Найти

Результаты поиска

• МЕТОДИКА КУСОЧНОЙ АППРОКСИМАЦИИ СТАТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ГИДРОЛИТОСФЕРНЫХ ПРОЦЕССОВ ГЛУБОКОГО ЗАЛЕГАНИЯ

  И. А. Бондин

  81-89

  2025-12-30

  Аннотация ▼

  Рассматривается задача описания статических характеристик гидролитосферных процессов в глубокозалегающих водоносных горизонтах на примере Ессентукского месторождения минеральных подземных вод, относящегося к IV категории сложности по действующей классификации. Показано, что классические методы аппроксимации распределённых звеньев, широко применяемые при исследовании и проектировании систем управления для верхних водоносных горизонтов глубиной 50–400 м, оказываются непригодными для условий глубокого залегания. Это связано с высокой газонасыщенностью вод, выраженной структурной неоднородностью коллекторов, сложной и нередко нелинейной гидравлической связью между эксплуатационными и наблюдательными скважинами, а также пространственно-временной изменчивостью гидрохимических параметров. Предложена модифицированная методика кусочной аппроксимации статических характеристик гидролитосферных процессов, основанная на раздельном определении параметров аппроксимирующих звеньев на отдельных интервалах расстояний между скважинами по результатам опытно-фильтрационных работ. Методика апробирована для Сеноман–Маастрихтского водоносного горизонта Новоблагодарненского участка Ессентукского месторождения, для которого рассчитаны коэффициенты гидравлического взаимодействия скважин и построены статические передаточные функции для различных пространственных интервалов с учётом реальных геолого-фильтрационных условий. Показано, что использование кусочной аппроксимации обеспечивает более согласованное с экспериментальными данными описание статических характеристик по сравнению с однородными моделями и позволяет учитывать пространственную изменчивость фильтрационных свойств среды. Полученные результаты формируют методическую основу для прогнозирования гидродинамических и газогидрохимических изменений, оценки устойчивости эксплуатационных режимов, а также для разработки и синтеза систем управления дебитами глубоких скважин минеральных подземных вод. Практическая значимость работы заключается в возможности применения предложенной методики при обосновании параметров опытно-промышленной эксплуатации, корректировке проектных решений, интерпретации данных режимных наблюдений и опытно-фильтрационных работ, а также при формировании научно обоснованных рекомендаций по управлению водоотбором, снижению техногенных возмущений и сохранению устойчивости гидролитосферных систем в условиях интенсивного освоения месторождений

• ФОРМАЛИЗОВАННЫЙ ПОДХОД К СИНТЕЗУ АРХИТЕКТУРЫ СИСТЕМЫ АДАПТИВНОГО ГРУППОВОГО УПРАВЛЕНИЯ РОБОТОТЕХНИЧЕСКИМИ КОМПЛЕКСАМИ В УСЛОВИЯХ НЕДЕТЕРМИНИРОВАННОЙ ДИНАМИЧЕСКОЙ СРЕДЫ

  В. В. Свиридов

  2022-05-26

  Аннотация ▼

  Бурное развитие «многоагентных систем», как самостоятельного и многопланового
  раздела искусственного интеллекта, привлекает к себе многих исследователей в различных
  сферах деятельности. Темпы прогресса в развитии информационных технологий, распре-
  делённых информационных систем, компьютерной техники определяют возможности
  применения технологий робототехники в Вооружённых силах Российской Федерации.
  Представленные в статье факторы санкционируют необходимость внедрения в войска
  новых интеллектуальных технологий – автономных робототехнических комплексов (сис-
  тем). Развитие методов искусственного интеллекта позволяет сделать новый шаг к из-
  менению стиля взаимодействия комплексов между собой в составе робототехнической
  системы. Возникла идея создания так называемых "автономных комплексов", которые
  породили уже новый стиль адаптивного группового управления. Вместо взаимодействия,
  инициируемого пользователем-оператором путём команд и прямых манипуляций, комплек-
  сы самостоятельно вовлекаются в совместный процесс решения общей задачи в условиях
  недетерминированной динамической среды. В статье предложен формализованный подход
  к конструированию вариантов архитектур группового взаимодействия автономных робо-
  тотехнических комплексов в системе, основанного на законе открытого управления, т.е.
  индуцированных и достоверных предпочтений каждого комплекса к действию, удовлетво-
  ряющих условиям совершенного согласования их деятельности, путём идентификации па-
  раметров, при которых максимизируется целевая функция в различных режимах функционирования робототехнической системы. Представлена формализованная постановка за-
  дачи синтеза системы адаптивного группового управления автономными робототехниче-
  скими комплексами в условиях априорной неопределённости. Архитектура группового
  взаимодействия комплексов адаптивно выстраивается исходя из условий внешней среды и
  внутреннего состояния системы, в которых каждый комплекс группы функционирует для
  достижения общей цели (решения системной задачи) в рассматриваемый момент времени

• МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛООБМЕНА ВНУТРИ ГЕРМЕТИЧНОГО КОРПУСА БИНС В МУЛЬТИФИЗИЧНОЙ ПОСТАНОВКЕ В ANSYS CFX И SYSTEM COUPLING

  А.А. Медельцев , П. А. Шаповалов , М. В. Воронов , А. И. Полухина , П.Н. Сигалева , А.В. Фролов

  2022-04-21

  Аннотация ▼

  В настоящей работе рассматривается численное моделирование нестационарного
  конвективно-кондуктивного теплообмена бесплатформенной инерциальной навигационной
  системы высокоманевренного летательного аппарата (БИНС ВЛА), разработанной в
  АО «ЦНИИАГ», с использованием расчётного комплекса ANSYS. Целью исследования явля-
  ется всесторонний анализ теплообменных процессов, характерных для функционирования
  прибора, в том числе взаимного пространственного влияния источников тепловых мощно-
  стей друг на друга, а также на блок чувствительных элементов. Моделирование теплооб-
  мена внутри герметичного корпуса прибора проведено для критических условий функцио-
  нирования (в рассматриваемом случае обусловлены нагревом элементов прибора) в сильно и
  слабо сопряжённой постановках с последующим сравнением результатов применения обо-
  их подходов. Для программной реализации каждого подхода были выбраны модули пакета
  прикладных программ ANSYS: Mechanical, CFX, System Coupling. Выбрана k-e модель тур-
  булентности воздуха с неявным учётом эффекта в пограничных слоях и корректировкой
  диффузии в сдвиговых течениях. Учтён внешний естественный теплообмен с окружаю-
  щим воздухом посредством задания конвективных граничных условий на внешние поверхно-
  сти прибора. Для получения численных значений коэффициентов теплоотдачи была при-
  нята во внимание ориентация каждой поверхности в пространстве благодаря использова-
  нию соответствующего коэффициента. С помощью расчёта термических сопротивлений
  были учтены потери мощности, возникающие ввиду наличия неровностей на поверхностях
  прибора в контактах между твердотельными компонентами с использованием термиче-
  ских сопротивлений фактического контакта и межконтактной прослойки. Графически
  представлены результаты моделирования деформированного состояния несущей системы
  прибора, возникающего вследствие действия несимметричного температурного поля в
  нагретом приборе. Проведён анализ полученных графиков. Определены показатели жёст-
  кости несущей системы прибора – углы отклонения взаимной ортогональности чувстви-
  тельных элементов, а именно акселерометров и датчиков угловой скорости (ВОГ – воло-
  конно-оптических гироскопов), возникающие вследствие тепловых деформаций. Получен-
  ные результаты позволили оценить технические решения по качеству теплоотвода от
  элементов плат в обход чувствительных элементов прибора, принятых на этапе компо-
  новки компонентов изделия.

• ИНТЕЛЛЕКТУАЛИЗАЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ МУЛЬТИАГЕНТНЫМ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕМ ПРИ ОРГАНИЗАЦИИ ГРУЗОВЫХ ПЕРЕВОЗОК В ПРИПОРТОВЫХ ТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМАХ

