paper considers the system analysis application to formalize information processes that occur in integrated information systems (IS) and develop a system of recommendations for choosing one of the integration methods for solving practical IS consolidation problems.
The analysis starts with the identification of the basic information processes occurring in local IS and continues with the studying of their transformation in integrated systems built using three consoli-dation methods: Enterprise Application Integration (EAI), Enterprise Information Integration (EII) and software for extracting, converting, and loading data (Extract, Transform, Load – ETL), based on data warehouse technology.
The authors synthesized a generalized scheme of integration methods for heterogeneous infor-mation systems, and based on it, compared the methods using ten criteria. Based on the comparison re-sults, the authors offered recommendations for choosing the preferred method of heterogeneous infor-mation systems integration.
There is a possibility to use ETL and EII methods together to achieve the optimal performance of the integrated data source. Since none of the methods covers all the needs arising from the consolidation of information systems, there is a methodology for their joint use for the closest integration of information systems.
Briefly, the paper reviews the practical application results of the developed integration methodolo-gy for the IS consolidation in the inorganic materials science field, both domestic and foreign: there is a created web-service set, which is the main technical means that provides interaction of distributed cross-platform information systems on the properties of inorganic substances for data consolidation, and the user interface of a single entry point www.imet-db.ru, allows any user to search and view in-formation on the properties of substances contained in integrated information systems.
Ключевые слова: информационный процесс, интеграция данных, интеграция приложений, сравнение методов интеграции, критерий выбора метода интеграцииKeywords: nformation processing, data integration, application integration, integration methods comparison, criteria for integration method selection
Просмотров: 5165
15. Моделирование столкновения двух атомов над поверхностью конденсированной фазы [№2 за 2020 год]
Авторы: Плетнев Л.В. (pletnevl@yandex.ru) - Тверской государственный технический университет (профессор), доктор физико-математических наук; Желтов С.А. (Zheltov.SA@tversu.ru) - Тверской государственный университет (старший преподаватель);
Аннотация: Испарение вещества с поверхности конденсированной фазы представляет интерес как с практической, так и с теоретической точек зрения. Описать процесс вылета атомов с поверхности конденсированной фазы на микроскопическом уровне можно только с помощью метода молекулярной динамики, метода Монте-Карло или уравнения Больцмана. В связи с этим возникает вопрос о распределении столкновений атомов над поверхностью конденсированной фазы. Для современной вычислительной техники моделирование испарения даже с микроскопических областей конденсированной фазы за малый промежуток времени – нереальная задача из-за большого объема вычислений. Существенную проблему представляет описание взаимодействия двух молекул в газовой фазе. В статье анализируется проблема столкновения двух атомов над поверхностью конденсированной фазы после вылета с ее ограниченной области. В компьютерных экспериментах использовалась модель жестких сфер. Моделирование методом Монте-Карло подразумевает статистическую обработку результатов достаточно большого числа экспериментов. Использование последовательных вычислений на стандартных CPU неэффективно с точки зрения времени выполнения программ. Последовательный алгоритм, реализующий моделирование столкновений 1 млн атомов, требует порядка 10 часов машинного времени. Для большей достоверности результатов желательно, чтобы в каждом эксперименте сталкивались как минимум 300 млн атомов. Алгоритм расчета обладает параллелизмом по данным и может быть адаптирован для параллельных вычислений на графических процессорах с архитектурой CUDA, что позволяет существенно снизить фактическое время выполнения программ и повысить достоверность результатов за счет увеличения количества разыгрываемых пар атомов.
Abstract: Evaporation of a substance from a condensed phase surface is of interest from both practical and theo-retical points of view. It is possible to describe the process of departure of atoms from the condensed phase surface at the microscopic level only using the molecular dynamics method, the Monte Carlo method, or the Boltzmann equation. This raises the problem distributing collisions of atoms over the condensed phase surface.
Simulation of evaporation even from microscopic areas of the condensed phase in a short period of time is an unrealistic task for modern computer technology due to many calculations. The description of the interaction of two molecules in the gas phase is a significant problem.
