Архив рубрики: Технические системы

МЕТОДИКА ОБОСНОВАНИЯ ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИХ И КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ КОНСТРУКЦИОННЫХ ПОГЛОЩАЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ ВОЛНОВОДНОГО ТИПА


УДК 621.396
DOI: 10.26102/2310-6018/2019.25.2.026

А.А.Ивенский


В работе предложена методика обоснования электродинамических и конструктивных параметров материалов волноводного типа, основанная на разработанной модели поглощения СВЧ-излучения на импедансных стенках и диэлектрическом наполнителе конструкционных поглощающих материалов замкнутых волноводных структур. Сущность модели, основанной на методах теории дифракции электромагнитных волн в слоистых средах, законах распространения сверхвысокочастотного излучения в волноводах, заключается в том, что электромагнитное поле перед решеткой рассматривается в виде суперпозиции полей падающей плоской волны, зеркально отраженной от границы раздела «среда – материал», и рассеянной на стенках решетки материала. Электромагнитная волна, падающая на материал, по мере распространения вглубь него взаимодействует с радиопоглощающими стенками. Предложен подход определения коэффициента отражения материала, особенностью которого является то, что в выражение для расчета коэффициента отражения введено слагаемое, описывающее экспоненциальное снижение уровня амплитуды (плотности потока мощности) рассеянной составляющей электромагнитного поля при распространении ее вглубь материала и обратно от конструктивных и электродинамических параметров импедансных стенок и диэлектрического наполнителя замкнутых волноводных структур (закороченных волноводных отрезков), и позволяющий установить закономерности между отражательными характеристиками конструкционного поглощающего материала и его электродинамическими и конструктивными параметрами.

Ключевые слова: ослабление СВЧ — излучения, конструкционный поглощающий материал, коэффициент отражения, коэффициент поглощения, плотности потока мощности электромагнитного поля.

Полный текст статьи:
Ivenskiy_2_19_1.pdf

ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ МНОГОАСПЕКТНОЙ ЦИФРОВОЙ СРЕДЫ СИСТЕМЫ ОДНОРОДНЫХ ОБЪЕКТОВ НА ОСНОВЕ ПРОЦЕДУР ДЕКОМПОЗИЦИИ И АГРЕГАЦИИ


УДК 681.5
DOI: 10.26102/2310-6018/2019.25.2.024

Я.Е. Львович , А.В. Питолин , С.О. Сорокин


В статье рассматривается функционирование системы однородных объектов в условиях активной цифровизации. Показано, что интегральной структурой, объединяющей все аспекты цифровой трансформации, является многоаспектная цифровая среда, которая требует постоянного совершенствования по мере развития новых инструментов цифровизации. Возникающая задача проектирования такой среды носит оптимизационный характер. Предложено систему оптимального проектирования построить на основе сочетания нисходящего и восходящего процессов принятия проектных решений. Основой нисходящего проектирования является формализация процесса декомпозиции многоаспектной цифровой среды с использованием модели бинарного дерева. Процедуры восходящего проектирования базируются на моделях и алгоритмах многоальтернативной оптимизации с определением множества доминирующих вариантов на основе переходной матрицы марковской цепи и применения экспертного оценивания.

Ключевые слова: оптимальное проектирование, цифровизация, бинарное дерево, многоальтернативная оптимизация.

Полный текст статьи:
LvovichSoavtori_2_19_2.pdf

РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ВИРТУАЛЬНЫМИ МАШИНАМИ ДЛЯ ОПЕРАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ


УДК 004.946
DOI: 10.26102/2310-6018/2019.25.2.021

А.С. Блошкин, В.Н. Князев


В статье рассмотрены актуальные вопросы и проблемы разработки систем управления виртуальными машинами. В качестве важных проблем выделены проблемы динамической миграции виртуальных машин, проблема хранения конфигурации виртуальной машины. Анализ методов осуществления динамической миграции позволил выявить недостатки существующих алгоритмов. Также были выявлены недостатки хранения конфигурации виртуальной машины в конфигурационном файле. Научная новизна заключается в разработке нового комбинированного алгоритма динамической миграции, отличающегося от известных алгоритмов более высокой гибкостью и производительностью. Комбинированный алгоритм позволяет с более высокой скоростью принять решение о необходимости динамической миграции в сравнении с существующими алгоритмами. Гибкость алгоритма заключается в возможности принять решение о необходимости миграции, как при помощи администратора, так и без его участия. Также был предложен альтернативный алгоритм хранения конфигурации виртуальной машины в реестре операционной системы в сравнении с алгоритмом хранения конфигурации в конфигурационном файле. Такой подход позволяет увеличить безопасность системы управления виртуальными машинами и разграничить права доступа для виртуальных машин, что является обязательным требованием для операционной системы специального назначения. Проведено проектирование системы управления виртуальными машинами с применением, в том числе, онтологического и визуального моделирования. По результатам проведенной работы были предложены решения проблемы выбора способа хранения конфигурации виртуальной машины и проблемы определения необходимости динамической миграции. Полученные в ходе проведенного исследования результаты использованы в качестве основы программной реализации системы управления виртуальными машинами для операционной системы специального назначения в НТП «Криптософт» (г. Пенза).