  О. Н. Числов , Э.А. Мамаев , М.В. Колесников , М.В. Бакалов , В.М. Задорожний

  119-129

  2021-10-05

  Аннотация ▼

  В условиях множественности операторов и собственников подвижного состава на сети железных дорог России имеют место следующие проблемы: излишняя загрузка про-пускных и провозных способностей участков, встречный перепробег порожних вагонов одного типа, излишний пробег порожних вагонов, снижение участковой скорости и др. Для решения указанных проблем необходимо более эффективное взаимодействие участников перевозочного процесса на принципах логистики, моделирования рынка грузовых перевозок, формирования математических моделей с использованием методов цифровизации и интеллектуализации управления. Данная работа посвящена исследованию вопросов актуализации принципов моделирования мультиагентного взаимодействия в припортовых транспортных системах. Методической основой исследования являются методы статистического, морфологического, регрессионного и системного анализа, математического и аналитического моделирования. Исследование и моделирование параметров распределения грузо- и вагонопотоков в условиях мультиагентности транспортного комплекса, при котором применяется разработанный авторами экономико-географический метод разграничения «областей влияния» станций позволяет создавать аналитические модели процесса перевозок на основе комплексной оценки транспортно-технологической инфраструктуры железнодо-рожного полигона и стоимости транспортных услуг. Особенностью является построение компьютерной географической модели распределения подвижного состава по видам пере-возок для припортовых станций аналитическими кривыми высших порядков. «Области влияния» станций погрузки, получаемые методом экономико-географического разграниче-ния, позволяют сформулировать ряд предпочтительных направлений при распределении вагонопотоков. Полученная территориальная картина распределения вагонопотоков является основой для решения многокритериальной задачи оптимизации регулирования направлений вагонов с учетом многооператорского рынка подвижного состава, цифровизации и интеллектуализации отрасли. Помимо решения задач регулирования рынка транспортных услуг в форме распределения подвижного состава, вопросы технологического, экономического, финансового и цифрового взаимодействия на принципах логистики в мультиагентных системах остаются ключевыми. Формируемые в этой связи модельные и методологические предложения должны обеспечить снижение транспортно-логистических издержек с параллельным улучшением количественных, качественных и временных показателей реализации интегрированных логистических цепей поставок.

• ОБОСНОВАНИЕ ОБЛИКА ПЕРСПЕКТИВНОЙ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ УЧЕТА ЛИЧНОГО СОСТАВА ВООРУЖЕННЫХ СИЛ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

  С.А. Боцвин, В. А. Хватков

  2021-11-14

  Аннотация ▼

  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.

• ЭФФЕКТЫ НЕЛИНЕЙНОГО ИНФОРМАЦИОННОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МОРСКИХ ТЕХНОГЕННЫХ ОБЪЕКТОВ

  А. А. Курносов

  2021-01-19

  Аннотация ▼

  Применительно к взаимодействию сложных систем рассматриваются вопросы мони-
  торинга информационной обстановки, типы информационных взаимодействий и топологи-
  ческий подход к учёту многосредного взаимодействия сложных систем в подводной среде.
  Приведена классификация основных эффектов, возникающих при информационном взаимо-
  действии морских техногенных объектов. Выделены три основные группы эффектов, связан-
  ные с физикой сред, с особенностями распространения энергии в этих средах и с особенно-
  стями собственно взаимодействия двух и более объектов. Приведена схема кластеризации
  эффектов – неопределённость, несовместимость, нелинейность, релятивистские эффекты,
  эффекты на границах сред. Внутри указанных кластеров в статье рассмотрены эффекты:
  роста интенсивности информационного обмена, появления непрогнозируемых новых связей,
  каузальной несовместимости, антиподов, бликов, подсветок, релятивистские эффекты.
  Показано, что существуют определенные различия в информационном взаимодействии объ-
  ектов, находящихся в средах с разными скоростями взаимодействия и диссипацией энергии
  взаимодействия. Эти различия проявляются в росте интенсивности обмена в плотных сре-
  дах на некоторых расстояниях «близости». При этом наблюдается появление непрогнози-
  руемых причинно-следственных связей. В ходе обмена информацией в этих областях сингу-
  лярности, помимо эффектов, обусловленных особенностями распространения сигналов в
  воде, наблюдаются эффекты, связанные именно с информационным взаимодействием двух и
  более объектов. Отмечено, что практически все эффекты способны приводить к сущест-
  венному искажению воспринимаемой объектами информации и к нарушению процесса при-
  нятия решений. Наибольшим катастрофическим потенциалом обладают эффекты несо-
  вместимости. При высоких скоростях движения морских техногенных объектов для отдель-
  ных наблюдателей возможно нарушение причинности. Показана схема нарушения причинно-
  сти при взаимодействии объектов, связанная с потерями информации двух типов – реляти-
  вистского (за счёт превышения скорости перемещения объектов над скоростью взаимодей-
  ствия в среде) и геометрического (за счёт выхода «быстрого» объекта из области «медлен-
  ного» распространения импульса). Сделан вывод о необходимости проведения физического
  имитационного моделирования с использованием высокопроизводительных систем и совре-
  менных математических методов на единой критериальной базе.

• АЛГОРИТМИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ИНТЕРФЕЙСА УПРАВЛЕНИЯ РОБОТ-ЧЕЛОВЕК ПРИ ВЫДЕЛЕНИИ ЗРИТЕЛЬНЫХ ВЫЗВАННЫХ ПОТЕНЦИАЛОВ НА ОСНОВЕ МНОГОМЕРНОГО ИНДЕКСА СИНХРОНИЗАЦИИ

  Я. А. Туровский, С.С. Харченко, Р. В. Мещеряков, А.О. Исхакова, А.Ю. Исхаков

  2020-07-10

  Аннотация ▼

  Целью исследования является построения систем человеко-машинного управле-ния. Основные способы построения таких систем, способы выделения вызванных по-тенциалов в электроэнцефалограммах. В статье приведены исследования сигналов электроэнцефалограмм с устоявшимися зрительными вызванными потенциалами для разных частот фотостимуляции, на основе метода многомерного индекса синхрони-зации. Рассматривается влияние длины обрабатываемого окна на точность распозна-вания частоты исследуемого сигнала. Так же в ходе исследований авторы проверяют необходимость предобработки исходных сигналов посредством полосовой фильтрации сигнала. Кроме того, рассматривается возможность использования многомерного индекса синхронизации в многоканальном режиме. Результатом исследования авторов является рекомендации по используемым параметрам для выделения устоявшихся зри-тельных вызванных потенциалах в методе многомерного индекса синхронизации. Пока-зана возможность использования алгоритмов на основе многомерного индекса синхронизации в режиме реального времени. Полученные результаты имеют практическую значимость, так как могут применяться для построения нейрокомпьютерных интерфейсов на основе зрительных вызванных потенциалов и могут быть в дальнейшем использованы в формировании теории управления робототехнических систем различного назначения и в реализации решений по организации взаимодействия человека и машины в узких практических задачах.

• УСТОЙЧИВОСТЬ ШАГАЮЩИХ МАШИН И РОБОТОВ В ПОДВОДНЫХ УСЛОВИЯХ

  В.В. Чернышев, И. П. Вершинина, В.В. Арыканцев

  2020-07-10

  Аннотация ▼

  При проведении подводно-технических работ шагающие машины и роботы, передви-гающиеся по дну существенно превосходят по тяговым свойствам и проходимости тради-ционные транспортные средства. Условия эксплуатации подводных шагающих робототех-нических систем – сложный рельеф морского дна, уклоны, слабонесущий грунт и др., обуслав-ливают актуальность проблемы их устойчивости. Обсуждаются результаты теоретиче-ских и экспериментальных исследований, направленных на обеспечение динамической устой-чивости шагающих машин и роботов в подводных условиях. Новизна исследования обусловле-на учетом специфических особенностей их условий эксплуатации. Исследования базируются на результатах испытаний опытного образца 6-ти ногого подводного шагающего аппарата МАК-1. Неустойчивость шагающего аппарата может быть обусловлена особенностью походки. Также потеря устойчивости шагающего аппарата может наступить при встрече с нераспознанным препятствием и при преодолении уклонов. Проведено математическое моделирование динамики статически неустойчивых походок. Проанализированы основные этапы фазы движения аппарата в неустойчивом положении. Показано, что в подводных условиях динамически устойчивая ходьба 6-ти ногого шагающего аппарата с цикловыми движителями возможна и в случае независимого привода ног правого и левого борта. Рас-смотрены методы автономного реагирования на встречу с нераспознанным препятствием. Проанализированы различные типовые ситуации, возникающие при движении по неорганизо-ванной поверхности. Предложены методы самоадаптации и самоуправления ног на базе нечетких алгоритмов, исключающие возникновение аварийных ситуаций, включая опрокиды-вание. Рассмотрены особенности преодоления уклонов шагающими аппаратами в подводных условиях. При движении традиционных транспортных средств возможно их опрокидывание или сползание под уклон. Показано, что на слабых грунтах сползание шагающих машин под уклон маловероятно. Это обусловлено значительными деформациями грунта под опорными элементами (стопами) шагающих машин. Рассмотрен способ повышения устойчивости к опрокидыванию при движении шагающего аппарата вдоль уклона за счет раздельного регулирования условного клиренса механизмов шагания. Определенное внимание уделено устойчивости буровых шагающих платформ, передвигающихся по дну. Их специфика – высокое рас-положение центра масс. Рассмотрены возможные этапы опрокидывания шагающих плат-форм. Показан стабилизирующий эффект завышенного расположения центра плавучести. Результаты работы могут быть востребованы при разработке шагающих машин и роботов, предназначенных для подводнотехнических работ, для новых промышленных техноло-гий освоения ресурсов морского дна, для обеспечения антитеррористической и техногенной безопасности объектов подводной инфраструктуры и др. работ

