Авторитетность издания
ВАК - К1
RSCI, ядро РИНЦ
Добавить в закладки
Следующий номер на сайте
№1
Ожидается:
16 Марта 2024
Статьи журнала №3 2018
Колонка редактора21. Эффективность поэтапного применения средств защиты с пересечением областей обнаружения угроз [№3 за 2018 год]
Авторы: Коломойцев В.С. (dek-s-kornis@yandex.ru) - Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики (Университет ИТМО) (аспирант); Богатырев В.А. (vladimir.bogatyrev@gmail.com ) - Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики (Университет ИТМО) (профессор), доктор технических наук;
Аннотация: В работе исследованы возможности повышения эффективности схемы безопасного доступа «Прямое соединение» на основе выбора вариантов ее построения с учетом поэтапного применения различных средств защиты информации и их объединения в систему кластерной архитектуры, направленного на консолидацию ограниченных ресурсов защиты. Консолидация ресурсов защиты проводится с целью достижения максимальной защищенности при минимальных задержках и стоимости системы. Предложены критерии эффективности систем защиты информации, ориентированные на повышение вероятности обнаружения угроз за минимальное время, с учетом его возможной ограниченности. Данные критерии учитывают среднее время пребывания запросов и вероятности обнаружения и устранения угроз системой защиты информации. Время обслуживания на каждом этапе предполагается распределенным по показательному закону. Предложены модели оценки вероятности обнаружения угроз и задержек их поиска в зависимости от последовательности применения средств защиты информации в узлах. Модели учитывают пересекаемость множеств угроз, обнаруживаемых различными средствами защиты информации. Показана возможность реализации адаптивной стратегии последовательного применения средств защиты информации для предотвращения угроз информационной безопасности в зависимости от изменяемой интенсивности поступающих запросов. Рассмотрены варианты комплектации узлов полным или частичным набором имеющихся программных или аппаратно-программных средств защиты информации.
Abstract: The paper investigates the ways of improving the efficiency of a secure access scheme “direct connection”. The scheme is based on choosing options for its construction, taking into account the phased use of various information security means and their integration into a cluster architecture system aimed at consolidating limited protection resources. Consol-idation of protection resources is carried out in order to achieve maximum security with minimum delays and system costs.
The authors propose criteria for the effectiveness of information security systems aimed at increasing the probability of threat detection in the shortest time, taking into account its limitations. The proposed criteria take into account the average time of request stay in the system and the probability of threat detection and removal by an information security system. There is an assumption that the service time of each stage is a random value having exponential distribution.
The paper proposes models of estimating the probability of detection and elimination of threats and delays based on the sequence of application of information security means in the nodes. The models take into account intersections of sets of threats detected by various means of information security. The authors show the possibility of implementing an adaptive strategy of consistent application of information security means to prevent threats to information security depending on changing intensity of incoming requests. There are some options of bundling nodes by a complete or partial set of available software or hardware-software means of information security.
Ключевые слова: информационная безопасность, защита информации, схема доступа, несанкционированный доступ, оценка эффективности системы, системы массового обслуживания, вероятность обнаружения угроз, информационные угрозыKeywords: infosecurity, security of the information, access scheme, unauthorized access, system quality assessment, queueing system, probability of detecting threats, information threat
Просмотров: 8681
22. Алгоритм оценки значения остаточных рисков угроз информационной безопасности с учетом разделения механизмов защиты на типы [№3 за 2018 год]
Авторы: Дерендяев Д.А. (od@mail.ifmo.ru) - Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики (Университет ИТМО) (аспирант); Гатчин Ю.А. (od@mail.ifmo.ru) - Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики (Университет ИТМО) (профессор), доктор технических наук; Безруков В.А. (od@mail.ifmo.ru ) - Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики (Университет ИТМО) (доцент), кандидат технических наук;
Аннотация: На основе анализа современных подходов к оценке риска реализации угроз информационной безопасности можно сделать вывод, что большинство из них не рассматривают разделение механизмов защиты на типы, которое позволило бы более качественно проанализировать существующую систему защиты на предприятии. Представленный алгоритм учитывает такое разделение и рассматривает каждый тип с упором на его особенности. Ввиду отсутствия четкого разграничения механизмов защиты предложено разделить их на две группы: технические и организационные. Для расчета остаточного риска учитываются дополнительные переменные, такие как вероятность корректной работы механизма защиты и вероятность преодоления механизма при реализации угрозы. Для технических механизмов защиты необходимо учитывать вероятность перехода в неработоспособное состояние с течением времени. Рассматривая организационные меры, стоит принять во внимание истечение ее срока действия или изменение в связи с меняющимися условиями. Ввиду случайного характера таких процессов для определения их вероятностей используются математические аппараты скрытой марковской модели и случайных марковских процессов. Итоговый показатель остаточного риска определяется с помощью альтернативной математической модели, полученной на основе полного факторного эксперимента и позволяющей получить более корректные значения, рассматривая входные параметры на верхнем и нижнем уровнях. В результате реализации алгоритма определяются значения остаточных рисков с учетом противодействия угрозе каждого из типов защитных мер, что дает возможность более четко определять недостатки системы защиты.