The article analyzes the problem of collision of two atoms over the condensed phase surface after departure from its bounded areas. Computer experiments involved using a model of rigid spheres.
Monte Carlo simulation involves statistical processing of the results of a large number of experi-ments. Using sequential calculations on standard CPUs is inefficient in terms of program execution time. A sequential algorithm that implements simulation of collisions of 1 000 000 atoms requires about 10 hours of machine time. For greater reliability of the results, it is desirable that a minimum of 300 000 000 atoms collide in each experiment. The calculation algorithm has data parallelism and can be adapted for parallel calculations on graphics processors with the CUDA architecture, which makes it possible to significantly reduce the actual program execution time and increase the reliability of results by increasing the number of played pairs of atoms.
Ключевые слова: моделирование, столкновение, атом, метод монте-карло, параллельные вычисленияKeywords: modeling, collision, atom, monte-carlo method, parallel computing
Просмотров: 4756
16. Подходы к созданию онтологий для автоматизированных систем в машиностроительных производствах [№2 за 2020 год]
Авторы: Бурдо Г.Б. (gbtms@yandex.ru) - Тверской государственный технический университет (профессор, зав. кафедрой «Технология и автоматизация машиностроения»), доктор технических наук; Семенов Н.А. (dmitrievtstu@mail.ru) - Тверской государственный технический университет (профессор кафедры «Информационные системы»), доктор технических наук; Воронцов Н.В. (gbtms@yandex.ru) - Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана (аспирант);
Аннотация: Большинство отечественных машиностроительных предприятий, выпускающих наукоемкую продукцию, характеризуются многономенклатурностью изделий и частой сменой видов изделий, что обусловливает необходимость сокращения времени, предусмотренного на выполнение этапов жизненного цикла изделия. Это возможно путем использования автоматизированных систем проектирования и изготовления. Известно, что достаточно перспективным является онтологический подход к созданию автоматизированных систем, однако его использование может затрудняться применением не совсем рациональных методов. В статье рассмотрены системные принципы и дано математическое описание предметной си-стемы онтологий. Показано, что функция онтологий – это определяющий систему онтологий признак, вытекающий из целей разработки онтологий. Предлагается, помимо функции, определять систему онтологий набором элементов, связями между элементами данной системы онтологий с другими системами онтологий, параметрами каждого элемента в онтологии, параметром времени, онтологиями области решений, области исходных данных, области задач. На основе методологии жизненного цикла изделия показано, что выявленные двенадцать стадий жизненного цикла характеризуются тем, что в рамках каждой из них решается одна задача, свойственная машиностроительному производству. Это значит, что для осуществления процесса проектирования в автоматизированной системе для данной стадии строится и реализуется одна система онтологий, а в рамках одного этапа реализуются несколько систем онтологий, связанных между собой, как имеющие значительные области пересечения. В каждом конкретном случае состав этапов жизненного цикла изделия нуждается в уточнении. Предлагается уточнение этапов, как и выявление задач, решаемых на этапах жизненного цикла изделия, выполнять на основе изучения процессов деятельности организации.
Abstract: Most domestic machine-building enterprises that produce high-tech products have a characteristic by a product multiplicity, frequent changes in product types, and it is necessary to reduce the time period provided for the implementation of the product life cycle stages. This is possible by using automated design and manufacturing systems.
The ontological approach to the creation of automated systems is quite promising, but its applica-tion may be hampered by the use of not entirely rational methods. The authors considered system prin-ciples and gave the subject system mathematical description of ontologies. The ontology function is a feature that defines the ontology system and follows from the goals of ontology development.
In addition to the function, the authors proposed to define an ontology system by a set of elements; links between the elements of this ontology system with other ontology systems; parameters of each el-ement in the ontology; time parameter; ontology by the solution area; source data area; and problem area.
Based on the product life cycle methodology, the authors showed that the identified 12 stages of the life cycle have a characteristic by the fact that within each of them one problem has a solution, which is typical for machine-building production. This means that there is a single ontology system for the de-sign process in an automated system for this stage, and within a single stage there are several ontology systems linked together as having significant areas of intersection. In each case, the composition of the product life cycle stages needs to be clarified. There is an assumption to specify such stages, as well as to specify the tasks to be solved at the stages of the product life cycle based on the study of the organi-zation's processes.
