Авторитетность издания
ВАК - К1
RSCI, ядро РИНЦ
Добавить в закладки
Следующий номер на сайте
№4
Ожидается:
09 Декабря 2024
Статьи журнала №2 2018
11. Извлечение схемы данных из конечной точки доступа SPARQL [№2 за 2018 год]Авторы: Мочалов А.О. (aomochalov@corp.ifmo.ru) - Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики (Университет ИТМО) (аспирант); Муромцев Д.И. (d.muromtsev@gmail.com) - Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики (зав. кафедрой), кандидат технических наук;
Аннотация: Статья посвящена проблеме извлечения схемы данных из конечной точки доступа SPARQL. Схема данных необходима для написания запросов и поиска информации, а также для оптимизации выполнения запросов. В данной работе рассмотрены существующие методы для извлечения схем, отмечены плюсы и минусы каждого из них. Для разработки собственного метода дано определение схемы данных, под которой в данной работе принято считать словарь всех триплетов, где предикатами являются все фиксированные предикаты из пространства имен RDFS, а также триплеты, которые логически следуют из датасета в соответствии с семантикой RDFS, кроме являющихся элементами известных словарей (RDF, RDFS, Void, OWL, XML Schema, XSD). Элементы схемы из конечной точки доступа SPARQL будут извлекаться с помощью правил RDFS. В работе используются не все правила семантики RDFS, так как, согласно принятому определению схемы данных, не все правила возвращают элементы схемы. В статье подробно описан разработанный метод, представлена его архитектура. Для работы с правилами логического вывода используется система управления бизнес-правилами Drools. В работе отмечены плюсы и минусы созданного метода, показавшего ожидаемые результаты тестирования. Отмечено, что количество классов и свойств может быть различным у опубликованной и полученной разработанным методом схем. Это обусловлено лишь тем, что разработанный метод использует правила RDF. Тестирование показало, что авторский метод не полностью покрывает СД, но вполне работоспособен.
Abstract: The paper is devoted to the problem of extracting a data schema from the SPARQL endpoint. The data schema is necessary for writing queries and searching information, as well as for optimizing query execution.
The paper considers the existing methods for extracting schemes, notes minuses and pluses of each method. It defines the notion of a data schema to develop own method. A data schema is a dictionary of all triplets, where the predicates are all fixed predicates from the RDFS namespace, as well as triplets that logically follow from the dataset according to RDFS semantics, except for triplets that are elements of well-known dictionaries (RDF, RDFS, Void, OWL, XML Schema, XSD). The elements from the SPARQL endpoint schema will be retrieved using RDFS rules. The work does not use all RDFS semantics rules as not all rules return the elements of the schema according to the definition of the data scheme adopted in this paper.
The paper describes the developed method in detail and presents its architecture. It uses the business rules management system Drools to work with inference rules. The paper presents the advantages and disadvantages of the developed method that showed the expected test results.
It it noted that the number of classes and properties can be different for the schemes developed and obtained by the developed method. This is only due to the fact that the developed method uses RDF rules.
Ключевые слова: semantic web, linked data, sparql endpoint, owl, схема данных, набор данных, датасетKeywords: semantic web, linked data, sparql endpoint, owl, data schema, data set, dataset
Просмотров: 7335
12. Об информационном обеспечении поддержки принятия решений [№2 за 2018 год]
Авторы: Тиханычев О.В. (tow65@yandex.ru) - 27 Центральный научно-исследовательский институт Минобороны России (старший научный сотрудник), кандидат технических наук;
Аннотация: Основой формализации информации, используемой в процессе автоматизированного управления, является система классификации и кодирования. Ее применение обеспечивает как работу пользователей с программными средствами, так и взаимодействие программных средств и АСУ между собой. При этом, по существующим нормативным документам, взаимодействие между АСУ, использующими различные системы классификации, организуется через специализированные протоколы взаимодействия: технического, организационного, информационного, программного. С ростом масштабов управляемых систем появляется проблема поддержания этих протоколов в актуальном состоянии, углубляющаяся с увеличением общего количества и типов взаимодействующих агентов. В настоящее время в мировой практике существует достаточно широкий спектр подходов к решению указанной проблемы: обмен данными с использованием XML-файлов, взаимодействие на основе HLA-технологий и другие. Но ни один из них не обеспечивает в полной мере информационное взаимодействие в распределенных мультиагентных системах автоматизированного управления. Автор, исходя из анализа возможностей современных информационных технологий, предлагает для решения проблемы отказаться от жестких принципов кодирования информации, перейдя к ее классификации на основе механизмов нечетких множеств, многомерных OLAP-матриц или RDF-графов. При этом учтено, что особенности организации систем автоматизированной поддержки принятия решений и наличие в них многочисленных компонентов оперативной обработки информации делают взаимодействие на базе нечеткого информационного обеспечения наиболее приемлемым для решения описанной в статье проблемы. Сделан вывод, что предлагаемый подход не противоречит принципам создания единого информационного пространства, а дополняет их за счет перехода от организационных методов обеспечения взаимодействия автоматизированных систем к более простым технологическим. Разумеется, с учетом ограничений для систем, предельно критичных к вероятности ошибки в обработке информации.