Abstract: Analyzing modern approaches to assessing the risk of information security threats, the authors conclude that most of these approaches do not consider protection mechanisms separation by types, which would allow a better analysis of the existing protection system in an enterprise.
The presented algorithm takes into account such separation and considers each type with an emphasis on its features. Due to the absence of clear separation of protection mechanisms, it is proposed to divide them into two groups: technical and organizational. To calculate residual risk, the authors taken into account additional variables, such as a possibility of the correct operation of the protection mechanism and the possibility of overcoming the mechanism in threat materializing.
Technical protection mechanisms reqiire taking into account the probability of transition to an inoperative state over time. Considering organizational measures, it is worth considering an expiration of its validity or its changing due to changing conditions. Such processes have random nature, therefore the mathematical apparatuses of the hidden Markov model and random Markov processes are used to determine their probabilities. The final indicator of residual risk is determined using an alternative mathematical model obtained after a full factorial experiment. This model allows obtaining more correct values as it considers input parameters at upper and lower levels.
As a result of the algorithm implementation, the values of residual risks are determined taking into account counteraction to the threat of each type of protective measures, which allows identifying the disadvantages of the protection system more precisely.
Ключевые слова: оценка остаточного риска, информационная безопасность, типы механизмов защиты, скрытые марковские модели, случайные марковские процессыKeywords: residual risk assessment, infosecurity, types of protection mechanisms, hidden Markov models, random markov processes
Просмотров: 8153
23. Разработка и программная реализация гибридного алгоритма решения оптимизационных задач автоматизированного проектирования [№3 за 2018 год]
Авторы: Гладков Л.А. (leo_gladkov@mail.ru) - Южный федеральный университет (доцент), кандидат технических наук; Лейба С.Н. (leo_gladkov@mail.ru) - Южный федеральный университет (аспирант ); Тарасов В.Б. (vbulbov@yahoo.com) - Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана (доцент), кандидат технических наук;
Аннотация: В статье рассмотрен гибридный алгоритм решения сложных оптимизационных задач проектирования на примере решения задач размещения и трассировки элементов схем цифровой электронно-вычислительной аппаратуры. Приведена постановка задачи, выбраны ограничения области допустимых решений и сформулирован критерий оценки качества получаемых решений. Предложен новый гибридный подход к решению рассматриваемой задачи на основе сочетания эволюционных методов поиска, математического аппарата нечеткой логики и возможностей параллельной организации вычислительного процесса, а также модифицированный оператор миграции для обмена информацией между популяциями решений в процессе выполнения параллельных вычислений. Разработана структура параллельного гибридного алгоритма. Показана реализация модуля нечеткого управления на основе использования многослойной нейронной сети и функции Гаусса. Отмечены основные отличия предложенной структуры нейронной сети от традиционных нейронных сетей. Сформулированы основные принципы работы блока нечеткого управления. Подробно рассмотрены особенности программной реализации предложенного гибридного алгоритма. Сформулированы требования к архитектуре разрабатываемой программы с учетом необходимости поддержки свойств модульности и расширяемости приложения. Приведены примеры описания элемента печатной платы на основе существующих спецификаций. Описана структура интерфейса, представлены основные элементы графического интерфейса разработанного приложения. Для оценки качества получаемых решений и процесса поиска решений в целом предложено использовать параметры, характеризующие динамику изменения среднего и лучшего значений целевой функции, а также разнообразие популяции. Дано краткое описание проведенных вычислительных экспериментов, подтвердивших эффективность предло-женного метода. Показаны зависимости вероятности выполнения генетических операторов от значений управляющих параметров.
Abstract: The article suggests a hybrid algorithm for solving complex design optimization problems. The work of the algorithm is examined using the example of solving the problems of placement and tracing elements of digital electronic computing equipment circuits. The paper gives a problem statement, limitations of the admissible solutions domain and formulates a criterion for estimating the quality of solutions.
The authors propose a new hybrid approach to solving this problem based on a combination of evolutionary search methods, the mathematical apparatus of fuzzy logic and the possibilities of parallel organization of the computational process. They also propose a modified migration operator to exchange information between solution populations in the process of performing parallel computations. The structure of the parallel hybrid algorithm is developed.
