3. СЕКЦИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ И ТЕХНОЛОГИЙ

УДК 336.71

Проскуряков А.Н.

Научный руководитель – к.т.н., доцент Годынский Э.Г.

Тульский государственный университет

Повысить качество управления позволяет включение в систему поддержки принимаемых решений компоненты, реализующие гэп-анализ и управление гэпом.

Используя формулы “рыночной” стоимости объемов чувствительных активов и пассивов как функции с переменными, можно моделировать ожидаемые доходы и расходы в зависимости от объемов собственных и привлеченных средств банка и возможных (прогнозным) изменений рыночных ставок, диверсифицировать портфель активных и пассивных операций банка и корректировать его ценовую и тарифную политику.

Создана система автоматизированного гэп-анализа на ЭВМ, включающая:

• интуитивно-понятный интерфейс со встроенной помощью, что позволяет обучиться работе с системой за небольшой промежуток времени.

Предложенная модель гэпа позволяет принимать решения по введению в деловой оборот банка новых услуг и операций, дифференцировать распределение собственных и привлеченных оборотных средств в различные финансовые инструменты рынка, а также управлять ценовой политикой на основе внутрибанковских цен и тарифов, сокращает время проведения гэп-анализа и повышает его эффективность.

УДК 336.71

Лапшин Д.Н.

Научный руководитель – к.э.н., доцент Стяжкина В.В.

Тульский государственный университет

Разработка финансового плана дает картину финансового развития предприятия. Финансовое планирование способно активно влиять на все стороны работы предприятия через выбор объектов финансирования, направление расходования денежных средств и обеспечивать рациональное использование трудовых, материальных и денежных ресурсов.

На предприятии задачу финансового анализа и прогнозирования выполняет экономист. Для повышения эффективности и облегчения его труда необходимо соответствующее программное обеспечение, которое и было разработано автором настоящей статьи.

Для разработки программного обеспечения была выбрана матрица, в которой значение результата финансово-хозяйственной деятельности комбинируется с различными значениями результата хозяйственной деятельности и результата финансовой деятельности,— и все это, естественно, в корреляции с темпами роста оборота (ТРО) предприятия.

Разработанное программное обеспечение может использоваться на любом предприятии руководителем и экономистом для принятия управленческих решений, а также может использоваться арбитражным управляющим при разработке плана внешнего управления для финансового оздоровления предприятия.

УДК 622.276.5

Николаев Д.А.

Научный руководитель – д.т.н., профессор Семенов В.С.

Самарский государственный технический университет

Линейная часть магистральных газопроводов (труба) является важнейшим элементом транспортировки нефти и газа. Отказы в ней приводят к серьёзным экономическим потерям и экологическим катастрофам. Постоянное наблюдение за состоянием подземных трубопроводов затрудненно, а зачастую просто не возможно. Возникает необходимость в разработке компьютерного комплекса, способного накапливать и обрабатывать информацию о магистрали, а в итоге и предполагать места наиболее вероятных прорывов и повреждений.

При анализе и контроле существующего трубопровода возможно осуществление контроля в двух вариантах:

1. Непосредственная диагностика. Она выполняется на основе созданной пользователем модели и производится по его непосредственному требованию.
2. Контроль реального времени. Такой метод контроля осуществляется только при наличии кокой либо измерительной техники на моделируемом участке трубопровода (системы датчиков, зондирования участка и т.д.). Данные, поступающие от внешних источников, обрабатываются системой и в случае возникновения неполадок или других исключительных ситуаций отображаются на системном мониторе.

Линейная часть магистрального трубопровода обычно имеет большую протяженность и сложную конфигурацию. Поэтому наиболее рационально рассматривать её как совокупность более примитивных участков, имеющих сходные характеристики. С увеличением сложности модели значительно растут вычислительные мощности, требуемые для расчета характеристик магистрали, но точность результатов моделирования растет пропорционально сложности.

УДК 622.691

Семенов А.А.

Научный руководитель – д.т.н., профессор Рапопорт Э.Я.

Самарский государственный технический университет

Важность систем, базирующихся на методах искусственного интеллекта, заключается в том, что программные продукты, соединяющие в себе технологию традиционного программирования с элементами искусственного интеллекта, существенно расширяют круг практически значимых задач, которые можно решать с помощью компьютеров, и их решение дает значительный экономический эффект.

Целью данной работы является создание распределенной экспертной системы диагностирования магистрального трубопровода, позволяющей накапливать в находящейся на сервере базе данных диагностическую информацию, поступающую с удаленных компрессорных станций, с целью последующего ее анализа, обработки и получения результатов в виде методик повышения эффективности использования трубопровода и предупреждения возможных аварий на исследуемом объекте.

Ядром проектируемой экспертной системы является реляционная база знаний для хранения и анализа полученной в результате диагностирования информации, которая будет накапливать знания об объектах, правилах, процедурах и другую информацию, которая будет использована в последующих процедурах диагностики.

Проектирование выполнялось с учетом следующих требований:

• периодическое резервное копирование базы данных с целью предотвращения выхода системы из строя, разрушения информационной базы данных, потери и искажения информации при случайных или сознательных действиях пользователей;
• разделение прав доступа пользователей к системе с целью защиты базы данных от несанкционированного доступа;
• генерируемые отчетные формы, вид временных диаграмм, а также способ задания входных параметров могут меняться по желанию заказчика.

УДК 681.3

Бурак А.В.

Научный руководитель – д.т.н., профессор Юдин В.В.

Научный консультант – к.т.н., профессор Тонкий Л.В.

Рыбинская государственная авиационная технологическая академия

Иерархический метод построения структур баз данных в настоящее время используется редко и считается устаревшим. Однако, возможности иерархических баз данных до конца не исчерпаны, и при внесенных в них нововведениях они могут эффективно использоваться в современных условиях.

Для этого необходимо разработка новых способов обращения с данными, а также создания новых разновидностей иерархических структур.

Для иерархической структуры с градацией уровней предложен математический аппарат, позволяющий работать с подобными структурами в динамике. В основу положены операции над весовыми коэффициентами отдельных элементов при их изменении, вызванном изменением состояния реального объекта. Исследуются процессы перехода элементов (записей данных) с уровня на уровень, изучается влияние изменения весового коэффициента подчиненного элемента на вышестоящие в иерархической структуре элементы-владельцы в различных ситуациях.

Данное исследование может быть использовано для организации иерархических структур баз данных, с учетом улучшения свойств данных. Материалы данного исследования могут быть применены на крупных промышленных предприятиях и в финансовых структурах.

УДК 629.735

Нуруллина И.Ф.

Научный руководитель – д.т.н., профессор Ефанов В.Н.

Уфимский государственный авиационный технический университет

Решение задачи оценки целостности навигационных измерений глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС) при учете возможных нарушений функционирования аппаратуры НИСЗ, наземных опорных станций и бортовой авиационной аппаратуры часто оказывается заведомо субъективным. На результатах оценки сказывается влияние большого числа факторов, последствия которых нельзя заранее предусмотреть из-за их случайного характера или из-за отсутствия достаточной о них информации. При этом под ситуацией риска обычно понимают наличие случайных величин, которые характеризуются соответствующими законами распределения вероятности. В качестве случайных параметров могут выступать навигационные данные, а также отдельные характеристики аппаратуры потребителя. Законы распределения случайных параметров определяются на основе анализа соответствующих аналогов, расчетным путем, а также в результате обработки данных натурных испытаний. В свою очередь, ситуация неопределенности характеризуется отсутствием объективной информации о значениях параметров или об их законах распределения. Для формализации неопределенных факторов широко используются экспертные оценки субъективных законов распределения значений неопределенных величин. Однако субъективные оценки имеют значительный разброс, что усложняет процедуру формирования группового экспертного решения. Для повышения согласованности экспертных оценок и устранения их внутренней противоречивости предлагается специальный алгоритм поддержки принятия решений в условиях риска и неопределенности. Данный алгоритм позволяет упорядочить действия эксперта, направленные на обоснованный выбор целесообразного варианта созвездия НИСЗ, гарантирующего требуемый уровень целостности навигационных измерений, выявить объективную природу его предпочтений и расширить на этой основе возможности в достоверной оценке предлагаемых вариантов. С этой целью разработана методика выбора оптимального варианта и оптимальной последовательности экспериментов, направленных на изучение свойств исследуемых вариантов с использованием как дискретных, так и интервальных шкал оценочных функций.

