Для авторов
Найти
Результаты поиска
Найдено результатов: 85.
-
ИНТЕГРИРОВАННАЯ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ БЕСПИЛОТНЫМ ТРАНСПОРТОМ
А.Л. Охотников2025-01-30Аннотация ▼Статья описывает результаты разработки и внедрения интеллектуальной системы управ-
ления беспилотным поездом «Ласточка» на Московском центральном кольце. Особенностью бес-
пилотной системы управления железнодорожным транспортом является: относительно высокая
скорость и большая масса поездов, которые определяют длинный тормозной путь. Необходимо
решение задачи точного определения расстояния до препятствия, его идентификации и определения
точного местоположения поезда на пути. Эту задачу может решать интеллектуальная система
принятия решений на основе интеграции систем технического зрения и высокоточного позициони-
рования. Основным элементом системы управления является специализированный вычислитель,
использующий технологии искусственного интеллекта. Для распознавания и идентификации пре-
пятствий система управления применяет искусственную нейронную сеть, входящую в состав про-
граммного обеспечения вычислителя. Техническое зрение работает в четырех диапазонах электро-
магнитных волн. Систему технического зрения можно рассматривать как информационно – изме-
рительную систему, осуществляющую ввод и обработку информации без участия человека. Пред-
ставлена структура интегрированной системы технического зрения, которая включает бортовую,
инфраструктурную и мобильную системы. Эксперимент показал, что система технического зрения
реагирует быстрее человека в среднем на 14 секунд. Предложен состав оборудования интегриро-
ванной высокоточной системы позиционирования, которая помимо глобальной навигационной спут-
никовой системы, бесплатформенной инерциальной системы и одометров, включает цифровую мо-
дель пути. Цифровая модель пути является источником точного местоположения опорных объек-
тов инфраструктуры, относительно которых определяется позиционирование транспортного объ-
екта с высокой точностью и основой обнуления возрастающей погрешности измерений инерциаль-
ной навигационной системы и одометра. Описаны результаты практического внедрения интеллек-
туальной системы управления на Московском центральном кольце. -
ПЕРЕДАЧА ДАННЫХ В КАНАЛЕ 3D WIMAX НА ОСНОВЕ SISO-OFDM И MIMO-OFDM
В. П. Федосов , Джамил Джалил Садун Джамил, С.В. Кучерявенко2021-02-13Аннотация ▼Рассматривается инфраструктура беспроводной мобильной связи с использованием Advanced-WiMAX. Проведен сравнительный анализ пропускной способности мобильных систем для 3D SISO на основе 3D MIMO-модели канала для крупного массива городской застройки. В настоящее время существует заинтересованность в исследовании MIMO и SISO обработки данных при проектировании мобильных систем для работы в трехмерной модели с учетом азимута, так как оценка плоскости высоты для производительности MIMO и SISO систем в 3D-модели канала не требуется. Моделирование битового уровня выполняется для канала в WiMAX, работающего на частоте 2,5 ГГц. Результаты указы-вают на точность модели 3D-канала, также показана оценка производительности сис-темы 3D-канала. Прогнозируемая высокая пропускная способность для 3D-канала получена при небольших изменениях в параметрах SISO-обработки и низким параметрам простран-ственной корреляции для случая MIMO. Были проанализировано поведение системы при различных скоростях передвижения мобильных пользователей, эффект сдвига Доплера, несколько путей распространения и затухание сигнала на расстоянии и с увеличением частоты. Измеряется время проведения моделирования при многосекционной модуляции для систем SISO и MIMO. Выявлено отрицательное влияние на помехозащищенность уве-личение количества пространственных потоков. Выявлено влияние на помехозащищен-ность увеличение количества антенн на передатчиках и приемниках.
Система «один вход один выход» (Single Input Single Output SISO); система «множественный вход множественный выход» (Multiple Input Multiple Output MIMO); вероятность битовых ошибок (Bit Error Rate BER); мультиплексирование с ортогональ-ным частотным разделением каналов (Orthogonal Frequency Division Multiplexing OFDM); совместимость для микроволнового доступа (Worldwide Interoperability for Microwave Access WiMAX); многопутность. -
ЦИФРОВАЯ ПЛАТФОРМА ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И НАВИГАЦИИ ДЛЯ ПОДВОДНЫХ РОБОТОТЕХНИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ
В.Ф. Филаретов , Д.А. Юхимец , А.В. Зуев , А. С. Губанков , Д.Д. Минаев2021-04-04Аннотация ▼Предложена архитектура цифровой платформы для реализации распределенных сис-
тем управления и навигации подводных робототехнических комплексов (ПРК), выполняющих
технологические операции в условиях неопределенности окружающей среды. Предлагаемая
цифровая платформа предназначена для автоматизации следующих видов деятельности:
мониторинг состояния объектов подводной инфраструктуры (линии связи, трубопроводы,
добычное оборудование и т.д.), картографические и геодезические работы, определение па-
раметров и границ физических полей, зон распространения химических соединений (зон за-
грязнений) и биоресурсов, охрана объектов подводной и надводной инфраструктуры (подвод-
ные фермы марикультур, границы водных заповедников и т.п.), сопровождение движущихся
объектов, поиск объектов заданного типа (биологических, техногенных и др.), выполнение
подводных технологических операций (сварка, резка, очистка и т.п.). Для этой платформы
разработана система команд, обеспечивающая гибкое задание миссий ПРК различного типа
и назначения. Выделены пять типов сообщений цифровой платформы: команды управления
порядком выполнения миссии, команды управления загрузкой миссии, информационные сооб-
щения, команды миссии и группового управления. Предложена концепция создания распреде-
ленных систем управления ПРК, обеспечивающая совместимость существующих бортовых
систем ПРК с предлагаемым решением на основе компактных гидроакустических систем
глобальной гидроакустической навигации, разработанных в ПАО «Дальприбор» (г. Владиво-
сток). Указанные системы управления состоят из двух основных частей. Первая часть пред-
ставляет собой исходную бортовую информационно-управляющую систему ПРК, обеспечи-
вающую его движение в заданную точку пространства с заданной скоростью, получение
данных от бортовых датчиков, а также управление работой бортового оборудования. Вто-
рая часть – система управления верхнего уровня, обеспечивает возможность взаимодействия ПРК через акустический канал связи с глобальной гидроакустической навигационной сис-
темой и автоматизированным рабочим местом оператора. Исследования передачи данных в
симуляторе (CoppeliaSim) между оператором и ПРК в рамках предложенной цифровой
платформы показали, что обеспечивается надежная загрузка миссий и получение информа-
ции о состоянии ПРК при различных скоростях и в различных условиях работы акустическо-
го канала связи. -
ОГРАНИЧЕНИЕ КОЛИЧЕСТВА РАЗЛИЧНЫХ ОПРОБУЕМЫХ ВЕКТОРОВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ВСЕХ РЕШЕНИЙ СИСТЕМЫ ЛИНЕЙНЫХ УРАВНЕНИЙ ВТОРОЙ КРАТНОСТИ НА МНОГОПРОЦЕССОРНОЙ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЕ
А.К. Мельников2021-07-18Аннотация ▼Статья посвящена нахождению всех целочисленных неотрицательных решений сис-
темы линейных уравнений второй кратности типов, далее с.л.у., методом последователь-
ного опробования векторов на принадлежность к решениям системы. Рассматривается
количество различных векторов, опробование которых на принадлежности к решениям
с.л.у. приведет к получению всех решений с.л.у. Вектор опробований с.л.у. состоит из эле-
ментов определяющих число знаков алфавита, имеющих одинаковое число вхождений в
выборку. С.л.у. связывает между собой число вхождений элементов всех типов в рассмат-
риваемую выборку, мощность алфавита, объём выборки и ограничение на максимальное
число вхождений знаков алфавита в выборку. Решение с.л.у. является основой расчета
точных распределений вероятностей значений статистик и их точных приближений ме-
тодом второй кратности, где в качестве точных приближений выступают Δточные
