Авторитетность издания
ВАК - К1
RSCI, ядро РИНЦ
Добавить в закладки
Следующий номер на сайте
№2
Ожидается:
16 Июня 2024
Статьи журнала №2 2014
21. Методика определения показателей качества обнаружения радиолокационных станций [№2 за 2014 год]Авторы: Платонов А.Ю. (romkord@yandex.ru) - Главное управление научно-исследовательской деятельности и технологического сопровождения передовых технологий (инновационных исследований) МО РФ, Москва (начальник гру); Помазуев О.Н. (romkord@yandex.ru) - Главное управление научно-исследовательской деятельности и технологического сопровождения передовых технологий МО РФ (зам. начальника управления ); Миронов А.М. (ncuog@mail.ru) - МО РФ (референт зам. министра обороны РФ ); Абу-Абед Ф.Н. (aafares@mail.ru) - Тверской государственный технический университет (доцент, декан), кандидат технических наук; Рюмшин А.Р. (rvdopira@yandex.ru) - НИИ «Центрпрограммсистем» (старший научный сотрудник ), кандидат технических наук;
Аннотация: В настоящее время из-за широкого использования технологий снижения заметности излучаемый радиолокационный сигнал существенно отражается и поглощается. Таким образом, значительно уменьшается мощность поступающего на вход приемного устройства РЛС отраженного сигнала, что затрудняет обнаружение самолета либо другого объекта, выполненного по подобной технологии. В этих условиях сложно оценить показатели качества обнаружения малозаметных и малоразмерных целей. Во многих случаях амплитуда и фаза сигналов РЛС являются случайными неизвестными параметрами. В условиях достаточно быстрых по отношению к тактовой частоте сигналов флуктуаций амплитуды и фазы, когда отсутствует возможность определения их значений по результатам предварительного статистического оценивания на предыдущих интервалах, часто используют модели сигналов. В работе предложена методика, позволяющая определять показатели качества обнаружения РЛС для широкого класса моделей сигналов, в том числе малозаметных и малоразмерных целей, в условиях стационарных гауссовских, шумовых импульсных помех, а также в беспомеховой обстановке. Методика использует полученные аналитические выражения и аппроксимации распределений рядом Грама–Шарлье в приближении Эджворта. Значение порога обнаружения для заданных вероятностей ложной тревоги определяется методом Ньютона, что позволяет повысить точность и упростить вычисления. Получены оценки показателей качества обнаружения в рассматриваемых условиях. Разработанная методика и полученные оценки могут быть использованы для определения показателей качества систем более высокого иерархического уровня, например показателей вторичной обработки сигналов, вероятности обнаружения (захвата) сигнала в зоне поиска.
Abstract: Nowadays stealth technologies are widely used. That is why the radiated radar -tracking signal is essentially r e-flected and absorbed. Thus, the power of a reflected signal on an intake radar entry is decreased. It complicates airplane d e-tection, or other object creat ed according to similar technology. Under these conditions it is difficult to estimate quality fa c-tors of radar detection of stealth and small targets.
In many cases the radar signals amplitude and a phase is unknown parametres. The models of signals are u sed often when
there are fast (in relation to clock frequency) fluctuations amplitude signals and a phase when there is no possibility to es ti-mate their values according to the results of preliminary statistical estimation on the previous intervals.
We propose a technique which allows determining the quality of radar detection for a wide class of models of signals (i n-cluding stealth and small targets) in terms of stationary Gaussian noise, impulse noise and in non -jamming environment. The
technique uses the obtained analytical expressions and approximation of distributions with Gram–Charlier series in Edge-worth Expansion. Detection threshold for given probabilities of false alarm is defined by Newton's method. It improves the
accuracy and simplifies the calculations. The article shows the estimates for quality detection under these conditions. The de-veloped methodology and the resulting estimates can be used to determine quality factors of higher hierarchical level sys-tems. For example, indicators of secondar y signal processing, probability of signal detection (capture) in the search area.