УДК 681.5.001.57: 621

Афанасьев Ю.В.

Научный руководитель – д.т.н., профессор Васильев В.И.

Уфимский государственный авиационный технический университет

Проведены исследования, основной целью которых является попытка рассмотреть универсальные схемы взаимодействия различных инженерных систем в рамках понятия “интеллектуальное здание”. Рассмотрены различные подходы к выбору организации и структуры системы, а также перспективы применения методов искусственного интеллекта в процедурах управления системой в условиях частичной неопределенности и большого количества задействованных процессов и систем

В заключении следует отметить, что в настоящий момент системы “интеллектуальное здание” далеки от интеллектуальности в полном смысле этого слова, решают лишь отдельные локальные проблемы, как правило, с единого пункта управления. Получение реального эффекта, связанного с повышением условий комфортности, а также экономии ресурсов, предполагает решение широкого круга вопросов принятия решений в подобных системах, что позволит действительно говорить о перспективности применения систем искусственного интеллекта в управлении бизнес процессами.

УДК 629.7:658.5:681.3

Лейконен С.В.

Научный руководитель - к.т.н., доцент Гусева В.Н.

Балтийский государственный технический университет (г. Санкт-Петербург)

Решается задача формализации многокритериального выбора проектного решения, наиболее соответствующего глобальной цели проектирования, из конечного множества решений с использованием аппарата теории нечётких множеств. Процедура выбора содержит нечеткость из-за субъективности суждений эксперта, порождающей размытость формулировок его предпочтений. Возникает необходимость формализации субъективной экспертной процедуры принятия проектных решений, которая может быть обеспечена описанием частных целей по каждой характеристике с последующим описанием иерархии их взаимоотношений в контексте глобальной цели средствами теории нечетких множеств.

В работе формализуется процедура многокритериального выбора, адекватная экспертной процедуре попарных сравнений. Показателем адекватности служит качественное соответствие функции совместимости, полученной на основе прямого попарного сравнения решений, и построенной с использованием формализованной процедуры.

При формировании функции совместимости на основе матрицы попарных сравнений закладывается предположение о значимости для эксперта тех или иных показателей качества объектов и о порождаемых этим предпочтениях эксперта или иначе о его стратегии выбора. При построении формализованной процедуры поведение эксперта при ранжировании им показателей качества по важности формализуется с помощью задания им функций принадлежности частных целей, а стратегия выбора формализуется путем свертки критериев при комбинировании частных целей.

После формализации процесса принятия решения на тестовых примерах методика построения функции совместимости может быть использована для выбора приемлемых проектных решений без участия эксперта.

УДК 669.713.7

Готин С. В.

Научный руководитель – к.т.н., доцент Марков С. И.

Балтийский государственный технический университет (г. Санкт-Петербург)

Как показала практика, нейронные, сети (НС) способны успешно решать такие задачи, как обработка и распознавание изображений и звуков, принятие решений в условиях неопределенности, способность к обобщению получаемой информации.

Задача рассматриваемой нейросети в бортовом комплексе управления космическим аппаратом (КА) состоит в определении класса неисправности системы по получаемой диагностической информации. По информации, выдаваемой сетью, может приниматься либо решение о продолжении функционирования в штатном режиме, либо о реконфигурации системы или переводе в другой режим.

Трудности при первичном обучении такой НС заключаются в оптимальном выборе параметров сходства векторов ДИ. Иначе возможно либо переполнение памяти НС при запоминании незначительно отличающихся шаблонных образов ДИ, либо наоборот, сопоставление отказов различных узлов с одним и тем же классом технических состояний.

УДК 519.7

Вилков Д.В.

Научный руководитель – д.т.н., профессор Семенкин Е.С.

Сибирская аэрокосмическая академия (г. Красноярск)

Вопросу выбора архитектуры нейронной сети (НС) уделяется много внимания в современных работах. Архитектура сети в большой мере влияет как на время обучения сети, так и на качество её работы. Небольшие сети позволяют быстро пропускать через них сигналы и требуют меньше времени для настройки. Сети с большим количеством нейроподобных элементов и связей между ними учатся дольше, но и предсказывающие (решающие) качества таких сетей, как правило, лучше. Цель работы можно определить следующим образом: построение эффективной процедуры выбора такой архитектуры нейросети, которая удовлетворяет требованиям к качеству работы и временным ограничениям на обучение.

В работе предлагается свести выбор архитектуры сети к оптимизации некоего функционала, характеризующего качество структуры, на множестве возможных архитектур. В качестве критерия оптимальности можно предложить: время прохождения сигнала через сеть с допустимым качеством или величину суммарной квадратичной ошибки предсказания сети, достигнутую за фиксированное время при настройке весовых коэффициентов сети на доступном задачнике. Следует отметить, что структуру сети можно описать с помощью бинарного вектора, целочисленного или комбинированного вектора из целых и бинарных координат. Учитывая особенности переменных для минимизации целевой функции, можно использовать эволюционный генетический алгоритм (ГА). В ходе работы ГА для вычисления промежуточных значений функционала необходимо обучать нейронные сети со структурами, описанными вектором-переменной. Т.к. процесс обучения НС - это минимизация суммы квадратов отклонений, то для обучения предлагается так же использовать генетический алгоритм.

Предлагаемый подход проверяется на ряде тестовых задач построения аппроксимации с помощью нейросети. Результаты тестирования подхода будут рассмотрены в докладе.

УДК 622.691

Жданов Д.Н.

Научный руководитель – д.т.н., профессор Семенов В.С.

Самарский государственный технический университет

Известны способы диагностики поршневых систем, согласно которых вибрационные составляющие в определенном диапазоне частот, создаваемые испытываемой машиной, преобразуются в электрические сигналы с помощью преобразователя, например, акселерометра. Эти электрические сигналы обрабатываются спектральным анализатором до получения кривой плотности спектральной мощности. Определяется пиковая амплитуда сигналов в двух определенных диапазонах частот и отношение указанных сигналов. Это отношение сравнивается с величиной, представляющей рассчитанное теоретически или экспериментально допустимое отношение.

Недостатком этих способов является низкая точность диагностирования особенно машин с малыми предельно-допустимыми зазорами в кинематических парах.

Предлагаемый способ направлен на решение задач повышения точности диагностики регуляторов давления газа на распределительных станциях.

Это достигается благодаря тому, что измерение амплитуды виброимпульсов от трущихся деталей производится в течение заданного промежутка времени. Результаты измерения сравниваются с допустимым значением и техническое состояние регулятора определяется по результатам сравнения.

УДК 618.322

Чурсинов А.В.

Научный руководитель — д.т.н., профессор Хахулин Г.Ф.

Московский государственный авиационный институт

(технический университет)

Решая задачи распознавания образов в ходе разработки интеллектуальных транспортных систем на IBM PC-совместимых ПК в среде Windows, автор исследовал возможности повышения эффективности обучения и функционирования ИНС на основе собственных наработок, в том числе оригинальных алгоритмов оптимизации нелинейных функций, предварительной аппроксимации активационных функций, а также генерации дополнительных обучающих наборов. При этом созданы эффективные библиотеки программ, пригодные для использования в системах разнообразного назначения на вычислительной технике различной мощности. ПО реализовано на основе современной объектно-ориентированной методологии с использованием удобного программного интерфейса.