распределения, отличающиеся от точных распределений не более чем на заранее заданную,
сколь угодно малую величину Δ. Величина, выражающая количество опробуемых векторов,
является одной из величин определяющих алгоритмическую сложность метода второй
кратности, без знания значения которой нельзя определить параметры выборок, для ко-
торых при ограничениях на вычислительный ресурс могут быть рассчитаны точные рас-
пределения и их точные приближения. Количество различных опробуемых векторов рас-
сматривается в условиях ограничения на максимальное значение числа вхождений элемен-
тов алфавита в выборку, так и без ограничений. Найдены аналитические выражения, по-
зволяющие для любых значений мощности алфавита, объёма выборки и ограничения на
значение максимального числа вхождений знаков алфавита в выборку вычислять количест-
во опробований различных векторов для получения всех целочисленных неотрицательных
решений системы линейных уравнений второй кратности типов. Вид полученного анали-
тического выражения для количества опробований векторов позволяет использовать его
при изучении алгоритмической сложности расчетов точных распределений и их точных
приближений с заранее указанной точностью Δ. -
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СОЗДАНИЯ САМООРГАНИЗУЮЩИХСЯ ДИСПЕТЧЕРОВ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ СИСТЕМ НА БАЗЕ МУЛЬТИАГЕНТНОГО СОЦИОИНСПИРИРОВАННОГО ПОДХОДА
А. И. Каляев2021-11-14Аннотация ▼Описаны новые принципы организации, методы и алгоритмы функционирования дис-
петчера Распределенной системы (РС), позволяющие распределять и перераспределять
ресурсы с динамически изменяющимися параметрами между поступающими заданиями с
целью минимизации времени их выполнения. Основная проблема, не позволяющая сегодня
эффективно оценивать время выполнения заданий в гетерогенной РС, напрямую вытекает
из распределенности системы: каждый из её элементов обладает частичной независимо-
стью и может существенно отличаться от других, более того, в процессе работы его
возможности могут изменяться, и все это существенно влияет на эффективность рас-
пределения задач между узлами РС и на время выполнения заданий. В статье предложен
новый подход к организации диспетчера РС, базирующийся на применении теории муль-
тиагентных систем и социоинспирированных (базирующихся на принятых в человеческом
обществе) методов: пользователи РС размещают свои задания на специальных узлах –
досках объявлений, на каждом узле РС размещается проактивный программный агент,
осуществляющий постоянный мониторинг параметров своего узла и поиск на досках объ-
явлений подходящих для решения задач. При этом агенты, участвующие в решении общего
задания формируют сообщества, в которых осуществляют планирование процесса реше-
ния задания и распределение частей заданий для минимизации времени задержки их реше-
ния. В качестве критерия эффективности работы РС было решено принять значение
среднего времени задержки выполнения функциональных заданий относительно требуемых
моментов времени, соответственно агенты распределяют задания таким образом, чтобы
минимизировать значение указанного критерия. Настоящая статья включает введение,
формальную постановку задачи диспетчирования ресурсов РС, обзор существующих под-
ходов к организации диспетчера РС, описание предлагаемого мультиагентного решения
задачи диспетчирования ресурсов РС с использованием социоинспирированного подхода,
алгоритм работы распределенной системы и ее элементов, описание применения социоин-
спирированного подхода применительно к процессу диспетчирования задач и заключение.
К основным преимуществам предложенного подхода можно отнести: возможность ис-
пользования достоверной и актуальной информации о специализации и текущей произво-
дительности ресурсов при диспетчировании; высокая отказоустойчивость, обусловленная
отсутствием элементов РС, выход из строя которых приводит к полной потере работо-
способности РС; возможность гибкого масштабирования РС (увеличения числа ресурсов),
достигаемая за счет децентрализации процесса диспетчирования. -
АНАЛИЗ ВОЗМОЖНОСТЕЙ СОВРЕМЕННЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ РАСЧЕТА ТОЧНЫХ ПРИБЛИЖЕНИЙ РАСПРЕДЕЛЕНИЙ ВЕРОЯТНОСТЕЙ ЗНАЧЕНИЙ СТАТИСТИК
А.К. Мельников , И.И. Левин , А.И. Дордопуло , И.В. Писаренко6-192021-10-05Аннотация ▼В статье рассматривается решение вычислительно-трудоемкой задачи – расчета распределений вероятностей значений статистик – с помощью современных вычисли-тельных технологий. Для сокращения вычислительной сложности при обеспечении достаточного уровня эффективности критериев не ниже заданного порога предложено использование Δ-точных приближений. Для расчета точных приближений используется метод второй кратности, основанный на решении системы линейных уравнений, который позволяет при заданном вычислительном ресурсе рассчитывать точные приближения для максимальных значений параметров выборок. Наиболее трудоемкая часть метода второй кратности состоит в процедуре последовательного получения векторов возможных решений и их проверки на принадлежность к самим решениям. Проверка векторов возможных решений на принадлежность к решениям системы информационно независима, поэтому алгоритм расчета можно распараллелить по данным. Приведена формула определения алгоритмической сложности расчета точных приближений распределений вероятностей значений статистик, на основе которой получены оценки сложности современных практических задач для выборок со следующими значениями (N, n) мощности алфавита и объёма выборки: (256,1280), (128,640), (128, 320) и (192,3200) при точности расчета =10-5. Вычислительная сложность расчета составляет от 9,68·1022 до 1,60·1052 операций, средняя порядка 4,55·1025 операций, число проверяемых векторов – от 6,50·1023 до 1,39·1050, а число решений – от 4,67·1012 до 5,60·1025 соответственно. Общее время решения при круглосуточном режиме вычислений не должно превышать 30 дней или 2,592·106 сек. Для полученных оценок сложности проанализированы возможности современных кластерных вы-числительных систем на основе универсальных процессоров, графических ускорителей и реконфигурируемых вычислительных систем на основе программируемых логических интегральных схем. Для каждой технологии определено число вычислительных узлов, требуемых для расчета точных приближений с указанными параметрами в заданное время. Показано, что ни одна из рассмотренных вычислительных технологий на современном уровне развития техники не позволяет получить решение для необходимых параметров расчета точных приближений распределений вероятностей значений статистик. В заключении сделан вывод о необходимости анализа возможностей перспективных вычислительных технологий на основе квантовых и фотонных компьютеров, а также гибридных вычисли-тельных систем для расчета точных приближений распределений вероятностей значений статистик с заданными параметрами в оперативно-приемлемое время
-
ПОДДЕРЖКА ПЕТЕЛЬ СЛЕЖЕНИЯ ЗА ФАЗОЙ В ПРИЕМНИКЕ СПУТНИКОВОЙ НАВИГАЦИИ С ПОМОЩЬЮ ИЗМЕРЕНИЙ ИНЕРЦИАЛЬНОЙ НАВИГАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ
А.А. Черкасова , А. Ю. Шатилов , Т.А. Мухамедзянов2022-04-21Аннотация ▼Спутниковые радионавигационные системы позволяют оценивать вектор состояния
потребителя, включающий в себя координаты, скорость потребителя и время относи-
тельно системной шкалы. Требования к характеристикам данных систем постоянно рас-
тут, что делает необходимым усовершенствование используемых в них алгоритмов обра-
ботки радионавигационных сигналов. Одной из основных характеристик спутниковых ра-
дионавигационных систем является точность оценивания вектора состояния потребите-
ля. Улучшить эту характеристику позволяет наличие оценок фазы принимаемых радиона-
вигационных сигналов. В спутниковой радионавигационной системе ошибки оценок фазы в
петле слежения имеют две составляющие – динамическую и шумовую. Для компенсации
шумовой ошибки необходимо уменьшать эквивалентную шумовую полосу сглаживающего
фильтра петли слежения за фазой. Однако минимально возможная полоса сглаживающего
фильтра ограничена наличием динамики потребителя и качеством опорного генератора.