Ключевые слова: вероятности правильного обнаружения и ложной тревоги, обнаружитель сигналов, накопление пачки импульсов, модели сигнала, показатели качества обнаруженияKeywords: correct detection and false alarm probabilities, signals detector, accumulation of a pack of impulses, signal model, detection quality factors
Просмотров: 14539
22. Математическая модель оценки стоимости основных этапов жизненного цикла корабля с использованием систем информационной поддержки [№2 за 2014 год]
Авторы: Третьяков О.В. (vunc-vmf-3fil@mil.ru) - НИИ кораблестроения и вооружения ВУНЦ ВМФ «Военно-морская академия» (доцент, начальник НИЦ кораблестроения ), кандидат технических наук;
Аннотация: При создании кораблей важнейшую роль играет процесс программирования эксплуатации, поскольку именно для этого этапа проводятся все мероприятия на этапах проектирования и строительства. Вместе с проектированием будущих процессов эксплуатации формируется их стоимость и в бюджете планируются различные виды ресурсов. Ошибки в прогнозировании ресурсов впоследствии могут привести к нехватке средств на поддержание корабля в за-данной степени готовности и к снижению боевого потенциала флота. Традиционные методики расчета стоимости отдельных этапов жизненного цикла корабля основаны на статистических зависимостях. Такой подход требует периодического обновления методик, корректировки данных по результатам создания и эксплуатации кораблей, что не всегда возможно, особенно при отсутствии опыта эксплуатации новых кораблей. Кроме того, оценить с допустимой погрешностью влияние принимаемых при создании корабля инновационных решений на стоимость его эксплуатации с помощью таких методик весьма затруднительно. В настоящей статье описана математическая модель оценки стоимости жизненного цикла корабля, разработанная на основе применения метода функционально-стоимостного анализа. Предлагаемый подход позволяет не только оценить стоимость корабля через стоимость решаемых им задач, но и выявить наиболее узкие места при принятии проектных решений. Модель и построенную на ее основе методику предлагается использовать при создании системы информационной поддержки жизненного цикла корабля. Особенностью предлагаемого подхода к оценке стоимости является также то, что структурно-функциональная модель корабля, являющаяся информационной основой для расчетов, строится на базе его общей электронной модели.
Abstract: The programming stage plays the most significant role in ship design and construction because the whole
range of activities at design and construction stages is carried out for this stage exactly. In conjunction with future opera tional
processes design, their cost is defined, and different kinds of resources are planned in the budget. Mistakes in resource for e-casting may lead to funding shortages, failures to support ship readiness at a certain level and decrease the Navy operationa l
potential. Conventional techniques for cost evaluation of separate stages of the ship life cycle are based on statistic relations.
Such an approach requires regular technique and data updates according to ship design and operation findings. It is not a l-ways possible, especially when new ships operation experience is absent. Furthermore, it is quite challenging to assess (with
acceptable error) the impact of ground-breaking decisions taken during ship design and construction on its operational cost
using such techniques. The article describes a mathematical model of ship life cycle cost assessment based on activity-based
costing analysis. The proposed approach not only enables to assess the ship cost based on the tasks cost, but also reveal the
most vulnerable points in making design decisions. The model and its technique are designed for developing the ship life c y-cle information support system. The ship's structural and functional model is an information resource for calculations. And
this model is based on the ship general digital model. This is one of the peculiarities of the said approach for cost assessment.
Ключевые слова: риск, относительная важность функции, структурно-функциональная модель корабля, стоимость жизненного цикла, функционально-стоимостный анализ, электронная модель корабля, система информационной поддержки процессов жизненного цикла корабляKeywords: risk, relative function criticality, ship structural and functional model, life cycle cost, activity-based costing, ship digital model, ship life cycle information support system
Просмотров: 12601
23. О технологии автоматизированной оценки живучести и безопасности кораблей ВМФ [№2 за 2014 год]
Авторы: Лобанов С.Л. (marinmat@yandex.ru) - Научно-исследовательский институт кораблестроения и вооружения ВМФ ВУНЦ ВМФ «Военно-морская академия» (доцент, старший научный сотрудник), кандидат технических наук; Бледнов Д.А. (marinmat@yandex.ru) - Научно-исследовательский институт кораблестроения и вооружения ВМФ ВУНЦ ВМФ «Военно-морская академия» (старший научный сотрудник ), кандидат технических наук; Сорокин В.Е. (sorokinve@yandex.ru) - НИИ «Центрпрограммсистем» (ведущий научный сотрудник), кандидат технических наук;
Аннотация: Многочисленные аварии и катастрофы на кораблях в послевоенный период многие специалисты в области военного кораблестроения связывают с их недостаточной живучестью. Авторы статьи утверждают, что в мирное время при эксплуатации корабля в повседневных условиях основным его свойством, противостоящим авариям и возможному ущербу от них, является безопасность. Приводится анализ существующего в ВМФ термина «безопасность» и предлагается подход к разработке технологии его автоматизированной оценки, в основу которого положен критерий минимально необходимого уровня функционирования корабля. Перечислены и обоснованы события, которые должны быть исключены для обеспечения такого уровня функционирования корабля. Полнота выполнения техническими средствами (системами) корабля задач по предотвращению этих событий положена в основу определения критериев его безопасности. Даются определения и основные соотношения для вычисления характеризующих их показателей. Предложено ввести два уровня управления кораблем и его техническими средствами (системами) при борьбе за безопасность: низкий при ручном и высокий при дистанционном управлении техническими средствами (системами) корабля. Приведен пример возможного деления надводного корабля на аварийные участки, оборудование и механизмы которых попадают под действие поражающих факторов различных аварий. Формализация оценок безопасности базируется на выделении функционально самостоятельных операций, выполняемых значимыми элементами технических средств (систем) корабля по обеспечению минимально необходимого уровня его функционирования, и на построении функционально-топологических схем элементов и структурно-логических схем условий выполнения этих операций в виде ориентированного графа. Количественные значения показателей выполнения функционально самостоятельных операций вычисляются по соответствующим схемам логическим выражениям. Рассмотрен порядок определения оценки безопасности проектируемых кораблей по введенным критериям и показателям и выработки рекомендаций для повышения их безопасности. В заключительной части статьи дается ряд предложений по повышению безопасности кораблей ВМФ.
