Программные продукты и системы

Статьи из выпуска № 3 за 2016 год.

Упорядочить результаты по: Дате публикации | Заголовку статьи | Авторам

11. Метод автоматического формирования семантической сети из слабоструктурированных источников [№3 за 2016 год]
Авторы: Письмак А.Е., Харитонова А.Е., Цопа Е.А., Клименков С.В.
Просмотров: 8703
Автоматическая обработка текста – одно из основных научно-практических направлений в современных информационных технологиях. Важным предметом изучения в этой области остается возможность автоматического построения и обновления тезаурусов и семантических сетей. Семантическая сеть – это ориентированный граф; узлами его являются понятия, а ребрами – отношения между ними. Автоматическое построение сети требует наличия внешнего источника, из которого будут импортироваться узлы сети и на основе которого будут формироваться связи между ними. В качестве такого источника решено использовать внешний открытый словарь Wiktionary, формируемый сообществом пользователей сети Интернет. Внесение данных в семантическую сеть из вышеупомянутого источника может значительно повысить связность такой сети, однако, чтобы использовать этот подход, необходимо устранить структурный недостаток источника, состоящий в том, что разделы Wiktionary зачастую имеют ошибки в уровне вложенности. В ходе работы были исследованы существующие ошибки в сформированных словарных статьях и предложен метод их разрешения. Метод основывается на механизмах конечных автоматов, где выходной сигнал автомата – правильный уровень вложенности текущего раздела. На базе данного метода был разработан алгоритм, который стал основой программного модуля, осуществляющего автоматическую корректировку структуры словарных статей Wiktionary в процессе их импорта в семантическую сеть. Тестирование показало, что разработанный модуль обеспечивает им производительность и погрешность, достаточные для его использования в качестве составной части системы семантического анализа текста на естественном языке.

12. Прототип системы поддержки проектирования агентов для имитационных моделей сложных систем [№3 за 2016 год]
Авторы: Павлов А.И., Столбов А.Б.
Просмотров: 7552
В работе рассматривается реализация прототипа системы поддержки проектирования агентов имитационных моделей. Приведена последовательность этапов процесса разработки имитационной модели, использованная в качестве основы для построения алгоритма формирования агентной модели, – от концептуального описания исследуемой области до ее программной реализации. Рассмотрена программная реализация компонентов создания концептуальной модели, визуального конструирования баз знаний продукционного типа и реализации агентов в среде моделирования Madkit. Компонент создания концептуальной модели предназначен для формирования иерархической структуры понятий, определения свойств понятий и отношений между ними. При этом описание отношений осуществляется путем построения набора семантических сетей, вершинами которых являются понятия концептуальной модели, а связями – отношения между ними. Каждая из семантических сетей поясняет отдельный аспект моделируемой области. Компонент визуального конструирования баз знаний обеспечивает конструирование правил вида «ЕСЛИ условия ТО действия» и генерацию кода базы знаний на языках Jess и Clips. Компонент реализации агентов в среде моделирования Madkit включает в себя библиотеку среды моделирования, классы, использующиеся в процессе агентного моделирования («Типовой агент», «Планировщик» и т.д.), а также классы для выполнения служебных функций (взаимодействие с БД или с внешней системой). Основные функции данного компонента – выполнение агентной модели, а также информирование пользователя о текущем состоянии процесса моделирования и параметров отдельных агентов. Реализация всех компонентов осуществлена в виде веб-приложений.