Вследствие чего, при наличии динамики потребителя, чувствительность и надежность
слежения за фазой ухудшается. Для компенсации динамической ошибки в петле слежения
за фазой можно использовать информацию от инерциальной навигационной системы.
Спутниковая радионавигационная система и инерциальная навигационная система обла-
дают взаимодополняющими характеристиками. Использование поддержки петель слеже-
ния за фазой от инерциальной навигационной системы позволяет повысить чувствитель-
ность и надежность ее работы при наличии динамики потребителя. Предполагается, что
при такой реализации чувствительность петель слежения за фазой будет ограничена
только нестабильностью опорного генератора и погрешностью инерциальных измерений.
Был разработан алгоритм поддержки петель слежения за фазой измерениями от инерци-
альной навигационной системы. Это привело к повышению чувствительности слежения за
фазой, что обеспечивает повышение характеристик точности и надежности работы
приемника спутниковой навигации. Проведено исследование разработанного алгоритма на
модели, использующей в качестве входных данных реальные измерения спутниковой и инер-
циальной навигационных систем. Разработанный алгоритм реализован в программном
обеспечении прототипа инерциально-спутниковой навигационной системы NV216C-IMU.
Проведены экспериментальные исследования в условиях автомобильной динамики на от-
крытой местности. Результаты исследований представлены в работе. -
ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫХ БЕСПРОВОДНЫХ ОПТИЧЕСКИХ КАНАЛОВ СВЯЗИ В РАЗЛИЧНЫХ ПОГОДНЫХ УСЛОВИЯХ
С. В. Жилин , В.В. Архипенко , Е.С. Басан , М.Ю. Поленов114-1262025-08-01Аннотация ▼Общая проблема традиционных радиоканалов связи – нехватка свободных частот,
зашумление, низкая пропускная способность, необходимость получения лицензии на исполь-
зование частоты, относительная простота взлома. Беспроводные оптические каналы
связи преодолевают данные ограничения, является одним из видов систем связи, исполь-
зующих открытое пространство для передачи информации, переносимой светом – это
указывает на необходимость прямой видимости приёмопередатчиков. Из-за влияния раз-
личных погодных условий световой поток подвержен атмосферному затуханию. В данной
работе было проведено исследование метода повышения эффективности высокопроизво-
дительных беспроводных оптических каналов связи в различных погодных условиях: ясное
небо, туман, дождь и снег. Была рассмотрена существующая технология беспроводной
оптической связи – система с применением плотного мультиплексирования (DWDM) и
одним входом и одним выходом (SISO). И было предложено улучшить существующую сис-
тему применением множественного ввода-вывода (MIMO). Был проведён анализ влияния и
затухания на беспроводную оптическую сеть в различных погодных условиях. Исследование
выполнено на основе использования инструментария программного обеспечения для моде-
лирования Optisystem, которое используется для эмуляции различных погодных условий за-
тухания в двух типах систем. Были разработаны модели для каждой из исследуемых сис-
тем оптической связи. Сравнение между системами SISO и MIMO проводится с точки
зрения коэффициента качества при различных погодных условиях. Предложенная система
показывает многообещающие результаты по производительности и качеству принимае-
мого сигнала. Длина пути передачи предложенной системы в условиях плотного тумана
увеличивается на 33,6%. Длина пути передачи предложенной системы в условиях сильного
дождя увеличивается на 63,89%. Длина пути передачи предложенной системы при сильном
снеге увеличивается на 35,21%. -
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ РЕКОМЕНДАТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ПРОСТРАНСТВЕННОГО АНАЛИЗА
С.Л. Беляков , А. В. Боженюк , Н. А. Голова , К.С. Яворчук , И.Н. Розенберг14-262025-07-31Аннотация ▼Работа посвящена анализу механизмов формирования рекомендаций и оценки реак-
ции на них в интерактивном режиме работы пользователя с геоинформационной систе-
мой. Одной из важных областей применения рекомендательных систем является поиск и
принятие решений в пространственных ситуациях. Особенностью данного класса задач
является неопределенность постановки задач и неоднозначность оценивания решений.
Пользователи зачастую сталкиваются с проблемами, которые не имеют четкой форму-
лировки. Стремление их разрешить потребует не только выбора направления поиска ре-
шения, но и нахождения адекватной последовательности задач с четко оформленными
входными и выходными данными. Рекомендации в таких случаях призваны в диалоге с поль-
зователем-аналитиком планировать стратегию поиска решений. В настоящей работе
исследуется интеллектуальная рекомендательная система, использующая опыт диалого-
вого взаимодействия в процессе изучения проблемы. Предлагается модель адаптации к
ментальному образу проблемы, который строит пользователь, с учетом уровней его си-
туационной осведомленности и когнитивной нагрузки. Особенность модели в использова-
нии визуальных картографических объектов, являющихся индикаторами состояния мен-
тального образа. Рекомендация представляется набором объектов, которые внедряются в
область картографического анализа. Тем самым неявно индуцируется определенное смы-
словое направление повышения ситуационной осведомленности. Предлагается критерий
удовлетворенности рекомендациями. Приводится диаграмма состояний рекомендатель-
ной системы, описывающая подбор адекватного решаемой проблеме контекста. Под кон-
текстом понимается информационный объект, способный предоставлять программные
функции и данные для решения задач ограниченного класса. Последовательность контек-
стов в сеансе анализа рассматривается как прецедент опыта. Для возможных цепочек
контекстов предложены показатели тренда, тенденции и ритма. Через данные показате-
ли оценивается степень смысловой близости прецедентов текущему ходу поиска решения.
