Программные продукты и системы

Статьи из выпуска № 2 за 2015 год.

Упорядочить результаты по: Дате публикации | Заголовку статьи | Авторам

11. Моделирование системных показателей оценки эффективности научных школ [№2 за 2015 год]
Авторы: Ильясов Б.Г., Карамзина А.Г., Фазлетдинова Ю.Р.
Просмотров: 11798
Эффективность научной деятельности научно-исследовательского университета зависит от качества управления его функционированием и развитием. Такое управление необходимо осуществлять на основе знаний о текущем со-стоянии университета, которое можно определить с помощью оценки эффективности научной деятельности. Практическая реализация оценки научной деятельности затруднительна в связи с субъективной природой формирования научных знаний и необходимостью применения различных методов и показателей с привлечением экспертов. Для оценки эффективности научной деятельности научно-исследовательского университета предлагается рассчитывать интегральную оценку эффективности научных школ, в рамках которых ведутся научные исследования. Для ее расчета используется иерархическая система, включающая уровневую оценку градиентов, параметров, системных показателей и интегральную оценку в целом. Авторами обоснована необходимость создания автоматизированной информационной системы оценки эффективности научной школы, применение которой позволит повысить качество управления университетом на всех уровнях, а также обеспечить эти уровни управления необходимой информацией. Разработан комплекс моделей с применением структурного подхода к проектированию автоматизированных информационных систем: диаграммы потоков данных, диаграмма «сущность–связь». Для отражения взаимодействия основных подсистем автоматизированной системы разработана функциональная схема ПО.

12. Неоднозначная семантика и некорректности при работе с потоками на C# [№2 за 2015 год]
Автор: Биллиг В.А.
Просмотров: 9052
Современные процессоры стали многоядерными. Процесс увеличения вычислительной мощности компьютеров за счет увеличения числа процессоров, числа ядер у каждого процессора будет только прогрессировать. Изменение «железа» не может не сказываться на изменении «софта». Как следствие – параллельные вычисления становятся од-ним из главных направлений развития современного программирования. При программировании на C# параллельные вычисления поддерживаются механизмом потоков, создаваемых операционной системой. В программах на С# можно создать поток – объект класса Thread и связать с ним определенный фрагмент кода. Кажется естественным, что при создании программного объекта класса Thread операционная система создает физический поток, который и будет выполнять код при запуске потока на выполнение. Так, например, происходит с файловыми объектами: создание файлового объекта в программе приводит к созданию физического файла. В работе показано, когда «естественная» семантика имеет место, а когда создание программного потока не при-водит к созданию физического потока. Даются рекомендации по оптимизации уровня распараллеливания и по ситуации ограничений распараллеливания в рекурсивных методах. Проведенные исследования позволили обнаружить ситуацию, когда взаимодействие двух важных механизмов (потоков и анонимных методов) приводит к некорректной работе. Сконструированы примеры, демонстрирующие некорректную работу анонимных методов при распараллеливании.

13. Оценка распределения межрайонного пассажиропотока городского электротранспорта [№2 за 2015 год]
Авторы: Дружинина Н.Г., Трофимова О.Г., Трофимов С.П.
Просмотров: 6597
Разработана система анализа пассажиропотока городского электротранспорта на основе информации об электронной оплате проезда и навигационных данных движения подвижной единицы. Задача исследования заключается в идентификации пассажиропотока в условиях неопределенности на основе сопоставления информации об электронной оплате проезда (транзакции) и навигационной системы движения подвижной единицы (моменты прохождения через контрольные пункты – остановки). Введено понятие транзакциопотока как множества транзакций, по которым можно определить перемещение пассажиров, оплачивающих проезд по электронной карте. Показана возможность «склеивания» набора транзакций пересадок в единый маршрут пассажира, при этом решена задача «последней мили»: определены неизвестные место и время прибытия пассажира. Получены выборочные распределения пассажиропотока городского электротранспорта, содержащие основную информацию о перемещении пассажира: время и место начальной и конечной точек его поездки. Оценка распределения пассажиропотока городского электротранспорта проведена между административными районами города с привязкой к маршрутной схеме движения трамвая. Количество остановок в каждом административном районе различно, но это позволило определить направленность движения пассажиропотока по районам и загруженность маршрутов, проходящих через несколько районов города. Анализ проведен для реального пассажиропотока в рабочий и выходной дни. Система работает в условиях неполно-ты исходных данных (рассматривается только один вид общественного транспорта). В результате группировки остановок по административным районам построен OLAP-куб с информацией о маршруте пассажира. Статистический анализ куба позволяет определить экстремумы пассажиропотока, и городская администрация может сгладить эти экстремумы путем модернизации городской транспортной сети.

