Найти

Результаты поиска

• ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ПРИМЕНЕНИЯ ФОТОННЫХ И КВАНТОВЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ РАСЧЕТА ТОЧНЫХ РАСПРЕДЕЛЕНИЙ ВЕРОЯТНОСТЕЙ ЗНАЧЕНИЙ СТАТИСТИК КОНЕЧНЫХ ДИСКРЕТНЫХ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЕЙ

  А.К. Мельников

  121-136

  2025-12-30

  Аннотация ▼

  Проведено исследование возможности применения фотонных и квантовых вычислительных технологий для расчета точных распределений вероятностей значений статистик дискретных последовательностей в предположении о наличии работающих технических образцов вычислительных систем и создания требуемых квантовых алгоритмов. Оценка производительности вычислительных систем на базе фотонных вычислительных технологий базируется на материалах НЦФМ РАН г. Саров. Оценка производительности квантовой вычислительной системы проведена методом сравнения времени решения задачи отбора проб бозонов из заданного распределения на вычислительной системе с известной производительностью и времени её выполнения на квантовой вычислительной системе. Для оценки возможности применения фотонных и квантовых вычислительных технологий к расчету точных распределений рассмотрены современные методы их вычисления, основанные на решении уравнения кратности типов и системы линейных уравнений в неотрицательных целых числах. Приводятся аналитические выражения, определяющие вычислительную сложность этих методов. Проведено определения значений границ параметров точных распределений доступных для вычисления с помощью применения фотонных и квантовых вычислительных технологий. Приводится сравнение полученных результатов с результатами применения многопроцессорных вычислительных технологий для расчета точных распределений различными методами. Проведен анализ возможностей применения фотонных и квантовых вычислительных технологий для расчета точных распределений методом сравнения количества пар параметров возможных к расчету точных распределений с общим числом параметров распределений, входящих в область Р. Фишера, определяющую пятикратное превосходство объема выборки над мощностью алфавита. Анализ данных о числе параметров выборок показывает, что при увеличении производительности используемых вычислительных технологий происходит рост возможностей по расчету точных распределений, но даже при использовании самых производительных из них квантовых технологий он не превосходит десятой доли от общего количества точных распределений, необходимых для расчета при проведения статистического анализа дискретных последовательностей в алфавитах мощности до 256 знаков.

• ОПТИМИЗАЦИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СХЕМЫ ИНТЕРПОЛЯЦИИ ДЕКАДНЫХ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ ДАННЫХ МЕТОДОМ ОБРАТНОГО ВЗВЕШИВАНИЯ ПО РАССТОЯНИЮ С ПАРАЛЛЕЛЬНОЙ ОБРАБОТКОЙ МНОЖЕСТВЕННЫХ ВРЕМЕННЫХ СРЕЗОВ

  О.М. Голозубов , А.В. Козловский , Э.В. Мельник , Я.Э. Мельник , А.Н. Самойлов

  22-32

  2025-12-30

  Аннотация ▼

  Настоящее исследование посвящено решению проблемы вычислительной неэффективности при пространственной интерполяции больших массивов декадных метеорологических данных с использованием метода обратного взвешивания по расстоянию. Традиционные подходы, предполагающие последовательную и независимую обработку каждого временного среза, демонстрируют линейный рост времени выполнения и значительное потребление оперативной памяти, что становится критическим барьером для оперативного построения детализированных и географически привязанных растровых полей в формате GeoTIFF. Это существенно ограничивает применение метода в задачах, требующих быстрой обработки многолетних архивов данных. Целью данной работы является разработка и валидация оптимизированной вычислительной схемы, позволяющей радикально сократить временные затраты при сохранении полноты и точности результатов. Ключевая научная новизна предложенного подхода заключается в фундаментальном переосмыслении вычислительного процесса. Вместо многократного повторения идентичных операций, предложена схема, основанная на однократном расчете полного вектора геодезических расстояний от каждой ячейки растра до всех метеостанций. Эта наиболее ресурсоемкая операция выполняется лишь один раз. В дальнейшем, полученный вектор расстояний применяется ко всем временным срезам (декадам) для вычисления интерполированных значений, что устраняет основную вычислительную избыточность и обеспечивает сублинейную зависимость времени обработки от числа декад. Для дальнейшего повышения производительности применяется механизм параллельной обработки на уровне центрального процессора, реализованный посредством динамического разделения растра на независимые вычислительные блоки (батчи). Размер батчей адаптивно регулируется с учетом доступной оперативной памяти, что гарантирует стабильность и масштабируемость решения на системах различной мощности. Апробация метода на реальных метеорологических данных за период 2015-2024 годов продемонстрировала радикальное сокращение времени выполнения. В частности, обработка десяти декадных временных срезов на стандартном ноутбуке занимает менее 3,5 минут, а на серверной платформе – около 3 минут, что представляет собой многократное ускорение по сравнению с традиционными реализациями. Таким образом, разработанное решение делает оперативную обработку больших пространственно-временных метеорологических массивов реальностью для широкого круга исследователей, открывая новые возможности для климатического мониторинга, агрометеорологии и геоинформационного анализа без необходимости привлечения специализированного дорогостоящего оборудования.