Их использование позволит повысить скорость адаптации -
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ РЕКОМЕНДАТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ПРОСТРАНСТВЕННОГО АНАЛИЗА
С.Л. Беляков , А.В. Боженюк , Н.А. Голова , К.С. Яворчук , И.Н. Розенберг14-262025-07-30Аннотация ▼Работа посвящена анализу механизмов формирования рекомендаций и оценки реак-
ции на них в интерактивном режиме работы пользователя с геоинформационной систе-
мой. Одной из важных областей применения рекомендательных систем является поиск и
принятие решений в пространственных ситуациях. Особенностью данного класса задач
является неопределенность постановки задач и неоднозначность оценивания решений.
Пользователи зачастую сталкиваются с проблемами, которые не имеют четкой форму-
лировки. Стремление их разрешить потребует не только выбора направления поиска ре-
шения, но и нахождения адекватной последовательности задач с четко оформленными
входными и выходными данными. Рекомендации в таких случаях призваны в диалоге с поль-
зователем-аналитиком планировать стратегию поиска решений. В настоящей работе
исследуется интеллектуальная рекомендательная система, использующая опыт диалого-
вого взаимодействия в процессе изучения проблемы. Предлагается модель адаптации к
ментальному образу проблемы, который строит пользователь, с учетом уровней его си-
туационной осведомленности и когнитивной нагрузки. Особенность модели в использова-
нии визуальных картографических объектов, являющихся индикаторами состояния мен-
тального образа. Рекомендация представляется набором объектов, которые внедряются в
область картографического анализа. Тем самым неявно индуцируется определенное смы-
словое направление повышения ситуационной осведомленности. Предлагается критерий
удовлетворенности рекомендациями. Приводится диаграмма состояний рекомендатель-
ной системы, описывающая подбор адекватного решаемой проблеме контекста. Под кон-
текстом понимается информационный объект, способный предоставлять программные
функции и данные для решения задач ограниченного класса. Последовательность контек-
стов в сеансе анализа рассматривается как прецедент опыта. Для возможных цепочек
контекстов предложены показатели тренда, тенденции и ритма. Через данные показате-
ли оценивается степень смысловой близости прецедентов текущему ходу поиска решения.
Их использование позволит повысить скорость адаптации -
РАЗРАБОТКА РОБОТИЗИРОВАННОГО ИМИТАТОРА ПОДВОДНОГО АППАРАТА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ СПОСОБОВ АВТОНОМНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ РЕЗИДЕНТНЫХ АНПА С ОБЪЕКТАМИ ПОДВОДНОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ
А.М. Маевский , И.А. Печайко , М. А. Алексеев , Н. М. Буров2025-04-27Аннотация ▼Представлен процесс разработки имитатора подводного аппарата (ИПА) с установленным
5-степенным подводным манипуляторным комплексом (МК). Имитатор предназначен для ком-
плексной отработки автономного взаимодействия морского робототехнического комплекса
(МРТК) с объектами подводной инфраструктуры. В частности, рассматривается пример реше-
ния задач работы имитатора с макетом подводной панели подводного добычного комплекса
(ПДК) и решение задачи определения конкреции и их автономного забора при помощи имитатора
и МК. Современные тенденции развития подводной робототехники ориентированы на создание
резидентных автономных систем, способных работать в удаленных и труднодоступных районах
Мирового океана в круглогодичном режиме. Развитие резидентных технологий связано с необхо-
димостью снижения операционных затрат, минимизации рисков для персонала и увеличения вре-
мени автономного функционирования подводных комплексов. Применение таких технологий осо-
бенно актуально в условиях освоения дальнего шельфа, где традиционные методы эксплуатации
подводных аппаратов сталкиваются с техническими и экономическими ограничениями. Необхо-
димость проведения работ на дальнем шельфе обусловлена возрастающим спросом на углеводо-
родные ресурсы и исчерпанием легко доступных месторождений на континентальном шельфе.
Согласно прогнозам, перспективные глубоководные районы, расположенные на глубинах более
1000 м, обладают значительным потенциалом добычи нефти и газа. По оценкам специалистов,
объем извлекаемых запасов в таких районах может составлять сотни миллиардов баррелей угле-
водородного сырья, что делает разработку эффективных автономных решений стратегически
важной задачей для нефтегазовой отрасли. В работе представлены программно-аппаратные
решения, используемые при реализации ИПА. Приведена структурная схема конструкции, описана
архитектура программного обеспечения и особенности применения систем искусственных ней-
ронных сетей (ИНС) в составе системы технического зрения (СТЗ) ИПА. Использование ИНС
позволяет значительно повысить автономность работы подводных манипуляторов при выполне-
нии сложных технологических операций, таких как захват объектов с грунта, работа с объекта-
ми донной инфраструктуры и др. В заключении продемонстрированы полученные результаты,
подтверждающие работоспособность принятых конструктивных, программных и аппаратных
решений при выполнении реальных работ в автономном режиме с макетами рабочих инструмен-
тов hot-stab и torque-tool и ответными частями, расположенными на макете панели ПДК. -
МОДЕЛИРОВАНИЕ УГРОЗ БЕЗОПАСНОСТИ ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ КОМПЛЕКСНОЙ СИСТЕМЫ ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИИ НА ОБЪЕКТАХ ИНФОРМАТИЗАЦИИ
И. А. Ерёмин , А.Е. Якушина , И.Л. Щербов41-542025-07-24Аннотация ▼В рамках данного исследования была детально проанализирована типовая структура объекта информатизации, что позволило квалифицированным специалистам глубже понять механизмы и аспекты, посредством которых различные категории объектов и субъектов обработки информации, которые могут подвергаться угрозам безопасности. Основным механизмом построения комплексной системы защиты информации является модель угроз. Данная модель направлена на выявление и идентификацию потенциальных угроз, их последующий анализ и минимизации рисков их реализации, связанных с нанесением ущерба объекту информатизации. В рамках настоящего исследования для построения модели угроз рассмотрены отечественная база знаний ФСТЭК и международные базы знаний ATT&CK и CAPEC, содержащие в себе исчерпывающую информацию о тактиках и техниках, применяемых злоумышленниками при осуществлении атак на объекты информатизации. В процессе исследования были детально классифицированы различные тактики, используемые злоумышленниками. Особое внимание уделялось определению основных тактик, определяющих точки входа объекта информатизации, которые используются для дальнейшего проведения атаки. В контексте разработки эффективной модели угроз представляется целесообразным проведение комплексного анализа данных, содержащихся в базах знаний, и их последующего совместного использования в процессе построения модели угроз на объектах информатизации. Данный подход позволяет систематизировать и структурировать информацию, что способствует более точному и обоснованному построению модели осуществления потенциальных угроз на разных этапах атаки на объект информатизации. Для построения комплексной системы защиты информации была рассмотрена система поддержки принятия решений. Проведен анализ современных научных исследований, посвященных применяемым методам при построении систем поддержки. В результате работы была приведена взаимосвязь между базами знаний тактик и техник, а также общеизвестных уязвимостей методом онтологии, которая позволяет построить модель комплексной атаки угрозы, и определить объекты воздействия, на которые воздействует злоумышленник на различных этапах комплексной атаки, критичность применяемой уязвимости и платформы, на которой данная уязвимость реализуема, и определение негативных последствий.