The paper proposes implementation of the fuzzy control module based on using a multilayer neural network and the Gaussian function. It also notes the main differences of the proposed structure of a neural network from “traditional” neural networks. The basic principles of the fuzzy control unit are formulated. The authors consider the features of software implementation of the proposed hybrid algorithm in detail. They also state the requirements to the architecture of the developed program taking into account the need to support the modularity and extensibility of the application. There are some examples of the description of a printed circuit board element based on existing specifications. The paper describes the interface structure and the main elements of the graphic interface of the developed application.
To assess the quality of the obtained solutions and the search for solutions in general, it was suggested to use parameters characterizing the dynamics of changes in the mean and the best values of the objective function, as well as the diversity of the population.
There is a brief description of the computational experiments that confirm the effectiveness of the proposed method. The paper shows dependencies of the probability of the performance of genetic operators on control parameter values.
Ключевые слова: вычислительный интеллект, гибридная система, биоинспирированные алгоритмы, проектирование, нейронные сети, гибридные методы, параллельные вычисленияKeywords: computational intelligence, hybrid system, bio-inspired algorithms, design, neural network, hybrid methods, parallel computing
Просмотров: 11051
24. Система моделирования поведения групп робототехнических агентов с элементами социальной организации Кворум [№3 за 2018 год]
Авторы: Карпов В.Э. (karpov.ve@gmail.com) - Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт» , Московский физико-технический институт (государственный университет) (доцент, руководитель Отделения нейрокогнитивных наук и интеллектуальных систем), кандидат технических наук; Ровбо М.А. (rovboma@gmail.com) - НИЦ "Курчатовский институт" (инженер-исследователь); Овсянникова Е.Е. (eeovsyan@yandex.ru) - Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт» (инженер-исследователь);
Аннотация: В работе описана архитектура среды многоагентного моделирования Кворум, разработанной для реализации конструктивных решений и алгоритмов индивидуального поведения агентов-роботов, а также для моделирования поведения больших групп роботов. Основной задачей системы является инструментальное обеспечение исследований в области применения методов социальной организации в групповой робототехнике. Кворум – это прототип системы имитационного и агентного моделирования, которая должна адекватно абстрагировать сложность физической системы, обеспечивая удобные интерфейсы и библиотечные модули для моделирования групп мобильных роботов и отдельных внутренних структур агента. Она была построена как модульная, легко расширяемая система, ориентированная на моделирование систем с большим количеством агентов за счет упрощения физических и других эффектов, а также благодаря способности выполнять моделирование с использованием параллельных вычислений. Показано, что предлагаемый метод моделирования подобных систем применим к широкому спектру задач из области групповой робототехники с элементами социальной структуры (а также роевой и групповой робототехники в целом). Некоторые особенности архитектуры и модели, используемые в Кворум, позволяют расширить ее в последующих итерациях для полной поддержки моделирования на параллельных вычислительных системах. Одной из важных особенностей Кворум является ориентация на управление реальными робототехническими системами. Для этого система обеспечивает использование одинаковых интерфейсов управления как для вычислительной модели, так и для реальных роботов. Система была апробирована на ряде характерных для групповой робототехники задач, особенно тех, которые используют механизмы социальной структуры, а также на группе лабораторных роботов разных типов, поддерживающих интерфейс системы моделирования Кворум.
Abstract: The paper describes the Kvorum architecture, which is a multi-agent modeling environment designed to develop constructive solutions and algorithms of robot agents’ individual behavior, as well as for modeling behavior of large groups of robots. The main objective of the system is to provide tools for research in applying social organization methods in group robotics.
Kvorum is a prototype simulation and agent modeling system that abstracts the complexity of a physical system and provides convenient interfaces and library modules for modeling groups of mobile robots and internal structures of individual agents. It was built as a modular, easily extensible system focused on modeling systems with a large number of agents by simplifying physical and other effects, and also by the ability to perform simulations using parallel computations.
It is shown that the proposed method for modeling such systems is applicable to a wide range of problems from the field of group robotics with social structure elements (as well as for common robotics and group robotics problems in general). Some features of architecture and models in Kvorum allow it to be expanded in subsequent iterations to fully support simulation on parallel computing systems.
One of the important Kvorum features is the focus on controlling real robotic systems. For this purpose the system provides the same control control interfaces of both computational models and real robots.
The system was tested on some specific problems of group robotics, in particular those that use social structure mechanisms, as well as on a group of laboratory robots of different types that support the simulation system interface.
