Программные продукты и системы

Статьи из выпуска № 3 за 2015 год.

Упорядочить результаты по: Дате публикации | Заголовку статьи | Авторам

31. Программные средства анализа отказоустойчивости технических систем на основе вершинной целостности графа [№3 за 2015 год]
Авторы: Быкова В.В., Кириллов Ю.И.
Просмотров: 6200
В настоящее время в связи с применением графовых моделей при проектировании отказоустойчивых сложных технических систем особое внимание уделяется исследованию мер целостности графов. Вершинная целостность – одна из детерминированных мер целостности графа. Система считается полностью работоспособной, если соответствующий ей граф связный. Вершинная целостность позволяет оценить частичную потерю работоспособности системы вследствие отказа ее элементов. Вершинной целостностью графа G = (V, E) называется величина I(G) = = min S  V {| S | + w(G – S)}, где w(G – S) – порядок наибольшей компоненты связности графа G – S, который получа-ется из G удалением всех вершин, входящих в S. Значение w(G – S) характеризует размер самого крупного фрагмента системы, образованного после выхода из строя сразу всех элементов из S. Понятие вершинной целостности графа введено Багга, Барфутом, Энтрингером и Свортом. Известно, что задача вычисления I(G) для графа общего вида является NP-трудной. Для нахождения точного значения вершинной целостности необходимо знание всех сепараторов графа. В работе представлены алгоритм и программные средства нахождения приближенного значения I(G). Предлагаемый алгоритм ограничивается рассмотрением всех минимальных сепараторов, поэтому дает лишь верхнюю оценку вершинной целостности. Трудоемкость алгоритма полиномиально зависит от числа вершин и числа минимальных сепараторов входного графа. Результаты экспериментов показали, что вычисленные оценки являются хорошими и часто достижимыми. При выполнении вычислительных экспериментов точное значение вершинной целостности определялось с помощью исчерпывающего перебора всех сепараторов входного графа.

32. Программный комплекс для интерпретации невербальной информации путем анализа образцов речи или электроэнцефалограммы [№3 за 2015 год]
Авторы: Филатова Н.Н., Сидоров К.В., Терехин С.А.
Просмотров: 8854
Интерпретация невербальной информации, которая содержится в образцах речи и в паттернах электроэнцефалограммы (ЭЭГ), позволяет получить количественные и качественные оценки характеристик эмоциональных реакций человека. В статье рассматривается ПО, ориентированное на решение указанной задачи. Описывается структура программного комплекса, позволяющего выполнять обработку образцов сигналов методами спектрального анализа и методами нелинейной динамики. Можно выполнить расчет спектров мощности или осуществить реконструкцию аттракторов. Для сравнения аттракторов предложены три типа признаков: длина максимальных векторов, описывающих контуры проекций аттракторов, плотность траекторий проекций аттракторов, степень разреженности матрицы плотности траекторий проекций аттракторов. Используя признаки, характеризующие геометрию аттракторов или спектры мощности, пользователь может создавать различные варианты моделей паттернов речи или ЭЭГ-сигналов. В моделях биомедицинских сигналов предусмотрен переход к нечетким признакам. Процедура фаззификации при-знаков выполняется с использованием треугольной конормы. Модуль интерпретатора эмоций осуществляет оценки трех характеристик: знака эмоции, ее уровня и направления развития (динамики эмоции). Взаимосвязь между этими характеристиками и компонентами моделей сигналов описана в виде набора нечетких правил. Программный комплекс прошел испытания на выборке речевых образцов русской, французской и немецкой речи, а также на выборках ЭЭГ-сигналов. Для русской речи точность интерпретации характеристик эмоций составила 96 %, для немецкой (из базы Emo-DB) – 92 %. Экспериментально доказано совпадение результатов интерпретации эмоций по образцам речи и ЭЭГ, зарегистрированных у одного и того же испытуемого.

33. Расчет конструкций методом конечных разностей с использованием аппроксимирующих функций MathCAD [№3 за 2015 год]
Автор: Бакушев С.В.
Просмотров: 9419
Рассматриваются вопросы аппроксимации встроенными функциями MathCAD результатов решения задач механики деформируемого твердого тела методом конечных разностей. Показано, что наиболее приемлемой встроенной аппроксимирующей функцией математического пакета MathCAD при решении задач механики деформируемого твердого тела, когда искомые параметры задачи выражаются одно через другое при помощи производных, является кубическая сплайн-интерполяция кубическим сплайном с использованием функции предсказания. Обосновывается положение о том, что если искомые параметры задачи выражаются одно через другое при помощи производных, то повторное использование конечноразностных операторов для их определения, а также линейная аппроксимация данных для определения внеузловых значений являются неприемлемыми и приводят к значительным погрешностям. Кроме того, использование последовательности первых производных для определения искомых параметров задачи приводит к потере данных и невозможности вычислений. Рассмотрен конкретный пример об изгибе стального шарнирно опертого стержня, нагруженного равномерно распределенной нагрузкой.