Abstract: The basis for formalization of information used in the automated management process is the system of classification and coding. It ensures the work of users with software toolsб as well as the interaction of software tools and automated control systems.
According to the existing requirements documents, the interaction between automated control systems is organized through specialized interaction protocols: technical, organizational, information, software. However, with the growing scale of managed systems there appears the problem of keeping these protocols up to date, which increases with growing number and types of interacting agents in a management network.
Nowadays, there is a wide range of approaches to solving this problem in the world practice. It includes data exchange using XML files, interaction based on HLA technologies, etc. Nevertheless, in general, none of them provides information interaction in distributed multi-agent systems of automated control. After analyzing the capabilities of modern information technologies, the author proposes to solve the problem through abandoning the “hard” principles of information encoding and moving to its classification based on fuzzy set mechanisms, multidimensional OLAP-matrices or RDF-graphs. Features of the organization of automated decision support systems and numerous components of operational information processing in them make interaction based on “fuzzy” information support the most acceptable to solve the problem.
There is a conclusion that the proposed approach does not contradict the principles of creating a single information space. It complements them due to the transition from organizational methods of ensuring systems interaction to simpler technological ones. Naturally, this takes into account the limitations for systems that are crucially critical to the error probability in information processing.
Ключевые слова: поддержка принятия решений, автоматизация управления, информационное обеспечение, информационно-лингвистическое обеспечение, информационное взаимодействиеKeywords: decision support, control automation, information provision, information and linguistic support, information interaction
Просмотров: 8121
13. К вопросу оценки устойчивости функционирования элементов сети связи [№2 за 2018 год]
Авторы: Попков Г.В. (glebpopkov@rambler.ru) - Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики (доцент), кандидат технических наук;
Аннотация: В статье рассматриваются вопросы оценки устойчивости функционирования сети электросвязи к разрушающим деструктивным воздействиям. Предложена методика по представлению атакуемой сети электросвязи в виде динамических гиперсетей, позволяющих давать объективную оценку состоянию атакуемой сети с точки зрения устойчивости. Введены понятие разрушающего деструктивного воздействия и связанное с ним понятие канала разрушающего деструктивного воздействия на элементы NE сети связи, находящиеся на различных уровнях гиперсетевых моделей. Простота и удобство представления атакуемой сети в виде динамических гиперсетей позволяют расширить класс задач, связанных с определением устойчивости сетей связи к внешним деструктивным воздействиям, в частности, находить корреляционные связи между частными моделями нарушителя, моделями атак и моделями уязвимости сети электросвязи на исследуемом уровне. Такой подход позволяет проектировать устойчивые сети связи с учетом динамически меняющихся внешних факторов, связанных с угрозами, направленными на структуру сети связи, а также эффективно выявлять и блокировать угрозы, связанные с внешними информационными воздействиями, обеспечивая доступность, целостность, конфиденциальность пользовательской информации. На основании предложенных подходов представляется целесообразным создавать онтологии знаний, основанные на реакции сети на разрушающее деструктивное воздействие в точках мониторинга сети электросвязи, что, в свою очередь, позволит эффективно проектировать и инсталлировать средства защиты информации на реальных сетевых структурах. Предложена частная математическая модель внешнего деструктивного воздействия, основанная на применении теории вероятности, позволяющая прослеживать динамические изменения в структуре сети электросвязи и определять количественные оценки QoS приложений.
Abstract: The article considers the issues of assessing stability of power grid functioning to destructive destabilizing influences (DDI). The proposed method represents an attacked telecommunication network as dynamic hyper network that allow objective assessing an attacked network state in the context of stability. The author introduces a concept of DDI and the related concept of a DDI channel that affects NE elements of a communication network at different levels of hyper network models.