УДК 681.518

Кондратюк Р.В.

Научный руководитель – д.т.н., профессор Ефанов В.Н.

Уфимский государственный авиационный технический университет

УДК 519.69.25

Научный руководитель - д.т.н., профессор Хахулин Г.Ф.

Московский государственный авиационный институт

(технический университет)

При современном состоянии дел гражданской авиации РФ, одним из перспективных направлений обеспечения безопасности полетов является отработка организационных, тактических решений и обучение диспетчерского состава на базе современного моделирующего комплекса (МК). Опыт разработки и использования МК данного класса показывает, что для облегчения работы диспетчеров целесообразным является построение и использование специальной подсистемы, обеспечивающей прогнозирование возникновения конфликтных ситуаций (КС).

При разработке данной подсистемы были рассмотрены основные существующие модели прогнозирования потенциально конфликтных ситуаций (ПКС), Разработаны алгоритмы выделения и классификации событий управления воздушным движением. Предложена оригинальная схема прогнозирования ПКС, обеспечивающая так называемое "быстрое" прогнозирование(~ 40% по сравнению с аналогами), что особенно важно для подсистем реального времени, коей является рассматриваемая подсистема. Разработанная подсистема прогнозирования КС, обеспечивает выделение и регистрацию событий управления ВД из потока радиолокационной информации, получаемой от имитатора воздушной обстановки (или реальной среды) и на ее основе прогнозирует возможность возникновения КС.

УДК 681.518

Патяев С.В.

Научный руководитель – д.т.н., профессор Ефанов В.Н.

Уфимский государственный авиационный технический университет

УДК 004.239: 681.3.067

Сафронов К.В., Терегулов Р.Р.

Научный руководитель – к.т.н. Агзамов З.В.

Уфимский государственный авиационный технический университет

Гончаренко А.Г.

Научный руководитель – д.т.н. Хахулин Г.Ф.

Московский государственный авиационный институт

(технический университет)

Цель работы – исследование, проектирование и разработка подсистемы автоматизации проектирования траекторий маневрирования (АПТМ) ЛА в зоне аэродрома. Подсистема входит в состав моделирующего комплекса (МК), предназначенного для поддержки проведения комплексных исследований по организации воздушного движения РФ.

Трещанин А.С.

Научный руководитель - д.т.н., профессор Семенов В.С.

Самарский государственный технический университет

В настоящее время существует проблема оптимального управления крупными территориально распределенными предприятиями. В данный момент на четырех крупных предприятиях Самарской области существует не очень корректная система автоматизации управления и логистики. Все эти операции обработки данных и создания отчетов происходят вручную. Специальные средства позволяющие выполнять все вышеописанные действия отсутствуют или находятся в увядающем состоянии. Поэтому труд операторов очень трудоемок, не всегда точен, а иногда приводит к очень большим ошибкам, что сказывается на прибыли всего консалтинга.

Мы предлагаем рассмотреть инструментальное средство, которое позволит решить все задачи возникшие и возникающие на предприятиях. А также рассмотреть разработанные методы и объекты, которые были использованы при создании инструментального средства. Можно заметить, что для установки и настройки данного программного модуля не требуется специалист высокого уровня, так система настройки на оптимальную работу рассчитана на рядового пользователя, который не имеет представлений о программировании.

На данном этапе многие задачи уже решены и внедрены на нескольких предприятиях Самарской области. Это задачи по учету кадров, складам и логистике.

УДК 669.713.7

Ступак О.Г.

Научный руководитель – к.т.н., доцент Филиппов О.И.

Московский государственный авиационный институт

(технический университет)

УДК 681.3

Проскуряков А.В.

Научный руководитель – д.т.н., профессор Колесников А.А.

Таганрогский государственный радиотехнический университет

1. Происходит оптимизации по времени регулировки одного узла.
2. Повышается точность процесса регулирования при одновременном уменьшении времени регулирования.
3. Создается задел отрегулированных с определенной точностью узлов.

УДК 681.3

Проскуряков А.В., Зайцев Д.В.

Научный руководитель – д.т.н., профессор Колесников А.А.

Таганрогский государственный радиотехнический университет

При решении задачи управления качеством в первую очередь необходимо разработать и внедрить эффективную автоматизированную систему управления качеством выпуска продукции (АСУ КП). Синтезируемая АСУ КП будет эффективной и обеспечивать оптимальное управление качеством продукции при том условии, что она обслуживает весь жизненный цикл изделия до момента его поступления потребителю. Жизненный цикл изделия представим в виде совокупности следующих составляющих: цикла проектирования изделия, цикла изготовления изделия (сборки, регулировки), цикла технологических испытаний, цикла приработки изделия. Для оптимального управления формированием заданного показателя качества возможно обеспечить следующие варианты:

1 – автоматический и автоматизированный контроль всех технологических операций в рамках данного технологического процесса (ТП), что автоматически влечет за собой аппаратную и программную избыточность и резкое увеличение стоимости АСУ ТП в целом;

2 – контроль качества изделия приборов измерения времени (ПИВ) на выходе конвейера, учитывая специфику сборочных технологических операций данного изделия, что приведет к резкому увеличению числа возвратов и выбраковки ПИВ;

3 – выполнение задач контроля, регулирования и управления формированием интегрального показателя качества в определенных “критических точках”, где наблюдается максимальная информационная неопределенность по параметрическим показателям ТП и изделия.

Наиболее предпочтительным является третий вариант, когда в процессе синтеза системы с позиций синергетического подхода используется высокоточное микроуправление, включающее элементы инфрмационной динамики.

УДК 681.3

Проскуряков А.В., Хаджинов А.А.

Научный руководитель – д.т.н., профессор Кравченко П.П.

Таганрогский государственный радиотехнический университет

В автоматизированных системах управления обработки данных (АСУОД) одной из задач защиты информации является достоверность принимаемых данных и защита их от фальсификации по пути следования пакетов. С другой стороны, для решения поставленной задачи, необходим быстрый и стойкий, с точки зрения криптографии, механизм проверки подлинности сообщений.

Одним из решений является использование цифровой подписи. В общем случае, электронная цифровая подпись – строка символов, зависящая как от идентификатора отправителя, так и содержания сообщения. Подписываемый файл при помощи некоторой процедуры "стягивается" в целое число M методами хеширования.

"Подписывание" числа М состоит в возведении его в заданную степень d и вычислении остатка от деления результата возведения на заданное целое число n, т.е.:

Подпись составляет пара чисел [M,S]. В секрете должен храниться только показатель степени d.

Криптографами доказано, что вычислить подпись S для сообщения М может только обладатель числа d, а по числу k определить d не легче, чем разложить на множители число n. Чтобы разложить целое число n было практически невозможно, оно должно состоять не менее чем из 150-170 десятичных знаков.

Другим направлением использования цифровой подписи является поиск несанкционированного подключения, путем проверки подписи в узлах АСУОД. Если на каком либо из узлов обнаружено несоответствие в подписи, то это означает, что нарушитель выполнил подключение, и пытался произвести подмену пакетов, на участке, между текущим и предыдущим узлами.

УДК 629.7.05

Бакалов А.Е.

Научный руководитель – к.т.н., доцент Тихонов В.А.

Московский государственный авиационный институт

(Технический университет)

Предложенный интерфейс для исследования программ фильтрации формирует файл начальных условий и входных воздействий комплекса программ фильтрации, запускает его, проводит моделирование и строит графики результатов фильтрации.

УДК 629.7.05

Крупников Д.Г.

Научный руководитель - д.т.н., профессор Мельников В.Е.