14. Проблемно-ориентированный редактор продукционных баз знаний [№2 за 2015 год]
Авторы: Берман А.Ф., Грищенко М.А., Николайчук О.А., Юрин А.Ю.
Просмотров: 9839
Описаны модификация (специализация) универсального редактора продукционных баз знаний CLIPS, предназначенная для создания баз знаний в области оценки технического состояния и остаточного ресурса нефтехимического оборудования, архитектура, основные функции проблемно-ориентированного редактора, структура конфигурационных файлов. Особенностью модифицированного редактора является наличие семантического слоя как средства описания понятий и отношений предметной области, а также механизма интеграции с машинами вывода, что, в свою очередь, позволяет проверять (тестировать) разработанные базы знаний. Семантический слой реализован в виде шаблонов фактов и правил, описывающих причинно-следственные зависимости в задачах оценки технического состояния и остаточного ресурса и позволяющих абстрагироваться от синтаксиса языка представления знаний (языка программирования баз знаний, в частности, CLIPS), а также алгоритмического обеспечения для динамического создания (генерации) элементов интерфейса пользователя. Редактор использован при разработке баз знаний для проведения экспертизы промышленной безопасности нефтехимических объектов. Его применение позволяет уменьшить степень (время) участия инженера по знаниям в процессе создания базы знаний, обеспечивая возможность дополнения базы знаний специалистами-предметниками в процессе эксплуатации экспертной системы.

15. Проблемы автоматизации технологического процесса бурения нефтяных и газовых скважин [№2 за 2015 год]
Author: Chernyi, S.G.
Просмотров: 9134
В наше время проблема информатизации и контроллинга оборудования в нефте- и газадобывающей отраслях очень актуальна. Важной составляющей процесса автоматизации является достаточность его информационной поддержки, помимо управляемого системой автоматизации оборудования с его характеристиками и проблемами со-вместимости. Работа буровой станции (аспекты информатизации и автоматизации), особенно при освоении больших глубин, сталкивается со множеством неопределенностей, что вызывает аварийные и чрезвычайные ситуации, возникающие с частотой, нехарактерной для других отраслей. Помимо недостаточности данных, существует также проблема высокой скорости их изменения. По мере движения к проектной глубине характер пород, давление, температура и прочие важные параметры резко изменяются и необходим постоянный сбор информации о них. В условиях неопределенности и высокого уровня вариативности существующих решений по дальнейшему ведению буровых операций перспективным является применение интеллектуальных систем принятия решений на основе нечеткой логики и мягких вычислений. Новая группа средств автоматизации может помочь преодолеть множество проблем, характерных для нефте- и газодобывающей отраслей промышленности, повысить эффективность разработки месторождений. К этой группе можно отнести новые разработки в сфере скважинных датчиков, которые позволят обеспечивать высокочастотные замеры; новые разработки в области конструирования бурильных труб с кабельной или опто-волоконной проводкой, при помощи которых станет возможной передача на поверхность больших объемов получаемой информации.