• ЗАДАЧИ УПРАВЛЕНИЯ ОБМЕНОМ ФИЗИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ МЕЖДУ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ТЕХНИКОЙ РАЗНОЙ СТЕПЕНИ РОБОТИЗАЦИИ

  А. Л. Ронжин, Нго Куок Тьен, Нгуен Ван Винь

  2020-07-10

  Аннотация ▼

  Рассматривается проблема управления взаимодействием беспилотных летательных аппаратов (БЛА) с наземными сервисными роботизированными платформами, осуществ-ляющими функции транспортировки и передачи физических ресурсов, необходимых для выполнения сельскохозяйственных операций на открытом грунте. Совместное использо-вание гетерогенных наземных и воздушных средств расширяет функциональные и сенсор-ные возможности роботизированной обработки сельскохозяйственных угодий. В ряде слу-чаев, например, при обслуживании систем энергопитания и транспортировке воздушных средств возникает задача физического взаимодействия между беспилотным летательным аппаратом и наземной сервисной робототметодехнической платформой. Сложность решения данной задачи связана с проблемами посадки, фиксации и механизированной обра-ботки аккумуляторов и аграрных ресурсов, размещаемых на летательном аппарате на сервисной платформе, а также управления очередностью сервисного обслуживания груп-пы БЛА. По сравнению с наземной техникой использование БЛА в сельскохозяйственных задачах дает ряд основ преимуществ: отсутствие физического контакта с землей и уп-лотнения почвы, более широкая площадь мониторинга и обработки, более качественнаяобработка культур жидкими средствами за счет вращения роторов без применения до-полнительных устройств. Имеющиеся прототипы сервисных роботизированных плат-форм отличаются сложностью внутренних механизмов, скоростью обслуживания, алго-ритмами совместной работы платформы и летательного аппарата при посадке и обслу-живании аккумулятора. Автономная посадка БЛА в современных исследованиях рассмат-ривается не только на фиксированную площадку, но и на мобильную платформу, осущест-вляющую движение в различных средах. По результатам проведенного анализа сущест-вующих подходов составлена классификация существующих сервисных систем, установ-ленных на роботизированных и механизированных платформах. Рассматриваются харак-теристики обработки некоторых распространенных сельскохозяйственных культур. При-водится перечень операций процесса сельскохозяйственного производства, их длитель-ность и стоимость, а также возможности механизации. Делается вывод, что стоимость немеханизированных операцией значительно выше. Разработан метод оценивания необхо-димого состава и количества техники для обработки сельскохозяйственного угодья, отли-чающийся многокритериальной оценкой с использованием линейной комбинации трех ос-новных критериев суммарного время обработки, израсходованной энергии, стоимости задействованной техники и обеспечивающий проведение численного моделирования и оптимизации объема привлекаемых гетерогенных робототехнических комплексов. Представ-лены результаты численного и имитационного моделирования количества робототехниче-ской техники, необходимого для обработки сельскохозяйственного угодья, с использовани-ем условных единиц и примерных диапазонов изменения значений входных параметров. Мо-делирование выполнено в разработанной программе AgrobotModeling, реализующей также визуализацию взаимодействия беспилотных летательных аппаратов с сельскохозяйственными наземными сервисными платформами, и обеспечивающих поддержку принятия решения об оптимальном количестве робототехнических средств, необходимых для обработки заданной площади сельскохозяйственного угодья.