Московский государственный авиационный институт

(технический университет)

Работа посвящена разработке комплекса программного обеспечения для стенда автоматизированного испытания весо- и силоизмерительных датчиков, а также разработке стенда для полунатурного исследования электромеханических измерительных приборов.

В ходе проделанной работы были разработан комплекс программного обеспечения “Атлант”, предназначенный для проведения автоматизированных поверочных испытаний весоизмерительных тензометрических датчиков.

Функции, выполняемые программным комплексом “Атлант”:

Система проведения поверочных испытаний и входящий в ее состав программный комплекс АТЛАНТ внедрены в опытную эксплуатацию в фирме ЗАО ТЕНЗО-М. Результатом применения системы стало значительное повышения производительности и точности процесса поверки датчиков. Следствием этого стало повышение качества выпускаемой продукции в целом.

УДК 629.7.05

Сенянский Д.М.

Научный руководитель – д.т.н, профессор Мельников В.Е.

Московский государственный авиационный институт

(технический университет)

В работе рассмотрена проблема измерения массы движущихся объектов. Рассмотрена возможность использования традиционного метода взвешивания, а также сделан обзор нетрадиционных методов: закона сохранения импульса, закона сохранения энергии и второго закона Ньютона.

Точное знание массы позволяет решить следующие проблемы:

• безопасность (в случае наличия ограничения нагрузки на ось автомобильного и железнодорожного транспорта, а также ограничения грузоподъемности);
• экономические проблемы (потери производителя, штрафы за несоответствие массы накладным при транспортировке);
• логистика, учет (учет материалопотоков, сырья внутри предприятия);
• технологичность (оптимизация технологического процесса).

Преимущества традиционного метода взвешивания с использованием весоприемной платформы на тензодатчиках:

• высокая производительность взвешивания;
• возможность определения поосной нагрузки вагона, а/м, а также величины смещения ЦМ объекта относительно продольной и поперечной осей;
• возможность применения метода для определения массы цистерн с жидкими грузами;
• широкие возможности по расширению области применения и повышению точности системы на уровне программного обеспечения.

Для метода с использованием второго закона Ньютона была найдена уникальная область применения – измерение взлетной массы самолета при выбеге на взлетную полосу. Эта задача не имеет на сегодняшний день универсального решения, в связи с высокой стоимостью традиционных весоизмерительных систем и большим разнообразием габаритных размеров летательных аппаратов

УДК 681.324

Ивутин А.Н.

Научный руководитель – доцент, к.т.н. Лебеденко Ю.И.

Тульский государственный университет

Разработана система позиционирования сварочной головки относительно сварного шва на основе анализа гармонических составляющих сварочного тока. Данная система должна отвечать критерию максимального быстродействия и поэтому основной задачей является создание оптимального по быстродействию управления. Однако система имеет тринадцатый порядок и очень сложна для дальнейших исследований, поэтому было решено ввести ряд упрощений в схему, снижающих ее порядок до четвертого, но при этом сохраняющих основные выходные параметры с допустимой погрешностью. Созданная модель будет использоваться в дальнейших расчетах, а ее результаты затем будут отображены на основную модель. Важной задачей на этом этапе является структурная идентификация построенной системы, позволяющая определить параметры упрощенной системы, которые с максимально возможным приближением обеспечивают идентичность процессов управления в обеих системах. Для ее разрешения используется специально разработанное программное обеспечение.

Еще одной решаемой в работе задачей является создание упрощенной методики построения поверхности переключения. Это позволит в дальнейшем упростить манипуляции с объектом управления и более качественно обобщить полученные результаты на исходную модель системы управления.

Данная работа направлена на улучшение показателей разработанной системы управления сварочным роботом и ее практическое применение позволит значительно повысить качество получаемых сварных соединений.

УДК 681.3.067

Карасев О.С.

Научный руководитель — к.т.н, доцент Сакалова Е.Ф.

Уфимский государственный авиационный технический университет

Защита данных предполагает не только комплекс организационно–технических мер, создание инструкций по защищенному документообороту (бумажному и электронному), определения порядка работы с конфиденциальной экономической, технической и иной ценной информацией, но скорее воспитание определенной культуры обращения с техническими информационными системами.

Культура защиты данных в информационных системах должна распространяться сверху вниз, от представителей руководящего звена предприятий рабочим. Это должно осуществляться посредством образовательных мероприятий — лекций, семинаров, которые бы раскрывали методику и способы правильного обращения с информацией, давали представление об угрозах для нее и том, как с ними можно бороться.

Культура предполагает правильное использование информационных систем, избежание создания конфликтных ситуаций, бережное и внимательное отношение к обрабатываемой информации, правила пользования паролями, понимание компьютера всего лишь как инструмента, который требует ухода и соответствующего обращения с ним.

УДК 681.3:73.068.4

Павленко Р.В.

Научный руководитель – профессор Целых А.Н.

Таганрогский государственный радиотехнический университет

Модели гипертекстовых информационных сред необходимы для тестирования и исследования эффективности алгоритмов мультиагентного поиска. Агенты и мультиагентные системы являются новым направлением в вычислительных науках, которое берет свое начало в исследованиях искусственного интеллекта. Агенты является автономной программной компонентой, которая самостоятельно определяет свои действия. Основной задачей, на решение которой направлены разрабатываемые модели мультиагентной ПС, является обеспечения эффективного интеллектуального поиска релевантных документов в сложной гипертекстовой среде.

УДК 519.816

Кевиш М.Ч.

Научный руководитель – к.т.н., профессор Бомас В.В.

Московский государственный авиационный институт

(технический университет)

В докладе обсуждаются модификации наиболее известного и распространенного метода скаляризации векторного критерия – метода среднего взвешенного. Основная проблема в этом методе – нахождение весовых коэффициентов, соответствующих предпочтениям пользователя при значительном числе показателей.

Был проведен эксперимент, имеющий цели: исследовать зависимость выявленных предпочтений пользователя от режимов опроса (аддитивная и мультипликативная шкалы предпочтений как со случайным выбором пар, так и с фиксированным “главным” показателем); исследовать эффективность использования итерационной процедуры заполнения матрицы парных сравнений; сопоставить существующие методы вычисления весовых коэффициентов показателей; оценить влияние применяемого метода, на ранжировку альтернатив. Результаты эксперимента показали следующее. Аддитивная шкала дала достаточно большой разброс весовых коэффициентов (в среднем 5-7% по каждому из показателей), мультипликативная - более устойчивые значения (отклонение не более 1-2%). Сопоставление метода Саати и метода оценки важности (Simple_P) показали их инвариантность относительно порядка следования показателей, что нельзя сказать о методе Коггера и Ю. Предложенный автором алгоритм итерационной процедуры опроса пользователя обладает достаточно быстрой сходимостью. Проведенный анализ позволяет утверждать, что, хотя все методы дают сравнительно близкие результаты, все же наиболее предпочтительными являются метод Саати и метод оценки важности показателей.

На основе проделанного эксперимента были разработаны алгоритмы и программное обеспечение, интегрированное в состав автоматизированной системы мониторинга муниципальных образований, разработанной в рамках федерального проекта Миннаца РФ.

УДК 681.3

Волик С.С.

Научный руководитель - к.ф.-м.н, доцент Волкова Т.Б.

Московский государственный авиационный институт

(технический университет)

Разработанный компьютерный учебник по курсу “Линейная алгебра” предназначен для самостоятельного изучения курса и для самоконтроля студентов при подготовке к экзаменам.

Компьютерный учебник содержит: теоретические сведения по разделам курса; набор задач по каждому разделу; лабораторный практикум (заключительное тестирование) по каждому разделу.