16. Программный комплекс для разработки облачных виртуальных сред [№2 за 2015 год]
Авторы: Грибова В.В., Федорищев Л.А.
Просмотров: 8609
В статье описывается реализация инструментального комплекса ИРВИС (Интернет-разработка виртуальных интерактивных сред), предназначенного для разработки виртуальных сред на основе облачной платформы IACPaaS (Intellectual Applications, Control and Platform as a Service). Описаны основные принципы: автоматизация процесса разработки, включение в процесс разработки специалистов разного профиля, программы – облачные сервисы. В соответствии с этими принципами сформулирован ряд требований к комплексу ИРВИС и методам его реализации. Представлены основные сервисы комплекса: структурный редактор, графический редактор и интерпретатор. Структурный редактор применяется для разработки декларативной модели виртуальной среды. Описано, каким образом структурный редактор был реализован как выходной сервис редактора IWE (Improved Web Editor) облачной плат-формы. Графический редактор предназначен для визуального формирования элементов модели виртуальной среды с последующим дополнением декларативного представления. В статье описан метод реализации графического редактора как клиент-серверного облачного сервиса платформы, описана технология использования мультиагентного подхода с применением системы сообщений в реализации данного сервиса. Последний из описанных сервисов, интерпретатор, предназначен для запуска и работы разработанных виртуальных сред, каждая из которых становится самостоятельным сервисом облачной платформы. Аналогично графическому редактору представлен метод реализации интерпретатора как клиент-серверного облачного сервиса платформы с использованием мультиагентного под-хода. Приведены примеры использования комплекса ИРВИС для создания облачных виртуальных сред: компьютерный обучающий тренажер по классическим методам офтальмологии, виртуальная химическая лаборатория, вирту-альный редактор городского района.

17. Разработка системы поддержки принятия решений при определении уровня экологического штрафа производственного предприятия [№2 за 2015 год]
Автор: Кисляков И.М.
Просмотров: 8578
В данной статье рассматривается разработка системы поддержки принятия решений для учета экологического фактора административным центром при запуске инвестиционного проекта, включая как открытие новых производств, так и расширение действующих мощностей. Обосновывается необходимость в разработке вышеуказанной системы. Приводятся требования пользователя к системе и, соответственно, ее компонентный состав: информационный компонент (поиск и сбор информации для работы системы), моделирующий компонент (разработка математической модели и реализации ее в виде компьютерной программы), экспертный компонент (анализ результатов, полученных в ходе работы моделирующего компонента, и предоставление рекомендаций). Описывается роль каждого компонента в системе поддержки принятия решений. Приводится пример реализации разработанной автором системы, позволяющей облегчить конечному пользователю работу по поиску точного, объективного, научно обоснованного результата, помогающего администрации территории вести взвешенную политику по экономическому развитию с минимальным причинением вреда окружающей природной среде. Методика применения системы поддержки принятия решений иллюстрируется на основе использования авторской разработки «Экологический балансер».

18. Разработка формальной модели процесса поиска решения по модифицированному алгоритму Rete для нечетких экспертных систем [№2 за 2015 год]
Авторы: Зо Мин Тайк, Михайлов И.С.
Просмотров: 7518
Рассматриваются основные понятия нечетких продукционных экспертных систем. Данный тип экспертных систем базируется на наборе правил, представленном в терминах лингвистических переменных. Предлагается разработанная модификация алгоритма Rete для нечеткой базы правил, позволяющая формулировать правила и заключения на ограниченном естественном языке и обеспечивающая ускорение процесса работы системы за счет однократного вычисления одинаковых условий в различных правилах. Приводится созданная формальная модель дерева решений модифицированного алгоритма Rete для нечеткой продукционной базы знаний. Модель состоит из множеств вершин-условий, вершин-следствий, отношений между вершинами и отношений для описания правил нечеткой экспертной системы. Граф модификации алгоритма Rete формируется таким образом, что в каждом случае проверяется не точное значение условия правила, а значения лингвистических переменных в данном правиле. Предложенный алгоритм обрабатывает правила нечеткой базы правил и преобразует их в формат формальной модели дерева решений модифицированного алгоритма Rete. Модификация алгоритма Rete отличается от классического алгоритма тем, что он применяется для нечетких переменных. Поэтому на каждом этапе работы алгоритма выполняется построение не-четких оценок истинности вершин дерева решений с помощью нечетких операторов, что позволяет формулировать условия и следствия в базе правил, а также результаты работы алгоритма поиска решения на ограниченном естественном языке. Одинаковые условия объединяются и при построении дерева решений, что обеспечивает ускорение обработки дерева решений по сравнению с последовательным просмотром правил экспертной системы.

