Программные продукты и системы

Статьи из выпуска № 4 за 2013 год.

Упорядочить результаты по: Дате публикации | Заголовку статьи | Авторам

31. Решение задачи оптимальной маршрутизации по критерию загруженности сети [№4 за 2013 год]
Авторы: Дмитриев Г.А., Марголис Б.И., Музанна М.М.
Просмотров: 11690
Рассмотрена потоковая модель информационной сети с альтернативной маршрутизацией сообщений для произвольного количества коммутационных узлов и каналов связи. Сформулированы критерии оптимизации по времени задержки сообщений и максимальной загруженности сети, ограничения на пропускные способности каналов и условия сохранения потоков в сети. Рассмотрен пример сети, состоящей из пяти узлов и семи каналов связи. Показано, что задача оптимальной маршрутизации относится к классу задач нелинейной оптимизации функции нескольких переменных с ограничениями типа неравенств и равенств. Сформулированы ограничения типа неравенств для пропускных способностей каналов и типа равенств для условия сохранения потоков в узлах сети с учетом их разбиения на узел-вход, узел-выход и промежуточные узлы. На основе стандартной функции fmincon в среде MatLab разработана программа, позволяющая по топологической структуре сети, входному потоку и пропускным способностям каналов найти оптимальное распределение потоков в сети, состоящей из произвольного количества узлов и каналов связи. Приведены результаты расчета оптимального разделения потоков по критериям загруженности и задержки для рассмотренного примера. Проведен анализ изменения критерия максимальной загруженности при различных интенсивностях входного потока. Показано, что определение оптимального распределения нагрузки каналов при разделении каждого канала на произвольное количество линий связи может быть выполнено с помощью аналитических оптимизационных методов. Приведены результаты расчета оптимального разделения потоков на две линии связи по критерию загруженности для рассмотренного примера.

32. Применение мягких вычислений для анализа структуры базы знаний информационной системы [№4 за 2013 год]
Авторы: Гордеев Р.Н., Бурилин А.В.
Просмотров: 14262
Рассматривается возможность применения генетических алгоритмов и нейронных сетей для предварительного анализа и оптимизации структуры БЗ информационной системы. Описан пример построения структуры нейронной сети. После выполнения процедуры анализа генерируются описание структуры взаимосвязей объектов анализируемой системы и ее кластерное представление, то есть на выходе получается перечень классифицированных объектов по заданному перечню признаков. Результаты исследования могут быть использованы государственными и частными организациями, вовлеченными в процесс управления научно-техническим комплексом, например, в сферах патентования, управления программами и проектами, хранением и обработкой наукометрической информации.

33. Программная реализация системы автоматической идентификации слябов [№4 за 2013 год]
Авторы: Провоторов А.В., Орлов А.А.
Просмотров: 10308
В работе описана структура программно-аппаратного комплекса для отслеживания движения заготовок между складом и основным производственным оборудованием цеха в рамках автоматического контроля продукции металлопрокатного комплекса. Отличительной особенностью этой системы является алгоритм автоматической идентификации маркировки слябов (крупногабаритных металлических блоков), который позволяет с большой точностью идентифицировать перемещаемый объект, тем самым освобождая работника крана от рутинной работы определения номера или кода сляба. Одним из логических блоков алгоритма является поэтапное автоматическое обнаружение маркера на изделии. В результате выполнения этапов обнаружения маркировки производится настройка положения поворотного устройства и трансфокатора видеокамеры для получения приближенного изображения высокого качества груза с маркировкой, его последующего анализа, поиска и распознавания маркировки. Приведены экспериментальные результаты, подтверждающие оперативность и достоверность методики.

34. Технологии мягких вычислений в интеллектуальном управлении [№4 за 2013 год]
Авторы: Решетников А.Г., Керимов Т.А., Ульянов С.В., Бархатова И.А.
Просмотров: 13943
Рассматриваются методы и возможности проектирования баз знаний на основе моделей интеллектуальной системы управления в автономном и дистанционно управляемом режимах (по кабелю и Wi-Fi) на примере физического динамически неустойчивого объекта типа «каретка – перевернутый маятник» (типовой Benchmark). Особенностью работы является разработка методологии интеллектуального управления с математической моделью слабоструктурированного объекта управления и без нее. Обучающий сигнал проектируется как с помощью математической модели в режиме off line, так и в режиме on line непосредственно с физического объекта управления с применением программного инструментария «оптимизатор баз знаний». Приводится сравнение систем управления на основе ПИД-регулятора и нечетких регуляторов в трех режимах. Показана возможность эффективной дистанционной настройки нечеткого регулятора без математической модели объекта управления.