Ключевые слова: виртуальная машина, виртуализация, динамическая миграция, системный реестр, файловая система.

Полный текст статьи:
BloshkinKnyazev_2_19_1.pdf

РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМОВ ХРАНЕНИЯ ДАННЫХ ДОКУМЕНТА ДЛЯ ПРОГРАММНЫХ СРЕДСТВ ТАБЛИЧНОГО ПРОЦЕССОРА


УДК 004.021
DOI: 10.26102/2310-6018/2019.25.2.020

А.П. Чернов , В.Н. Князев


В данной статье рассматриваются актуальные вопросы разработки модифицированных алгоритмов хранения данных документа для программных средств табличного процессора, функционирующего под управлением операционной системы специального назначения (ОССН). Анализ существующих механизмов хранения данных документа, применяющихся в современных табличных процессорах, выявил ряд их слабых сторон, в числе которых особенно было выделено использование в процессе работы избыточного объёма оперативной памяти. Соответственно цель данной научной работы заключается в разработке алгоритма, оптимального по объёму используемой оперативной памяти. Предложенный модифицированный алгоритм совмещает в себе сильные стороны DOM и SAXXML-процессоров. Предложенный алгоритм позволяет снизить требования к ресурсам оперативной памяти при работе с содержимым документа, что положительно сказывается на общем быстродействии системы. В процессе рассмотрения проблем, обозначенных в этой статье, было проведено визуальное и онтологическое моделирование предлагаемого алгоритма. В результате проведённой работы был разработан алгоритм хранения данных документа, оптимальный по используемой оперативной памяти. Результаты научной работы были использованы как основной механизм взаимодействия с содержимым документа в рамках табличного процессора, разрабатываемого для ОССН в НТП «Криптософт».

Ключевые слова: модифицированный алгоритм, хранение данных, оптимизация, табличный процессор, XML-процессор, XML, DOM, SAX.

Полный текст статьи:
ChernovKnyazev_2_19_1.pdf

ЭНЕРГОИНФОРМАЦИОННАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ И СИНТЕЗ КОМПЛЕКСОВ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ИЗМЕРИТЕЛЕЙ ПАРАМЕТРИЧЕСКИ НЕСТАЦИОНАРНЫХ СИГНАЛОВ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ


УДК 621.396
DOI: 10.26102/2310-6018/2019.25.2.015

Ш.Н.Джахидзаде , Х.Г.Асадов


Актуальность исследования обусловлена растущей необходимостью извлечения полезной информации о разнообразных уникальных объектах, находящихся на дальних и сверхдальних расстояниях. Особая ценность такой информации диктует необходимость привлечение ресурсов всех имеющихся технических средств дистанционного действия, организацию их параллельную или синхронную работу. При этом, необходимо иметь в виду, что удаленные объекты часто нестационарные, т.е. их параметры изменяются во времени. С учетом вышеизложенного статья посвящена предлагаемому методу энергоинформационной оптимизации и синтезу комплексов параллельных измерителей параметрически нестационарных сигналов дистанционного зондирования. Предложена классификация оптимизируемых комплексов параллельной структуры предназначенных для измерения нестационарных сигналов дистанционного зондирования. Отмечено целесообразность применения энергоинформационного критерия для синтеза оптимальной модели комплексов параллельной структуры, предназначенных для измерения нестационарных сигналов дистанционного зондирования. Для вычисления оптимальной модели использован метод безусловной вариационной оптимизации. В результате проведенной оптимизации выбранной энергоинформационной модели комплекса получено оптимальное соотношение между основными режимными функциональными характеристиками комплекса. Разработанная оптимизационная модель ориентировано на широкое применение в сфере дистанционного зондирования удаленных объектов , осуществляемого по различным экологическим программам исследования окружающей среды.

Ключевые слова: оптимизация. синтез, энергоинформационный критерий, комплекс параллельной структуры, дистанционное зондирование, синтез, нестационарность.