13. Интеллектуальная система автоматического определения категории потенциальных адресатов текста [№3 за 2016 год]
Автор: Глазкова А.В.
Просмотров: 10515
Статья посвящена описанию программного комплекса – интеллектуальной системы автоматического определения категории потенциальных адресатов текста. Основная функция рассматриваемой системы – классификация текстов на основании возрастных категорий их потенциальных читателей. Автором сделан обзор существующих работ по схожей тематике – классификации документов на естественном языке. Особое внимание уделено исследованиям, посвященным выявлению характеристик авторов или адресатов текста. Сделан вывод о высокой актуальности разработок в данном направлении в связи с их востребованностью в качестве элементов поисковых систем, систем электронного обучения и т.д. В статье описан подход к моделированию текста, в рамках которого текст представляется в виде набора признаков. Выбор классификационных признаков осуществлен на основании анализа текстов, входящих в Национальный корпус русского языка. На основе разработанной модели создан программный комплекс, состоящий из трех подсистем: модуля семантикосинтаксического анализа, модуля хранения текстов и модуля классификации. Модуль классификации использует нейронную сеть типа многослойный персептрон. Разработанная интеллектуальная система успешно протестирована на текстах, возрастная категория читателей для которых определена на основании мнений экспертов.

14. A numerical simulation of multi-spectral photo-acoustic imaging toward hematological analysis [№3 за 2016 год]
Authors: rinh Quang Duc, Nguyen Hoai Giang
Просмотров: 4737
Статья посвящена исследованиям возможности применения фотоакустической томографии и фотоакустической спектроскопии для неинвазивного клинического анализа крови. Для определения параметров, получаемых перспективными системами анализа крови, была разработана программа симуляции в среде Matlab. Оценка работоспособности предлагаемой техники проводилась на примере измерения глюкозы. Предположив, что глюкоза, карбамид, альбумин и γ-глобулин равномерно растворены в воде, была определена концентрация глюкозы в смеси при помощи возбуждающего источника света мощностью 300 мВт и выполнен анализ фотоакустического сигнала по методу Фурье. По результатам симуляции концентрация глюкозы под возбуждающим источником света составила 2,8 г/л при соблюдении следующих условий: фотоакустическое давление – 2.27 Па, высота мягких тканей – 10 мм, диаметр кровеносного сосуда – 1 мм.

15. Поддержка принятия решений при выборе лекарственных препаратов на основе метода анализа иерархии [№3 за 2016 год]
Авторы: Бутенко Д.В., Бутенко Л.Н., Большаков А.Л.
Просмотров: 8820
Статья посвящена решению проблемы безопасности применения лекарственных препаратов в аспектах повышения эффективности принятия клинических решений, снижения риска клинических ошибок и усиления обоснованности назначения препарата и его дозы. Суть проблемы состоит в том, что в современной фармакологической индустрии с огромным количеством однотипных лекарственных средств различных производителей, а также различного качества задача анализа множества препаратов с целью выбора наиболее безопасного из них является крайне сложной. По результатам проведенных предпроектных исследований описан ряд основных задач, которые должна решать автоматизированная система по данной проблематике. Разработана модель поддержки принятия решения для выбора наиболее безопасных лекарственных препаратов. Модель основана на методе анализа иерархии и позволяет учитывать индивидуальные особенности конкретного пациента. Показан обобщенный алгоритм выбора наиболее безопасного лекарственного средства. На этой основе разработана программная система.

16. Агентный подход при моделировании лесопожарных ситуаций [№3 за 2016 год]
Автор: Яровой С.В.
Просмотров: 8607
В статье рассматривается задача моделирования лесопожарных ситуаций. Для ее решения предлагается использовать агентный подход совместно с технологией геоинформационных систем, что позволит объединить преимущества обоих направлений. Разработана мультиагентная модель, дающая возможность как прогнозировать распространение кромки лесного пожара, так и имитировать прямой метод тушения низового лесного пожара немеханизированными противопожарными отрядами. В качестве среды для агентов может быть выбран любой участок карты реальной местности. В предлагаемой модели используются два типа агентов. Агенты первого типа (A) представляют собой участки фронта распространения пожара и используются для моделирования поведения лесного пожара. В совокупности они представляют контур пожара на карте. Модель допускает наличие одновременно нескольких таких контуров, распространяющихся независимо друг от друга в различных частях карты. Агенты второго типа (B) имитируют действия противопожарных сил и оказывают воздействие на агентов первого типа. На основе предложенной модели был разработан программный комплекс, который предлагается использовать для решения широкого круга задач. Во-первых, система будет полезна для оперативного определения параметров распространения лесного низового пожара в лесных насаждениях, а также разработки комплекса мер по его предотвращению и по противодействию ему. Во-вторых, она может служить основой для учебно-тренажерных систем, предназначенных для обучения студентов вузов и техникумов лесохозяйственного профиля, работников лесохозяйственной отрасли и МЧС на курсах повышения квалификации в учебно-игровой форме основам тактики борьбы с лесными пожарами.