35. Робастное интеллектуальное управление на основе технологии квантовых вычислений [№4 за 2013 год]
Авторы: Решетников А.Г., Керимов Т.А., Ульянов С.В.
Просмотров: 12305
Рассматривается технология проектирования робастных интеллектуальных систем управления на основе квантового нечеткого вывода в двух вариантах: с использованием дистанционного подключения к объекту управления без математической модели объекта управления и с использованием верифицированной математической модели. Применение разработанной методологии проектирования основано на самоорганизации знаний и приводит к повышению уровня робастности интеллектуальных систем управления в непредвиденных ситуациях управления. В качестве информационных источников для проектирования нечетких регуляторов используются два варианта: в первом случае применяется математическая неточная (с недоопределенными параметрами) модель объекта управления, второй вариант основан на процессе измерения сигнала обучения с реального объекта управления, из которого формируется база знаний. Проводится сравнение результатов моделирования и физического эксперимента ПИД-регулятора, нечетких регуляторов и квантовых нечетких регуляторов с различными типами корреляции. Показана эффективность применения квантового нечеткого вывода в системной инженерии проектирования систем управления для повышения робастности интеллектуального управления в непредвиденных (нештатных) ситуациях управления.

36. Нечеткий фильтр калмана в структуре алгоритма решения обратных задач для экономических объектов [№4 за 2013 год]
Автор: Павлов Д.А.
Просмотров: 12609
Предложен метод решения обратных задач на основе применения нечеткого фильтра Калмана, учитывающего специфику объектов экономики, такую как невозможность построить физическую модель процесса или явления. В основе алгоритма лежат переход от описания системы в форме интегрального уравнения Фредгольма I рода к форме дискретного фильтра Калмана, а также применение методов нечеткой логики для задания элементов уравнений фильтра. Рассматриваемый метод решения обратных задач опирается на данные о выходном процессе объекта, которые обычно являются результатом измерений каких-либо параметров. Наличие шума измерений приводит к дополнительному снижению точности решения, поэтому целесообразно применение такого алгоритмического средства, как фильтрация, способствующего уменьшению этого влияния. В случае экономического объекта шум измерений может трактоваться как, например, погрешности получаемых статистических данных, неточность аналитических и экспертных моделей, применяемых при трактовке результатов его функционирования. Для снижения субъективизма, вносимого в базу знаний экспертами, предлагается применение методов нечеткого кластерного анализа и адаптивных нейро-нечетких систем, позволяющих автоматически синтезировать структуру базы знаний. Средой разработки программного обеспечения выбран MatLAB, имеющий библиотеку для создания адаптивных нейро-нечетких систем (ANFIS-редактор).

37. Архитектура интеллектуальной системы информационной поддержки инноваций в науке и образовании [№4 за 2013 год]
Авторы: Иванов В.К., Палюх Б.В., Сотников А.Н.
Просмотров: 11057
Поиск инновационных решений с использованием различных источников данных – важная составляющая многих направлений деловой активности. Одним из основных трендов развития методологии и решений для поиска инноваций является автоматизированная семантическая обработка больших массивов научно-технической информации, позволяющая осуществлять поиск прорывных технологий и других инновационных идей. Очевидно, что нужны эффективные методы создания и наполнения электронных коллекций новейших идей и технологий, содержащих не просто их описания, а специальным образом отобранные, классифицированные и ассоциированные данные. Разработка новых методов поиска готовых решений в базе данных центра обработки данных (data centre) – суть проекта системы информационной поддержки инноваций в науке и образовании. В настоящей статье описываются один из подходов к поиску информации об инновациях и область его применения. Приведена общая архитектура системы с указанием пилотных компонентов. Описана архитектура соответствующего программного обеспечения, включая его функциональность и поведение системы в течение конкретного сеанса работы. Представлена объектная модель для работы с документами, под которыми понимаются любые текстовые объекты, имеющие отношение к предмету обработки: запросы, результаты поиска, текстовые документы. Даются сведения о текущем состоянии реализуемого проекта.