Полный текст статьи:
DzhakhidzadeАsadov_2_19_1.pdf

МЕТОД АНАЛИЗА ИННОВАЦИОННЫХ ТЕНДЕНЦИЙ НА ОСНОВЕ ДАННЫХ ПАТЕНТНОГО МАССИВА


УДК 004.83
DOI: 10.26102/2310-6018/2019.25.2.018

М.А. Фоменкова , Д.М. Коробкин, С.А. Фоменков, С.Г. Колесников


Развитие методов обработки естественного языка позволило использовать структуры SAO (Subject-Action-Object, Субъект-Действие-Объект) в качестве мощного инструмента для выявления связанных понятий в текстовых данных. В данной статье представлен метод анализа инновационных тенденций посредством детектирования и анализа патентной активности, выявления новых технологических возможностей, ключевых современных технологии и изобретений на основе извлеченных из патентного массива SAO структур. Был разработан пятиэтапный алгоритм подбора патентов, выделения SAO структур, их расширения, кластеризации, а также построения технологических карт. Данные карты визуализируют развитие подклассов патентов, выявленных посредством кластерного анализа, и технологий с течением времени. Помимо выявления технологических возможностей описанный подход может быть применен для построения карт для изучения тенденций развития конкурентов. В отличие от карты трендов, разработанной с использованием патентов всех заявителей, эта карта конкурентов ограничивает свое внимание одной организацией. Карта для каждой компании визуализирует акцент развития технологий в компании, позволяя проводить сравнительный анализ между компаниями. На основе этой карты компания может определить конкурентов, обладающих дополнительными технологиями, и понять технологические преимущества и недостатки целевой области.

Ключевые слова: технологические возможности, обработка естественного текста, SАО, патенты.

Полный текст статьи:
FomenkovaSoavtori_2_19_1.pdf

МЕТОД СИНТЕЗА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СТРУКТУРЫ НОВЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ НА ОСНОВЕ ДАННЫХ ПАТЕНТНЫХ МАССИВОВ


УДК 004.89
DOI: 10.26102/2310-6018/2019.25.2.017

Д.М. Коробкин, С.А. Фоменков, С.Г. Колесников


Задача автоматизации синтеза инновационных решений в области технических систем и технологий на основе новейшей патентной информации является одной из наиболее приоритетных проблем науки. Одной из целей синтеза новых технических систем является улучшение характеристик отдельных элементов технического объекта (ТО) и соответственно самого объекта. Для этого требуется детализировать конструктивную функциональную структуру ТО, т.е. определить элементы (компоненты) ТО и функции элементов ТО. Другой задачей синтеза новых технических решений является реализация некоторой потребности (технической функции). В статье представлен разработанный метод синтеза функциональной структуры новых технических решений, основанный на использовании морфологической таблицы, формируемой в результате семантической обработки информации патентных массивов. Посредством извлеченных из формулы изобретения SAO (Subject-Action-Object, Субъект-Действие-Объект) определяются взаимосвязи между техническим объектом и его компонентами (элементами ТО). На основе морфологической матрицы конфигурируются новые технические решения и ранжируются с помощью метода совместного анализа (CA); критерий полезности СА вычисляется на основе количества цитирований патента/патентов, из которых была извлечена выбранная техническая функция. Для реализация требуемой потребности (технической функции) используется информация из разработанной таблицы, связывающей физические эффекты (ФЭ) и выполняемые ими технические функции (ТФ). На основе требуемой ТФ формируется задание на синтез физического принципа действия (ФПД). Выбирается оптимальная, исходя из критериальных оценок всех входящих в нее ФЭ, структура ФПД, на основе которой формируется потоковая функциональная структура синтезированной технической системы.

Ключевые слова: морфологический синтез, технические функции, физические эффекты, патенты.

Полный текст статьи:
KorobkinSoavtori_2_19_1.pdf

ВОЗМОЖНОСТИ РАСПАРАЛЛЕЛИВАНИЯ ОБРАБОТКИ ИЗОБРАЖЕНИЙ С ПОМОЩЬЮ OPENCV И OPENMP


УДК 681.3
DOI: 10.26102/2310-6018/2019.25.2.011

В. В. Берников, А. П. Преображенский, О.Н. Чопоров


Актуальность исследования обусловлена необходимостью решения задач, связанных с обработкой изображений в различных технических приложениях. Рассмотрено несколько подходов: на основе обычного доступа к пикселям изображения, когда фактически осуществляется обход всех значений массива по очереди, доступ к пикселям осуществляется при помощи арифметических операций над указателями, пиксели при этом располагаются внутри одного непрерывного блока памяти последовательным образом, и, на основе предложенного подхода, связанного с распараллеливанием вычислений, использованием многопоточности. На основе эмпирических исследований была показана возможность ускорения вычислений на основе предложенного метода в несколько раз. Рассмотрен блочный алгоритм бинаризации, когда бинарные блоки формируют полное бинарное изображение. В рамках данного алгоритм проведено распараллеливание вычислений. При реализации алгоритма использовался язык С++ и библиотеки OpenCV и OpenMP. На основе эмпирических исследований в таблицах и на графиках показано, что за счет распараллеливания даже при полной загрузке ядра время обработки изображения было уменьшено почти в 2 раза, что подтверждает возможности применения предлагаемого алгоритма.