34. Стратегия взаимодействия агентов графического редактора САПР технологических процессов ковки [№3 за 2015 год]
Авторы: Муйземнек О.Ю., Коновалов А.В., Арзамасцев С.В.
Просмотров: 7384
При разработке систем автоматизированного проектирования технологических процессов большое внимание уделяется взаимодействию отдельных частей и системы в целом. Для этих целей используется мультиагентный под-ход, согласно которому агенты представляют собой сущности, способные воспринимать свое окружение и изменять его своими действиями. На примере графического редактора, являющегося самостоятельной и независимой состав-ляющей системы автоматизированного проектирования технологических процессов ковки на молотах и прессах, рассмотрены вопросы представления графической информации в процессе проектирования поковок. Графический редактор является мультиагентной системой, в которой агенты имеют вид специальных программ, определяющих законы существования агента, его поведение и возможность отображения. Функция агента – выбор своего поведения в зависимости от полученной им информации от других агентов или от окружающей среды, под которой понимаются система автоматизированного проектирования и непосредственно пользователь системы. Цель агента – выбор наилучшего действия, направленного на корректное и полное представление геометрической информации. В работе рассматриваются вопросы выбора агентов для представления графической информации в системе, их состав и взаимосвязанное поведение, а также свойства и принципы функционирования в условиях неопределенности. Стратегия поведения агентов строится на основе аппарата математической логики с учетом того, что задача проектирования поковок является слабо формализуемой. Разработана концепция взаимосвязанного и согласованного поведения агентов при выборе действий и принятии решений. Приведены правила реакции системы на запуск выбранных агентов в зависимости от меры полезности, гарантирующие корректное и полное представление геометрической информации в графическом редакторе системы автоматизированного проектирования технологических процессов ковки на молотах и прессах.

35. Формирование приоритетов развития персонала в автоматизированной системе управления [№3 за 2015 год]
Автор: Головина Е.А.
Просмотров: 8219
В статье рассматриваются особенности автоматизации системы обработки информации для процесса управления развитием персонала в условиях машиностроительного предприятия. Ставится вопрос о необходимости совершенствования данного процесса на основе формирования единого подхода к обработке информации и принятию решений. Предлагается модель обработки информации на основе цикла непрерывного совершенствования Деминга–Шухарта. Подробно описывается анализ уровня развития персонала как задача обработки сложной структуры трудно формализуемых показателей. В качестве главной особенности показателей персонала рассматривается наличие у них критических уровней. С целью учета данной особенности предлагается индикативный подход к решению задачи, в рамках которого разработана методика. В методике построение вектора приоритета для направлений развития персонала в поставленной задаче предлагается определять на основе анализа уровня развития как групповых, так и глобального критериев. В статье приводится алгоритм реализации программного комплекса, описываются его особенности. Обосновывается выбор среды Delphi 7.0 с использованием средств работы с БД Oracle для разработки программного комплекса. На основе последовательного применения компетентностного подхода предлагается универсальная структура данных о персонале для проведения анализа. В качестве основы структуризации информации используется концепция, характерная для построения профессиональных стандартов. Программный комплекс пред-назначен для специалистов по управлению персоналом, планирующих мероприятия по развитию персонала. Апробация разработанного программного комплекса в условиях машиностроительного предприятия показала его эффек-тивность.

36. Человекоразумные программные системы интеллектуальной поддержки решений креативных проблем [№3 за 2015 год]
Авторы: Семенов Н.А., Кузнецов В.Н., Клюшин А.Ю., Мутовкина Н.Ю.
Просмотров: 9727
В статье рассмотрены основы построения человекоразумных программных систем интеллектуальной поддержки решений креативных проблем. Интеллект человека определяется его разумом, возможностями разума, его особенностями и ошибками, включая нейрофизиологические и нейрохимические процессы, происходящие в мозге человека. Это относится прежде всего к творческой деятельности человека, в том числе к принятию решений креативных проблем учеными и группами ученых. Принятие решений происходит во всех областях человеческой деятельности и является определяющим элементом процесса управления. Зачастую приходится принимать решения в условиях неполноты информации, неопределенности и неоднозначности. Это относится, например, к принятию решений при управлении деятельностью различных хозяйствующих субъектов, которые, как правило, имеют достаточно сложную структуру и отличаются разнообразием происходящих в них процессов. Наличие у субъектов управления собственных интересов, мнений, суждений, доводов по конкретному вопросу, своего видения решения существующей проблемы вносит дополни-тельную неопределенность и предполагает предварительное согласование интересов участников процесса принятия решений. В настоящее время также остро встал вопрос о создании информационных и программных систем поддержки творческих решений, которые учитывали бы и использовали возможности и способности ученых и групп ученых. В этом случае целесообразно говорить о человекоразумных информационных и программных системах поддержки творческих решений креативных проблем.