17. Улучшение визуального качества изображений, полученных в сложных условиях освещенности на основе инфракрасных данных [№3 за 2016 год]
Авторы: Зотин А.Г., Пахирка А.И., Дамов М.В., Савчина Е.И.
Просмотров: 10214
В настоящее время широкое распространение получили системы видеонаблюдения на основе цифровых камер. Однако оператору довольно часто приходится сталкиваться с проблемой плохой видимости наблюдаемого объекта, обусловленной недостаточным освещением и погодными условиями. В статье рассматриваются методы повышения визуального качества изображений, полученных в сложных условиях освещенности на основе инфракрасных данных. Так, повышение визуального качества возможно за счет слияния данных визуального (RGB) и инфракрасного (IR) изображений. Методы слияния можно условно разделить на три основные категории в зависимости от принципа их работы: попиксельное слияние, слияние на основе характеристических особенностей и слияние на основе объектов. Поскольку в системах видеонаблюдения важна скорость обработки данных, в качестве основы разрабатываемого алгоритма был взят подход попиксельного слияния с установкой весовых коэффициентов. Предлагаемый алгоритм условно разделен на два основных этапа – подготовка и обработка. В ходе подготовительного этапа формируются данные, необходимые для выполнения слияния и формирования карты хроматических компонентов цветовой модели YUV. Для повышения визуального качества предложено выполнять корректировку инфракрасного изображения в зависимости от его типа (NIR SWIR или LWIR) и значения средней яркости. Для определения коэффициента коррекции предлагается использовать данные гистограмм и таблиц перекодировки, которые позволяют значительно сократить вычислительную сложность алгоритма. На этапе обработки формируется улучшенное визуальное изображение с адаптивной подстройкой коэффициентов. При этом учитываются такие параметры, как яркость пикселей визуального и скорректированного инфракрасного изображений, а также сведения о насыщенности цвета. Экспериментальные исследования показали целесообразность использования предлагаемого алгоритма.

18. Реализация субъективных методов вероятностной оценки адекватности тренажеров на основе комплекса программ с привлечением экспертов и анкетированием обучаемых [№3 за 2016 год]
Авторы: Потапов А.Н., Абу-Абед Ф.Н., Мартынов Д.В., Угловский Е.П.
Просмотров: 8371
Рассмотрено применение субъективных методов вероятностной оценки степени адекватности имитационного моделирования в тренажерах операторов эрготехнических радиоэлектронных средств. Предложено алгоритмическое обеспечение оценки адекватности имитационного моделирования с привлечением экспертов, основанной на использовании значений весовых коэффициентов компетентности i каждого i-го эксперта для определения степени согласованности мнений экспертов при независимой экспертизе, то есть когда все эксперты изолированы. На основании компетентности каждого эксперта данный метод позволяет определить действительные значения параметров оцениваемой системы и тем самым разрешить проблему ограниченного проведения для этих целей исследовательских испытаний. Так как число экспертов ограничено и это может не обеспечить необходимое количество экспериментальных данных, предлагается выполнять оценку адекватности тренажеров с привлечением самих обучаемых, которые прошли полный курс тренажной подготовки с использованием как штатной техники, так и тренажеров и могут сравнивать их. Метод оценки адекватности имитационного моделирования анкетированием обучаемых позволяет избежать дополнительных расходов на проведение испытаний тренажеров и штатной техники. Предложено выполнять реализацию субъективных методов вероятностной оценки степени адекватности имитационного моделирования в тренажерах операторов эрготехнических радиоэлектронных средств на основе комплекса программ с привлечением экспертов и анкетированием обучаемых. Особенностью применения программ с привлечением экспертов и анкетированием обучаемых является то, что все они обеспечивают не подтверждение гипотез об адекватности или неадекватности имитационного моделирования, а собственно оценку степени его адекватности, которая является индикатором конфликта применения тренажеров из-за их ограниченной адекватности.