Ключевые слова: OpenMP, OpenCV, распараллеливание вычислений, обработка изображений.

Полный текст статьи:
BernikovSoavtori_2_19_1.pdf

МЕТОД ВЕРИФИКАЦИИ СИНТЕЗИРОВАННОЙ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СТРУКТУРЫ ПОСРЕДСТВОМ ПОСТРОЕНИЯ ФИЗИЧЕСКОГО ПРИНЦИПА ДЕЙСТВИЯ ТЕХНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ


УДК 004.89
DOI: 10.26102/2310-6018/2019.25.2.010

Д.М. Коробкин, С.А. Фоменков, С.Г. Колесников


В данной статье предлагается разработанный метод верификации синтезированной функциональной структуры (ФС) технической системы (ТС). Синтезированная конструктивная ФС верифицируется посредством построения физического принципа действия (ФПД) ТС на основе базы данных выполняемых физическими эффектами (ФЭ) технических функций (ТФ) и критериальных оценок ФЭ. Конструктивная функциональная структура представляет собой ориентированный граф, вершинами которого являются технические объекты (ТО), а ребрами – ТФ. На основе хранимых связей между ТО, ТФ и ФЭ конструктивная ФС преобразуется в сетевую структуру физических эффектов, которую необходимо проверить на совместимость ФЭ. Структура ФПД задана на основе конструктивной ФС, поэтому необходимо из списков ФЭ, соответствующих ТФ и ТО, выбрать совместимые (по воздействия и объектам ФЭ) и оценить полученные цепочки ФЭ на основе критериальных оценок физических эффектов. Разработаны алгоритмы проверки совместимости воздействий ФЭ, структур и фаз объектов ФЭ. При формировании потоковой функциональной структуры требуется сформировать задание на синтез физического принципа действия. «Субъект» (S) и «Объект» (O) из семантической структуры SAO, на основе которой была сформирована техническая потребность, определяются как начальное входное и конечное выходное воздействия требуемой ФПД.

Ключевые слова: функциональная структура, физический принцип действия, технические функции, физические эффекты.

Полный текст статьи:
KorobkinSoavtori_2_19_2.pdf

ИССЛЕДОВАНИЕ ДВУХФАКТОРНОЙ МОДЕЛИ ПОЛНОСВЯЗНОЙ ЛИНЕЙНОЙ РЕГРЕССИИ


УДК 519.862.6
DOI: 10.26102/2310-6018/2019.25.2.008

М.П. Базилевский


Данная работа посвящена исследованию модели полносвязной линейной регрессии, представляющей собой синтез модели парной линейной регрессии и регрессии Деминга. Если множественная регрессия строится по принципу «независимые переменные влияют на зависимую», то принципом полносвязной регрессии является «все переменные влияют друг на друга». Полносвязная регрессия достаточно просто оценивается, лишена эффекта мультиколлинеарности, имеет гораздо более разнообразную интерпретацию, чем множественная регрессия, и пригодна для прогнозирования. Однако при построении полносвязной регрессии неизвестным остается соотношение дисперсий ошибок независимых переменных. В данной работе найдено такое соотношение дисперсий ошибок независимых переменных, которое обеспечивает наилучшие аппроксимационные качества вторичной модели полносвязной регрессии. Результаты исследования оформлены в виде теоремы. Из теоремы следует, что значение коэффициента детерминации вторичной модели полносвязной регрессии будет наибольшим либо когда она принимает вид двухфакторной линейной регрессии, либо вид наилучшей по коэффициенту детерминации однофакторной линейной регрессии. Таким образом, осуществляется отбор информативных регрессоров в регрессионной модели. Установлено, что в основе такого отбора лежит полная согласованность знаков коэффициентов при независимых переменных знакам соответствующих коэффициентов корреляции.

Ключевые слова: полносвязная регрессия, множественная регрессия, регрессия Деминга, EIV-модель, коэффициент детерминации, мультиколлинеарность, отбор информативных регрессоров.

Полный текст статьи:
Bazilevskiy_2_19_1.pdf