37. Численные методы определения пространственного положения летательного аппарата на основе 2d-оптических изображений [№3 за 2015 год]
Авторы: Мирзоян А.С., Малышев О.В., Хмаров И.М., Мешков В.В., Шахов С.В.
Просмотров: 12898
В работе излагаются численные методы определения пространственного положения летательного аппарата (ЛА) по его плоскому оптическому изображению: модернизированный метод опорных точек и метод внешних контуров. В общей постановке задача сводится к определению пространственного положения твердого тела по его центральной проекции на плоскость. Каждый из методов позволяет получить точное решение задачи определения пространственного положения ЛА в системах панорамного обзора. В частности, оба эти метода позволяют определить пространственное положение ЛА на близких расстояниях между центром ЛА и приемной матрицы. При этом в случае автоматического метода внешних контуров такое определение удается осуществить в реальном времени на стандартной вычислительной аппаратуре. Предложена модификация нового метода внешних контуров по сравнению с ранее разработанными, заключающаяся в переводе и автоматизации всех вычислений с плоской физической приемной матрицы на виртуальную сферическую приемную матрицу. Практическая реализация и проверка точности метода опорных точек были осуществлены на координатно-измерительном стенде, включая трассировку приемной матрицы оптического канала. Построение и последующая обработка внешних контуров изображений ЛА осуществлялись при помощи функции трассировки, полученной на координатно-измерительном стенде. Сравниваются результаты экспериментов, полученных по методу внешних контуров, с результатами, полученными по методу опорных точек, по оценке точности определения расстояния и углов ориентации пространственного положения ЛА. Разработанные численные методы определения пространственного положения ЛА по его плоскому оптическому изображению обеспечивают значения ошибок при вычислении углов ориентации ЛА: для метода опорных точек – 1,5 градуса, для метода внешних контуров – 4 градуса. Методы реализованы в качестве соответствующих программных продуктов для систем внешнего контроля и распознавания ЛА.

38. Шаблон агента-медиатора для программного обеспечения сенсорных сетей [№3 за 2015 год]
Авторы: Иващенко А.В., Минаев А.А., Сподобаев М.Ю.
Просмотров: 7420
Статья посвящена реализации концепции Интернета вещей (Internet of things, IoT) при решении задач распределенной диагностики в технической сфере и медицине. Для обмена информацией в сенсорной сети как открытой, распределенной и самоорганизующейся системе предлагается разработать ПО устройств диагностики, основанное на мультиагентной технологии. В качестве решения предлагается шаблон агента-медиатора, реализующего посреднические функции в беспроводной сенсорной сети (сеть под управлением такого ПО предлагается называть медиатор-ной). Устройства сбора информации под управлением агента-медиатора не только реализуют свое непосредственное назначение, но и участвуют в передаче информации между сторонними устройствами, адаптируя интервалы дискретизации событий сбора данных и обмена сообщениями. Таким образом обеспечивается балансировка загрузки сен-сорной сети в части перераспределения нагрузки на датчики в соответствии с темпом возникающих событий. В статье рассматриваются функциональность и архитектура агента-медиатора, описывается шаблон (паттерн) с помощью диаграммы классов UML, а также приводятся особенности его реализации на практике для сенсорной сети с использованием свободной ОС реального времени для встраиваемых систем FreeRTOS. Описанное решение было апробировано на практике в рамках одной из задач медицинского мониторинга при реализации устройств контроля процессов внутривенной инфузии. Преимущества предлагаемого решения в адаптивности за счет перераспределения соединений узлов сети связи в зависимости от текущей нагрузки, интероперабельности, так как сеть связи конфигурируется и развивается по принципам самоорганизации и новые узлы могут самостоятельно входить в сеть, и устой-чивости к сбоям.

◄ ← Предыдущая | 1 | 2 | 3 | 4