Ключевые слова: автоматизированные системы проектирования и управления, машиностроение, онтология, жизненный цикл изделия, управление процессами, системный подходKeywords: automated design and control systems, machine tool industry, ontology, product life cycle, process management, systemic approach
Просмотров: 3756
17. Архитектура и режимы функционирования системы поддержки принятия решений по диспетчерско-организационному управлению объектами газоснабжения [№2 за 2020 год]
Авторы: Кантюков Р.Р. (R_Kantyukov@vniigaz.gazprom.ru) - НИИ природных газов и газовых технологий – Газпром ВНИИГАЗ (доцент, зам. генерального директора по науке), кандидат технических наук;
Аннотация: В статье описываются разработанная система поддержки принятия решений по диспетчерско-организационному управлению объектами газоснабжения, ее архитектура, режимы функционирования и программно-информационное обеспечение. Система создана на универсальной программной платформе 1С:8 с открытой архитектурой. Архитектура системы поддержки принятия решений включает восемь программных модулей, а также автоматизированное рабочее место диспетчера центра, которое имеет подсистему визуализации процессов газоснабжения и газораспределения. Назначение системы поддержки принятия решений – обеспечить контроль за технологическим процессом транспорта газа, управление запорной арматурой с целью отключения ремонтных или аварийных участков региональной системы газоснабжения, предотвращение или локализация возможных аварий. Все данные, собранные системой на объектах региональной системы газоснабжения (крановые площадки, газораспределительные станции, головные газораспределительные пункты, шкафные распределительные пункты), передаются в диспетчерский центр на автоматизированное рабочее место и отображаются на мнемосхеме в удобной форме. Далее эта информация передается в центральную диспетчерскую, где на мнемосхеме отображается уже вся распределительная газопроводная система. Система поддержки принятия решений имеет инструменты взаимодействия с такими функционально-организационными автоматизированными системами, как автоматизированная система бухгалтерского и налогового учета, автоматизированная система мониторинга и обеспечения без-опасности объектов региональной системы газоснабжения, включая автоматизированную систему коммерческого учета расхода газа и управления устройствами контроля утечек газа в бытовых производственных помещениях, АСУ энергоресурсоэффективностью и контроллингом энергоресурсоэффективности, АСУ персоналом на основе повышения мотивации персонала к развитию информатизации и широкому применению средств информационно-компьютерных технологий. Разработанная система поддержки принятия решений по диспетчерско-организационному управлению объектами газоснабжения предназначена для принятия многоатрибутных и многокритериальных решений в задачах контроля и управления газораспределением между потребителями в региональных системах газоснабжения.
Abstract: The paper describes the developed decision support system for dispatch and organizational manage-ment of gas supply facilities, its architecture, operating modes and software.
The system has been created on a universal software platform 1C:8 with an open architecture. The decision support system architecture includes eight software modules, a center dispatcher’s work-station with a subsystem for visualizing gas supply and gas distribution processes.
The purpose of the decision support system is to provide control over a technological process of gas transportation; to control valves to disable repair or emergency sections of the regional gas supply sys-tem, to prevent or localize possible accidents. All data collected by the system at the facilities of the regional gas supply system (crane platforms, gas distribution stations, head gas distribution points, cupboard distribution points) are transferred to the Dispatch center for an automated workstation and displayed on a mnemonic diagram in a convenient form. Further, this information is transmitted to the Central dispatch, where the entire distribution gas pipeline system is already displayed on the main mnemonic diagram.
The decision support system has tools for interaction with other functional and organizational au-tomated systems, such as an automated system of accounting and tax records, an automated system for monitoring and ensuring the safety of facilities of the regional gas supply system including an automat-ed system for commercial metering of gas consumption and control of gas leakage control devices in domestic production facilities, an automated system for managing energy and resource efficiency and controlling energy and resource efficiency, an automated personnel management system based on in-creasing staff motivation for the development of informatization and the widespread use of information and computer technologies.
