Preview

Вестник кибернетики

Расширенный поиск
№ 3 (2017)

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ 

9-18 11
Аннотация
В данной статье предложена новая математическая модель расчета коэффициента готовности системы, находящейся в произвольный момент времени в двух возможных состояниях - в работоспособном состоянии и состоянии отказа. При построении математической модели потоки отказов и восстановлений были разделены. Введены и определены новые показатели надежности совместных потоков событий. Получены некоторые свойства, в частности, показана связь новых показателей надежности с распределениями времен отказов и восстановлений через двумерные интегральные уравнения Вольтерра 2-го рода. Получено решение для показательных законов распределения, которое совпало с классическим, полученным через одномерное уравнение Вольтерра 2-го рода. Новая математическая модель позволяет монотонно преобразовывать два независимых рекуррентных потока отказов и восстановлений произвольным образом. Такая возможность позволяет, к примеру, посчитать коэффициент готовности стареющей системы. В заключительной части статьи рассмотрен пример расчета коэффициента готовности для периодически неоднородного альтернирующего процесса. Такая ситуация возникает при работе супермаркетов, сезонных распродажах и т. д.
19-25 17
Аннотация
В статье рассматривается построение модели нижнего уровня произвольных и непроизвольных движений руки человека-оператора с использованием метода адаптивной идентификации. В качестве математического аппарата идентификации параметров уровня регуляции локальных движений предлагается использовать динамическую нейронную сеть. Представленное решение позволяет проводить параметрическую идентификацию сложных объектов, в том числе и в реальном масштабе времени. В данной работе предлагается построение динамической модели локальных произвольных и непроизвольных движений руки человека-оператора в трехмерном пространстве. Тестирование искусственной нейронной сети для решения задачи идентификации осуществлялось в среде моделирования Matlab/Simulink. В представленной работе проиллюстрирована возможность использования аппарата Е-сетей в качестве математического аппарата моделирования разнородных взаимодействующих между собой процессов. Использование нейросетевой идентификации необходимо для моделирования логико-динамического уровня человека оператора и элементов автоматизированных систем управления технологическими процессами. Для построения модели верхнего уровня предлагается использовать модифицированные сети Петри - Е-сети, что позволяет эффективно решать задачу аналитико-имитационного моделирования сложных параллельных процессов. Отличительной особенностью предлагаемой модели является иерархичность, которая позволяет моделировать уровни детализации объектов и процессов в человеко-машинной системе.
26-30 12
Аннотация
В статье рассмотрена концепция открытых данных и приведены результаты исследования открытости стран мира. В настоящее время наблюдается устойчивая тенденция к повышению открытости государств и деятельности их правительств. Подлинный потенциал открытых данных заключается в возможности создания новых сервисов, которые способны улучшить качество жизни. Распространению открытых данных способствует комплекс существующих технических решений. Представленный анализ состояния и тенденций открытых данных был выполнен в рамках исследования потребности и актуальности публикации открытых данных Администрации города Сургута. Результаты анализа привели к положительному решению о разработке портала открытых данных Администрации города Сургута.
31-39 13
Аннотация
В представленной работе рассматривается задача определения формы и технологических параметров отверстий (форма, местоположение (координаты), размеры и проч.) с использованием метода сигнатурного анализа изображения. Данная тема является особенно актуальной в машиностроительной отрасли, где необходимо осуществлять контроль качества технологических отверстий в режиме реального времени. В качестве классификатора используется искусственная нейронная сеть прямого распространения. Применение вышеуказанного подхода позволяет на основе обучающей выборки получить приемлемое качество классификации образов (отверстий). Представленный подход позволяет эффективно решать задачу детектирования отверстий в условиях помех. Проектирование искусственной нейронной сети, обучение и тестирование осуществлялось в среде Matlab. Для достижения помехоустойчивости классификатора осуществлялась фильтрация, как изображения, так и полученных сигнатур. В результате компьютерного эксперимента в среде Matlab представленная система показала возможности идентификации технологических отверстий с приемлемой точностью.
40-46 17
Аннотация
Представлен временной ход интегрального коэффициента обратного аэрозольного рассеяния лазерного излучения в стратосфере за весь 30-летний период лидарного зондирования. Во временном ходе этого параметра отчетливо выделятся аэрозоль от извержений вулканов. Однородный отрезок временного ряда с 2000 по 2016 гг., был проанализирован методами статистики. Было выявлено, что вариации ряда обуславливаются тремя процессами: двумя случайными и одним детерминированным. Тем не менее, распределение вариаций аэрозольного наполнения стратосферы близко нормальному распределению.
47-52 26
Аннотация
Статья посвящена описанию стохастических фракталов и их модификации. В работе приводится описание алгоритма, позволяющего генерировать трехмерные стохастические фракталы. Приводятся результаты работы программы по генерации трехмерных газовых фракталов с помощью модифицированного алгоритма diamond-square.
53-58 14
Аннотация