19. Реализация прецедентного модуля для интеллектуальных систем [№2 за 2015 год]
Авторы: Зо Лин Кхаинг, Ар Кар Мьо, Варшавский П.Р., Алехин Р.В.
Просмотров: 14199
В статье рассматриваются актуальные вопросы применения прецедентного подхода в современных интеллектуальных (экспертных) системах, в частности, в системах поддержки принятия решений, ориентированных на помощь ЛПР при управлении сложными объектами и процессами в условиях наличия различного рода неопределенности в исходных данных и экспертных знаниях. Применение механизмов правдоподобных рассуждений и прецедентного подхода (CBR – Case-Based Reasoning) направлено на расширение возможностей и сферы применения интеллектуальных систем в условиях неопределенности и сокращение времени на поиск решения. Для реализации прецедентного подхода авторы предлагают использовать сетевую (онтологическую) модель представления прецедентов и гибридный алгоритм извлечения прецедентов, базирующийся на теории структурного отображения и методе ближайшего соседа. Кроме того, в статье обсуждается возможность оптимизации (сокращения) базы знаний (базы прецедентов) системы, основанной на прецедентах (CBR-системы), с использованием методов кластеризации. Предложена архитектура CBR-системы, базирующаяся на предложенной модели представления прецедентов и алгоритмах извлечения и оптимизации базы прецедентов (накопленного системой опыта). Описаны особенности программной реализации основных модулей прототипа CBR-системы в среде программирования MS Visual Studio 2010 с использованием редактора онтологий Protégé под операционную систему MS Windows. Оценка эффективности предлагаемого подхода и разработанных программных средств в составе прототипа CBR-системы была проведена на нескольких тестовых базах из наборов данных, предлагаемых кафедрой информатики и вычислительной техники Калифорнийского университета (UCI Machine Learning Repository).

20. Решение задачи прогнозирования с использованием нейронных сетей прямого распространения на примере построения прогноза роста курса акций [№2 за 2015 год]
Автор: Лесик И.А.
Просмотров: 16160
В статье рассматривается проблема прогнозирования курса акций с использованием нейронных сетей прямого распространения. В качестве основы для алгоритмов были использованы однослойный перцептрон (без скрытого слоя) и многослойный перцептрон (по Румельхарту). Реализованы метод обратного распространения ошибки для обучения сети, а также подбор оптимального значения параметра скорости обучения для алгоритмов. Приводятся условия сходимости алгоритмов (в смысле сходимости среднеквадратического значения к некоторой константе) и оценки асимптотической сложности для алгоритмов. Проведены испытание и анализ результатов прогнозирования с использованием временного ряда динамики изменения курса акций российской энергетической компании ОАО «Газпром». Традиционные методики оценки точности прогноза, основанные на измерении отклонения прогноза от реальных данных (например, вычисление средней абсолютной оценки в процентах (MAPE) или средней абсолютной ошибки (MSE)) не всегда позволяют адекватно оценить качество прогноза для динамики стоимости акций, которым свойственна высокая волатильность, поскольку для таких данных важнее определить, когда будет рост, а когда падение, а самое главное – трудно спрогнозировать скачки, отделяющие друг от друга стационарные периоды изменения стоимости. Поэтому в статье была использована методика оценки качества прогноза, альтернативная таким методикам, как подсчет MAPE и MSE. На основе результатов прогнозирования с использованием методики подсчета точности результатов прогнозирования и анализа графика прогноза делается вывод о возможности получения достоверных прогнозов роста курса акций с использованием нейронных сетей прямого распространения.

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