-
МЕТОД АВТОМАТИЧЕСКОЙ ОПТИМИЗАЦИИ БАЗЫ НЕЧЕТКИХ ПРАВИЛ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ РЕГУЛЯТОРОВ НА ОСНОВЕ СУБТРАКТИВНОЙ КЛАСТЕРИЗАЦИИ
А.С. Игнатьева , В.В. Шадрина , В. В. Игнатьев , А.В. Максимов181-1972025-07-24Аннотация ▼Целью работы является разработка метода оптимизации базы нечетких правил интеллектуального регулятора для управления техническим объектом с использованием субтрактивной кластеризации. В статье приведен обзор и краткий анализ состояния дел в области оптимизации работы интеллектуальных систем управления. Для достижения цели исследования разработана гибридная модель, в которой управление техническим объектом реализуется с помощью классического ПИ-регулятора и нечеткого ПИ-регулятора с сгенерированной структурой системы нечеткого вывода типа Cyгено и разработанной моделью адаптивной системы нейро-нечеткого вывода. Данная конфигурация модели позволяет формировать базу нечетких правил, которая не зависит от знаний эксперта в предметной области. В статье предложен новый метод оптимизации базы правил нечеткого регулятора на основе методов кластеризации, в частности субтрактивной кластеризации, позволяющий уменьшать количество правил нечеткого логического вывода и увеличить быстродействие системы управления техническим объектом. Сначала проведено моделирование гибридной модели, синтезированной на основе значений нечеткого и классического регуляторов до применения субтрактивной кластеризации. Применение субтрактивной кластеризации по разработанному в исследовании способу для значений классического регулятора и нечеткого, позволило добиться их количественного сокращения в 1,7 и 5,25 раз соответственно. Затем проведено моделирование гибридной модели, синтезированной на основе значений нечеткого и классического регуляторов после применения субтрактивной кластеризации. Результаты, полученные в процессе моделирования показали высокую эффективность предложенного метода оптимизации базы правил нечеткого регулятора. За счет применения субтрактивной кластеризации в гибридной модели для интеллектуального регулятора удалось значительно уменьшить количество функций принадлежности, требуемых для описания входных лингвистических переменных (с пяти до четырех) и уменьшить количество правил нечеткого логического вывода (с двадцати пяти до шестнадцати). Анализ полученных графиков переходных процессов, полученных для гибридных моделей до и после применения субтрактивной кластеризации, показал, что основные показатели качества процесса управления остаются неизменными при существенном сокращении проводимых вычислений.
-
ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ ОБУЧАЮЩИХ СИСТЕМ С ЭЛЕМЕНТАМИ ВИРТУАЛЬНОЙ РЕАЛЬНОСТИ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ СПЕЦИАЛИСТОВ РАКЕТНЫХ ВОЙСК И АРТИЛЛЕРИИ, ПРИМЕНЯЮЩИХ РОБОТОТЕХНИЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ ВОЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ
А.И. Наговицин, С. Н. Пестерев, Б. Б. Молоткова, И. В. Аксенов2020-07-10Аннотация ▼Представлены задачи, решаемые перспективными РТК ВН в интересах РВиА. Сформу-лирован вывод о том, что проблема подготовки и повышения качества знаний специалистов РВиА применяющих робототехнические комплексы военного назначения остается одной из актуальных проблем высшего военно-профессионального образования и приобретает новыеаспекты рассмотрения. Показано,что одним из эффективных путей решения проблемы под-готовки и повышения качества знаний специалистов РВиА является разработка и внедрение в образовательный процесс компьютерных обучающих систем с элементами виртуальной реаль-ности и 3D визуализации изучаемых образцов техники и вооружения. Кратко изложены основ-ные возможности, разработанной в Михайловской военной артиллерийской академиии используемой в образовательном процессе компьютерной информационно-справочной системы «Компендиум РВиА». Приведены предварительные результаты проводимого педагогического эксперимента с применением «Компендиума РВиА», Отмечены основные факторы, повышающие эффективность образовательного процесса. На основе результатов педагогического эксперимента сделан обоснованный вывод, что применение КИСС «Компендиум РВиА» позволяет повысить эффективность обучения, уменьшить сроки освоения техники, т.е.более эффективно использовать учебное время и как результат – сократить стоимость подготовки специали-стов и количество моторесурсов.
-
МЕТОД ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ ПРИ ФОРМИРОВАНИИ МОДЕЛЕЙ ТИПОВЫХ ПРОЦЕССОВ ДЛЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ НА БАЗЕ ОБЛАЧНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
А. А. Левченко , В.В. Таратухин , Ю. А. Кравченко2021-11-14Аннотация ▼Статья посвящена решению задачи создания метода принятия решений при фор-
мировании типовых процессов предприятия для внедрения и использования информац и-
онных систем на базе облачных технологий, так же известных, как систем, работа ю-
щих по модели SaaS (Software as a Service, Программное обеспечение как Услуга). Акту-
альность исследования обусловлена новизной технологии облачных вычислений и нево з-
можностью применения методов, разработанных для систем класса on-Premise. Целью
исследования является повышение эффективности использования типов ых моделей
предприятия при внедрении и использовании SaaS систем. Повышение эффективности
обеспечивает сокращение сроков и бюджета проекта при внедрении SaaS-систем, а
также эксплуатационных затрат после. Достижение цели исследования обеспечивается
выполнением следующих задач: аналитический обзор области исследования на предмет
имеющихся методов, формализация и постановки задачи исследования, описание эл е-
ментов проектной документации, как единой системы и определение связей между
структурными элементами, разработка метода принятия решений о формировании
моделей типовых процессов, проверка метода через определение критерия эффективн о-
сти и сравнения результатов работы метода с аналогами. Задача исследования форм а-
лизована, как каноническая задача оптимизации с целевой функцией, направленной на
максимизацию критерия эффективности. Критерий эффективности задан в виде фо р-
мулы, описывающей степень покрытия типовыми моделями функциональных требований
к целевым процессам предприятия. В статье описаны методы и алгоритм ы, используе-
мые для решения аналогичных задачи, а также приведены их недостатки и ограничения.
Предложенный метод базируется на теории нечетких множеств и использует алг о-
ритм нечеткого вывода Мамдани для связи множества функциональных требований и
множества системных реализаций. На базе метода разработано программное прило-
жение и проведен вычислительный эксперимент. Выборка для проверки метода и его
сравнение с существующими аналогами формировалась на базе функциональных треб о-
ваний к организационным процессам управления закупками крупных предприятий и реали-
зации данных требований в SaaS-системах на платформе SAP. Подтвержден рост зна-
чения критерия эффективности в случае применения предложенного метода, что д е-
монстрирует его преимущество перед имеющимися альтернативными решениями после
второй итерации использования. В качестве примера представлено описание типового
процесса создания заявки на закупку до и после применения предложенного метода. -
ОБОСНОВАНИЕ ОБЛИКА ПЕРСПЕКТИВНОЙ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ УЧЕТА ЛИЧНОГО СОСТАВА ВООРУЖЕННЫХ СИЛ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
С.А. Боцвин, В. А. Хватков2021-11-14Аннотация ▼Ведение учета личного состава Вооруженных Сил Российской Федерации (ВС РФ)
осуществляется с использованием нескольких узкоспециализированных автоматизирован-
ных систем, что не позволяет решать задачи в едином информационном пространстве.