Ключевые слова: агентное моделирование, робот, эусоциальность, биоподобные системы, кластерные вычисления, инструменты разработки, имитационное моделирование, групповая робототехника, моделирование социального поведения, искусственная жизньKeywords: agent-based simulation, robot, eusociality, bioinspired systems, cluster computing, development tools, simulation, swarm robotics, social behavior modeling, artificial life
Просмотров: 12672
25. Алгоритмическая неразрешимость проблемы первопорядковой определимости формул логики ветвящегося времени [№3 за 2018 год]
Авторы: Рыбаков М.Н. (m_rybakov@mail.ru) - Тверской государственный университет; НИИ «Центрпрограммсистем»; Университет Витвотерсранда (доцент, инженер-программист, научный сотрудник), кандидат физико-математических наук; Чагрова Л.А. (chagrovy@mail.ru) - Тверской государственный университет (доцент), кандидат физико-математических наук;
Аннотация: В качестве формального средства, описывающего свойства различных структур (в том числе структур вычислений), обычно используют язык логики предикатов. Этот язык, с одной стороны, понятен и удобен, а с другой, многие вопросы, важные с прикладной точки зрения, для него алгоритмически неразрешимы, то есть не могут быть решены программно. Сейчас существует много альтернативных языков, позволяющих описывать вычисления и их свойства, при этом, в отличие от языка логики предикатов, аналогичные вопросы для них алгоритмически разрешимы. В работе рассматривается один из таких языков – язык логики ветвящегося времени CTL. Он используется для верификации программ, так как содержит средства для описания свойств программных вычислений, в частности, свойств бинарного отношения, возникающего в реляционной семантике Крипке. В работе исследуется возможность алгоритмического нахождения формул языка первого порядка, которые задают те же классы шкал Крипке, что и формулы языка логики CTL. Известно, что для интуицинистских формул проблема их первопорядковой определимости алгоритмически неразрешима. Показано, как, используя перевод Гёделя интуиционистских формул в модальные, а затем перевод получившихся модальных формул в формулы языка логики CTL, свести проблему первопорядковой определимости интуиционистских формул на шкалах Крипке к проблеме первопопорядковой определимости CTL-формул на шкалах Крипке. В качестве следствия такого сведения получена алгоритмическая неразрешимость соответствующей проблемы для CTL. В заключении обсуждаются возможные модификации приведенной конструкции с целью распространения полученного результата на фрагменты языка логики CTL, а также алгоритмическая разрешимость проблемы CTL-определимости формул первого порядка.
Abstract: It is common to use the first-order language as a formal tool for describing properties of various (computational) structures. On the one hand, this language is well understood and easy to use; on the other, many questions that are im-portant from the applications point of view related to this language are algorithmically undecidable, i.e., cannot be answered using a computer program.
These days, there exist various alternative languages that can be used for describing computational processes and their properties, for which the corresponding questions are, in contrast to the first-order language, algorithmically decidable. In this paper, we consider one of such languages, – the language of the Computational Tree Logic (CTL). It is commonly used for program verification as it is capable of describing properties of computational processes, – in particular, properties of the binary relation used in the Kripke semantics.
The authors investigate the possibility of finding algorithmically first-order formulas defining the same classes of Kripke frames as the formulas of the language of CTL. It is well known the problem of finding first-order correspondents of propositional intuitionistic formulas is algorithmically undecidable. The authors reduce – using the Gödel translation of intuitionistic formulas into modal ones, and subsequently a translation of resultant modal formulas into CTL-formulas – the first-order correspondence problem for propositional intuitionistic formulas to the first-order correspondence problem for CTL-formulas on Kripke frames. As a result of this reduction, they prove that the first-order correspondence problem for CTL-formulas is algorithmically undecidable.
In the conclusion, the authors discuss some possible modifications of their construction for fragments of the language of CTL as well as algorithmic decidability of the CTL correspondence problem for first-order formulas.