Simplicity and convenience of representing an attacked network in the form of dynamic hyper networks makes it possible to extend the class of problems related to determining stability of communication networks to external destructive influences, in particular, to find correlation links between private intruder models, attack models and vulnerability models of a power grid at the investigated level. Such approach allows designing stable communication networks taking into account dynamically changing external factors connected with threats directed to a communication network structure. It also allows effective detecting and blocking threats related to external information influences while ensuring accessibility, integrity, confidentiality of user information.
Due to the proposed approaches, it seems appropriate to create knowledge ontologies based on a network response to DDI at network monitoring points, which in turn will effectively design and install information protection tools in real network structures.
The author proposes a private mathematical model of external destabilizing influence, which is based on the probability theory. It makes it possible to trace dynamic changes in a network structure and determine quantitative estimates of QoS applications.
Ключевые слова: устойчивость функционирования сети электросвязи, qos, теория вероятности, модель нарушителя, модель угроз, проектирование сетей связиKeywords: destructive destabilizing influences, qos, theory of probability, violator’s model, threat model, design of communication networks
Просмотров: 7368
14. Адаптивный алгоритм поиска оптимального маршрута в нестационарной сети [№2 за 2018 год]
Автор: Солдатенко А.А. (glinckon@gmail.com) - Сибирский федеральный университет (аспирант);
Аннотация: Рассматривается задача Time-Dependent Shortest-Path (TDSP), которая является расширением задачи о кратчайшем пути в графе. Задача TDSP возникает при проектировании и эксплуатации телекоммуникационных и транспортных сетей, когда требуется учитывать временной фактор и возможность возникновения в отдельные промежутки времени снижения объема трафика и наличия пробок в сети. В этих случаях сеть представляется ориентированным графом G = (V, E), в котором для каждой дуги (x, y) E определены две функции: время, необходимое для передвижения по этой дуге, и время прибытия в вершину y при условии, что старт из вершины x осуществлен в момент времени t. Такую сеть называют нестационарной, а наименьшее время передвижения из стартовой вершины в целевую интерпретируют как оптимальный маршрут между этими вершинами. Известно, что задача TDSP для нестационарной сети общего вида является NP-трудной. В данной статье задача TDSP рассматривается для полиномиально разрешимого случая, когда функции прибытия монотонны. Предлагается решать TDSP с помощью двухфазного алгоритма ALT (A* with Landmarks & Triangle) – одного из современных алгоритмов оптимальной маршрутизации, изначально разработанного для решения задачи о кратчайшем пути в графе. Данный алгоритм на первой фазе расставляет некоторое множество ориентиров в вершинах сети и вычисляет потенциальные функции, а на второй с помощью алгоритма A* и потенциальных функций находит оптимальный маршрут. Предлагается модификация алгоритма ALT, эффективно решающая задачу TDSP для последовательности запросов на поиск оптимальных маршрутов в нестационарной сети. Модификация заключается в применении адаптивной эвристики для расстановки ориентиров, а также специальных формул вычисления потенциальных функций. Адаптивная эвристика использует историю обработки предыдущих запросов и корректирует текущий набор ориентиров для эффективного исполнения последующих запросов. Приводятся описание и оценка времени работы модифицированного алгоритма ALT. Представлены результаты вычислительных экспериментов, выполненные с помощью разработанных программных средств и подтверждающие высокое быстродействие модифицированного алгоритма ALT по сравнению с его классическими аналогами.
Abstract: The Time-Dependent Shortest-Path problem (TDSP) is an extension of the shortest path problem in a graph.
TDSP problem arises when designing and operating telecommunications and transport networks. Such networks require considering time and possibility of appearing predictable situations for example traffic jams or traffic reduction. In this case, network is represented with an oriented graph G = (V, E) where for each arc (x, y) E, two functions are defined. First function is time required for moving along the arc (x, y). Second function is arrival time in vertex y if the movement started from vertex x in time t. Such graph is called time-dependent network. The minimum time for moving from vertex x to vertex y is an optimal route between these vertices.
It is known that TDSP for a general time-dependent network without any restrictions on network topology or arrival function is NP-hard. When arrival function satisfies FIFO (First-In First-Out) condition, TDSP problem is polynomially solvable. This paper studies TDSP problem for a polynomial case when arrival functions are monotonous. It is proposed to solve TDSP problem using a two-phased algorithm ALT (A* with Landmarks & Triangle). ALT algorithm is one of the modern least cost routing algorithms originally developed for solving the problem of the shortest path in a graph. In the first phase, ALT algorithm places landmarks in network vertices and calculates potential functions. In the second phase it finds the exact value of an optimal route in a graph with A* algorithm.