В ходе исследования определены проблемные вопросы, возникающий при решении задач
учета личного состава ВС РФ, такие как низкая оперативность, использование различных
носителей информации, низкая достоверность информации из-за отсутствия механизмов
синхронизации между системами и т.д. Выявлены основные подсистемы и определен пере-
чень элементов для построения функциональной структуры перспективной автоматизи-
рованной системы, которая будет обеспечивать оперативный доступ неограниченного
количества должностных лиц к информации и решение в автоматическом режиме задач
сбора, обобщения и представления количественных (статистических) данных. На основа-
нии проведенного анализа топологической структуры кадровых органов ВС РФ предлага-
ется для построения перспективной автоматизированной системы использовать иерархи-
ческую (древовидную) структуру и осуществлять трансфер информации между базами
данных разных уровней для снижения избыточности информации и нагрузки на серверное
оборудование. Приоритетный вариант организации хранения данных - распределенное
хранение, который был выбран на основании требований, предъявляемых к устойчивости и
надежности функционирования перспективной автоматизированной системы, особенно в
военное время. При этом использование механизмов репликации позволит обеспечить мгно-
венную синхронизацию информации на всех уровнях. Произведен расчет требуемых ресур-
сов для хранения и обработки информации на различных уровнях в зависимости от количе-
ства военнослужащих по каждому уровню, частоты возникновения кадровых событий и
объема памяти, необходимого для хранения персональных сведений. На основании чего определены технические характеристики элементов перспективной системы, необходимые и
достаточные для качественного функционирования, а также получены требования
к техническим характеристикам серверного оборудования и системам хранения данных.
Проведенные исследования позволили построить схему для перспективного облика авто-
матизированной системы учета личного состава и обосновать актуальность решения
задачи по формированию и разработке новой автоматизированной системы. Кроме того,
результаты работы позволили определить закладываемые в перспективную систему прин-
ципы, такие как построение иерархической распределенной базы данных, создание меха-
низмов синхронизации информации между элементами системы, возможность использо-
вания имеющихся технических средств и организация информационного взаимодействия с
другими автоматизированными системами. -
КОМПЕНСАЦИЯ ВЛИЯНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ В АВИАЦИОННЫХ ПЬЕЗОРЕЗИСТИВНЫХ ДАТЧИКАХ ДАВЛЕНИЯ
М. Е. Дробынин , Давуд Мохаммед Аль-Таи Омар, Е. В. Филина , П.А. Львов , С.А. Кузин2021-12-24Аннотация ▼В настоящее время пьезорезистивные датчики давления (ПДД) широко применяются
в различных микроэлектронных устройствах, используемых в авиационной технике. Пове-
дение электрического сигнала таких ПДД в основном зависит от температуры окружаю-
щей среды. Известно, что на температурный дрейф выходного сигнала ПДД влияют раз-
личные факторы: температурный эффект, зависимость сопротивления чувствительного
элемента от концентрации примесей, зависимость модуля Юнга мембраны датчика и под-
ложки от температуры и др. Установлено, что разработанная ранее аналитическая ка-
либровочная модель выходного сигнала ПДД, учитывающая отдельные температурные
эффекты, не позволяет измерять давление с требуемой точностью в диапазоне изменения
температур, характерном для авиационной техники, — от минус 60 до 140 С. Поэтому
для описания зависимости выходного сигнала ПДД от измеряемого давления и температу-
ры используются традиционные полиномиальные математические модели. В работе ис-
пользуется традиционный подход, когда зависимость выходного напряжения от давления
представляется с помощью полинома относительно невысокого порядка, а зависимости
коэффициентов этого полинома от температуры также задаются соответствующими
полиномами. К сожалению, температурные зависимости коэффициентов адекватно опи-
сываются только полиномами высокого порядка (не менее 7), что усложняет процедуру
идентификации модели и ведет к ошибкам вычислений. Поэтому авторы предложили ис-
кать зависимости коэффициентов от температуры в виде кубических сплайнов. В работе
подробно описана методика идентификации рассматриваемой полиномиальной модели и
получены выражения для корректировки показаний ПДД при измерениях давления в широ-
ких температурных пределах. С целью экспериментального подтверждения работоспо-
собности предложенного метода была использована интеллектуальная промышленная
автоматизированная система градуировки ПДД, описанная в работе. Показано, как с ее
помощью можно снимать экспериментальные данные для градуировки показаний датчика
в широких температурных пределах, и описана процедура идентификации математиче-
ской модели датчика давления, необходимой для минимизации затрат на его сертифика-
цию. Приведены результаты экспериментальных исследований конкретных ПДД, исполь-
зуемых в авиационной технике. -
АЛГОРИТМ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЗАЩИТЫ КОНФИДЕНЦИАЛЬНЫХ ДАННЫХ ОБЛАЧНОЙ МЕДИЦИНСКОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ
Л.К. Бабенко , А.С. Шумилин , Д.М. Алексеев2021-12-24Аннотация ▼Целью работы является разработка и реализация архитектуры облачной системы
хранения, систематизации и обработки результатов обследований (на примере ЭЭГ) и
алгоритма обеспечения защиты конфиденциальных данных на основе полностью гомо-
морфной криптосистемы. Объектом исследования являются технологии хранения, переда-
чи, обработки и защиты конфиденциальной информации в распределенных медицинских
информационных системах. Разработана архитектура облачной платформы распределен-
ного хранения, обработки, систематизации и защиты конфиденциальных данных (резуль-
татов медицинских обследований), позволяющая взаимодействовать с различными меди-
цинскими информационными системами и аппаратными средствами диагностики с целью
формирования больших данных. Разработан алгоритм обеспечения безопасности медицин-
ских данных, хранимых в облачной платформе в электронном виде, регистрируемых при
проведении обследований пациентов с целью расчета среднего значения для каждого из
ритмов мозговой активности (по результатам серии обследований за длительный период
времени) с использованием алгоритма полностью гомоморфного шифрования. На основе
результатов тестирования (анализ времени выполнения таких операций, как: шифрование,
дешифрование, сложение, умножение, отношение сигнал шум зашифрованного текста к
открытому тексту) из двух потенциальных претендентов на использование в качестве
алгоритмов полностью гомоморфного шифрования (схемы BFV и CKKS) выбран опти-
мальный алгоритм. В результате показано, что схема полностью гомоморфного шифро-
вания CKKS наиболее эффективна, особенно в условиях критичности требований к высо-
кому уровню безопасности конфиденциальных данных, чем обусловлен выбор данной схемы
для реализации предложенного в настоящей работе алгоритма. -
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТКАЗОВ ДАТЧИКОВОЙ ГРУППЫ СИСТЕМЫ ВОЗДУШНЫХ СИГНАЛОВ ПУТЕМ ОРГАНИЗАЦИИ ПЕРЕКРЕСТНОГО КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ
А.А. Задорожний2022-03-02Аннотация ▼Приводится описание типовых методов реализации кворум-контроля параметров
воздушных данных, и анализ их возможностей по определению параметрических отказов,
возникающих в системе воздушных сигналов. Для выполнения расчетов были выбраны наи-
более часто встречаемые виды отказов тракта восприятия и измерения воздушных давле-
