Программные продукты и системы

Статьи из выпуска № 3 за 2015 год.

Упорядочить результаты по: Дате публикации | Заголовку статьи | Авторам

21. О применении линейного программирования для повышения живучести АСУ технологическими процессами [№3 за 2015 год]
Авторы: Матвеев Ю.Н., Григорьев В.А., Стукалова Н.А.
Просмотров: 9115
В статье рассмотрены способы повышения уровня безопасности и эффективности работы комплекса уничтоже-ния фосфорорганических отравляющих веществ при нормативном уровне опасности производства путем разработки прикладных математических методов повышения надежности и живучести АСУТП объекта уничтожения химиче-ского оружия. Проведена формализация задачи управления. Сформулирована задача оптимального управления как задача максимизации. Задача оперативного управления производственным комплексом ставится в виде задачи ли-нейного программирования. Целевая функция данной задачи – линейная функция, которая определяет максимально возможные массы отравляющих веществ, уничтожаемых за один цикл. Коэффициенты линейной функции – цена продуктов и энергетических потоков. Области допустимых значений режимных параметров технологических опера-ций (уравнения баланса емкости, допустимые отклонения материальных потоков, диапазоны нагрузок) определяют область ограничений для целевой функции. Разработана методика определения интервалов изменения входных пе-ременных линейной модели, которые не приводят к существенному отклонению от найденного оптимума и одно-временно обеспечивают устойчивость оптимального решения при изменениях параметров модели, то есть таких ин-тервалов, которые косвенно способствуют повышению живучести технологической системы.

22. Объективные методы вероятностной оценки степени адекватности имитационного моделирования в информационных системах освоения эргатических радиоэлектронных объектов [№3 за 2015 год]
Авторы: Потапов А.Н., Абу-Абед Ф.Н., Мартынов Д.В., Кордюков Р.Ю.
Просмотров: 11332
На основании того, что у современных тренажеров моделирующее устройство имеет иерархическую (модульную) структуру построения, разработан метод, с помощью которого для каждого иерархического уровня по мере близости результатов его моделирования к действительности определяется количественная оценка адекватности имитационного моделирования в тренажере. Данный метод позволяет устранить недостатки, свойственные методу оценки адекватности тренажера в виде «черного ящика». Это является его достоинством. Однако он имеет недостаток – формирование методических ошибок. Ошибки образуются в процессе разложения функционалов объекта и модели в ряды Тейлора и ограничения в использовании их членов. Очевидно, что данную ошибку можно выявить на основании со-поставления оценок адекватности, полученных вторым и первым методами. В дальнейшем выявленную таким образом методическую ошибку можно учесть при использовании подтвержденных функционалов для получения новых статистических данных (x). При этом в случае изменения условий применения радиоэлектронных объектов нет необходимости в получении дополнительных статистических данных. При модернизации отдельных подсистем радио-электронных объектов требуются дополнительные статистические данные лишь от этих подсистем. Однако для гарантии правильности индикации сопутствующего признака конфликта применения тренажеров в процессе их испытания и сертификации желательно (по мере возможности) подтверждать его методом оценки адекватности имитационного моделирования в тренажерах по их информационному полю.

23. Определение перспективных характеристик самолетов с помощью кластерного анализа [№3 за 2015 год]
Авторы: Вестяк В.А., Малашкин А.В., Малашкин А.А.
Просмотров: 8288
Проектирование новых типов легкомоторных самолетов требует обоснования предполагаемой пассажировме-стимости и грузоподъемности. В фундаментальных трудах излагаются основные подходы, задачи и методы их решения, связанные с общим проектированием самолетов различного назначения, а также вопросы проектирования отдельных частей самолета. В настоящей статье уделено внимание именно автоматизации решения проектной задачи: разработан и программно реализован эффективный алгоритм модифицированного кластерного анализа данных пассажирских авиаперевозок. На основе имеющихся в литературе данных кратко обосновывается необходимость проектирования отечественного самолета пассажировместимостью до 19 человек. При проектировании борта, харак-теризующего конкретную авиаперевозку, учитывались следующие параметры: дальность перелета, количество пассажиров и вес коммерческого груза. В случае использования классических подходов кластерного анализа (K-means или K-medians с конечным количеством кластеров) в каждом кластере будут находиться авиаперевозки, превышающие возможности самолета, с характеристиками, соответствующими характеристикам кластера. Каждая перевозка представляет собой точку в трехмерном пространстве, оси которого имеют разную размерность (км, количество пассажиров, кг), поэтому возникает проблема измерения расстояния в таком пространстве, так как подобрать эффективную метрику в нем не представляется возможным. В связи с этим использован не упомянутый классический подход, а оригинальный метод перехода от трехмерного к одномерному пространству для кластерного анализа. Предложен и обоснован критерий остановки алгоритма. Обработаны реальные данные о 1 017 конкретных авиаперевозках. Полученные результаты могут быть использованы проектировщиками самолетов и инженерами, занимающимися разработкой облика самолета.