Ключевые слова: модели вычислений, логика ветвящегося времени, первопорядковая определимостьKeywords: computational models, computational tree logic, first-order definability
Просмотров: 5301
26. Модель группировки радиоэлектронных систем для оценки временных показателей надежности [№3 за 2018 год]
Авторы: Игнатьев С.В. (pogrebnserg@mail.ru) - Ярославское высшее военное училище противовоздушной обороны (профессор), доктор технических наук; Плакса Ю.А. (drozhzhin-1991@mail.ru) - Ярославское высшее военное училище противовоздушной обороны, кафедра автоматики и вычислительных средств (доцент), кандидат технических наук; Красников А.В. (alexalexosipov@mail.ru) - Ярославское высшее военное училище противовоздушной обороны (ст. преподаватель), кандидат технических наук; Дрожжин А.В. (drozhzhin-1991@mail.ru) - Ярославское высшее военное училище противовоздушной обороны, кафедра автоматики и вычислительных средств (адъюнкт);
Аннотация: Эффективное применение комплексов специального назначения, основу которых составляют радиоэлектронные системы, предполагает выбор оптимальных методов эксплуатации, организации и проведения технического обслуживания, войскового ремонта и снабжения комплексов запасными инструментами и принадлежностями с целью обеспечения высокой степени готовности этих комплексов к применению по предназначению. Для этого создана система технической эксплуатации, эффективность функционирования которой зависит от взаимного расположения радиоэлектронных систем на местности. Основные положения работы связаны с построением модели группировки радиоэлектронных систем, которая является основой для разработки инструментальной среды, с учетом пространственного расположения элементов группировки и временных соотношений между ними. Построение модели группировки выполняется в два этапа. Первый этапа заключается в построении модели транспортной сети местности, которая представляет собой совокупность графа и матрицы достижимости. Такое представление позволяет получить все возможные маршруты между элементами транспортной сети. На втором этапе осуществляется описание группировки радиоэлектронных систем путем выделения на графе транспортной сети вершин особого типа, в которых размещаются элементы группировки радиоэлектронных систем. Далее производится построение пространственно-временной модели группировки радиоэлектронных систем, представляющей собой совокупность графа и подматриц достижимостей, где каждому маршруту между элементами группировки ставится в соответствие временной показатель (время движения по маршруту). Пространственно-временная модель группировки, программно реализованная на языке С#, позволяет рассчитать временные показатели надежности с учетом влияния различных факторов и оценить степень их влияния на коэффициент готовности.
Abstract: The effective intended application of special-purpose complexes based on radio-electronic systems involves a proper choice of optimal exploitation methods, as well as organization of maintenance, first line repair and supply of the sys-
tems with replacement tools and supplies to provide high readiness of the systems for using as intended. For this purpose, there is a system of maintenance with the operating effectiveness depending on the relative position of the radio-electronic systems in a terrain.
The essence of the article implies the construction of a nested model of radio-electronic systems designed to develop environment tools allowing to estimate temporary reliability characteristics of the nested radio-electronic systems as well as to undertake the study taking into account a relative position of nest elements and temporary correlation between them.
The construction of the nest model has two stages. The first one is the construction of a terrain transport network representing a combination of a graph and a reachability matrix. The approach allows obtaining all possible routes between transport network elements. The second stage includes a description of radio-electronic nest systems by highlighting special type apexes in the transportation network, which include nest radio-electronic systems elements. Then there goes the construction of a spatial and temporary nested model of radio-electronic systems that represens the combination of a graph and reachability sub-matrixes with each route being relevant of temporary features (the route movement time).
The spatial and temporary nested model is implemented in C#. It allows calculating temporal reliability indicators taking into account the influence of various factors and estimating the degree of their influence on the availability factor.
Ключевые слова: группировка радиоэлектронных систем, пространственно-временная модель, транспортная сеть местности, граф, матрица достижимости, временная система маршрутовKeywords: radio-electronic nested systems, spatio-temporal model, terrain transport network, graph, attainability matrix, temporary route system
Просмотров: 6544
27. F-Ranking: компьютерная система для ранжирования нечетких чисел [№3 за 2018 год]
Авторы: Радаев А.В. (rad.yyhh@yandex.ru) - Обнинский институт атомной энергетики – филиал «Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ» (магистрант); Коробов А.В. (alexander.korobov.1993@gmail.com) - Обнинский институт атомной энергетики – филиал «Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ» (аспирант); Яцало Б.И. (yatsalo@gmail.com) - Обнинский институт атомной энергетики – филиал «Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ» (профессор), доктор технических наук;
Аннотация: Во многих областях своей деятельности человек сталкивается с неопределенностями, одним из способов учета и анализа которых является использование нечетких множеств, нечеткой логики и нечетких чисел в частности. Использование нечетких чисел в рамках анализа решений неизбежно ведет к задачам их сравнения и ранжирования. Большинство существующих систем, использующих нечеткие числа, несмотря на разнообразие методов ранжирования, применяют в своей работе лишь методы дефаззификации. Однако замена нечеткого числа одним действительным числом (как и замена плотности распределения вероятностей соответствующим математическим ожиданием) неизбежно ведет к сужению и потере информации, содержащейся в исходном нечетком числе. В работе представлена оригинальная компьютерная система F-Ranking для ранжирования нечетких чисел раз-личного типа: в качестве входных могут использоваться треугольные, трапециевидные и кусочно-линейные (в том числе кусочно-непрерывные сверху) нечеткие числа, а также синглтоны. В системе реализованы три метода ранжирования нечетких чисел, основанных на дефаззификации (методы центра тяжести, медианы и интеграла средних значений альфа-срезов), а также два метода ранжирования, основанные на оценке нечеткой приемлемости рангов (Fuzzy Rank Acceptability Analysis) с использованием двух (Юаня и интегрального) нечетких отношений предпочтения. Для последних двух методов доступны также нечеткая мера предпочтения одного нечеткого числа над другим и нечеткие индексы приемлемости рангов (Fuzzy Rank Acceptability Indexes). В статье дано краткое описание алгоритмов указанных методов. Проведен обзор существующих систем, которые в той или иной степени могут быть использованы для ранжирования нечетких чисел. Представлены структура системы F-Ranking, входные и выходные формы для рассматриваемых методов ранжирования. Приведены примеры ранжирования нечетких чисел с использованием реализованных методов, иллюстрирующие как отличительные особенности самих методов, так и возможности всей системы F-Ranking в целом.