ний системы воздушных сигналов, вызывающие катастрофические последствия, описаны
физические принципы их возникновения, реализация которых позволила построить мате-
матические модели искажения сигналов. По результатам моделирования работы типовых
методов кворум-контроля, и их реакции на искусственно введённых в систему отказов
определены достоинства и недостатки используемых методов. С целью устранения обна-
руженных в результате анализа недостатков предложен альтернативный метод опреде-
ления отказов датчиковой группы системы воздушных сигналов путем реализации пере-
крестного контроля параметров, полученных от пневматической и флюгерной датчиковой группы системы. Для предложенного метода приведены результаты моделирования, про-
веденного на основе реальных полетных данных магистрального самолета с искусственно
введенными в них параметрическими отказами. Оценена возможность использования ал-
горитма перекрестного контроля в одноканальных системах воздушных сигналах малораз-
мерных летательных аппаратов. Постановка задачи исследования формулируется сле-
дующим образом: с целью обеспечения безопасности полетов летательного аппарата при
использовании в контуре управления информации от одноканальной системы воздушных
сигналов необходимо обеспечить обнаружение и исключение недостоверных данных из
массива информации, выдаваемой системой потребителям информации. При этом задачу
обнаружения и исключения данных необходимо решить собственными средствами самой
системы воздушных сигналов, без использования дополнительных данных от других систем
самолета. Математический анализ, численное моделирование, определение корректирую-
щих коэффициентов и подготовка исходных данных проводились в программно-
математическом комплексе MathCAD. Анализ результатов исследования алгоритма пере-
крестного контроля, реализованного в ПМК MathCAD, показал, что задача определения
достоверности информации может быть решена автономно и при реализации в лета-
тельном аппарате одноканальной системе воздушных сигналов. -
АНАЛИТИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ АЛГОРИТМА УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМОЙ ТОРМОЖЕНИЯ КОЛЕСА ШАССИ ВОЗДУШНОГО СУДНА
А.З. Асанов , А. В. Куковинец , А.Ю. Чекин2022-03-02Аннотация ▼В настоящее время отечественные и зарубежные исследователи развивают в авиа-
ционной отрасли технологии, связанные с электрификацией функциональных систем воз-
душных судов. Тормозная система оказывает непосредственное влияние на безопасность,
устойчивость и функциональные возможности воздушного судна. Поэтому мотивация
замены гидравлической системы сопровождается результатами многосторонних исследо-
ваний архитектур электрических систем торможения, в том числе возможностью повы-
шения качества таких систем за счёт внедрения эффективного управления. Работа по-
священа методике аналитического синтеза алгоритма управления электрической систе-
мой торможения шасси воздушного судна, как многосвязного объекта управления, осно-
ванной на применении технологии вложения систем. Математическая модель содержит
описание электрических, механических и тепловых процессов системы. Требования к каче-
ству переходных процессов по угловой скорости колеса и температуре на поверхности
фрикциона задаются в виде ограничений на время регулирования и величину перерегулиро-
вания и далее преобразуются в форму эталонной модели. Показаны результаты компью-
терного моделирования динамики исходной и линеаризованной систем, а также системы с
синтезированным регулятором по полному вектору состояний. Приведены рассуждения о
робастности получаемого решения и показаны результаты компьютерного моделирования
системы с «упрощённым» регулятором. -
АЛГОРИТМ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ КОНФИДЕНЦИАЛЬНЫХ ДАННЫХ МЕДИЦИНСКОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ ХРАНЕНИЯ И ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ ОБСЛЕДОВАНИЙ
Л. К. Бабенко, А. С. Шумилин , Д. М. Алексеев2021-01-19Аннотация ▼Цели исследования состоят в разработке и оценке эффективности структуры облачной
платформы хранения, обработки и систематизации медицинских данных, определении метода
защиты, в частности, обеспечения конфиденциальности при передаче и хранении результатов
обследований. Для достижения поставленной цели решаются задачи анализа существующих
моделей информационных процессов и структур в предметной области, особенности средств
накопления и обработки медицинских данных, хранящихся в электронных информационных сис-
темах учёта пациентов, разрабатывается архитектура облачной платформы распределенного
хранения данных и алгоритм обеспечения безопасности медицинских данных, хранимых в облач-
ной платформе в электронном виде в форме исходных физиологических сигналов (ЭЭГ, ЭКГ,
ЭМГ, ЭОГ и т.д.), регистрируемых при проведении обследований пациентов; создается интегри-
руемая облачная платформа распределенного хранения, анализа и систематизации медицинских
данных и система обеспечения безопасности с использованием разработанного метода защиты;
анализируется эффективность предложенного алгоритма защиты конфиденциальной медицин-
ской информации в условиях интеграции в разработанную облачную платформу. Предлагаемый
способ защиты медицинской информационной системы подразумевает использование исходного
файла формата DICOM и впоследствии преобразованного изображения в формате PNG, кото-
рое подвергается алгоритму шифрования пикселей. Для шифрования изображения применяется
алгоритм на основе теории хаоса. Возможности систем хаоса позволяют значительно повы-
сить производительность. Иерархичное разделение потоков данных на уровни и стандартиза-
ция протоколов передачи данных, а также форматов их хранения позволяют сформировать
универсальную, гибкую и надежную медицинскую информационную систему. Предлагаемая ар-
хитектура имеет возможность интеграции в существующие медицинские системы. В ходе
работы установлено, что рассматриваемый метод защиты является эффективным способом
обеспечения конфиденциальности данных медицинской системы -
МОДИФИЦИРОВАННАЯ РАСПРЕДЕЛЕННАЯ АРХИТЕКТУРА ОБРАБОТКИ ДАННЫХ ДЛЯ ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ
М. Ю. Поленов , Д.А. Иванов2021-02-13Аннотация ▼Предложена модифицированная распределенная архитектура обработки данных на
основе модели клиент-сервер, как один из вариантов реализации программного приложения
геоинформационной системы. Проведенный обзор существующих геоинформационных
систем и их классификация с точки зрения архитектуры продемонстрировали перспек-
тивность применения распределенной архитектуры. Однако, системы, разработанные на
основе традиционной распределенной архитектуры, сталкиваются с проблемами ото-
бражения обработанных трехмерных данных в реальном времени на вычислительных уст-
ройствах с низкой производительностью. В связи с этим целью данной работы является
разработка и исследование модифицированной архитектуры геоинформационных систем,
позволяющей снизить требования к вычислительным устройствам клиентов. Актуаль-
ность темы исследования заключается в том, что в настоящее время существуют уст-
ройства способные поддержать работу только тонких клиентов, которые зачастую
имеют малый функционал и не способны решать тяжелые вычислительные задачи. В
статье рассмотрены особенности структурной и программной реализации геоинформационной системы на основе традиционной архитектуры и предложенной модифицирован-
ной распределенной архитектуры. Приведены результаты экспериментов проведенных на
двух разработанных программных приложениях, имеющих различную архитектуру. Про-