Для разработки учебника была выбрана система электронной справки Microsoft, разрабатываемая с использованием инструмента HelpWorkShop. Такой выбор обусловлен схожестью структуры просмотра электронной справки с желаемым пользовательским интерфейсом электронного учебника и тем, что система электронной справки предоставляет возможность подключать пользовательские библиотеки.

Для реализации пользовательского интерфейса лабораторного практикума и практических заданий выбрана система программирования Borland Delphi, т.к. она обладает обширным инструментарием для удобного и быстрого создания пользовательских интерфейсов. Все задачи учебника скомпонованы в библиотеки, разработанные с использованием Borland Delphi 4.

Работа с компьютерным учебником позволяет находить нужную тему по оглавлению и по предметному указателю, делать закладки, прослеживать предисторию при изучении темы, делать заметки, пользоваться подсказками при решении задач и т.д. При выполнении практических заданий и лабораторного практикума осуществляется компьютерный контроль за их выполнением.

УДК 681.3

Хаджинов А.А.

Научный руководитель – доцент Попов Д.И.

Таганрогский государственный радиотехнический университет

Использование приведенных принципов позволит повысить уровень защищенности сети.

УДК 519.68

Долговых С.Г., Хоролич Г.Б.

Научный руководитель – профессор Семёнкин Е.С.

Сибирская аэрокосмическая академия (г. Красноярск)

Под задачей смешанного ЦЛП (целочисленного линейного программирования) понимается задача линейного программирования, в которой некоторые переменные должны принимать целые значения.

Одним из наиболее известных методов решения задач ЦЛП является метод ветвей и границ, в узлах которого используется симплекс-метод. На наш взгляд целесообразнее применять метод эволюционного поиска. В нашей работе мы проводим сравнение эволюционного поискового алгоритма и метода ветвей и границ для решения задач смешанного ЦЛП.

Решение тестовых задач предложенным генетическим алгоритмом сравнивается с результатами решений, полученными методом ветвей и границ. Сравнение осуществляется по времени, затраченному на решение задачи, факту нахождения оптимального решения и числу решений задач линейного программирования симплекс-методом. Резонно рассмотреть возможность применения генетического алгоритма для получения начального допустимого решения, а затем использовать метод ветвей и границ.

УДК 519.68

Лесков Д.О., Хоролич Г.Б.

Научный руководитель – профессор Семёнкин Е.С.

Сибирская аэрокосмическая академия (г. Красноярск)

Наиболее известный алгоритм для решения задач смешанного целочисленного программирования – метод ветвей и границ. По существу он представляет собой эффективную процедуру неявного перебора до получения оптимального решения. Вместе с тем возникшие сравнительно недавно алгоритмы эволюционного типа часто позволяют получить хорошее решение, достаточное для большинства практических задач, за приемлемое машинное время.

Предложен генетический алгоритм для решения задач смешанного целочисленного программирования. В генетических алгоритмах используются механизмы аналогичные тем, что существуют в природе, - кодирование информации в линейные структуры и перераспределение этой информации при помощи специальных операций.

Для сравнения получаемых результатов было создано программное обеспечение, решающее эти же задачи методом ветвей и границ, в котором решение релаксированной задачи осуществлялось методом скользящего допуска.

УДК 681. 3

Чижов И.А.

Научный руководитель - д.т.н., с.н.с. Чумак А.Г.

Военный авиационный технический университет (филиал, г. Ставрополь)

Целью данной работы является повышение уровня подготовки ИТС и снижение вероятности совершения ошибочных действий при подготовке самолёта к полёту.

Проведенный в строевых авиационных частях экспертный опрос о качестве эксплуатационной документации ИТС авиации показал, что наиболее слабым звеном в существующем информационном обеспечении является скорость нахождения требуемого материала, удобство использования, доходчивость изложения материала и его полиграфическое качество.

В связи с этим технологические карты выполнения работ по подготовке самолёта МиГ-31 к полёту были переработаны при помощи фрагментарно-пиктографического метода (ФПМ) представления информации, сущность которого заключается в кодировании информации с помощью комбинаций пиктограмм (знаков, символов) и теста и её разделении фрагменты, увязанные между собой в логическую последовательность действий. Разработанная методика позволила оптимизировать объёма тезауруса (словаря-справочника пиктограмм).

Переработанные таким образом технологические карты были взяты за основу базы знаний информационно-справочной системы (ИСС) обеспечения деятельности ИТС. Основная форма, с которой непосредственно может работать оператор, представляет собой ряд управляющих кнопок, расположенных в виде алгоритма действий ИТС при обслуживании АТ.

УДК 519.673

Кагиров Р.Р.

Научный руководитель – д.т.н., профессор Семенкин Е.С.

Сибирская аэрокосмическая академия (г. Красноярск)

В данной работе рассматривается неоднородная многопроцессорная вычислительная система (МВС), которая представляет собой совокупность совместно действующих процессоров с различными типовыми характеристиками, шин, одного или нескольких блоков оперативной памяти (ОП), предназначенная для самостоятельного выполнения заданных функций.

Обоснованы актуальность, трудности и специфика решения задачи оценки надежности МВС. Рассмотрены примеры использования и очерчены области применения методов и моделей, в частности при проектировании новых, модернизации существующих ЭВМ и вычислительных сетей и других подобных технических систем с целью выбора структуры МВС, оптимальной по критериям производительности, надежности и стоимости.

Данная неоднородная МВС представлена в виде системы массового обслуживания. Разработана с использованием метода статических испытаний (Монте–Карло) и программно реализована имитационная модель расчета надежности МВС.

Проведено экспериментальное исследование сравнительной эффективности аналитических методов и имитационной модели, которое показало, что в имитационной модели отсутствуют недостатки аналитического метода. Показаны достоинства и исследованы недостатки имитационной модели

Сделаны выводы и показаны пути устранения недостатков имитационной модели. Кроме того, в докладе будут обсуждены направления дальнейшего развития подхода и пути практического использования предложенной имитационной модели оценки надежности неоднородной МВС.

УДК 681. 3

Харитон В.А.

Научный руководитель - д.т.н., с.н.с. Чумак А.Г.

Военный авиационный технический университет (филиал, г. Ставрополь)

Целью данной работы является повышение уровня профессиональной подготовки и уменьшение возможных ошибочных действий летного состава и лиц группы руководства полетами.

Изучение РЛЭ, сложных и аварийных ситуаций летному составу приходится производить по книгам, схемам, плакатам, а расчет полета выполнять по графикам, таблицам и номограммам, которые находятся часто в изношенном и неприглядном виде.

Персональные компьютеры с цветным дисплеем позволяют коренным образом изменить методику подготовки летного экипажа к полету и изучения основных документов, регламентирующих их деятельность.

В ряде работ показаны преимущества пиктографической формы представления информации по сравнению с традиционной (текстовой).

Созданная ИСС имеет преимущества по сравнению с РЛЭ по следующим показателям:

• По показателю точности выполнения управляющих действий при принятии решения, - в 1,3…3 раза.
• По показателю точности воспроизведения, отражающему адекватность оперативной концептуальной модели, - в 1,2 раза.
• По показателю скорости выполнения операций, - в 1,3…2 раза.

УДК 681.3

Попов С.А.

Научный руководитель – к.т.н., доцент Баженов А.В.

Военный авиационный технический университет (филиал, г. Ставрополь)

Основная проблема при работе с визуальной информацией (фото-, видеоизображениями) – представление ее в цифровой вычислительной машине (ЦВМ) для последующей обработки. Изображение представленное в цифровом виде, являясь двумерной (трехмерной) матрицей по своей структуре, подходит для анализа в ЦВМ, однако архитектура существующих сегодня ЦВМ одномерна, а анализировать приходится многомерные массивы. При автоматическом вводе в ЦВМ исходный многомерный массив линейно упорядочивается, разрушая тем самым исходную связность между элементами многомерного массива. Таким образом, возникает необходимость учитывать многомерную связность элементов изображения и линейность архитектуры ЦВМ при развертке двумерного массива в одномерную последовательность.