Abstract: In many areas of human activities, people face uncertainties. One of the ways of handling and analyzing uncertainties is using fuzzy sets including fuzzy logic and fuzzy numbers. The use of fuzzy numbers within decision analysis inevitably leads to the problems of their comparison and ranking.
Despite the variety of ranking methods, the majority of the existing systems with fuzzy numbers use only defuzzification methods. However, the replacement of a fuzzy number by one real number (like the replacement of the probability distribution density by the corresponding mathematical expectation) inevitably leads to narrowing and loss of information in the original fuzzy number.
The paper presents an original computer system F-Ranking for ranking different fuzzy numbers. The system allows using fuzzy numbers with singletons, triangular, trapezoidal and piecewise (including sectionally continuous from above) fuzzy numbers as input data. F-Ranking system includes six methods for ranking fuzzy numbers based on defuzzification: three defuzzification based ranking methods (a centroid index, median, and an integral of alpha-cut mean values) along with two ranking methods based on pairwise comparison (Fuzzy Rank Acceptability Analysis) using Integral and Yuan’s fuzzy preference relations. For the last two methods, a preference fuzzy measure of one fuzzy number over another as well as Fuzzy Rank Acceptability Indexes are available.
The paper briefly describes the algorithms of the mentioned methods. The authors make a review of existing systems, which can be used for ranking fuzzy numbers. There is the structure of F-Ranking system with input/output forms and examples of ranking fuzzy numbers using different methods. These examples show the features of the ranking methods under consideration as well as the possibilities of F-Ranking system in general.
Ключевые слова: нечеткое множество, нечеткое число, ранжирование нечетких чисел, методы дефаззификации, методы попарного сравнения, нечеткая системаKeywords: fuzzy set, fuzzy number, ranking fuzzy numbers, defuzzification methods, pairwise comparison methods, fuzzy system
Просмотров: 9256
28. Входной язык системы автоматизированного проектирования поковок типа валов [№3 за 2018 год]
Авторы: Канюков С.И. (avk@imach.uran.ru) - Институт машиноведения Уральского отделения РАН (доцент, старший научный сотрудник), кандидат технических наук; Коновалов А.В. (avk@imach.uran.ru) - Институт машиноведения УрО РАН, г. Екатеринбург (профессор, зав. лабораторией), доктор технических наук; Муйземнек О.Ю. (olga@imach.uran.ru) - Институт машиноведения Уральского отделения РАН (старший научный сотрудник), кандидат технических наук;
Аннотация: В Институте машиноведения УрО РАН разработана система автоматизированного проектирования технологических процессов ковки валов на прессах. В состав лингвистического обеспечения системы включен специализированный входной язык, предназначенный для ввода исходной информации и оперативных корректировок пользователями промежуточных и окончательных результатов проектирования поковок. Ввод исходной информации может быть осуществлен в двух вариантах: ввод информации о новой детали, чтение и корректировка (при необходимости) информации о детали (или поковке), уже имеющейся в БД. Фрагмент входного языка системы, предназначенный для ввода информации о новой детали, предусматривает заполнение трех зон соответствующего меню, которые содержат общую информацию о детали, информацию о геометрии детали и задание на проектирование. Последнее включает перечень задач, которые необходимо решить в процессе автоматизированного проектирования поковки. Автоматизированное проектирование поковки предусматривает назначение припусков на термообработку и механическую обработку, добавление различных проб для проведения механических испытаний и макроконтроля, назначение кузнечных напусков, определение технических требований и заканчивается моделированием рабочего чертежа заготовки, состоящего из семи графических зон. Фрагмент входного языка, предназначенный для корректировки рабочего чертежа заготовки, позволяет выбрать формат чертежа А3 или А4, изменять размеры графических зон с масштабированием геометрических объектов и перемещением их в поле чертежа, корректировать числовые и текстовые значения параметров поковки внутри зон через выпадающие меню, управлять видимостью зон. Описанный в статье входной язык системы автоматизированного проектирования технологических процессов для автоматизированного проектирования поковок обеспечивает удобный ввод исходной информации о детали, гарантирует получение рабочих чертежей заготовок, пригодных для запуска в производственный процесс, и существенно облегчает адаптацию системы к условиям разных предприятий.