Abstract: Many military shipbuilding specialists connect the numerous accidents and disasters which occurred on ships
after the World War II with their insufficient survivability. The paper states that the ship safety is the main feature which can
withstand accidents and probable damage in the peacetime during the ship service process under routine con ditions. The au-thors analyse the “safety” term, used in the Russian Navy. They also propose an approach to develop an automated assess-ment technology for this term. This method is based on a minimum level criterion of ship operation. The article describes and
proves events which should be excluded to ensure such level of the ship functioning. The ship safety criteria definition is
based on its functional efficiency of preventing these events by means (systems) of the ship. Definitions and basic parities to
describe their parameters calculation are given. It is offered to enter two management levels of the ship and its means (sys-tems) at struggle for safety: low at manual and high at remote control by means (systems) of the ship. The re is an example of
possible division of the ship on emergency regions . Their equipment and mechanisms fall within the scope of adverse factors
of various accidents. Safety estimations formalization is based on allocation of the functional -independent operations which
are carried out by significant elements of the ship means (systems) on maintenance a minimal necessary level of its functio n-ing. It also is based on construction of functional -topological circuits of elements and structural -logic circuits of these opera-tions performance conditions as direct graph. Quantitative values of functional-independent operations performance parame-ters are calculated according to corresponding circuits to logic expressions. The article considers the process of definition of
projected ships safety rating according to entered criteria and parameters, as well as recommendations to increase their safety.
The concluding part of the paper formulates a number of proposals to improve ships safety of the Russian Navy.
Ключевые слова: структурно-логическая схема, функционально самостоятельная операция, критерии и показатели безопасности, минимально необходимый уровень функционирования, живучесть и безопасность корабляKeywords: structural-logic circuit, fun c-tional-independent operation, criteria and parameters of safety, minimal necessary level of functioning, ship survivability and safety
Просмотров: 6668
24. Итерационный метод расчета посадки и остойчивости корабля в системах автоматизированной оценки живучести [№2 за 2014 год]
Авторы: Лушин Г.В. (kafedra_vks@mail.ru) - Военно-морской политехнический институт ВУНЦ ВМФ «ВМА» (доцент), кандидат технических наук; Курятников В.В. (a1b2c3d4e5d6@mail.ru) - НИИ «Центрпрограммсистем» (зав. отделом ), кандидат технических наук; Марков М.С. (kafedra_vks@mail.ru) - Военно-морской политехнический институт ВУНЦ ВМФ «ВМА»; Иванов Б.Г. (kafedra_vks@mail.ru) - Военно-морской политехнический институт ВУНЦ ВМФ «ВМА»;
Аннотация: Статья посвящена методу расчета посадки и остойчивости неповрежденного и поврежденного корабля для использования в системах автоматизированной оценки живучести корабля. Используемый итерационный метод расчета посадки и остойчивости корабля для заданного варианта нагрузки (варианта затопления) основывается на методе последовательных приближений В.Г. Власова, позволяющем решать задачу с заданной и контролируемой степенью точности. При этом не решается пространственная задача по определению параметров равновесной посадки корабля, а рассчитывается диаграмма поперечной статической остойчивости свободно дифферентующегося корабля. Вычисленные параметры поперечной диаграммы статической остойчивости используются для оценки состояния поврежденного и неповрежденного корабля. Метод использует математическую модель корабля, заданную координатами точек на теоретической поверхности корпуса и водонепроницаемых отсеков, и позволяет с контролируемой точностью вычислять параметры посадки, остойчивости и другие параметры, характеризующие безопасность корабля для заданной его нагрузки (состава затопленных отсеков). Статья содержит принципы вычисления нагрузки поврежденного корабля при различных способах затопления водонепроницаемых отсеков, включая сомнительно затопленные отсеки. Приводятся конкретные формульные зависимости, позволяющие сделать оценку степени остойчивости поврежденного и неповрежденного корабля и, таким образом, оценить его состояние. Делается вывод о том, что применение представленного в статье итерационного метода расчета посадки и остойчивости корабля для заданного варианта нагрузки (варианта затопления) в системах автоматизированной оценки живучести корабля повысит эффективность и обоснованность принятия решений и назначения мероприятий по восстановлению остойчивости и спрямлению поврежденного корабля.