24. Оптимизация процесса обнаружения орбит новых космических объектов с помощью параллельного расчета возможных орбит [№3 за 2015 год]
Авторы: Трушкова Е.А., Матвеев Г.А.
Просмотров: 7436
Наблюдение и каталогизация малоразмерных объектов космического мусора в околоземном космическом пространстве требуют совершенствования применяемых методов и алгоритмов получения и обработки информации для повышения эффективности работы оптических средств. Один из подходов оперативного обнаружения и определения орбит некаталогизированных объектов космического мусора апробирован и успешно применяется на российских оптических наблюдательных наземных средствах. Однако много времени тратится на операцию полного перебора коротких серий измерений (треков) и выбор разнесенных во времени трех треков, предположительно, относящихся к одному объекту космического мусора и используемых для последующего построения возможной первоначальной орбиты. Данная статья посвящена вопросу сокращения перебора треков посредством предварительного анализа полученных измерений с помощью априорного построения границ изменения параметров возможных орбит. Вычисли-тельные эксперименты, проводимые в рамках исследования этой прикладной задачи, направлены на уменьшение средней скорости обработки одного трека при увеличении точности полученной оценки. Скорость обработки одного трека естественным образом ограничена, так как, являясь частью общей программы обработки траекторных измерений, построение оценки параметров возможных орбит для каждого трека не должно сильно влиять на общее время цикла обработки измерений. При этом уменьшение средней скорости обработки одного трека и одновременное повышение точности оценок становятся возможными при параллельной организации работы программы. Так, для оптимизации работы программы обнаружения и определения орбит новых космических объектов предлагается параллельный алгоритм построения границ изменения параметров возможных орбит для последующего выбора троек треков, допустимые области изменений параметров которых имеют непустое пересечение. Алгоритм реализован на языке Т++ для Т-системы с открытой архитектурой (OpenTS).

25. Применение a-задач в гарантированном оптимальном управлении инновационным развитием промышленных предприятий [№3 за 2015 год]
Авторы: Матвейкин В.Г., Дякин В.Н.
Просмотров: 7311
Регулярное внедрение инноваций в производственные процессы предприятия, смена номенклатуры выпускаемой им продукции для более точного соответствия требованиям рынка являются необходимыми условиями выживания в конкурентной борьбе. Для учета влияния рисков и гарантии выполнения планов инновационного развития предлагается применение так называемых a-задач, предполагающих вероятностную оценку выполнимости ограничений математической модели объекта управления («мягкие ограничения»). Для удобства применения методов поиска решения вероятностные величины предлагается заменять интервалами их возможного изменения, применяя аппарат интервально-гарантированного оптимального управления. В статье дано описание сущности и диапазонов изменения компонент векторов и матриц a-задачи, являющихся правыми частями ограничений модели инновационного развития. Также предлагаются алгоритмы поиска решения внешней и внутренней задач для двухмодельной постановки задачи интервально-гарантированного оптимального управления инновационным развитием, учитывающие диапазоны изменения входных переменных и области допустимых решений. Информационные системы управления предприятием, позволяющие автоматизировать процессы оценки требований и условий внешней среды, оценки текущего состояния производственных процессов и ресурсов предприятия, управлять его функционированием, ставить цели и формировать план инновационного развития с учетом рисков, актуализировать их, предлагается называть АСУ инновационным развитием предприятия. В статье приводится функциональная модель процесса управления рисками и актуализации планов развития. Также дается описание информационной модели и сущностей БД, реализующих интервально-гарантированное управление инновационным развитием. Применение такого типа систем позволит гарантировать выполнение плана инновационного развития предприятия, если неопределенные параметры окажутся в указанных диапазонах их изменения.