• ОЦЕНКА ВРЕМЕННЫХ ЗАТРАТ НА УМНОЖЕНИЕ КВАДРАТНЫХ БИНАРНЫХ МАТРИЦ УСТРОЙСТВА С КОНВЕЙЕРИЗАЦИЕЙ ЧТЕНИЯ ДАННЫХ ИЗ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОЙ МНОГОПОРТОВОЙ ПАМЯТИ

  А.В. Болгак , Э.И. Ватутин , Д.А. Трокоз

  6-20

  2025-10-01

  Аннотация ▼

  Целью данной работы является оценка временных затрат на умножение квадратных бинарных матриц размером n × n устройства с конвейеризацией операции чтения данных из специализированной многопортовой памяти и ее сравнение с временными затратами прототипа. В данной работе использовались методы математической логики, теории множеств и графов, дискретных систем и устройств ЭВМ, теории проектирования конечных автоматов. В результате исследования было показано, что использование конвейеризации операции чтения данных из специализированной многопортовой памяти позволяет снизить временные затраты на обработку квадратных бинарных матриц размером n ≤ 2048 до 206,3 раза. Из полученных данных видно, что время загрузки и выгрузки исходных и результирующих данных для предложенного устройства существенно выше времени умножения матриц, ввиду чего частые загрузки и выгрузки матриц нецелесообразны. Например, при выполнении операции транзитивного замыкания бинарного отношения, представленного в виде бинарной матрицы, производится однократная загрузка исходной матрицы с последующей серией ее возведения в квадрат, что эффективно реализуется предложенным устройством. На основании полученных результатов можно сделать вывод, что предложенное устройство для умножения квадратных бинарных матриц с конвейеризацией операции чтения данных из специализированной многопортовой памяти обеспечивает существенный выигрыш во времени обработки и умножения квадратных бинарных матриц по сравнению с прототипом. Кроме того, результаты показали, что частые загрузки и выгрузки матриц нецелесообразны для предложенного устройства с конвейеризацией операции чтения из специализированной многопортовой памяти, так как затрачиваемое время на загрузку и выгрузку исходных и результирующих данных существенно превышает время на операцию умножения матриц

• МЕТОД ОРГАНИЗАЦИИ ДИСКРЕТНО-СОБЫТИЙНЫХ ВЫЧИСЛЕНИЙ ДЛЯ ОБРАБОТКИ БОЛЬШИХ РАЗРЕЖЕННЫХ НЕСТРУКТУРИРОВАННЫХ МАТРИЦ НА РВС

  А.В. Подопригора

  189-197

  2021-10-05

  Аннотация ▼

  С усложнением моделей исследуемых объектов и процессов в разных областях науки и техники появляется большое количество задач, для которых необходимо применять вы-сокопроизводительные вычислительные системы. Так, для обработки матричных массивов используют кластерные многопроцессорные вычислительные системы с применением специальных методов, направленных на организации параллельных вычислений, и в большинстве случаев производительность вычислительной системы является достаточно высокой. Однако такая эффективность вычислений наблюдается не на всех видах матриц. Матричная структура может содержать большое количество незначимых элементов, большую размерность, и ее портрет может быть неструктурированным. Решение такого рода матриц на кластерных МВС не позволяет получить производительность, близкую к пиковой, поскольку методы обработки никак не учитывают такую сложную структуру обрабатываемой матрицы, в результате чего производительность системы многократно снижается. Разработка методов для кластерных МВС не позволяет в полной мере обеспечить высокую производительность на классе задач, посвященной обработке больших раз-реженных неструктурированных матриц. Жесткая архитектура связей процессоров не учитывает особенности таких матриц, что приведёт к неоднородности загрузки вычис-лительного процессора. Для обеспечения производительности, близкой к пиковой на зада-чах обработки больших разряженных неструктурированных матриц, необходимо приме-нять реконфигурируемые вычислительные системы, архитектура которых позволяет адаптироваться под структуру решаемой задачи. Это позволяет организовывать конвейерную обработку так, чтобы вычислительный ресурс РВС был использован только на информационно значимые операции. Помимо использования общепринятых методов структурной организации высокопроизводительных вычислений для РВС, необходимо разработать формат хранения и передачи больших разреженных неструктурированных матриц, определить принципы построения базовых матричных макроопераций и возможность организации составных дискретно-событийных матричных функций для решения прикладных задач. В результате проведенных исследований положено начало метода, позволяющего организовать вычисления, операндами которых являются большие разреженные не-структурированные матрицы. Применение этого метода для организации вычислений позволяет существенно повысить производительность и обеспечить повышение эффективности работы такой системы.

• ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГЕТЕРОГЕННЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ УЗЛОВ В ГРИД-СИСТЕМАХ ПРИ РЕШЕНИИ КОМБИНАТОРНЫХ ЗАДАЧ

  А.М. Альбертьян , И. И. Курочкин , Э.И. Ватутин

  142-153

  2021-10-05

  Аннотация ▼

  В настоящее время для решения больших вычислительных задач используются не только многопроцессорные вычислительные системы, но и различные виды распределенных систем. Распределенные вычислительные системы имеют ряд особенностей: возможное наличие отказов узлов и каналов связи, непостоянное время работы узлов, возможные ошибки в расчетах, гетерогенность вычислительных узлов. Под гетерогенностью вычислительных узлов будем понимать не только различную вычислительную способность и различные архитектуры центральных процессоров, но и наличие на узле других компонентов, способных проводить вычисления. К таким компонентам можно отнести видеокарты и математические сопроцессоры. Узел распределенной вычислительной системы будем называть гетеро-генным, если помимо одного или нескольких центральных процессоров в его составе есть дополнительные вычислительные устройства. При решении вычислительной задачи на распределенной системе необходимо максимизировать использование всех доступных вычисли-тельных ресурсов. Для этого необходимо не только распределить вычислительные подзадачи на узлы в соответствии с их вычислительной способностью, но и учесть особенности дополнительных вычислительных устройств. Исследованию методов максимизации использования ресурсов на гетерогенных узлах распределенной вычислительной системы посвящена эта работа. Основной целью данной работы является создание переносимого приложения, произ-водящего параллельные вычисления с использованием многопоточной модели выполнения. При разработке приложения акцент делается на наиболее полном использовании доступных аппаратных ресурсов. Одним из основных требований к реализации является оптимизация про-изводительности приложения для различных компьютерных архитектур, а также возможность параллельного выполнения приложения на разнородных вычислительных устройствах, входящих в состав гетерогенного вычислительного комплекса. Была исследована возможность применения ряда методов программно-алгоритмической оптимизации для многопроцессорных архитектур различных поколений. А также была проведена оценка эффективности их использования для высоконагруженных многопоточных приложений. Представлено решение проблемы квазиоптимального динамического распределения вычислительных заданий между всеми доступными на данный момент вычислительными устройствами гетеро-генного вычислительного комплекса.