The paper proposes modification of ALT algorithm which is capable of correct and efficient solving the TDSP problem for a sequence of queries for searching for optimal routes in a time-dependent network. The modification consists in using adaptive heuristic for landmark placement and special formulas for calculating potential functions. This heuristic uses experience of processing all completed queries; adapts current set of landmarks for next queries. There is a description of the modified ALT algorithm and estimation of its working time. The paper also gives a description of the software that implements the proposed algorithm.
The results of computational experiments confirm the effectiveness of the modified ALT algorithm.
Ключевые слова: нестационарные сети, графы большой размерности, оптимальная маршрутизация, алгоритм alt, расстановка ориентировKeywords: time-dependent networks, big graph, optimal routing, alt algorithm, landmarks placement
Просмотров: 9667
15. Алгоритмическое обеспечение информационной системы управления инновационными проектами в промышленности [№2 за 2018 год]
Автор: Черновалова М.В. (0208margarita@bk.ru ) - Национальный исследовательский университет «Московский энергетический институт» (Черновалова);
Аннотация: Существующие в настоящее время подходы к управлению проектами ориентированы на последовательное выполнение всех его этапов и работ. При этом не учитывается влияние полученных ранее результатов и факторов неопределенности на показатели результативности инновационного проекта и степень его выполнимости. Предлагаются разработанные алгоритмы, направленные на решение данных задач. Первый алгоритм обеспечивает учет влияния факторов неопределенности на длительность работ инновационного проекта и затраты, связанные с их выполнением. Отличительной особенность данного алгоритма является применение системы нечетких продукционных правил для определения возможного отклонения результатов отдельных работ проекта от заданных значений показателей. Это позволяет при управлении инновационным проектом учитывать факторы неопределенности внешней и внутренней среды при минимизации затрат, связанных с инновациями. Второй алгоритм ориентирован на минимизацию длительности выполнения проекта или затрат, связанных с обеспечением его всеми необходимыми ресурсами. Основой для данного алгоритма является алгоритм List Scheduling, отличающийся использованием нечетких продукционных правил для обеспечения эффективного распределения имеющихся ресурсов в зависимости от заданных значений показателей результативности, а также прогнозирования времени выполнения конкретной работы при выделенном объеме ресурсов. Предлагаемая информационная система ориентирована на комплексную автоматизацию процесса управления инновационными проектами. В статье также представлена архитектура системы, отражающая основные модули и потоки данных между ними. В результате определен вариант построения структуры работ для каждого из этапов инновационного проекта. В целом это позволило уменьшить срок его реализации.
Abstract: Current approaches to project management are focused on the consistent implementation of all phases. They do not take into account the influence of the results obtained earlier and uncertainty factors on innovation project performance indicators and the degree of its feasibility.
The paper considers two algorithms that are aimed at solving these problems.
The first algorithm takes into account the influence of uncertainty factors on innovation project work duration and implementation costs. A key feature of this algorithm is a system of fuzzy production rules to determine possible deviations of the results of individual project works from the set indicator values. When managing an innovative project, this allows taking into account external and internal uncertainties while minimizing innovation costs.
The second algorithm is focused on minimizing the duration of a project or resource costs. The basis for this algorithm is the List Scheduling algorithm. It differs by using fuzzy production rules to provide efficient allocation of available resources depending on the set values of performance indicators, as well as forecasting performance time of a particular work with the allocated resource level.
The article also presents the architecture of the proposed information system for project management. It implements the described algorithms and shows the main modules and data flows between them. It is focused on the complex automation of the process of managing innovative projects.