Abstract: The article describes the method of calculating landing and stability of an intact and damaged ship in systems
of the automated survivability assessment. The iterative method for a given load is based on V.G. Vlasov’s method of succes-sive approximations. It allows solving the problem with given and controlled accuracy degree. It does not solve some spatial
problem of in trim landing characterization. It calculates the diagram of crosscut statistic stability of a freely trimmed ship.
Calculated parameters of crosscut diagram are used to assess the ship state.
The method uses a mathematical model of the ship. It is specified by the point coordinates on the theoretical surface and
watertight compartments. It allows calculating the parameters of landing, stability and others that characterize the safety of
the ship for a given load (flooded compartments) with controlled accuracy. The article contains load calculation principles for
a damaged ship at various ways of flooding watertight compartments, including doubtful flooded compartments. There are
certain formula dependances that allow assessing stability of an intact and damaged ship.The authors conclude that using this
iterative method can improve the efficiency and reasonability of decision-making and assignment the measures to restore sta-bility.
Ключевые слова: водонепроницаемые отсеки, нагрузка корабля, диаграмма поперечной статической остойчивости, параметры безопасности, параметры посадки, расчет, неповрежденный корабль, поврежденный корабльKeywords: waterproof compartments, ship loading, chart of crosscut static stability, safety parameters, landing parameters, site, intact ship, damaged ship
Просмотров: 7557
25. Реализация алгоритма оптимизации параметров молекулярно-динамического потенциала REAXFF [№2 за 2014 год]
Авторы: Шефов К.С. (k.s.shefov@gmail.com) - Санкт-Петербургский государственный университет (аспирант); Степанова М.М. (mstep@mms.nw.ru) - Санкт-Петербургский государственный университет (доцент ), кандидат физико-математических наук;
Аннотация: Молекулярно-динамические методы с потенциалом ReaxFF (Reactive Force Field) позволяют получать достаточно хорошие результаты при моделировании больших многокомпонентных химически реактивных систем. Реализация потенциала ReaxFF имеется в программном пакете LAMMPS, но для корректных расчетов требуется предварительная оптимизация многочисленных параметров этого потенциала для конкретной системы. В данной работе представлены результаты разработки параллельной программы, реализующей алгоритм однопараметрической оптимизации параметров молекулярно-динамического потенциала ReaxFF. Для оптимизации используются данные точных квантовых расчетов набора простых моделей химических соединений (training set). Оптимизация основана на минимизации функции ошибки, представляющей собой сумму квадратичных отклонений расчетов ReaxFF от квантовых расчетов по всему набору. В статье описан алгоритм поиска параметров и представлена блок-схема разработанной программы. Для процедуры поиска минимума потенциальной энергии моделей оптимизирующего набора с потенциалом ReaxFF используется молекулярно-динамический симулятор LAMMPS, собранный в качестве библиотеки. Программа позволяет подбирать параметры потенциала для произвольных типов химически реактивных систем, что необходимо для создания корректных численных моделей химических реакций методами молекулярной динамики c помощью пакета LAMMPS на высокопроизводительных параллельных кластерах.
Abstract: Molecular dynamic methods that use ReaxFF (Reactive Force Field) allow obtaining sufficiently good results
in simulating large multicomponent chemically reactive systems. ReaxFF is implemented in the standard software package
LAMMPS. However, pre-optimization of numerous parameters of this force field for a specific system is required for correct
computations. This paper presents a parallel program that implements one-parameter search algorithm for the molecular dy-namic force field ReaxFF. The program uses data obtained by accurate quantum chemical computations of characteristics
(training set) of chemical compounds simple models for t he optimization process. The parameter search is based on the min-imization of the error function. This is a sum of squared deviations of training set entries computed by ReaxFF from ones
computed by quantum chemical methods. The paper describes the parameter search algorithm and shows the program block-scheme. Molecular dynamic simulator LAMMPS is used to search the minimum of ReaxFF potential energy (optimal geom e-try) of the training set models. The package LAMMPS is compiled as a library and linked to the program. The program al-lows searching ReaxFF parameters for arbitrary types of chemically reactive systems. It is necessary for specific numerical
simulations of chemical reactions using the molecular dynamic package LAMMPS on high -performance parallel computers.