• КОМПЛЕКС СРЕДСТВ ТРАНСЛЯЦИИ ПРОГРАММ НА ЯЗЫКЕ C В ПРОГРАММЫ НА ЯЗЫКЕ ПОТОКА ДАННЫХ COLAMO

  А. И. Дордопуло, A.A. Гуленок, А.В. Бовкун, И.И. Левин, В. А. Гудков, С.А. Дудко

  2021-02-25

  Аннотация ▼

  Рассматриваются программные средства трансляции последовательных программ
  на языке C в масштабируемые параллельно-конвейерные программы на языке программи-
  рования реконфигурируемых вычислительных систем COLAMO. В отличие от существую-
  щих средств высокоуровневого синтеза, результатом трансляции является не IP-ядро
  фрагмента задачи, а комплексное решение задачи для многокристальных реконфигурируе-
  мых вычислительных систем с автоматической синхронизацией информационных и управ-
  ляющих сигналов. Рассмотрены основные этапы трансляции последовательной программы
  на языке C: преобразование в информационный граф, анализ информационных зависимо-
  стей и выделение функциональных подграфов, преобразование в масштабируемую ресурсо-
  независимую параллельно-конвейерную форму и масштабирование программы на языке
  COLAMO для заданной многокристальной реконфигурируемой вычислительной системы.
  Масштабирование программы осуществляется с помощью методов редукции производи-
  тельности абсолютно-параллельной формы задачи – информационного графа, который
  адаптируется под архитектуру реконфигурируемой вычислительной системы. Разрабо-
  тан ряд правил, позволяющих существенно сократить число шагов преобразований при
  масштабировании задачи и обеспечить плотный поток обработки данных в функциональ-
  ных подграфах задачи. Созданный комплекс средств трансляции программ на языке C в
  конфигурационные файлы ПЛИС позволяет существенно сократить время синтеза вычис-
  лительной структуры задачи для многокристальных РВС и обеспечить сокращение общего
  времени решения задачи.

• ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫЕ РЕКОНФИГУРИРУЕМЫЕ ВЫЧИСЛИТЕЛИ С ИММЕРСИОННЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ

  И.И. Левин, А. М. Федоров, Ю. И. Доронченко, М. К. Раскладкин

  2021-02-25

  Аннотация ▼

  Рассматриваются перспективны создания высокопроизводительных реконфигурируемых
  вычислительных устройств на основе современных ПЛИС фирмы Xilinx семейства UltraScale+.
  Целью работы является достижение в одном изделии с конструктивом 3U 19’ вычислительной
  плотности до 128 ПЛИС высокой степени интеграции при обеспечении соответствующих
  электропитания и охлаждения вычислительных элементов системы для решения вычислитель-
  но трудоемких задач. Обеспечение требуемых характеристик изделия в заданном конструкти-
  ве потребовало усложнения топологии печатных плат и технологии изготовления его состав-
  ных частей. Для охлаждения компонентов вычислительной системы используется иммерсион-
  ная (погружная) технология. Особенностью разрабатываемых вычислительных систем явля-
  ется широкие возможности информационного обмена внутри блока и между блоками для ре-
  шения сильносвязанных задач, в которых количество пересылок данных между функциональ-
  ными устройствами больше, чем количество таких устройств. В качестве основных связей
  между ПЛИС используются дифференциальные линии с подключенными к ним мульти-
  гигабитными трансиверами (MGT). Разработанная на основе оптических каналов система
  информационного обмена между блоками обеспечивает пропускную способность более
  2 Тбит/с. Разработан и изготовлен опытный образец вычислительного модуля на основе ПЛИС
  UltraScale+. На его основе изготовлен прототип реконфигурируемого вычислительного блока.
  Вычислительный блок содержит в своем составе универсальный процессор и необходимые ин-
  терфейсы ввода-вывода, являясь функционально законченным устройством. На вычислитель-
  ном модуле нового поколения был реализован ряд алгоритмов различных научно-технических
  задач, что подтвердило возможность широкого применения вычислителей. Разработана мо-
  дернизированная иммерсионная подсистема охлаждения, которая обеспечивает отвод выде-
  ляемой суммарной тепловой мощности до 20 кВт. Для достижения такого уровня теплоотво-
  да реализованы технические решения по всем компонентам системы охлаждения: хладагенту,
  радиаторам, насосу, теплообменнику. Объединение множества блоков в единый вычислитель-
  ный контур позволит создавать вычислительные комплексы с производительностью до не-
  скольких десятков петафлопс. Такие комплексы требуют наличия соответствующей инже-
  нерной инфраструктуры.

• МОДЕЛИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ КУБАТУРНЫХ ФОРМУЛ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЭФФЕКТИВНЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СТРУКТУР НА ПЛИС