Ключевые слова: информационная система управления проектами, факторы неопределенности, график работ проекта, нечеткие продукционные правила, поддержка принятия решений, алгоритмическое обеспечение информационных системKeywords: project management information system, uncertainty factors, project schedule, fuzzy production rules, decision support, algorithmic support of information systems
Просмотров: 9267
16. Алгоритмическое обеспечение программного комплекса технического обслуживания с контролем уровня надежности средств обеспечения полетов [№2 за 2018 год]
Авторы: Допира Р.В. (rvdopira@yandex.ru) - НПО РусБИТех, пр-т Калинина, 17, г. Тверь, 170001, Россия (профессор, зав. отделом), доктор технических наук; Дикарев В.А. (dikva@mail.ru) - Институт математики, информатики и естественных наук Московского городского педагогического университета (профессор, зав. кафедрой), доктор технических наук; Потапов А.Н. (potapov_il@mail.ru) - Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил «Военно-воздушная академия им. проф. Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (доцент, зам. начальника кафедры), кандидат технических наук; Буешев Е.Е. (rvdopira@yandex.ru ) - Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил «Военно-воздушная академия им. проф. Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина» (адъюнкт); Юрьев И.А. (rvdopira@yandex.ru ) - Центральный научно-исследовательский радиотехнический институт им. академика А.И. Берга (зам. начальника), кандидат технических наук;
Аннотация: Совершенствование комплексов технических средств связано с необходимостью проведения исследований по продлению ресурса техники при снижении расходов на эксплуатацию. Одним из путей повышения качественных показателей технического состояния таких комплексов на протяжении их жизненного цикла при одновременном снижении расходов на эксплуатацию является переход на техническое обслуживание с периодическим контролем. При эксплуатации объектов АСУ все большее применение находят методы технического обслуживания с периодическим контролем, учитывающие фактическое состояние техники. При этом необходимо отметить, что ни один из методов технического обслуживания не реализуется без проведения профилактики, и каждый из них имеет свою специфику при определении сроков и объемов профилактических работ. В работе предложено алгоритмическое обеспечение программного комплекса технического обслуживания с контролем уровня надежности средств обеспечения полетов. При разработке алгоритма учитывались объем и периодичность технического обслуживания. Разработанный алгоритм реализован в виде программного комплекса, позволяющего определить оптимальные периоды технического обслуживания. Работоспособность алгоритма проверена на основе функционирования АРМ руководителя ближней зоны для контроля технического состояния средств радиосвязи. Программный комплекс позволяет определить по техническому состоянию оптимальные периоды технического обслуживания комплексов технических средств.
Abstract: Improvement of technical means complexes is related to the need for research on extending the life of equipment while reducing operational costs. One of the ways of improving qualitative indicators of a technical condition (TC) of such complexes throughout their life cycle while reducing operational costs is the transition to technical service (TS) with pe-riodical inspection. Nowadays when using automated control systems (management information systems), maintenance methods with periodic monitoring that consider the actual condition of the equipment are becoming more and more popular. It should be noted that none of the methods is implemented without the prevention; each of them has its specificity when determining the timing and amount of preventive maintenance.
To solve of the problem of determining rational frequency using statistical projections successfully, the paper proposes algorithmic support for software maintenance complex controlling the level of reliability of flight facilities. In this case, the developers of an algorithm took into account the volume and frequency of maintenance.
The developed algorithm is implemented as a software complex, which allows determining optimal periods of maintenance. The algorithm efficiency is verified based on functioning of the automated workplace of a near zone head to control the engineering status of radio facilities. According to the engineering status, the software package determines the optimal maintenance periods for technical means complexes.
Ключевые слова: программный комплекс, техническое средство, контроль, уровень надежности, техническое обслуживание, алгоритмическое обеспечениеKeywords: software package, technical means, control, level of reliability, maintenance service, algorithmic support
Просмотров: 7620
17. Технология и средства автоматизации имитационного моделирования процессов управления региональной безопасностью [№2 за 2018 год]
Авторы: Маслобоев А.В. (masloboev@iimm.ru) - Институт информатики и математического моделирования Федерального исследовательского центра "Кольский научный центр Российской академии наук" (ведущий научный сотрудник), доктор технических наук; Путилов В.А. (putilov@iimm.ru) - Институт информатики и математического моделирования Федерального исследовательского центра "Кольский научный центр Российской академии наук" (профессор, научный руководитель), доктор технических наук;
Аннотация: Основное направление исследований связано с разработкой информационных технологий и средств компьютерного моделирования для информационно-аналитической поддержки управления безопасностью региональных социально-экономических систем. Исследования проводятся в рамках реализации стратегии развития Арктической зоны Российской Федерации и обеспечения национальной безопасности на период до 2020 года на территории Мурманской области. Работа посвящена созданию инструментария для решения задач информационной поддержки принятия решений в сфере управления региональной безопасностью. С этой целью разработан программный тренажерно-моделирующий комплекс информационной поддержки сетецентрического управления региональной безопасностью. В работе рассматриваются архитектура и особенности реализации программного комплекса. Комплекс представляет собой многоагентную среду моделирования, обеспечивающую автоматизированный синтез и анализ мультиагентных моделей сетевых виртуальных структур управления безопасностью региона в условиях кризисных ситуаций в социально-экономической сфере. Модельный и программный инструментарий комплекса позволяет сформировать, исследовать и расширить спектр альтернативных сценариев моделирования региональных кризисных ситуаций, что повышает качество информационного обеспечения для выработки и реализации эффективных управленческих решений. Комплекс состоит из автономных программных агентов с имитационным аппаратом и вспомогательного ПО. Ядро и компоненты системы образуют сетецентрическое многоуровневое виртуальное пространство как интеграционную площадку для проблемно-ориентированных коалиционных мультиагентных систем информационной поддержки управления в каждой сфере региональной безопасности. Применение комплекса обеспечивает возможность оперативной настройки среды моделирования на особенности той или иной задачи управления и высокую вариабельность реализации вычислительных экспериментов.