В настоящее время общепринятым способом двумерной развертки изображения является построчное, либо черезстрочное сканирование, называемое также телевизионной разверткой. Недостатком данного способа развертки является разрыв структурных связей, существующих между элементами исходного изображения, что приводит к разрушению исходной топологии изображения. Поэтому необходимо при развертке массива принимать во внимание большее число соседних пикселей изображения, как по вертикали, так и по горизонтали, для которых корреляционные связи оказываются наиболее значительными.

Этот недостаток устраняется при использовании топологической развертки Гильберта. Данная развертка является рекурсивной, может быть легко обобщена на произвольную размерность массива. Развертка является квазинеприрывной на протяжении всего своего хода, т. е. в одномерной последовательности сохраняются двумерные связи.

УДК 681.3

Кукушкин М. В.

Научный руководитель – ст. преподаватель Суздальцев В. А.

Казанский государственный технический университет

Основная проблема современных средств разработки электронных учебников
и дистанционных обучающих курсов заключается в том, что электронное учебное издание создается из разрозненных частей теоретического материала и набора заданий к нему. При этом преобладающая часть теоретического материала и заданий хранятся
в виде статического текста. При внесении изменений в электронное учебное издание возникает необходимость в редактировании и правке большого количества текстовой информации, изменения существующих заданий и вопросов, а также создание новых вопросов и заданий. Таким образом, для повышения скорости и качества разработки электронных учебников и дистанционных обучающих курсов необходимы специальные средства.

Разрабатываемая система подготовки электронных учебников основана
на хранении учебной информации не в виде текстовых блоков, а в виде совокупности знаний об изучаемой области. Задача формирования учебного материала, а также вопросов и заданий к нему осуществляются системой в автоматическом режиме
по заданному содержанию электронного учебника. Содержание электронного учебника задается автором электронного учебного издания. Загрузка базы знаний системы осуществляется посредством “чтения” системой текстов по изучаемой области
на естественном языке.

УДК 681.3

Кукушкин М. В.

Научный руководитель – ст. преподаватель Суздальцев В. А.

Казанский государственный технический университет

Морфологический анализ слов применяется с целью отождествления различных форм слов и получения грамматической и семантической информации, необходимой
на последующих этапах обработки текстов. Морфологический синтез- с целью получения различных форм слов при выдаче текстовой информации человеку. Целью синтаксического анализа текста является выделение в нем смысловых единиц, определение функциональной роли этих единиц и установление связей между ними. Целью синтаксического синтеза текста является построение предложений
в приемлемой с точки зрения грамматики форме.

УДК 681.518.3

Дубошин П.С.

Научный руководитель – д. т. н., профессор Семенов В.С.

Самарский государственный технический университет

Определение количества сырой нефти или нефтепродукта в резервуаре является одной из основных задач при построении автоматизированной системы управления резервуарным парком. Согласно объемно-весовому методу количественного учета жидкости, масса жидкости определяется по формуле;

УДК 681.142

Дудин Я.В.

Научный руководитель – д.т.н., профессор С.Ф.Тюрин

Пермский военный институт ракетных войск

Современная эпоха развития вычислительной техники (ВТ) выдвигает всё новые требования к созданию принципиально новых образцов ВТ будущего. В экстремальных моделях цифровых вычислительных комплексов целесообразна ориентация на самосинхронную схемотехнику (СС), как наиболее перспективную.

Принцип самосинхронизации, когда устройство само сигнализирует об окончании очередного такта своей работы – главное достоинство самосинхронных схем по сравнению с традиционно применяемыми.

Такие схемы изначально обладают рядом преимуществ перед синхронной реализацией тех же схем, а также появляются новые их свойства, которыми другие схемы не обладают.

На пути создания и практического применения схем, обладающих такими достоинствами, лежит немало трудностей. Одной, из которых является высокая сложность и трудоемкость синтеза, а также анализа самосинхронных схем. Поэтому очень важно автоматизировать сам синтез, а также анализ самосинхронных схем.

В результате поиска путей повышения надежности и отказоустойчивости в работе схем, была исследована возможность реализации схем в функционально-полном толерантном базисе.

Функционально-полные толерантные (ФПТ) - элементы позволяют на остаточном базисе реализовать заданную функцию более чем за один такт на том же множестве элементов при наличии дополнительной памяти. Эта реконфигурация схемы после отказа позволит сохранить ее работоспособность при сниженном быстродействии и на тех же аппаратных ресурсах.

Реализация же автоматизированного синтеза и анализа полученных схем, позволит получать априорные оценки схем на этапе проектирования, без изготовления дорогостоящего опытного образца.

УДК 681.3

Завьялов П.А.

Научный руководитель - к.ф.-м.н, доцент Виноградов В.И.

Московский государственный авиационный институт

(технический университет)

При решении поставленной задачи были реализованы следующие функции пользователя: создание, редактирование критерия визуальным способом; сохранение критериев в базе данных; исполнение созданных критериев.

Данная задача решается при выборе налогоплательщиков для проведения с ними контрольной работы на основании данных налоговой отчетности.

УДК 629.7.05

Новиков И. В.

Научный руководитель – к.т.н., доцент Тихонов В. А.

Московский государственный авиационный институт

(технический университет)

В работе построен алгоритм настройки нейронных сетей (НС) решающих задачи ориентации и навигации летательного аппарата, который использует генетический алгоритм (ГА) для отыскания минимума функции отклика нейросети, получаемой в процессе обучения сети. В ходе работы были проведены численные исследования разработанного алгоритма и произведено сравнение полученных результатов с самыми распространенными, на данный момент, методами обучения (тренировки) нейронных сетей.

В построенной модели навигационной системы предполагает использование микромеханической инерциальной системы в качестве основы комплекса и спутниковой навигационной системы в качестве корректирующей системы, а для аппроксимации моделей погрешностей и вычисления навигационных параметров используются НС. Такая модель позволяет учитывать инструментальные погрешности гироскопов и акселерометров, используя при этом как линеаризованные модели ошибок, так и нелинеаризованные. Это позволяет существенно повысить точность навигационных систем без привлечения больших вычислительных мощностей.

Настраиваются НС при помощи разработанного алгоритма, который позволяет минимизировать ошибку работы сетей путем изменения матриц весов и смещений, используемых НС. Обучение НС производится с помощью ГА, при работе которого использованы следующие функции: мутация, кроссинговер, скрещивание и инверсия.

Применение ГА позволяет сократить вычислительные затраты, так как в процессе работы используются только простейшие действия: умножение, деление, сложение и вычитание элементов матрицы и перемещение элементов матрицы в пределах столбца или строки. Быстродействие полученной системы можно увеличить, если использовать специализированные нейрочипы, матричные процессоры и другие устройства, которые позволяют распараллелить производимые вычисления.

УДК621.192

Рудометов В.С.

Научный руководитель - д.т.н. Трефилов В. А.

Пермский военный институт ракетных войск

В условиях постоянной необходимости внедрения специализированных программных продуктов, обеспечивающих управление эксплуатацией сложных технических комплексов (СТК), возникает соответствующая потребность оперативной оценки эффективности последствий таких мероприятий. Для удовлетворения этой потребности предлагается методический аппарат, обеспечивающий оценку текущего состояния системы управления по параметрам функционирования организационной и технической компонент в зависимости от характеристик внедряемого программного обеспечения. В основе методического аппарата лежит применение математических моделей, позволяющих оценивать параметры быстродействия и безошибочности функционирования компонент системы управления. Комплекс математических моделей обеспечивает проведение имитации функционирования системы управления на основе статистических данных, получаемых в результате применения специальной процедуры мониторинга деятельности органов управления.