Abstract: A computer-aided system for shaft press forging design has been created at the Institute of Engineering Science, Ural Branch of the Russian Academy of Sciences. The linguistic support of this system includes a specialized input language for input of initial information and operational adjustments of intermediate and finished results of forging design by users.
The input of initial information can be done by two ways: inputting information of a new forged part or reading and adjusting (if necessary) information of a forged part (or a forging), which is already available in a database. The input language part responsible for inputting information of a new forged part provides filling three zones of a corresponding menu. These zones contain general information on the forged part, on the forged part geometry and a design plan. The latter includes a list of tasks to be done in the computer-aided design of forging.
Computer-aided design of forging includes the assignment of machining and heat-treatment allowances, addition of various specimens for mechanical testing and macro-control, assignment of forging overlaps, a definition of technical requirements and a simulation of a workpiece working drawing, which consists of seven graphic zones. The input language part responsible for adjusting the workpiece working drawing allows selecting a drawing format (A3 or A4), changing the size of graphic areas with scaling geometric objects and moving them within the drawing field, adjusting numerical and text values of forging parameters inside zones by drop-down menus, controlling the visibility of zones.
The described input language of the computer-aided technological design system provides convenient input of initial information about forged parts, ensures obtaining workpiece working drawings suitable for production processes, and greatly facilitates system adaptation to different enterprise conditions.
Ключевые слова: сапр, ковка, вал, проектирование поковки, лингвистическое обеспечение, входной языкKeywords: CAD system, forging, shaft, design of forgings, linguistic basis, input language
Просмотров: 10664
29. Система статистического анализа и контроля стабильности вибраций гидроагрегата [№3 за 2018 год]
Авторы: Клячкин В.Н. (v_kl@mail.ru) - Ульяновский государственный технический университет (профессор), доктор технических наук; Кувайскова Ю.Е. (v_kl@mail.ru ) - Ульяновский государственный технический университет, кафедра прикладной математики и информатики (доцент ), кандидат технических наук; Иванова А.В. (tiki.mikck@yandex.ru) - НПО РусБИТех (младший научный сотрудник);
Аннотация: Система вибромониторинга гидроагрегата включает показания распределенной сети интеллектуальных датчиков относительной и абсолютной вибраций, а также датчиков измерения скорости вращения вала. Эти датчики предназначены для работы в составе системы управления гидроагрегатом. Датчики объединяются в единую локальную сеть для передачи данных о параметрах вибраций в систему управления. В режиме работы в сети при условии стационарной работы агрегата для оценки стабильности вибраций могут быть использованы алгоритмы многомерного статистического контроля, аналогичные применяемым при контроле многопараметрических технологических процессов. Такой подход обеспечивает раннее выявление нарушений процесса статистическими методами и своевременное принятие управляющих воздействий. На основе проведенного исследования и анализа результатов вибромониторинга гидроагрегата на Краснополянской ГЭС разработана программная система, обеспечивающая контроль стабильности вибраций. Система включает три подсистемы: для визуализации и группировки показателей, для контроля независимых и коррелированных групп показателей по критериям стабильности среднего уровня и для рассеяния соответствующих процессов. Для контроля независимых показателей используются карты Шухарта для средних значений и стандартных отклонений. При контроле коррелированных показателей применяются карты Хотеллинга для мониторинга среднего уровня процесса и карта обобщенной дисперсии для мониторинга многомерного рассеяния. Система позволяет своевременно выявлять возможные нарушения и обеспечивает предотвращение выхода контролируемых показателей за пределы допустимых значений.
Abstract: The system of vibration monitoring of a hydraulic unit includes indications of a distributed network of relative and absolute vibration intelligent sensors, as well as sensors for measuring the shaft rotation speed. These sensors are designed to work as a part of the hydraulic unit control system. The sensors are combined into one local network to transfer data on vibration parameters to the control system.
The network operation mode during stationary operation of the unit can use multivariate statistical control algorithms in order to estimate vibration stability. These algorithms are similar to those used for controlling multiparameter technological processes. Such approach ensures early detection of process abnormalities using statistical methods and timely taking of control actions.