38. Исследование эффективности самоконфигурируемого генетического алгоритма выбора эффективного варианта системы управления космическими аппаратами [№4 за 2013 год]
Авторы: Семенкин Е.С., Семёнкина М.Е., Попов Е.А.
Просмотров: 11101
В данной статье описано моделирование работы системы управления космическим аппаратом с помощью цепей Маркова. Описаны модели технологического и командно-программного контуров для абсолютно надежного наземного комплекса управления, а также способ расчета показателей эффективности (коэффициент готовности космического аппарата и др.) выбранного варианта аппаратно-программного комплекса для систем управления космическим аппаратом. Выполнено обобщение моделей на случай ненадежного наземного комплекса управления, состоящего из подсистем. Проблема выбора эффективного варианта для системы управления космическим аппаратом формулируется как многомерная задача оптимизации с алгоритмически заданными функциями. Предлагается использовать самоконфигурируемый генетический алгоритм, который не требует настройки параметров алгоритма для получения решений высокого качества, что позволит применять данный алгоритм конечным пользователям, инженерам-проектировщикам космических аппаратов, не имеющим специальных знаний в области эволюционной оптимизации, для выбора эффективных вариантов аппаратно-программного комплекса для систем управления космическим аппаратом. Продемонстрирована высокая эффективность самоконфигурируемого генетического алгоритма при решении задач выбора оптимального варианта системы управления космическими аппаратами, заключающаяся в высокой надежности предлагаемого алгоритма при просмотре малой части поискового пространства, что существенно ускоряет нахождение решения.

39. Программный комплекс для обработки данных ионосферных измерений [№4 за 2013 год]
Автор: Скрипачев В.О.
Просмотров: 20463
Предложен программный комплекс определения параметров ионосферы средствами радиозондирования, способствующий получению информации о параметрах среды с целью дальнейшей диагностики возмущений как естественного, так и искусственного характера, и уточнению известных ионосферных моделей. Разработанный програм- мный комплекс предназначен для восстановления профилей электронной концентрации в ионосфере по сигналам навигационных космических аппаратов ГЛОНАСС/GPS. Для разработки комплекса используется объектно-ориентированное программирование. Это позволяет уменьшить время разработки новых классов, наследуя их от уже имеющихся в используемых программных библиотеках. Объектно-ориентированный подход был реализован при разработке программного кода, отвечающего за расчет полного электронного содержания по характеристикам сигналов навигационного космического аппарата. Взаимодействие между блоками комплекса также выполняется на основе объектных структур данных. Перспективы дальнейших исследований связаны с наращиванием возможностей представленного программного комплекса за счет использования программных продуктов обработки данных ионосферного зондирования, полученных с помощью методов вертикального зондирования ионосферы и некогерентного рассеяния.

40. Применение Interactive Data Language для обработки данных радиометрических измерений [№4 за 2013 год]
Авторы: Скрипачев В.О., Полушковский Ю.А., Стрельцов А.М.
Просмотров: 20925
При проведении исследований в системе «атмосфера – подстилающая поверхность» используется большой объем данных, которые необходимо быстро обработать. Для детальной оперативной обработки данных радиометрических измерений целесообразно использовать приложения, написанные на языке программирования Interactive Data Language. В Interactive Data Language достаточно простой синтаксис, нет необходимости в составлении циклов и оптимизации времени выполнения функций для работы с массивами. В работе рассмотрены особенности языка, описания классов и объектов языка. Сделан краткий обзор возможностей визуализации научных данных средствами Interactive Data Language, в том числе картографические возможности. Рассмотрены возможности Interactive Data Language для построения графического интерфейса пользователя. Эти возможности были реализованы при создании приложения обработки данных спутниковых СВЧ-радиометров для определения метеорологических параметров. Рассмотрены формат данных HDF и архитектура разработанного приложения обработки данных.

◄ ← Предыдущая | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | Следующая → ►