граммная реализация модифицированной архитектуры и результаты экспериментов, по-
казали целесообразность ее применения для геоинформационных систем на пользователь-
ских вычислительных устройствах с невысокой производительностью. Предложенная ар-
хитектура может быть использована и в других распределенных системах. Особенно в
таких, где стоят задачи отображения трехмерной информации на тонких клиентах -
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ СИСТЕМА ТЕХНИЧЕСКОГО ЗРЕНИЯ ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ПРЕПЯТСТВИЙ И ПРЕДСКАЗАНИЯ ПОВЕДЕНИЯ ДВИЖУЩИХСЯ ОБЪЕКТОВ НА ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ПУТЯХ
Д.Л. Шишков , М.Н. Зарипов , Р.А. Горбачев2022-04-21Аннотация ▼В настоящее время повышение качества предоставляемых транспортных и логи-
стических услуг напрямую связано с внедрением новых и модернизацией существующих
технологий информатизации и цифровизации. Одной из наиболее актуальных задач, ре-
шаемых с помощью внедрения цифровых технологий в существующие технологические
процессы, является повышение безопасности движения поездов. Анализ отечественных и
зарубежных работ, посвящённых разработке систем повышения безопасности движения
поездов показал, что одним из методов решения поставленной задачи является разработ-
ка и внедрение систем технического зрения для обнаружения объектов инфраструктуры и
препятствий по ходу движения поезда. Это особенно актуально при увеличении скоростей
движения поездов, когда машинисту бывает сложно правильно оценить сложившуюся
ситуацию и принять оперативное решение. В данной работе описана реализация системы
технического зрения для беспилотных поездов. В ее рамках был реализован новый подход к
обучению узкоспециализированной масочной нейронной сети. Основной задачей этой сис-
темы является распознавание препятствий и фигур человека на фоне железнодорожной
инфраструктуры, определения их местоположения относительно рельсовых путей и оцен-
ки этой ситуации с точки зрения безопасности движения. Для получения более качествен-
ной маски был использован подход одновременного использования изображений стандарт-
ных камер CVS и камер с более высоким разрешением. Данный метод способен повысить
качество распознавания, особенно на больших расстояниях, когда интересующий объект
не заметен в сложной среде окружающей его обстановки. Выполненная работа показала
хорошие результаты по идентификации объектов на железнодорожных путях. Создание
прототипа такой системы и оснащение ей тягового подвижного состава позволит реали-
зовать своевременное обнаружение препятствий и людей на пути поезда, что способству-
ет повышению уровня безопасности движения поездов. -
ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА ИНТЕГРАЛЬНОЙ АДАПТАЦИИ ДЛЯ СИНТЕЗА АДАПТИВНЫХ ЗАКОНОВ УПРАВЛЕНИЯ ПНЕВМОПРИВОДОМ В УСЛОВИЯХ ГАРМОНИЧЕСКОГО ВОЗМУЩЕНИЯ
Е. Н. Обухова2020-11-22Аннотация ▼Активное использование электропневматических систем в различных сферах про-
мышленной автоматизации обусловлено такими достаточно высокими эксплуатационны-
ми показателями пневмопривода как надежность, быстродействие, низкая стоимость,
доступность использования в условиях высокой влажности, а так же во взрыво- и пожа-
роопасных средах. В статье приведен краткий анализ отечественных и зарубежных науч-
ных работ, посвященных разработке различных методов управления пневматической системой, в которых ставится задача синтеза эффективных законов управления обладающих
адаптационными свойствами к внешним возмущениям. Целью данной работы является
разработка адаптивного нелинейного синергетического закона управления для подавления
возмущающего воздействия, которое было задано и аддитивно введено в математическую
модель в виде гармонической функции. Синтез адаптивного закона управления проводился
посредством метода интегральной адаптации, входящего в концепцию синергетической
теории управления. Полученные результаты компьютерного моделирования подтвержда-
ют адаптационные свойства полученных нелинейных синергетических законов управления
и достижения поставленной технологической цели управления – перемещение штока в
заданное положение в условиях гармонического возмущения. Одним из важных этапов ана-
лиза представленных в данной работе результатов является проведение эксперименталь-
ных исследований, которые позволяют проверить работоспособность полученных анали-
тическим путем синтезированных нелинейных синергетических законов управления на
учебно-экспериментальном стенде пневматических приводов вертикального и горизон-
тального перемещения компании Camozzi. Для практической реализации полученных синер-
гетических законов управления было произведено программирование контроллера в инст-
рументальной среде разработки программ для промышленной автоматизации CoDeSys на
графическом языке функциональных блоковых диаграмм FBD (Function Block Diagram)
МЭК 61131-3 программирования. -
РЕАЛИЗАЦИЯ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ ВЫЧИСЛЕНИЙ НА ОТЕЧЕСТВЕННЫХ МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ УСТРОЙСТВАХ
И. А. Шипов2022-04-21Аннотация ▼Целью работы – это создание производительного вычислительного устройства для
бесплатформенной инерциальной навигационной системы (БИНС) наземного робототехни-
ческого комплекса (РТК) на отечественной элементной базе. Дано формальное описание
типовых достаточных функций, выполняемых БИНС и описаны основные принципы алго-
ритмов с точки зрения требования к вычислительным ресурсам. Приведено описание имею-
щихся на рынке отечественных микроконтроллеров и сравнение с ближайшим зарубежным
аналогом. Результаты проведенного макетирования показали принципиальную возможность,
но невысокую перспективность создания вычислительных устройств на одном микрокон-
троллере. В связи с этим были выработаны и реализованы технические предложения по уве-
личению вычислительной мощности по средствам построения архитектуры многопроцес-
сорного вычислителя. Как следствие потребовалась выработка особых подходов к проекти-
рованию алгоритмов и программного обеспечения. Организация распределенных вычислений
является одним из наиболее оптимальных методов обеспечения расчета алгоритмов функ-
ционирования. Введение в контур вычислителя дополнительных микропроцессоров позволило
не только увеличить вычислительную мощность, но и ввести дополнительные интерфейсы
взаимодействия как с потребителем, так и с датчиками первичной информации. Предло-
женный вариант распределения алгоритмов функционирования БИНС позволил обеспечить
создание задела на перспективы развития и масштабируемость системы. Наиболее ресурсо-
емким алгоритмом является расчет инерциальных координат, реализованный в виде итера-
тивного расчета определения широтной составляющей местоположения. Также запас про-
изводительности может позволить реализовать дополнительные адаптивные алгоритмы
фильтрации и обработки данных по результатам испытаний и эксплуатации наземного под-
вижного объекта. Обоснован выбор интерфейса внутриплатного обмена между контролле-
рами и описано его практическое применение. Создание замкнутого контура обмена инфор-
мацией позволило реализовать дополнительные параллельные вычисления вторичной инфор-
мации и выполнить расчет автономного счисления координат местоположения объекта.
Описанные технические решения могут быть использованы при проектировании встраивае-
мых вычислителей для объектов различного назначения функционирующих на базе жесткой
логики. В качестве основного недостатка представленного подхода к проектированию вы-
числителя можно обозначить ограниченный функционал при работе с постоянно запоми-
нающими устройствами.