Based on the conducted research and result analysis of vibration monitoring of the hydroelectric unit in the Krasnopolanskaya hydroelectric power station, there is a developed software system that provides monitoring of the vibration stability. The system in-cludes three subsystems: for visualization and grouping indicators, as well as for monitoring independent and correlated groups of indicators by stability criteria of the average level and the scattering the corresponding processes. In order to control independent in-dicators, the authors use Shewhart charts for mean values and standard deviations. When controlling correlated indicators, Hotelling charts are used to monitor the mean process level and a generalized variance chart for monitoring multidimensional scattering.
The system ensures timely detection of possible abnormalities and prevents overranging of controlled indicators.
Ключевые слова: вибрации, статистический контроль, карта хотеллинга, обобщенная дисперсия, диагностика нарушенийKeywords: vibration, statistical control, hotelling’s chart, generalized variance, diagnosis of violation
Просмотров: 6335
30. Моделирование нанопористых структур кремний-резорцинол-формальдегидных аэрогелей [№3 за 2018 год]
Авторы: Лебедев И.В. (chemcom@muctr.ru) - Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева (аспирант); Тыртышников А.Ю. (chemcom@muctr.ru) - Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева (магистрант); Иванов С.И. (patephon2009@yandex.ru) - Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, кандидат технических наук; Меньшутина Н.В. (chemcom@muctr.ru) - Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева (профессор), доктор технических наук;
Аннотация: Данная работа посвящена исследованию и моделированию структуры кремний-резорцинол-формальдегидных аэрогелей. Были проведены экспериментальные исследования получения гибридных кремний-резорцинол-формальдегидных аэрогелей, в основе которых варьирование условий их получения (соотношение реагентов, количество растворителя и т.д.). В качестве структурных характеристик были выбраны следующие параметры: удельная площадь поверхности и распределение пор по размерам. Генерация структур, соответствующих реальным, открывает возможности для моделирования различных свойств аэрогелей in silico, что, в свою очередь, позволяет экономить ресурсы на проведении дорогостоящих экспериментов. В ходе выполнения работы изучены существующие методы генерации пористых структур кремний-резорцинол-формальдегидных аэрогелей. Для моделирования структур таких аэрогелей выбран метод Diffusion-Limited Cluster Aggregation (DLCA). Были проведены вычислительные эксперименты по генерации модельных структур и их сравнение с экспериментальными по выбранным критериям (распределение пор по размерам и удельная площадь поверхности). Результаты, полученные в процессе вычислительных экспериментов, показали хорошую сходимость между экспериментальными и моделируемыми структурами гибридных кремний-резорцинол-формальдегидных аэрогелей. Для реализации данного метода был разработан алгоритм, написанный на языке программирования C# в среде разработки Microsoft Visual Studio. Для функционирования созданного ПО необходимы операционная система Microsoft Windows 7 и выше и не менее 2 Гб ОЗУ. В статье приведены результаты вычислительных экспериментов и алгоритм генерации структур кремний-резорцинол-формальдегидных аэрогелей. Разработанное ПО позволяет получать реальные структуры кремний-резорцинол-формальдегидных аэрогелей с заданными структурными характеристиками.
Abstract: The paper is dedicated to investigating and modeling the structure of silica-resorcinol-formaldehyde aerogels. It considers experimental research on production of hybrid silica-resorcinol-formaldehyde aerogels based on the varying conditions for their production (reagent ratio, amount of solvent, etc.).
The structural characteristics were the following parameters: a specific surface area and pore size distribution. The generation of structures corresponding to the real ones makes it possible to model various properties of aerogels in silico, which in turn saves resources when carrying out costly experiments.
The authors have studied the existing methods of generating porous structures of silicon-resorcinol-formaldehyde aerogels. To model such aerogel structures, they have chosen the Diffusion-Limited Cluster Aggregation (DLCA) method. The paper considers the conducted computational experiments for generating model structures and compares them with experimental ones according to the selected criteria (pore size distribution and specific surface area).
The results of a number of computational experiments showed good convergence between experimental and simulated structures of hybrid silicon-resorcinol-formaldehyde aerogels. To implement this method, a C# algorithm was developed in the Microsoft Visual Studio development environment. The created software requires the Microsoft Windows 7 operating system and above and at least 2 GB of RAM.
The paper presents the results of computational experiments and the algorithm for generating silica-resorcinol-formaldehyde aerogel structures. The developed software allows obtaining real structures of silica-resorcinol-formaldehyde aerogels with given structural characteristics.
Ключевые слова: моделирование, структура, аэрогель, ограниченная диффузией кластер-кластерная агрегация, кремний-резорцинол-формальдегидные аэрогелиKeywords: modeling, structure, aerogels, diffusion-limited cluster aggregation, silica-resorcinol-formaldehyde aerogels
Просмотров: 8680
◄ ← Предыдущая | 1 | 2 | 3 | 4 | Следующая → ►