Проблема математического описания гомеостатических систем возникает из-за статистической неустойчивости подряд получаемых выборок xi параметров вектора состояния биосистем x ( t ) = ( x1, x2, …, xm )T . Для оценки гомеостаза предлагаются расчеты квазиаттракторов, их объемов. Движение квазиаттракторов в фазовом пространстве состояний оценивается как эволюция биосистемы. Разработаны критерии такой эволюции, которые учитывают двукратное изменение объема квазиаттрактора или выход квазиаттрактора за пределы исходного (в момент времени t1) объема. Представлены примеры такой эволюции в области кардиологии.
59-66 16
Аннотация
В статье рассмотрены принципы работы волоконно-оптической системы для виброакустического мониторинга. Основы методики идентификации воздействия на периметральную волоконно-оптическую систему разработаны на примере сигналов, полученных при тестировании системы на полигоне. Дано краткое описание волоконно-оптической системы, расположение кабель-датчика для проведения тестовых испытаний. Приводятся сигналы от двух типов воздействия на охраняемый периметр: кратковременные (d-воздействия); протяженные по времени (t-воздействия). Представлен суммарный Фурье-образ этих воздействий по трем независимым реализациям, в которых проявляются характерные отличия этих двух воздействий в частотной области. d-воздействие проявляет себя во всем частотном диапазоне, задействованном системой, а t-воздействие только в его низкочастотной области. Данные отличия являются основой критерия идентификации этих двух типов воздействий. Более четко различие этих типов проявляется в кросс-спектрах, в которых совпадающие гармоники усиливают друг друга. Выявленные особенности как в Фурье-спектрах, так и кросс-спектрах сигналов волоконно-оптической системы позволили разработать основы методики идентификации d- или t- воздействий на периметральную охранную систему.
67-77 17
Аннотация
Приведены результаты сравнения методов классификации в медицинских задачах диагностики на примере исходов операции аортокоронарного шунтирования при остром инфаркте миокарда. Рассмотрены вероятности вариантов исхода операции при применении различных техник защиты миокарда: кровяной кардиоплегии или кардиоплегии с использованием Кустодиола (Custodiol). Сравниваются результаты моделирования, полученные с помощью таких методов классификации, как логистическая регрессия, деревья решений (decision tree), машина опорных векторов (support vector machine). В качестве сравниваемых критериев использованы: таблица сопряженности, площадь под ROC - кривой (Area Under Curve), точность, полнота, F-мера, коэффициент корреляции Метьюса (the Matthews correlation coefficient). В результате выявлено, что некоторые модели являются более предпочтительными для использования в качестве математического ядра при создании информационных систем поддержки принятия решения по выбору способа кардиоплегии.
78-86 15
Аннотация
В статье рассмотрены методы оценки техногенного риска сложных систем. Получены новые аналитические зависимости для функций и плотностей риска для случая комбинации независимых случайных величин вероятностей исходных событий и ущерба сложных систем применительно к законам Парето, Эрланга и гамма-распределения.
87-91 18
Аннотация
Обосновывается актуальность математического моделирования гидродинамических процессов кровообращения в головном мозге человека как одной из наиболее важных подсистем человеческого организма. Построена схема возникновения научной задачи, связанной с разработкой математических моделей для исследования сосудистой системы головного мозга. Осуществляется постановка и численное решение задачи Дирихле для уравнения Лапласа.
92-103 14
Аннотация
Статья посвящена разработке модели и алгоритмов оценки эффективности профессиональной деятельности сотрудников на базе информационной системы медиа-холдинга АО «Издательский дом „Новости Югры“». Формализован процесс постановки и контроля задач внутреннего корпоративного сайта. Объект «задача» определяется ключевыми полями: «Тип задачи», «Уровень сложности», «Крайний срок», «Ответственный». Получен алгоритм расчета баллов и индекса эффективности сотрудника за выполненную задачу. На основе статистического материала деятельности двух отделов организации построена модель по расчету индекса эффективности сотрудника. Зависимой переменной в уравнении порядковой регрессии является «Премия» - значение фактического начисления премии сотруднику в организации. Ковариатами являются переменные «Сложность», «Опережение», «Оценка», «Индекс трудовой деятельности». В пакете статистической обработки информации определены пороговые значения для расчетного показателя премирования и размер премии в процентном соотношении. Представлен алгоритм работы системы помощи принятия решений, который основывается на расчете максимальной частоты значений атрибутов «Тип задачи» и «Уровень сложности» из всех задач, выполненных сотрудником максимально успешно за месяц. Разработанные модель и алгоритм прошли апробацию на базе внутреннего корпоративного сайта медиа-холдинга АО «Издательский дом „Новости Югры“».
104-111 11
Аннотация
Рассматриваются возможные изменения пористости и проницаемости пород при применении термогазового воздействия на отложениях баженовской свиты. Приведен краткий обзор экспериментальных исследований в этом направлении на отложениях, сходных с баженовской свитой: горючих сланцев, сланцевых газа и нефти. Показано, что при термогазовом воздействии в интервале температур 200-400 °С следует ожидать значительных изменений проницаемости пород, величины общей, эффективной и трещинной пористости, структуры порового пространства. При нагреве до 500 °С вероятно образование связной системы трещин, формирующейся преимущественно за счет слияния уже существующих природных трещин.

ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ 

113-118 14
Аннотация
В работе рассмотрена модель диффузного отражения частицы в одномерном пространстве, связанная с задачами переноса лучистой энергии. Решен вопрос о нахождении вероятности выхода частицы из среды и доказаны соответствующие теоремы.
119-127 15
Аннотация
Рассматривается задача о построении кинетической модели идеального бесстолкно-вительного газа. Для решения задачи используется метод прямого статистического модели-рования Монте-Карло. Представлены результаты статистических оценок макроскопических параметров, полученные в результате численного моделирования, проведено их сравнение с известным аналитическим решением. Исследована зависимость погрешности полученных результатов от числа частиц и количества испытаний.
128-137 10
Аннотация
Исследован новый класс точных решений уравнений магнитной гидродинамики (МГД), соответствующий слоистому течению вязкой несжимаемой жидкости, протекающей в магнитном поле, параллельном оси коаксиального цилиндра. Доказана теорема, согласно которой решение системы уравнений МГД сводится к решению уравнения теплопроводности для компонент вектора скорости жидкости и напряженности магнитного поля. Исследуется изменение геометрии течения жидкости вследствие движения боковой поверхности коаксиального цилиндра и влияния, оказываемого магнитным полем. Рассматривается эффект тепловыделения в результате внутреннего трения и джоулева подогрева в течении вязкой несжимаемой жидкости. Полученные результаты могут быть интересными в связи с исследованием задачи управления динамикой несжимаемой жидкости и созданием отечественной технологии «цифровое месторождение».
138-152 9
Аннотация
В настоящее время 3D-периодические композитные материалы широко используются при проектировании несущих и ограждающих конструкций, такие материалы являются многофункциональными, одной из важных функций их применения является защита несущих конструкций и жизненно важных узлов машин и механизмов от сильных тепловых воздействий. Для оценки прочности конструкции при тепловом воздействии необходимо уметь вычислять термонапряжения. Для нахождения напряжений, возникающих в конструкциях, выполненных из 3D-периодических материалов используется метод асимптотического расщепления (другое название метод ячейковых функций), разработанный авторами совместно с проф. Ю. В. Немировским. Вводятся два масштаба описания: масштаб периодической ячейки и масштаб всей конструкции, и три уровня описания: реальный уровень, макроуровень и уровень периодической ячейки. Получены задача минимизации условного функционала для макросреды, соответствующие краевые задачи для макросреды и ячейковые краевые задачи, решение которых позволяет определить деформации и напряжения для реального уровня описания от воздействия тепловых нагрузок. Установлено, что компоненты тензора температурного расширения для макросреды зависят как от значений коэффициентов температурного расширения для матрицы и включений, так и от упругих свойств матрицы и включений. Кроме того, они зависят от формы включений, их расположения в пределах ячейки периодичности, от объемного содержания включений, от распределения температуры внутри ячейки. Рассмотрен пример нагрева многослойной периодической стенки.
153-157 10
Аннотация
Разработано математическое и компьютерное моделирование последовательности треугольников по линии вписанных окружностей. Доказана теорема для последовательности треугольников с вписанными окружностями.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1999-7604 (Online)