26. Программная платформа для оператора 6PL [№3 за 2015 год]
Авторы: Иващенко А.В., Андреев М.В.
Просмотров: 9499
В статье по аналогии с логистическим оператором 5PL предлагается реализовать концепцию 6PL, в основе кото-рой лежит метод кондициального управления взаимодействием в многоакторной интегрированной информационной среде. Приводятся результаты анализа современных уровней логистических услуг и особенностей их организации в контексте применения современных информационно-коммуникационных технологий для построения единого ин-формационного пространства и виртуализации взаимодействия участников логистической цепи поставок. Предлага-ется концепция 6PL-оператора. На уровне 6PL производится формирование условий взаимодействия участников логистической цепи поставок в интегрированной информационной среде. Эти условия выражаются в виде контрактных отношений, отражающих устойчивое сотрудничество акторов. В отличие от логики оператора 5PL, который не изменяет условия взаимодействия и не ограничивает принятие решений акторами, оператор 6PL может формировать новые контрактные отношения, которые определяют долгосрочную кооперацию или конкуренцию между акторами. Приводится перечень компонентов программной платформы, реализующей концепцию оператора 6PL. Программная платформа 6PL может быть использована в системах управления ресурсами логистической цепи поставок, системах производственного планирования, Интернет-порталах, системах управления предприятиями, моделирования бизнес-процессов и поддержки принятия решений.

27. Программная реализация оценивания коэффициентов Фурье при ограниченных вычислительных ресурсах [№3 за 2015 год]
Авторы: Прохоров С.А., Куликовских И.М.
Просмотров: 6770
Научные исследования в различных областях науки и техники требуют значительных вычислительных затрат. Более трудоемкие задачи решаются с помощью суперкомпьютеров и вычислительных кластеров, которые позволяют обрабатывать большие массивы данных. С ростом вычислительной мощности мобильных устройств стало возможным их использование для решения указанной задачи, в частности, в качестве клиентов на платформах BOINC и Folding@home. Тем не менее, несмотря на аппаратные преимущества, для повышения эффективности обработки больших массивов данных необходимо адаптировать используемые для вычислений алгоритмы с учетом специфики мобильных устройств, которые накладывают ограничения на используемые ресурсы, такие как время отклика, раз-мер используемой памяти и потребляемая мощность. Целью данной работы является адаптация численно-аналитического метода оценки коэффициентов Фурье, реализованная с помощью нахождения коэффициентов связи между различными наборами функций в базисе Лагерра. Полученные аналитические соотношения в сравнении с рекуррентными соотношениями позволили снизить временные затраты и размеры используемой памяти на хранение промежуточных наборов значений. Для подтверждения эффективности предлагаемых алгоритмов была проведена серия вычислительных экспериментов в MATLAB Profiler. Адаптированные алгоритмы оценки коэффициентов разложения при ограниченных вычислительных ресурсах были положены в основу программной реализации на реальном мобильном устройстве, которая была протестирована при обработке больших массивов данных. На основе проведенных тестов сделан анализ затрачиваемых временных ресурсов при варьировании объема исходных данных и количества членов разложения ряда Фурье.