  Н. С. Кривша , В. В. Кривша , С.А. Бутенков

  2021-01-19

  Аннотация ▼

  Предлагается метод построения вычислительных моделей для исследования и опти-
  мизации универсальных вычислительных структур, выполняющих вычисление вычисления
  сложных кубатурных формул. Теоретической базой для введенных моделей служит теория
  пространственной грануляции, методы которой разработаны коллективом авторов. Ме-
  тодология пространственной грануляции позволяет переходить от вычислений в точечном
  метрическом пространстве данных (которое не всегда существует) к вычислениям в аф-
  финном многомерном пространстве, содержащем укрупненные единицы данных (про-
  странственные гранулы). Такое преобразование данных основано на использовании аффин-
  но-инвариантных моделей декартовых гранул и основывается на оптимальных процедурах
  покрытия точечного пространства выпуклыми гранулами. Такие полезные вычислитель-
  ные свойства введенных моделей данных позволяют построить вычислительно эффектив-
  ные процедуры для манипулирования многомерными данными, одним из приложений кото-
  рых является вычисление многомерных кубатурных формул. Новые модели позволяют соз-
  давать наглядные матричные модели данных произвольной размерности для целей плани-
  рования структуры вычислительных процессов и построения информационных графов
  таких процессов. Эффективное и наглядное представление сложных вычислительных
  формул позволяет выполнять эквивалентные (с численной точки зрения) преобразования
  таких формул с целью выбора эффективных схемных решений для построения высокопро-
  изводительных вычислительных блоков вычисления кубатур высокой размерности на базе
  ПЛИС. На основе оптимизированных моделей вычислительных структур строятся схем-
  ные решения, реализующие кубатурные формулы на реконфигурируемых вычислительных
  системах. Сложность решения задачи проектирования на ПЛИС связана с тем, что ис-
  пользуемые вычислительные средства содержать поля ПЛИС, проектирование вычисли-
  тельных структур для которых является вычислительно сложной задачей. Авторы ис-
  пользовали разработанные в организации автоматизированные средства проектирования
  на полях ПЛИС, такие как язык высокого уровня COLAMO, язык низкого уровня Fire Constructor
  и сопутствующие программные средства для реализации полученных информаци-
  онных графов многомерных кубатур и экспериментальной оценки качества полученных
  результатов. Предлагаемый в работе теоретический подход к моделированию и оптими-
  зации информационных графов вычислительных структур может быть распространен на
  широкий круг задач вычислительной математики.

• МОНИТОРИНГ КАЧЕСТВА ОБРАЗОВАНИЯ И ВНЕДРЕНИЕ ИНДИВИДУАЛЬНОГО ОБУЧЕНИЯ: ДЕМОНСТРАЦИЯ ПОДХОДОВ И АЛГОРИТМОВ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОГО АНАЛИЗА ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ ДАННЫХ

  Ясс Кхудейр Салал , С. М. Абдуллаев

  2020-10-11

  Аннотация ▼

  Как показывает анализ данных международных тестирований знаний учащихся,
  среднее и высшее образование многих странах переживает кризис, который в том числе
  вызван не адекватностью системы мониторинга качества традиционного и дистанцион-
  ного образования. В свою очередь, развитие такой системы мониторинга требует разра-
  ботки методов классификации и квантификации, необходимых для прогноза индивидуаль-
  ных и коллективных успехов учащихся. В этой статье теоретически и экспериментально
  показано, что наиболее перспективным подходом, решающим одновременно обе задачи
  прогноза, является создание гетерогенных ансамблей, состоящих из нечетного числа раз-
  личных базовых классификаторов, таких как деревья решений, простейшие нейронные се-
  ти, наивный байесовский классификатор и другие. Проведя обучение и тестирование
  11 различных бинарных классификаторов на шести различных выборках образовательных
  данных, нами показано, что индивидуальный детерминированный прогноз таких ансамблей
  превосходит по точности прогнозы как отдельных базовых классификаторов, так и одно-
  родных ансамблей созданных по технологиям бэггинга и бустинга. Преимущество гетеро-
  генных ансамблей созданных из трех, пяти и семи классификаторов становится опреде-
  ляющим, если учесть, что при естественном дисбалансе выборки образовательных дан-
  ных, полезным прогнозом классификатора может считаться только такой прогноз, точ-
  ность которого превосходит относительную частоту класса объектов имеющих наи-
  большую повторяемость в выборке данных. Главным преимуществом гетерогенного ан-
  самбля является возможность трансформации детерминированного прогноза в вероятно-
  стный прогноз, когда вместо отнесения объекта к тому или иному классу, даются вероят-
  ности его принадлежности к отдельным классам. На основе этого нами предложен новый
  метод бинарной квантификации, когда индивидуальные вероятности принадлежности к
  каждому из классов объектов суммируются по отдельности, а полученные в итоге суммар-
  ные вероятности интерпретируются как относительные частоты объектов в выборке.
  В результате экспериментов показано, что такая бинарная ансамблевая квантификация по
  точности заметно превосходит традиционный метод «классифицируй и считай».

• ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ГРАФОВ С АССОЦИАТИВНЫМИ ОПЕРАЦИЯМИ НА ЯЗЫКЕ ПРОГРАММИРОВАНИЯ SET@L

  И.И. Левин , И. В. Писаренко, Д.В. Михайлов , А. И. Дордопуло

  2020-10-11

  Аннотация ▼

  Как правило, информационный граф с ассоциативными операциями реализуется в
  виде последовательной («голова/хвост») или параллельной («разбиение пополам») топ о-
  логии, причем обе структуры содержат одинаковое число операционных вершин. Реду к-
  ционные преобразования графов с представленными топологиями при недостатке в ы-
  числительного ресурса не обеспечивают создание эффективной ресурсонезависимой пр о-
  граммы: вариант «разбиение пополам» характеризуется нерегулярной межитерацион-
  ной коммутацией, а структура «голова/хвост» – увеличенной скважностью данных при
  редукции. В данной статье предлагается преобразовать топологию графа с ассоци а-
  тивными операциями в один из комбинированных вариантов с последовательными и па-
  раллельными фрагментами вычислений, синтезированный в соответствии с заданным
  вычислительным ресурсом. Это позволяет повысить удельную производительность в ы-
  числений при редукции. Модифицированная топология включает изоморфные подграфы с
  топологией «разбиение пополам», содержащие максимальное число аппаратно реализу е-
  мых операционных вершин, а обработка промежуточных данных осуществляется по
  принципу «голова/хвост». Вычислительная структура для рассмотренной топологии
  имеет минимальную латентность и состоит из одного базового подграфа и одной вер-
  шины, в которую редуцируется блок обработки промежуточных данных с топологией
  «голова/хвост». Разработан алгоритм, позволяющий в зависимости от доступного а п-
  паратного ресурса перейти от базового последовательного варианта реализации к раз-
  личным комбинированным топологиям вплоть до предельного случая топологии «разби е-
  ние пополам». Поскольку традиционные методы параллельного программирования могут
  описать множество топологий только в виде набора отдельных подпрограмм, для соз-
  дания ресурсонезависимого описания графов с ассоциативными операциями предлагае т-
  ся использовать язык архитектурно-независимого программирования Set@l. Принципы
  построения топологий «голова/хвост» и «разбиение пополам» описаны в виде признаковметода обработки множеств на языке Set@l, а ресурсонезависимая программа оперирует
  этими типами и типами параллелизма для модификации топологии графа и последующей
  редукции производительности в соответствующих аспектах программы.

• ОПРЕДЕЛЕНИЕ ХАРАКТЕРА ИЗМЕНЕНИЙ ПАРАМЕТРА НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА ДИНАМИКИ ФОРМЫ СОВОКУПНОСТИ ЕГО ЗНАЧЕНИЙ В РЕАЛЬНОМ ВРЕМЕНИ

  С. И. Клевцов

  2020-10-11

  Аннотация ▼

  Одной из важных задач мониторинга технических объектов является предотвраще-
  ние аварийных ситуаций. Эта задача связана с выполнением достоверной и адекватной
  оценки работоспособности объекта. Оценка работоспособности объекта основывается
  на анализе поведения его контролируемых параметров в реальном времени. Тогда она бу-
  дет актуальной. В работе предложен метод определения характера изменения парамет-
  ра, основанный на анализе последовательности специальных пространственных графиче-
  ских форм, называемых графиками Пуанкаре. Выбранный параметр должен в значитель-
  ной степени определять работоспособность контролируемого объекта. Графики форми-
  руются на основе временного ряда контролируемого параметра. Выбирается временноеокно, которое вырезает заданное количество значений параметра. График строится для
  каждого шага перемещения окна по временному ряду параметра. Анализируется транс-
  формация формы заданного типа, которая накладывается на совокупность значений па-
  раметра, представленных в виде графика. По изменению параметров формы делается
  вывод о характере изменений параметра. В работе показана возможность использования
  графиков Пуанкаре для отслеживания изменения состояния технического объекта в ре-
  альном времени. При этом учитываются особенности съема информации с датчиков.
  Оценка реализуется с помощью микропроцессорного модуля, входящего в систему монито-
  ринга. Также предложена структура обобщенной однофакторной модели, которая от-
  слеживает изменение состояния объекта на основе анализа графиков Пуанкаре. Приведен
  вариант оценки состояния объекта с помощью сравнения характеристик графика с кри-
  териями. Критерии получены после предварительной обработки большого массива данных
  о поведении контролируемого параметра. Каждому значению критерия поставлена в со-
  ответствие экспертная оценка, определяющая состояние объекта. Оценка позволяет оп-
  ределить степень работоспособности объекта и реализовать необходимые действия в
  случае опасности.