Abstract: The general line of research is related to development of information technologies and computer simulation tools for information and analytical support of regional socio-economic systems security management. The research is carried out within implementation of the development strategy of the Russian Federation Arctic zone and national security efforts until 2020 in the Murmansk region. It is focused on engineering high-end information infrastructure for regional development security control problem solving.
The paper is focused on development of toolkit to solve the problem of decision-making information support in the field of regional security management. For that purpose a software training simulation system for network-centric control information support of regional security has been developed.
The paper considers system architecture and development features of the software package. The package is a multi-agent modeling environment and provides agent-based model automated synthesis and analysis of multi-agent models of network virtual managerial structures for regional security support in crisis situations in socio-economic sphere. System simulation and software toolkit allows formation, analysis and extension of a spectrum of alternative modeling scenario for regional crisis situations. That provides efficient managerial decision making through information support quality and validity enhancement. The program suite consists of autonomous software agents with framework-integrated simulation toolkit and auxiliary software. The system core and components form network-centric multilayer virtual space as an integration framework for problem-oriented coalition-based multi-agent systems for management information support of each domain of regional security.
Application of the proposed software system makes it possible to configure modeling environment fast according to specific features of a control problem and provides high variability of computing experiment implementation.
Ключевые слова: многоагентная система, моделирование, программный комплекс, информационная поддержка, сетецентрическое управление, региональная безопасностьKeywords: multiagents systems, modeling, software package, data support, etworkcentric management, regional security
Просмотров: 10111
18. Исполнение моделей системной динамики на основе непрерывного потока входных данных [№2 за 2018 год]
Авторы: Перл И.А. (ivan.perl@corp.ifmo.ru) - Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики (Университет ИТМО) (доцент), кандидат технических наук; Петрова М.М. (maria.petrova@corp.ifmo.ru) - Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики (Университет ИТМО) (аспирант); Мулюкин А.А. (alexprey@ya.ru) - Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики (Университет ИТМО) (аспирант); Каленова О.В. (ovkalyonova@corp.ifmo.ru) - Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики (Университет ИТМО) (аспирант);
Аннотация: В статье описывается новый подход к расчету моделей системной динамики. Входными данными для работы модели является набор статических известных данных. В результате моделирования разработчик получает набор системных или событийных характеристик, вычисленных на базе входных параметров модели. Данный подход широко применяется в различных отраслях, однако не является единственным сценарием. С ростом популярности таких концепций, как Интернет вещей, значительно растет спрос на основанные на моделировании решения, которые в качестве входных данных принимают непрерывный поток данных. Такой поток формируется с большинства устройств, входящих в единую инфраструктуру систем Интернета вещей. Облачные решения, такие как sdCloud, стали разумным ответом на требования промышленности. По сравнению с автономными моделирующими системами пользователя эти системы способны обеспечивать непрерывный расчет моделей системной динамики любой сложности, собирать и предоставлять данные моделирования с различных удаленных точек. Другими словами, они готовы принимать входной поток данных и выполнять расчет модели, в результате чего конечный пользователь получит ответ (непрерывного) потокового моделирования. В данной статье рассматриваются несколько сценариев сбора данных с удаленных устройств инфраструктуры Интернета вещей. Запуск моделей системной динамики параллельно с процессом, описывающим их, позволяет прогнозировать состояния системы, а также находить дополнительные скрытые внешние влияния на модель. В статье раскрываются все преимущества использования такого подхода по сравнению с аналитическим предсказанием состояния системы, базирующимся на анализе исторических данных. Например, подход непрерывного моделирования может стать хорошей основой для прогнозируемого обслуживания сложных технических систем, так как позволяет эффективнее вычислять ближайшее время технического обслуживания.