Ключевые слова: параллельный алгоритм, оптимизация параметров, реактивное силовое поле, химически реактивные системы, потенциал взаимодействия, молекулярная динамика, численное моделированиеKeywords: parallel algorithm, parameter optimization, reactive force field, chemically reactive systems, interaction potential, molecular dynamics, numerical simulation
Просмотров: 9619
26. Моделирование процесса деформирования при наличии фазового перехода от потенциального к диссипативному течению [№2 за 2014 год]
Авторы: Федотов В.П. (fedotov@imach.uran.ru) - Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана; Горшков А.В. (A.V.Gorshkov@urfu.ru) - Институт машиноведения Уральского отделения РАН (доцент, научный сотрудник ), кандидат физико-математических наук;
Аннотация: Перекрестные эффекты в сложных системах определяются феноменологическими составляющими соответствующих систем уравнений, в которых на основе подхода Онзагера устанавливается связь между обобщенными потоками и обобщенными силами. Для деформационных задач эта связь, как правило, устанавливается линейным постулатом Гука. Однако на его основе невозможно описать фазовый переход второго рода от упругости к диссипативному пластическому течению, а непрерывные физические величины, такие как температура, концентрация при-меси и т.п., связать с условным пределом текучести, поскольку последняя величина является экспериментально-точечной. Как гипотезу, имеющую подтверждение на практике, примем, что коэффициенты взаимности L km , постоянные по Онзагеру, могут быть нелинейными функциями. Для деформационных задач примем постулат Коши, согласно которому в упругой области коэффициент Онзагера есть квадратичная функция деформации. В этом случае решение задачи упругости сводится к решению нелинейных уравнений. Применение метода конечных элементов требует решения систем большой размерности и, как следствие, больших затрат времени. Для сокращения времени счета используется метод граничных элементов в сочетании с применением там, где возможно, аналитических вычислений. В статье рассмотрен пример применения алгоритма к решению плоской задачи нелинейной упругости для неоднородной области.
Abstract: The paper considers the algorithm for solving nonlinear elasticity issue.
Cross-effect in complex systems is determined by the phenomenological components of relevant systems of equations. In
these systems the relation between the generalized flows and generalized forces is established based on the Onsa ger’s ap-proach. For the deformation problems, this relation usually is established by Hook’s linear postulate. However, this postulat e
can not be a basis for describing the second-kind phase transition from elasticity to dissipative plastic flow. And relating con-tinuous physical quantities (temperature, admixture concentration etc.) can not offset yield strength since the latter is an ex-perimental pointwise quantity.
As a practically confirmed hypothesis, it is assumed that the reciprocity factors L
km, constant by Onsager, can be nonline-ar functions. For deformation problems we use the Cauchy postulate. It states that the Onsager factor in the elastic region i s a
quadratic function of strain. In this case the elasticity problem solution is reduced to the sol ution of nonlinear equation. The
application of the finite elements method requires a solution of large -dimension systems and, consequently, it is extremely
time-consuming. To reduce the computation time, the boundary element method is used in combination with analytical com-putation if possible. The article considers the example of the algorithm application to solve a nonlinear plane problem of el as-ticity for an inhomogeneous region.
Ключевые слова: аналитические вычисления, граничные элементы, нелинейная упругостьKeywords: analytic calculation, boundary element, nonlinear elasticity
Просмотров: 6114
27. Комплекс проблемно-ориентированных программ анализа микрофотоизображений текстуры нанокомпозитов «FRA_VA_T» [№2 за 2014 год]
Авторы: Галаев А.Б. (galaevandre@yandex.ru) - Московский государственный машиностроительный университет (МАМИ) (аспирант); Бутусов О.Б. (butusov-1@mail.ru) - Московский государственный машиностроительный университет (МАМИ) (профессор, зав. кафедрой ), доктор физико-математических наук; Мешалкин В.П. (clogist@muctr.ru) - РХТУ им. Д.И. Менделеева, г. Москва, доктор технических наук;
Аннотация: Разработан комплекс проблемно-ориентированных программ анализа микрофотоизображений текстуры нанокомпозитов «FRA_VA_T», реализованный на основе принципов модульного и объектно-ориентированного программирования на языке Matlab c использованием функций библиотеки Image Processing Toolbox и ранее предложенных авторами морфологических, фрактально-вейвлетных и кластерно-морфометрических методов и алгоритмов анализа микрофотоизображений. Комплекс «FRA_VA_T» состоит из трех основных программ: программы первичного анализа яркости П1; про-граммы расчета фрактальной размерности П2; программы кластерно-морфометрического анализа микрофотоизображений сечений нанокомпозитов П3 и одной вспомогательной программы вычисления зависимостей рассчитанных текстурных параметров от входных данных ВП-1. Информационное обеспечение комплекса «FRA_VA_T» представляет собой БД, реализованную с помощью СУБД MYSQL, и содержит пополняемые при каждом новом исследовании микрофотоизображений входные данные, включающие собственно исходные микрофотоизображения и соответствующие им числовые характеристики, а так-же выходные данные, отображающие основные результаты работы комплекса – сгенерированные специальные изображения и соответствующие им вычисленные значения текстурных параметров исследуемых микрофотоизображений.