The developed decision support system of dispatch and organizational management of gas supply facilities is designed to make multi-attribute and multi-criteria decisions in the problems of monitoring and managing gas distribution between consumers in regional gas supply systems.
Ключевые слова: система поддержки принятия решений, программно-информационное обеспечение, автоматизированное рабочее место, система газоснабженияKeywords: decision support system, software and information support, databases, automated workstation, gas supply system
Просмотров: 4215
18. Программное обеспечение автоматизированной системы управления электронно-лучевой сваркой тонкостенных конструкций [№2 за 2020 год]
Авторы: Тынченко В.С. (vadimond@mail.ru) - Сибирский государственный аэрокосмический университет им. академика М.Ф. Решетнёва (доцент), кандидат технических наук; Петренко В.Е. (dpblra@inbox.ru) - Сибирский государственный университет науки и технологий им. академика М.Ф. Решетнева, кафедра информационно-управляющих систем (аспирант); Милов А.В. (antnraven@ieee.org) - Сибирский государственный университет науки и технологий им. академика М.Ф. Решетнева, кафедра информационно-управляющих систем (аспирант);
Аннотация: В статье предлагается решение проблемы автоматизированного управления технологическим процессом электронно-лучевой сварки узлов и деталей космических аппаратов. Анализируются особенности технологического процесса электронно-лучевой сварки, в результате чего становится очевидной необходимость его автоматизации с применением программной системы. Использование разработанной автоматизированной системы позволяет повысить точность задания и воспроизводимость основных технологических параметров в процессе электронно-лучевой сварки, таких как ток луча, накал, фокусировка луча, скорость сварки. Программный продукт представляет собой приложение для операционной системы Windows, совместимое с версиями Windows XP/7/8/8.1/10. Приложение разработано с использованием языка программирования высокого уровня C++ и интегрированной среды разработки Embarcadero RAD Studio XE7. Разработка велась с использованием объектно-ориентированного подхода. В статье приведены структура программной системы управления, алгоритм ее работы в виде блок-схемы, а также диаграмма экранных форм. Представленное в рамках данной статьи программное решение содержит функционал задания таких параметров технологического процесса электронно-лучевой сварки, как скорость сварки, ток пуска, время нарастания, время спада. ПО также решает задачу контроля ряда параметров: ускоряющее напряжение, скорость сварки, ток пучка, ток фокусировки и ток накала. Целевые параметры технологического процесса задаются пользователем вручную, а управление самим процессом реализуется в программном виде. Кроме того, возможен просмотр графиков данных параметров технологического процесса. Апробация решения проводилась в рамках серии стендовых испытаний, результаты которых показали достаточно высокое качество управления технологическим процессом электронно-лучевой сварки.
Abstract: The paper proposes a solution to the automated control problem of the technological process for elec-tron beam welding of components and spacecraft parts. There is a specific analysis of the electron beam welding process, which makes it obvious that it needs to be automated using a software system.
Using the developed automated system allows to increase the problem accurately and the main technological parameters reproducibility of the electron beam welding process, such as beam current, glow, beam focusing, welding speed. The software product is an application for the Windows operating system that is compatible with versions of Windows XP/7/8/8.1/10.
The application was by using the high-level programming language C ++ and the integrated devel-opment environment Embarcadero RAD Studio XE7. Development was with using an object-oriented approach.
The paper shows the software control system structure, its operation algorithm in the block diagram form, as well as a screen form diagram. The software solution presented in the framework of this paper contains the functionality for setting such parameters of the electron beam welding process as the welding speed, start current, rise time, and fall time. The software also solves the controlling parameter problems such as accelerating voltage, welding speed, beam current, focusing current, and glow cur-rent. The target process parameters are manually set by the user, and the process control is in software. In addition, it is possible to view the process parameter data graphs. Solution testing was as part of a bench test series, which results showed a fairly high-quality control of the electron beam welding tech-nological process.