Abstract: This article describes a new approach to system dynamics models execution. In most cases when model execution is involved, the input data is a set of static and known data. It is expected that on the model output modeler will get a set of other system or event characteristics computed by the model based on the input parameters. This approach is still used widely in different industries, but it is not the only scenario.
With growing popularity of some concepts such as the Internet of Things, the demand on modeling-based solutions, which take continuous data streams as input, has grown significantly. In comparison with stand-alone client-side modeling systems, cloud-based solutions, such as sdCloud, became a reasonable answer to the industry request. Such systems can provide an ability of continuous execution of system dynamics models. In other words, these systems are ready to accept an incoming data stream and perform model execution that will result in streaming modeling results back to the end-user.
Running system dynamics models in parallel with the describing process allows performing predictive modeling of the system status in the future. It also allows finding additional hidden external impacts to the model. For example, such approach can be a base for predictive maintenance of complicated technical systems, because it allows computing nearest maintenance time more efficiently.
Ключевые слова: системная динамика, непрерывное моделирование, моделирование как сервис, облачные вычисления, интернет вещей, потоковая обработка данных, sdcloudKeywords: system dynamics, continuous modeling, modeling as a service, cloud computing, Internet of things, processing dataflow, sdcloud
Просмотров: 7799
19. Создание панорамных аэрофотоснимков с использованием квадрокоптера [№2 за 2018 год]
Авторы: Пахирка А.И. (pahirka@sibsau.ru) - ибирский государственный аэрокосмический университет им. академика М.Ф. Решетнева (доцент), кандидат технических наук; Зотин А.Г. (zotinkrs@gmail.com) - Сибирский государственный аэрокосмический университет им. акад. М.Ф. Решетнева, г. Красноярск (доцент), кандидат технических наук; Буряченко В.В. (buryachenko@sibsau.ru) - Сибирский государственный аэрокосмический университет им. акад. М.Ф. Решетнева, г. Красноярск (доцент), кандидат технических наук;
Аннотация: В статье рассматривается подход к формированию панорамных снимков, представляющих высокодетализиро- ванные изображения местности. Для получения панорамных изображений высокого качества требуются специа- лизированное оборудование и по возможности максимальная высота съемки. Эти факторы можно исключить, если использовать сшивку изображений, получаемых с камер, расположенных на недорогих беспилотных летательных аппаратах – квадрокоптерах. Одним из подходов к формированию панорамных снимков является использование серии изображений или видеопоследовательности, полученных при съемке с квадрокоптера или иного беспилотного летательного аппарата. Для сшивки изображений применяются методы сопоставления точечных особенностей, при этом алгоритмы обнаружения особых точек должны гарантировать инвариантность относительно любых преобразований изображения для того, чтобы можно было выполнить анализ данных и формирование панорамных снимков. Для исследования были выбраны такие алгоритмы, как FAST, FAST-ER и SURF, поскольку на текущий момент они являются наиболее распространенными для решения подобного рода задач. В качестве алгоритмов для определения соответствий найденных точечных особенностей были выбраны алгоритмы RANSAC и MLESAC. В работе предложен алгоритм создания панорамного аэрофотоснимка из набора последовательных изображений местности, полученных с беспилотного летательного аппарата, на основе сопоставления ключевых особенностей. Используется глобальное выравнивание панорамного снимка с применением аффинных преобразований. Особое внимание уделяется сшивке изображений с применением технологии многополосного смешивания, что обеспечивает качественную визуализацию в местах сшивки панорамного снимка.
Abstract: The paper considers the approach to forming panoramic images representing highly detailed images of some area. To obtain high-quality panoramic images, there is a need in specialized equipment and, if possible, the maximum survey altitude. These factors can be excluded if stitching the images from cameras of inexpensive unmanned aerial vehicles, i.e. quadcopters. One of the approaches to forming panoramic images is using a set of images or video sequence data obtained when surveying by a quadcopter or other unmanned aerial vehicle.
Images are stitched by the methods of matching point features. However, feature points detection algorithms should ensure invariance to any transformations of an image in order to analyze data and generate panoramic images. The research includes applying such algorithms such as FAST, FAST-ER and SURF due to the fact that they are currently the most common solutions for such task. The algorithms for determining correspondences of found feature points are RANSAC and MLESAC.