Abstract: A complex of problem-oriented programs for analysis of micro photo images (MPI) of nanocomposites texture
"FRA_VA_T" is developed. It is based on the principles of modular and object -oriented programming using Matlab language
and Image Processing Toolbox library functions.
The software complex is designed according to the original morphological, fractal -wavelet and cluster-morphometric
methods and algorithms of MPI analysis previously proposed by the authors.
The "FRA_VA_T" complex consists of three main programs: P1is a primary brightness analysis program; P2 is a fractal
dimension calculating program, P3 is a cluster-morphometric analysis program for mikrographs of nanocomposites sections
and one auxiliary VP-1 program to calculatу the dependency of textural parameters from the input data.
Data support of the "FRA_VA_T" complex is a database. It is implemented using MYSQL database and includes r e-loadable with each new research mikrographs input data. This input data contains the original MPI and corresponding numer-ical characteristics, as well as the output data representing the main results of the complex: special generated images and t heir
corresponding calculated values of texture parameters of MPI.
Ключевые слова: фрактальный анализ, кластер, комплекс программ, микрофотография, морфология, нанокомпозит, программный модуль, программное обеспечение, текстура, информационное обеспечениеKeywords: fractal analysis, cluster, software, micrograph, morphology, nanocomposite, program module, the software, texture, information provision
Просмотров: 12131
28. Программно-реализуемый метод межканальной градиентной реконструкции цветных цифровых изображений [№2 за 2014 год]
Авторы: Самойлин Е.А. (es977@mail.ru) - Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил «Военно-воздушная академия им. проф. Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (профессор), доктор технических наук; Шипко В.В. (shipko.v@bk.ru) - Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил «Военно-воздушная академия им. проф. Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (адъюнкт );
Аннотация: В статье рассмотрен метод реконструкции сбойных элементов цветного цифрового изображения за счет межканальной избыточности. Известны векторные медианные фильтры, показывающие свое преимущество по сравнению с покомпонентной обработкой цветных изображений, которые учитывают межканальную корреляцию значений сигналов каждой компоненты. Такие медианные фильтры не в состоянии всегда достоверно восстанавливать значение потерянного сигнала вследствие своей ограниченности только выборкой элементов апертуры, а также при подавляющем количестве сбойных элементов в апертуре. Между тем возникающая при переходе к цветным изображениям избыточность открывает новые возможности по восстановлению потерянных вследствие воздействия помех значений сигналов изображений. В частности, в случае искажения яркости элемента изображения в одном из каналов можно оценить ее значение по амплитуде яркости соответствующих элементов других каналов. Основой метода является допущение о том, что локальные градиенты (разность центрального элемента апертуры фильтра с элементами его окрестности) в плоскости каждой компоненты приблизительно равны. Как показали исследования, данное допущение справедливо для многих реальных цветных цифровых изображений. Приведены результаты моделирования, показывающие превосходство межкомпонентной градиентной реконструкции над медианной фильтрацией в точности восстановления потерянных или искаженных элементов компонент цветного изображения. Использование метода подавления импульсных помех по межканальным градиентам позволяет получить более высокую точность восстановления потерянных сигналов, чем медианная фильтрация, за счет меньшего искажения полезных границ областей и перепадов яркости. Кроме того, применение медианного фильтра после предложенных процедур помехоподавления заметно повышает качество восстановления искаженного изображения. Показана эффективность представленного метода на примере обработки реального цветного цифрового изображения. Результаты исследования демонстрируют возможность реконструкции помеховых сигналов цветных цифровых изображений по локальным градиентам соседних каналов. Предлагаемый метод подразумевает программную реализацию и может использоваться в различных компьютерных системах и самостоятельных программных модулях для обработки цветных цифровых изображений.