Ключевые слова: фокусировка луча, программный продукт, электронно-лучевая сварка, детали космических аппаратов, автоматизированное управление, автоматизированная системаKeywords: beam focusing, software product, electron beam welding, spacecraft parts, automated management, an automated system issue
Просмотров: 4451
19. О программном обеспечении для планирования мероприятий по снижению потерь мощности от несимметрии токов в сетях 0,4 кВ [№2 за 2020 год]
Авторы: Баламетов А.Б. (balametov.azniie@gmail.com) - Азербайджанский научно-исследовательский и проектно-изыскательский институт энергетики (профессор), доктор технических наук; Салимова А.К. (afag_sk@mail.ru) - Азербайджанский научно-исследовательский и проектно-изыскательский институт энергетики (доцент, ученый секретарь), кандидат технических наук; Гаджиев Н.И. (naib.haciyev.sdu@mail.ru) - Сумгаитский государственный университет (проректор, старший преподаватель кафедры электромеханики); Баламетов Э.А. (balametov.azniie@gmail.com) - ООО «Азеришыг» (старший диспетчер), кандидат технических наук;
Аннотация: Рост мощности электроприемников с нелинейным и несимметричным характером нагрузки ухудшает показатели качества электрической энергии в системах электроснабжения. В результате электрооборудование, рассчитанное на работу в электрической системе при определенном уровне характеристик электрической энергии, эксплуатируется в неэффективных режимах. Это приводит к снижению эффективности работы как самих систем электроснабжения, так и потребителей, подключенных к ним. В результате растет интерес к расчетам потерь мощности от несимметрии токов и напряжений в электрических сетях 0,4 кВ и к соответствующему ПО для оценки потерь мощности от несимметрии токов и напряжений в электрических сетях. Для определения показателей качества электроэнергии в электрических сетях 0,4 кВ проводились измерения с помощью прибора SIMEAS Q. Напряжение в фазах несимметрично и меняется в пределах 211–228 В, в то же время в конце фидера напряжение меняется в пределах от 145 до 228 В. Изменение активной мощности на головном участке фидера за сутки составляет 2–7 кВт, в фазах нагрузки варьируется в пределах 15–50 % от полной нагрузки, изменение реактивной мощности по фазам находится в пределах 0,8–1,6 кВАр. У потребителей с нелинейным и несимметричным характерами нагрузки, отдаленных от центра питания, уровни напряжения в течение 30 % времени дня меньше нормы. Авторы разработали программу для расчета несимметричных режимов и потерь мощности для четырехпроводных электрических сетей 0,38 кВ режимов с нулевым проводом. Проведен расчет потерь мощности для несимметричных режимов четырехпроводной электрической сети с нулевым проводом.
Abstract: The increase in the electric receiver power with non-linear and asymmetric load character affects the deterioration of the electric energy quality in power supply systems. As a result, electrical equipment designed to operate in the electrical system at a certain level of electrical energy characteristics is op-erated in inefficient modes. This leads to a decrease in the efficiency of both the power supply systems themselves and the consumers connected to them. As a result, there is growing interest in calculating power losses from current and voltage asymmetry in 0,4 kV electric networks and in the corresponding software for estimating power losses from current and voltage asymmetry in electric networks.
To determine the electricity quality in 0,4 kV electric networks, measurements were with using the SIMEAS q device. The voltage in the phases is asymmetric and varies between 211–228 V, while at the end of the feeder, the voltage varies between 145 and 228 V. The change in active power on the head section of the feeder for a day is 2–7 kW, in the load phases varies within 15–50 % of the full load, the change in reactive power in the phases is within 0,8–1,6 kVAr. Consumers with non-linear and non-symmetrical load patterns that are far from the power center have less than normal voltage levels dur-ing 30 % of the day.
The authors developed a program for calculating asymmetric modes and power losses for four-wire electrical networks of 0,38 kV modes with zero wire. There is a power loss calculation for asymmetric modes of a four-wire electric network with zero wire.