19. Комплекс программных средств для анализа причинно-следственных факторов конфликта применения тренажеров эрготехнических радиоэлектронных средств [№3 за 2016 год]
Авторы: Потапов А.Н., Абу-Абед Ф.Н., Мартынов Д.В., Талалаев А.Б.
Просмотров: 8789
В статье рассмотрены причинно-следственные факторы возникновения конфликта применения тренажеров эрготехнических радиоэлектронных средств. Предложена обобщенная классификация возможных навыков, приобретаемых операторами на средствах тренажа. На основании введенной обобщенной классификации навыков конкретизированы факторы возникновения конфликта оценок уровней обученности операторов на тренажерах и штатной технике. Указана необходимость определения количественной формы адекватности тренажеров эрготехнических радиоэлектронных комплексов, которая позволила бы устранить конфликт оценок обученности. Сформулирована вероятностно-метрическая форма оценки адекватности тренажеров эрготехнических радиоэлектронных комплексов в виде математической задачи оценки вероятности предположения о том, что значения выходных имитируемых информационных параметров m(x) отличаются от значений реальных выходных информационных параметров (x) при решении единых задач не более, чем на {0, 1} (x). Для анализа причинно-следственных факторов конфликта применения тренажеров эрготехнических радиоэлектронных средств (на примере радиотехнических средств управления воздушным движением) предложен комплекс программных средств, включающий программно-ориентированный комплекс оценки адекватности автоматизированных информационных систем освоения эрготехнических объектов управления воздушным движением, программу оценки адекватности автоматизированной информационной системы освоения эрготехнического комплекса, имеющего иерархическую структуру построения, и систему оперативного объективного контроля действий операторов информационных комплексов управления воздушным движением. На основе применения комплекса программных средств, обеспечивающего выполнение анализа причинно-следственных факторов конфликта применения тренажеров эрготехнических радиоэлектронных средств, определены рекомендации по совершенствованию тренажной подготовки операторов эрготехнических радиоэлектронных средств.

20. Специализированный программный комплекс «АСТ» для создания тренажеров [№3 за 2016 год]
Авторы: Вильвер П.Ю., Юрин А.Ю.
Просмотров: 8021
В статье описан специализированный программный комплекс «АСТ» (Автоматизированное создание тренажеров) для создания компьютерных тренажеров с функциями поддержки принятия решений. Он основан на использовании формализма цветных сетей Петри для моделирования технических систем. Комплекс обеспечивает следующее: создание иерархической статической модели технических систем в виде мнемосхем, схем и чертежей при помощи как встроенного графического редактора, так и системы автоматизированного проектирования AutoCad; создание динамической модели технических систем в виде сети Петри; визуальное моделирование статических и динамических свойств технических систем в результате взаимодействия (или имитации взаимодействия) с OPC-сервером; прогнозирование параметров технических систем и построение деревьев событий. Приведено описание функций программного инструментального комплекса, его архитектуры и методики создания тренажерных комплексов. Рассмотрены примеры применения комплекса для создания программных тренажеров по обучению специалистов послеремонтного испытания компрессоров и контроля ректизол-процесса при производстве сжиженного природного газа.

◄ ← Предыдущая | 1 | 2 | 3 | 4 | Следующая → ►