Abstract: The article considers a reconstruction method of failure elements of the color digital image using interchannel
redunancy. Nowadays there are vectorial median filters that show their advantage comparing to traditional component -wise
image processing. At the same time they aren’t able to de -update lost signal value always authentically because of the limited
aperture sample capture, and also in case of overwhelming quantity of faulty elements in an aperture. Meanwhile, redunancy
appearing after transition from gray-scale to color images opens new opportunities for restoration of images signals values
lost due to interference attack. In particular, in case of distortion of image element brightness in one of color channels, it is
possible to evaluate its value using the brightness amplitude of other color channels appropriate elements. The local gradien ts
are the difference between the central aperture element and closely-spaced elements. The base of the method is an assump-tion that the local gradients are approximately equal in the image plane of each component. The results showed that this a s-sumption is fair for many real color digital images.The results of modeling show the superiority of interelement gradient r e-construction over median filtering in reconstruction accuracy of the lost or distorted elements of color image components.
The results show that the offered method allows receiving higher accuracy of distorted signals restoration comparing to tradi-tional vectorial median processing. The example of the processing the real color digital image shows the efficiency of the
presented method. The study results show the possibility to reconstruct interference signals of color digital images using local
gradients of nearby channels. The proposed method implies the software implementation and can be used in different co m-puter systems and independent software modules for color digital images processing.
Ключевые слова: медианная фильтрация, межканальная градиентная реконструкция, импульсные помехи, цветные цифровые изображенияKeywords: median filtering, interchannel gradient reconstruction, impulse noise, color digital images
Просмотров: 6400
29. Моделирование программы таксономии технологий изготовления деталей машиностроительного профиля с помощью сетей Петри [№2 за 2014 год]
Автор: Шестаков А.М. (shestakova_olga2@mail.ru) - Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет (аспирант );
Аннотация: Рассматривается созданная с использованием сети Петри модель, позволяющая проводить анализ передачи и по-лучения данных от компьютеров к программе таксономии технологий изготовления деталей по сети Интернет. Цель моделирования – имитирование отказа работы программы, поиск дедлоков (отсутствие зацикливаний и тупиков), а также выявление узких мест в программе при передаче данных. В имитационных экспериментах отказы обслуживания программой таксономии компьютеров имитировались появлением случайного числа фишек маркеров в позиции. При отсутствии отказа программа работает в автоматическом режиме – позиция обслуживает команды на таксономию от компьютеров. При появлении отказа программы на доступ дуга закрывает переход и производится возврат к исходной позиции. В нормальном режиме работы программы сети Петри обеспечивают в любой момент времени одновременное бесконфликтное обращение нескольких компьютеров к программе таксономии деталей при их параллельной работе. Параллельность означает, что любой из компьютеров, получающих доступ к программе, может начать обращение или закончить его раньше или позже другого. В качестве формального языка для описания модели веб-приложения таксономии технологий изготовления деталей предлагается использовать аппарат сетей Петри. Сети Петри являются расширением классической теории графов. Теория сетей Петри делает возможным спецификацию системы математическим представлением, анализ которой помогает получить важную информацию о структуре и динамическом поведении моделируемой системы. На основе сети Петри построено покрывающее дерево графа достижимости. Анализируя покрывающее дерево, вершинами которого являются все возможные достижимые разметки сети, выделены такие ее свойства, как безопасность (число маркеров в любой позиции не превышает 1), сохраняемость (невозможность возникновения и удаления ресурсов в моделируемом объекте), а также живость (отсутствие зацикливаний и тупиков). В разработанной сети Петри отсутствуют зацикливания и тупики; программу таксономии этой модели можно применять в производстве.
Abstract: The article considers a model created using Petri nets. It allows analyzing the tran smission and receipt of data
from computers to the technology taxonomy program for details production on the Internet. The purpose of modeling is
simulation of the program failure, deadlocks search (no loops and dead ends), and identifying bottlenecks when transmiting
data. In the simulation experiments failures of computer service by the taxonomy program are simulated as appearance of a
random number of markers chips in the position. When there are no failures the program works automatically. The position
serves the teams on the computer taxonomy. When there is an access denial in the program, the arc closes the transition and
returns to the starting position. In normal operating mode at any time the Petri nets programs provide simultaneous conflict -free reference of multiple computers to taxonomy program with parallel work. Parallelism means that any of the computers
that receive the access to the program can start referring or finish it before or after the other. The Petri nets apparatus c an be
used as a formal language to describe the Web application model of taxonomy of the details production technologies. The Pe-tri nets are an extension of the classical graph theory. The Petri nets theory of enables the system specification using math e-matical representation. Its analysis helps to get important information about the structure and dynamic behavior of the mo d-eled system. Based on Petri nets the spanning tree of the reachability graph is constructed. Its points are all possible reac hable
network marks. The analysis of the spanning tree highlightes its properties such as: security (number of marks in any position
does not exceed 1); persistence (the inability of appearing and deleting resources in the simulated object) and vividness (no
loops and dead ends.)