Предложенный подход обеспечивает универсальность количественного и качественного анализа функционального соответствия информационного обеспечения органов управления эксплуатацией (ИО ОУЭ) совокупности решаемых эксплуатационных задач и позволяет обосновать требования к нему с учетом заданных условий эксплуатации. Разработка методики задания требований к параметрам ИО на основе предлагаемого подхода позволяет повысить эффективность принимаемых решений по использованию вычислительных средств и программного обеспечения в целях достижения требуемой эффективности оперативного управления эксплуатацией СТК.

УДК 621.192

Синайский С.А.

Научный руководитель — к.т.н. Нелюбин Э.Г.

Пермский военный институт ракетных войск

Применение такого метода актуально для решения задач моделирования технических объектов при исследовании на надежность и для управления ТС таких объектов.

УДК681.518

Лосев В.Н.

Научный руководитель - профессор, д.т.н. Никольский В.В.

Балтийский государственный технический университет (г. Санкт-Петербург)

Результаты:

1. Отработана методология решения указанных баллистических задач с оперативной визуализацией результатов наблюдения (моделирования) подлета ЛА;

2. Рассчитан тестовый пример прилета 10 ЛА (данные наблюдений генерировались имитатором РЛС) из точки земной поверхности с удалением 10000 (км) в Санкт-Петербург с визуализацией трасс подлета, эллипсов рассеивания, фактических точек приземления (по стохастической модели) и благоприятных районов встречи ЛА;

3. Исследовано распределение времени решения задачи в режиме "реального времени" по отдельным этапам анализа поступающей информации;

УДК 373.7 – 114.5

Галиев И.Т.

Научный руководитель – к.т.н., доцент Воронова В.В.

Казанский государственный технический университет

Одной из форм оценки знаний являются тестирующие программы, которые позволяют преподавателю практически любого предмета упростить проверку знаний и то же время в увлекательной форме преподнести знания по этой дисциплине. Основной задачей по контролю знаний является разработка тестовых заданий, которые позволяют максимально объективно оценить уровень соответствия педагогической модели знаний (ПМЗ) с личностной моделью знаний (ЛПЗ).

Учебный процесс, как сложная система, включает в себя четыре составные части: учебный план, структуру и содержание курса, обучающую среду и контроль образовательного процесса. Первые две части образуют педагогическую модель знаний предметной области. Педагогическая модель знаний является, как правило, линейной структурой, которую можно представить в виде совокупности последовательно взаимосвязанных модулей знаний. Каждый модуль предполагает входящую информацию из других модулей и генерирует собственные новые понятия и свойства. Модуль может быть представлен в виде базы данных, базы знаний, информационной модели. Понятия со своими свойствами и отношениями между ними представляют семантический граф.

Для разработки тестовых заданий необходимо сделать анализ и отбор учебного материала для каждого модуля. Под эффективным тестом понимается оптимальный по объему и времени тест, который является подмножеством тестового пространства, обеспечивающего объективную оценку соответствия между ЛМЗ и ПМЗ.

УДК 681.324

Кладиев А.В.

Научный руководитель – доцент, к.т.н. Яхина З.Т.

Казанский государственный технический университет

Эти проблемы решаются применением распределенных баз данных (РБД). В них информация рассредоточена на нескольких компьютерах, объединенных в сеть. Это повышает надежность за счет возможности дублирования критических данных и скорость обработки данных, т.к. используются ресурсы всех компьютеров сети.

Один из способов реализации РБД представляет собой распределение администратором базы данных всей информации по определенным критериям на нескольких компьютерах под управлением одним или разными типами СУБД, работающих независимо друг от друга. Это позволяет снизить требования к производительности компьютеров. Однако на администратора ложится дополнительная ответственность за своевременное обновление информации на всех компьютерах и управление информационными потоками.

УДК 681.322-181.4

Лазуков Д.С.

Научный руководитель – к.т.н., доцент Ризаев И.С.

Казанский государственный технический университет

Работа экипажей оперативных служб в городских условиях имеет определенную специфику, выражающуюся в том, что диспетчеру необходимо постоянно отслеживать не только положение экипажей на карте города, но и учитывать дорожную обстановку, выбирая маршрут движения экипажа по улицам города и прокладывая его таким образом, чтобы не только сократить время езды экипажа, но и резко иметь возможность более или менее безболезненно изменить маршрут в случае осложнения дорожных условий. Параллельно с этим, следует по возможности непрерывно находиться на связи с экипажем для обмена наиболее оперативной информацией.

Вычислительная техника может помочь в ведении экипажа по городу, прокладывании маршрута, учете дорожной обстановки и советовать диспетчеру тем или иным образом проложить маршрут определенного экипажа.

На наш взгляд, оснащение диспетчерских пунктов подобными системами могло бы в значительной степени облегчить диспетчеру задачу.

УДК 681.324

Жидель Р.В.

Научный руководитель – к.т.н., доцент Валов О.П.

Казанский государственный технический университет

В докладе рассматривается АСНИО “Сетевые технологии”, разрабатываемая на кафедре АСОИУ КГТУ им. А.Н.Туполева. Эта система позволяет конструировать модели и оптимизировать характеристики сетей регионального уровня.

В данный момент этот комплекс используется для проведения лабораторных работ, по дисциплине “Сетевые технологии” на кафедре АСОИУ в КГТУ им. Туполева.

УДК 681.3

Сакаева Л.Э.

Научный руководитель - к.т.н., доцент Якимов И.М.

Казанский государственный технический университет

В работе на основе статистических данных в г. Казани за 30 последних лет получены уравнения регрессии, использованные для прогноза (для примера приведены уравнения регрессии Авиастроительного района):

Полученные результаты свидетельствуют о низкой эффективности лечения, что в первую очередь зависит от своевременности выявления ранних излечимых форм туберкулёза, от наличия достаточного количества медикаментов и т.д. Поэтому необходимы дополнительные ассигнования, чтобы не допустить перехода в эпидемию.

УДК 629.7.015

Бормотов К.В.

Научный руководитель – профессор, д.т.н. Моисеев В.С.

Казанский государственный технический университет

Во многих информационных технологиях, связанных с нахождением оптимальной с некоторой точки зрения последовательности обхода совокупности объектов на плоскости, используется формализм задачи коммивояжера. Во многих практических задачах на перемещение между “городами” накладываются различные ограничения. Например, такие ограничения могут быть заданы с помощью указания запрещенных переходов или направлений переходов между городами.

Одним из методов решения таких задач является метод полного перебора вариантов. Идея метода состоит в том, что строятся всевозможные варианты обхода и определяется оптимальный маршрут, удовлетворяющий всем ограничениям. Недостатком этого метода является его высокая трудоемкость, что определяет его низкую эффективность или даже иногда неприменимость для решения задач.

В докладе рассматривается метод решения таких задач, основанный на упорядоченном переборе вариантов с отсечением. В соответствии с этим методом на этапе составления маршрутов производится проверка их соответствия заданным ограничениям и предварительная оценка их оптимальности. Таким образом, исключаются заведомо неподходящие маршруты, и перебор существенно сокращается.

УДК 621.3

Гинатуллин И.А

Научный руководитель – д.т.н., профессор Моисеев В.С.

Казанский государственный технический университет

Исходными данными для применения метода динамики средних является исследование статистики функционирования прототипов.

УДК 519.67:341.225.8

Гущина Д.С.

Научный руководитель - д.т.н., профессор Моисеев В.С.

Казанский государственный технический университет

В докладе приводится структура перспективной системы контроля, включающая в себя аппаратуру опознавания, центр сбора и обработки информации по состоянию контролируемого района и принятия решений (ЦСИПР).