The paper proposes the algorithm of creating a panoramic aerial image from a set of successive landscape images from an unmanned aerial vehicle based on matching key features. The authors also use panoramic image global adjustment through affine processing. A special attention is paid to stitching images using multi-band blending techniques. This provides high-quality visualization in the stitching places of a panoramic aerial image.
Ключевые слова: детекторы особых точек, fast, surf, панорамный аэрофотоснимокKeywords: feature point detectors, fast, surf, panoramic aerial image
Просмотров: 5397
20. Алгоритм распознавания ситуаций в распределенной системе видеонаблюдения [№2 за 2018 год]
Авторы: Кручинин А.Ю. (kruchinin-al@mail.ru) - Оренбургский государственный университет (доцент), кандидат технических наук; Колмыков Д.В. (malin.chyn@gmail.com) - Оренбургский государственный университет (магистр); Галимов Р.Р. (rin-galimov@yandex.ru) - Оренбургский государственный университет (доцент), кандидат технических наук;
Аннотация: Системы видеонаблюдения являются важнейшим средством для предотвращения нештатных ситуаций, таких как преступления, аварийные ситуации. Большое количество камер и значительная площадь зоны контроля обусловливают необходимость внедрения видеоаналитики для распознавания опасных ситуаций. При этом нужно учитывать данные с множества видеокамер как для детектирования траектории движения распознаваемого объекта, так и для повышения достоверности распознавания. В статье предлагается алгоритм распознавания нештатных ситуаций для распределенной системы видеонаблюдения, основанной на стохастических грамматиках. Распознавание ситуации происходит на трех уровнях: нижнем – распознаются образы, среднем – события и верхнем – ситуации. Для снижения времени отклика системы предлагается использовать многоагентную архитектуру, позволяющую распределять нагрузку между интеллектуальными камерами. Уменьшение сетевого трафика достигается тем, что обмен данными происходит только между близлежащими узлами. Использование большого количества видеокамер предполагает наличие зон, контролируемых несколькими узлами. Совмещение результатов детектирования нескольких камер позволяет повысить оценку достоверности, но для этого требуется знать взаимное расположение камер и углов их поворотов. В статье предложены методы для автоматической калибровки камер распределенной системы видеонаблюдения, способы совмещения образов на разных камерах, в частности, на основе векторов скорости движения объектов. С учетом определенных особенностей распределенной системы видеонаблюдения разработан алгоритм распознавания нештатных ситуаций для интеллектуальной камеры видеонаблюдения. Каждая камера генерирует вероятные ситуации на основе ранее распознанных событий. При превышении порогового значения вероятностной оценки результата детектирования осуществляется его уточнение в процессе взаимодействия с соседними узлами.
Abstract: CCTV systems are the most important means for preventing and timely handling of contingencies, such as crimes, emergency situations. A big number of cameras and a large control area makes it necessary to introduce video analytics to recognize dangerous situations. In this case it is necessary to take into account the data from a number of video cameras both for detecting a motion path of a recognized object and for increasing recognition reliability.
The article proposes an algorithm for recognizing emergencies for a distributed video surveillance system based on stochastic grammars. Recognition of a situation occurs at 3 levels: images are recognized at the lower level, events are recognized at the average level, and situations are recognized at the top. To reduce the system response time, it is proposed to use a multi-agent architecture that allows distributing the load between intelligent cameras. Data exchange occurs only between nearby nodes, so network traffic reduces.
The use of a large number of cameras involves zones controlled by several nodes. Combination of detection results from several cameras makes it possible to increase the estimate reliability. However, it is required to know the mutual arrangement of chambers and the angles of their turns. The article suggests some methods for automatic calibration of cameras in a distributed video surveillance system, ways of combining images from different cameras, in particular, based on speed rate vectors of objects.
Taking into account certain features of a distributed video surveillance system, there is a developed algorithm for recognizing emergencies for an intelligent surveillance camera. Each camera generates probable situations based on previously recognized events. When a threshold value of probabilistic evaluation of the detection result is exceeded, its refinement is carried out in the process of interaction with neighboring nodes.
Ключевые слова: распределенная система видеонаблюдения, распознавание нештатных ситуаций, многоагентная системаKeywords: distributed video surveillance system, contingency detection, multiagents systems
Просмотров: 7941
◄ ← Предыдущая | 1 | 2 | 3 | Следующая → ►