The developed Petri net does not have loops and dead ends. Its taxonomy program can be used in production.
Ключевые слова: граф достижимости, покрывающее дерево, так-сономия деталей, классификация, моделирование программы сетью, математическая модель, сеть петриKeywords: reachability graph, spanning tree, , classification, program simulation with network, mathematical model, the petri nets
Просмотров: 11828
30. Автоматизированная система управления процессами создания наукоемких машиностроительных изделий [№2 за 2014 год]
Авторы: Бурдо Г.Б. (gbtms@yandex.ru) - Тверской государственный технический университет (профессор, зав. кафедрой «Технология и автоматизация машиностроения»), доктор технических наук; Стоянова О.В. (ovstoyanova@list.ru) - Смоленский филиал Национального исследовательского университета МЭИ, кандидат экономических наук;
Аннотация: В настоящее время российский и мировой рынки диктуют спрос на наукоемкую высокотехнологичную продукцию различных областей машиностроения. Учитывая высокий уровень конкуренции, первостепенное значение приобретает задача сокращения сроков проектирования и изготовления опытных образцов наукоемкой продукции. Проектирование и производство первых образцов новых изделий является специфичной задачей по целому ряду причин, что отличает ее от стоящих при производстве серийной продукции и реинжиниринге (модернизации, модификации). Особенность задач не позволяет достаточно эффективно использовать существующие инструментальные средства поддержки решений для процессов создания наукоемкой продукции, поэтому актуально создание автоматизирован-ной системы управления процессами технической подготовки производства, изготовления и испытания (АСУ ТППиИ) наукоемкой продукции. Выявлены и сформулированы новые принципы построения АСУ ТППиИ, обеспечивающие выполнение процедур принятия решений адекватно процессам, существующим в реальной производственной системе ; информационную интеграцию с системой управления организацией более высокого уровня; встраивание АСУ ТППиИ в автоматизированные системы поддержки жизненного цикла продукции; соответствие процедур принятия решений логике человеческого мышления и алгоритмам действия специалистов; сокращение суммарного времени (цикла) изготовления образца наукоемкой продукции. На основе выявления структуры и функций процедур, выполняемых при создании наукоемкой продукции, разработана теоретико-множественная модель АСУ ТППиИ. Обосновано соответствие теоретико-множественной модели установленным принципам создания автоматизированной системы. Управлению подлежат процессы, выполняемые на этапах научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, конструкторской и технологической подготовки производства, производственного планирования выпуска, изготовления, контроля и испытания наукоемкой продукции. Выявлены информационные преобразования, выполняемые в рамках автоматизированной системы управления. Теоретико-множественная модель и модель временной структуры являются основой для разработки методов и алгоритмов принятия решений в автоматизированной системе.
Abstract: Nowadays Russian and world markets determine the demand for science-intensive high-tech products in vari-ous fields of mechanical engineering. The reduction of terms in design and production of prototype science -based products
(SP) is in focus considering high competition level. The design and production of first innovative samples is a specific task
for a number of reasons. This distinguishes it from the tasks and problems facing the serial production and re -engineering
(modernization, modification). Due to this task specifics the existing decision support tools can not be effective enough for
creating a SP. Therefore, the development of the automated control system of preproduction engineering, manufacture and
testing of science-based products (ACS PE&T) is an actual task.
New principles of developing the ACS PE&T are set forth. They allow (a) the decision-making processes to be adequate
to real production processes, (b) the informational integration into the control hierarchy, (c) the ACS PE&T to be incorp o-rated into the automated support system for a product life cycle, (d) the decision -making procedures to comply with human
reasoning as well as experts’ operational algorithm, (e) a manufacturer to reduce the total time (cycle) for a SP sample man u-facturing.
A set-theoretic model of the ACS PE&T is developed in terms of the structure and procedure functi ons educed in the
process of creating a SP. A set-theoretic model is proved to comply with the established ACS principles.
The processes controlled with ACS are performed at the following stages of SP developing: research, development and
engineering; designing and preproduction engineering; manufacturing planning; manufacture; quality control and testing.
The information conversions within the automated control system are found out and described.
A set-theoretic model and a temporal structure model is t he basis for development of methods and algorithms of decision-making in the automated control system.
Ключевые слова: теоретико-множественная модель, жизненный цикл изделия, искусственный интеллект, техническая подготовка производства, автоматизированная система, машиностроение, управление процессами создания наукоемкой продукцииKeywords: set-theoretic model, product life cycle, artificial intelligence, preproduction engineering, an automated system issue, machine tool industry, control of science-based product development
Просмотров: 12670
◄ ← Предыдущая | 1 | 2 | 3 | 4 | Следующая → ►