Ключевые слова: программное обеспечение, электрические сети 0,4 кв, электрические сети 0,4 кв, качество электроэнергии, несимметричная нагрузка, несимметрия токов, измерения, показатели качества электроэнергии, потери мощностиKeywords: the software, electric networks 0,4 kv, electric networks 0,4 kv, power quality, asymmetric load, current unbalance, measurements, power quality indicators, power losses
Просмотров: 3980
20. Требования к программной среде автоматизированной обработки полетных данных [№2 за 2020 год]
Авторы: Еремин Е.М. (jenya.eryomin2014@yandex.ru) - Государственный летно-испытательный центр им. В.П. Чкалова (инженер-испытатель); Нагорнов А.В. (alexnagornov77@bk.ru) - Государственный летно-испытательный центр им. В.П. Чкалова (зам. начальника отдела, начальник отделения);
Аннотация: С середины прошлого века в испытаниях летательных аппаратов, а также в летных исследованиях и полунатурных экспериментах по авиационной тематике существует задача автоматизированной обработки табличных временных рядов экспериментальных данных. Современные программные средства обработки данных обеспечивают успешное решение задач анализа полетной информации, но универсальной программной среды для этих целей не существует: авиационные специалисты сталкиваются с необходимостью использования нескольких разных приложений, что замедляет работу. Этим обусловлена актуальность задачи создания специализированной программной среды, ориентированной на потребности авиационной тематики. Для формирования требований к новой программной среде рассмотрены типовые элементы работы с полетной информацией: фильтрация данных по заданным критериям, визуализация динамики процесса на графике зависимости параметра от времени, добавление производных временных рядов, визуализация данных на графике зависимости параметра от другого параметра, определение значения обобщающего расчетного показателя на основе всей записи или ее фрагмента, определение взаимосвязей между параметрами, построение моделей множественной линейной и нелинейной регрессии. Для каждого из типовых элементов приведен пример из практической работы с результатами выполнения экспериментов. Также приведены примеры существующих приложений, решающих конкретные задачи с приемлемым или максимально возможным качеством. Рассмотрена общая архитектура системы. Предложены использование схемы «модель–вид–контроллер», разработка на языке программирования C++ с использованием паттернов объектно-ориентированного программирования «наблюдатель», «компоновщик» и «стратегия», а также код основы класса Row, каждый объект которого содержит один столбец таблицы данных. Количественные данные столбца таблицы в объекте класса Row размещаются в стандартном контейнере C++ vector, содержащем элементы типа double.
Abstract: In aircraft tests, as well as in flight researches and semi-natural experiments on aviation issues since the middle of the last century, there is an automated processing problem for the tabular time series of experimental data. Modern data analysis software provides a solution to the flight information analysis problems, but a universal software environment for these purposes does not exist: aviation profession-als encounter with the necessity to use several different applications, which slows down the work. An urgent problem is to create a specialized software environment focused on aviation topic needs.
To produce the requirements for the new software environment, there are the working typical ele-ments with flight information: data filtering according to specified criteria, process dynamics visualiza-tion on the graph of parameter dependence on time, time-series derivatives addition, data visualization on the graph of parameter dependence on another parameter, determination of the generalizing calcu-lated indicator value on the entire record or its fragment basis, relationship determination between pa-rameters, multiple linear constructions and nonlinear regression models.
For each of the standard elements, there is a practical work example with the performing experiment results. There are also existing application examples that solve specific problems with acceptable or maximum possible quality.
This paper contains the system general architecture. The authors proposed the use of the model–view–controller scheme, development in the C++ programming language using the object-oriented pro-gramming patterns observer, linker and strategy, as well as the Row class basic code, each object of which contains one data table column. The quantitative data of a table column in an object of the Row class is in the standard C++ vector container, which contains double type elements.
Ключевые слова: полетная информация, обработка экспериментальных данных, сглаживание временных рядов, построение графиков, регрессионные модели, требования к программной продукции, архитектура приложенияKeywords: flight information, experimental data analysis, time series smoothing, plotting, regression models, software requirements, application architecture
Просмотров: 2057
◄ ← Предыдущая | 1 | 2 | 3 | Следующая → ►