28. Программное обеспечение систем персонализации пластиковых карт [№3 за 2015 год]
Авторы: Заложнев А.Ю., Ломнев В.С., Чистов Д.В.
Просмотров: 9772
Пластиковые карты (кредитные, дебетовые и другие) являются носителями персональной информации. Структура и процесс нанесения этой информации на карту со временем все более усложняются. Персонализация карт пред-полагает использование сложного оборудования и программно-аппаратных комплексов. Существуют различное настольное оборудование для персонализации небольшого количества пластиковых карт, а также высокопроизводительные машины и аппаратные комплексы для персонализации больших объемов карт. Персонализация может вы-полняться под управлением ПО, производимого разными разработчиками. Некоторые дополнительные технологиче-ские процессы могут осуществляться одновременно с персонализацией. Для выполнения этих операций требуется специализированное ПО. В статье рассматривается ПО для систем персонализации пластиковых карт, включая системы персонализации интеллектуальных карт, ПО для автоматизированных систем управления центрами персонализации, для систем контроля качества, управления упаковкой и сортировкой выпущенных карт, для персонализации ПИН-конвертов. В работе дано общее описание этапов выполнения работ и взаимодействия процессов, связанных с персонализацией пластиковых карт. Особое внимание уделяется отечественному импортозамещающему ПО.

29. Программное обеспечение для синтеза и анализа проектных решений по схеме расположения форсунок в машине непрерывного литья заготовок [№3 за 2015 год]
Авторы: Сафонов Д.С., Логунова О.С.
Просмотров: 6933
В работе описана интерактивная система анализа и синтеза проектных решений по схеме расположения форсунок системы вторичного охлаждения в машине непрерывного литья заготовок. Основным назначением системы является поиск оптимальных позиций форсунок в межроликовых пространствах с точки зрения заданного критерия оптимальности теплового поля непрерывнолитой заготовки. Система логически разбита на три подсистемы: подсистему ведения нормативно-справочной информации, подсистему прогностического моделирования и оптимизации, подсистему накопления и визуализации данных. С учетом данной структуры рассмотрена декомпозиция системы на программные модули. Ядро системы составляет модуль прогностического моделирования и оптимизации, осуществляющий поиск оптимальных позиций форсунок при помощи итерационного моделирования теплового состояния за-готовки в зависимости от заданной схемы расположения форсунок и последовательной корректировки схемы для достижения минимальных значений критерия. Помимо ядра, система содержит модули редактирования нормативно-справочной информации, загрузки/выгрузки данных и визуализации результатов. Программная реализация системы выполнена с использованием объектно-ориентированного подхода на языке программирования Java. В качестве платформы для построения пользовательского интерфейса используется Netbeans Platform. Приводятся краткое описание интерфейса системы и пример использования системы для синтеза оптимального проектного решения по схеме расположения форсунок для условий действующей машины непрерывного литья заготовок.

30. Программное обеспечение для учета и хранения клинической и социодемографической информации о больных [№3 за 2015 год]
Авторы: Иванов С.И., Тарутина Н.В., Голубчиков М.А., Сафаров Р.Р.
Просмотров: 8620
В статье рассмотрены ПО и операционная БД для учета и хранения клинической и социодемографической информации о больных. Описаны функционал ПО и роли, присутствующие в системе. ПО позволяет собирать различную информацию о больных, классифицировать ее, строить аналитические отчеты в разных представлениях информации и проводить математическое и компьютерное моделирование состояния больного и хода течения его болезни. Кроме этого, рассмотрены архитектура ПО, представлены инструменты его разработки. ПО было разработано на языке программирования C#. Выбор этого языка обусловлен его высокой гибкостью, широкой поддержкой и кросс-платформенностью. Для хранения данных использовалась современная NoSQL СУБД MongoDB, позволяющая хранить бесструктурные данные и имеющая высокую скорость доступа к ним. Для инструментов разработки приведено их описание и рассмотрены их сильные и слабые стороны, обоснован выбор использования этих инструментов при разработке ПО. Отдельное внимание уделяется безопасности работы ПО. Описаны используемые протоколы шифрования данных и подходы, позволяющие минимизировать угрозу безопасности данных и предотвратить возможность их фальсификации. В работе описан принцип работы ПО с использованием электронно-цифровой подписи, приведены ссылки на нормативную базу. На текущий момент разработка такого ПО является крайне актуальной за-дачей, позволяющей упростить процесс лечения и ускорить научные исследования, направленные на борьбу с новы-ми тяжелыми заболеваниями.

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