Сформулированная задача относится к классу задач смешанного, нелинейного программирования, поэтому применение детерминированных методов решения затруднительно. Для решения задачи использовался метод вектора спада, относящийся к классу методов случайного поиска. В докладе приведены решения задачи для контроля района Охотского моря.

УДК 681.785.5: 621.383

Клочков С.А.

Научный руководитель - д. т. н., профессор Моисеев В.С.

Казанский государственный технический университет

При разработке и контроле качества авиакосмических материалов широко используются атомно-эмиссионный метод спектрального анализа. Широко распространенный процесс анализа с фотопластинкой является достаточно трудоёмким и требующим больших временных затрат. Разработка современных спектральных приборов с твердотельными многоэлементными фотоприемниками позволяет автоматизировать, сократить временные затраты, трудоёмкость и повысить точность анализа, и должна сопровождаться разработкой соответствующих программных средств, за счёт которых и определяются практически все выше приведённые преимущества.

Комплекс программ предназначен для настройки атомно-эмиссионного спектрометра, съёма данных и их последующей обработки: проведения расчётов концентраций анализируемых компонентов методом предварительной калибровки по стандартным образцам, анализ снятых данных с временным разрешением, статистическую обработку данных и др. Комплекс программ обеспечивает контроль и управление спектральной установкой, автоматизирует процедуру аналитических расчётов по выбранным методикам анализа.

Комплекс программ состоит из следующих модулей:

• программа юстировки спектрографа - используется при настройке прибора, как средство отображения текущего состояния, позволяющее оперативно оценить изменения в настройке прибора;
• программа съёма данных - позволяет осуществить съем данных с прибора при заданных параметрам, таких, как время съема, количество съемов и др.;
• программа разработки методик и анализа полученных данных - позволяет осуществить разработку методик анализа с последующим их применением при анализе полученных данных.

УДК 629.7.018:681.3

Матвеев И.В.

Научный руководитель – д.т.н., профессор Моисеев В.С.

Казанский государственный технический университет

При отработке бортовых систем (БС) управления необходимо моделирование движения летательного аппарата (ЛА). Применение технологий компьютерного моделирования значительно упрощают испытания и расширяют возможности отработки БС ЛА с применением сложных алгоритмов управления. Компьютерное моделирование (КМ) позволяет одновременно и независимо, с высокой точностью реализовать имитаторы процессов изменения во времени высоты, скорости полета, углов тангажа, крена, скольжения и других параметров полета.

Задача КМ движения ЛА разделяется на две стадии:

1 – построение компьютерной модели продольного и бокового каналов цифрового автопилота (ЦА) ЛА;

2 – проведение вычислительных экспериментов с различными сериями отклонений высоты, скорости, углов тангажа, крена, рысканья, скольжения ЛА.

Первая стадия процесса была реализована аналитическим и имитационным методами. Однако в данном случае имитационный подход является более предпочтительным, так как здесь учитываются реальные характеристики оборудования ЛА и реальное программное обеспечение. Важнейшей особенностью КМК является то, что в одном цикле наряду с системой, описывающей модель движения ЛА, реализованы модели датчиков, коммутаторов, АЦП/ЦАП и исполнительных механизмов управления рулей высоты и направления, элеронов и тяги двигателя.

УДК 519.872.9

Рахматуллин А.И.

Научный руководитель – д.т.н., профессор Моисеев В.С.

Казанский государственный технический университет

Бортовые банки данных (ББнД) ЛА используются для хранения и оперативной выдачи информации по запросам бортовых систем и экипажа. Они включают в себя полетные задания, картографическую информацию, данные о техническом состоянии бортовых систем и агрегатов, оперативную информацию, собираемую бортовыми информационно-измерительными системами в процессе выполнения полета, и т.д.

Функционирование ББнД предлагается описывать с помощью нестационарной системы массового обслуживания с ограниченной очередью. При этом обслуживающими устройствами является процессоры бортовых ЭВМ, очередью – буферная память, рассчитанная на заданное число запросов, а требованием – запрос на управление данными.

Оптимизируемыми параметрами в задаче векторной оптимизации технических средств ББнД являются число используемых процессоров и объем буферной памяти. В качестве минимизируемых критериев применяются величина стоимости технических средств ББнД и максимальная длина очереди запросов. Задача решается путем построения линейной свертки критериев и применения метода деформируемого многогранника Нелдера-Мида. Получаемые в результате оптимальные по Парето решения задачи выступают в дальнейшем в качестве множества альтернатив для выбора разработчиком конкретного варианта комплекса технических средств ББнД.

УДК 519.6

Сайфарова А.Я.

Научный руководитель – к.т.н., ст. преподаватель Горбунов Д.А.

Казанский государственный технический университет

Современные концепции информационной поддержки процесса разработки и эксплуатации сложных систем находят все большее применение в различных областях приборостроения, обеспечивая сокращение затрат на обеспечение жизненного цикла образцов. Для тепловизионных приборов (ТПВП) с визуализацией изображения на видеосмотровом устройстве ряд характеристик определяется путем непосредственного решения зрительной задачи группой операторов. Такое тестирование ТПВП сводится к различению человеком на изображении различных тест-объектов при заданных температурных контрастах. Для ТПВП одной из основных характеристик является температурно-частотная характеристика (ТЧХ). Автоматизация испытаний в части измерения ТЧХ должна предусматривать автоматизацию процесса измерения ТЧХ и обработку полученной информации.

Комплекс программ “Стенд” для АРМ инженера-испытателя из состава перспективной САПР ТПВП выполняет три основные функции: управление автоматизированным оборудованием, сбором и обработкой результатов измерений в процессе проведения лабораторных испытаний макетных образцов отдельных узлов и ТПВП в целом; обработка результатов всех видов испытаний, осуществляемых в процессе разработки ТПВП; определение основных направлений корректировки проектных решений на основе результатов испытаний ТПВП.

В соответствии с техническим заданием ГУП НПО ГИПО (г. Казань) в КГТУ им. А.Н. Туполева комплекс программ “Стенд” был апробирован на макете распределенной САПР ТПВП, на котором отрабатывались вопросы взаимодействия различных АРМ в процессе проектирования, разработки и проведения испытаний ТПВП.

УДК 621.373

Пьянов И.П.

Научный руководитель – к.т.н., доцент Набережнов Г.М.

Казанский государственный технический университет

УДК 629.113.066

Арзамасов Е.Л.

Научный руководитель - к.т.н., доцент Ференец А.В.

Казанский государственный технический университет

Под средствами регистрации понимаются устройства необходимые бортовым устройствам регистрации для записи и сохранения информации определенный промежуток времени. Подразумеваются устройства регистрации, применяемые на всех видах транспортных средств (самолетах, автомобилях и т.д.). Наиболее развернутую историю развития подобных устройств имеют летательные аппараты. В автомобилестроении данное направление молодо и находится на стадии становления.

На примере современных авиационных бортовых устройств регистрации (система автоматической регистрации параметров полета “САРПП-12”, магнитная система регистрации параметров “МСРП-12” и магнитная система регистрации полетных данных “Тестер-У3”) была произведена оценка и выявлен ряд весомых недостатков присущий данным системам.

При современных технологиях изготовления полупроводниковых приборов и развитии микропроцессорных средств запись информации на РПЗУ (ре-программированные запоминающие устройства), такие средства записи при своих несущественных недостатках, имеет явные преимущества перед магнитным, светолучевом и тем более механическим принципом записи. Запись даже на самые малые РПЗУ дает на порядок большую удельную плотность записи, чем одна из самых плотно записываемых – система “Тестер-У3”. Отсутствует лентопротяжный механизм и другие механические узлы; возможна автоматизированная обработка (информация представлена в двоичном коде); отсутствуют расходные материалы и т.д.

Также одним из основных достоинств записи на РПЗУ является возможность изготовления унифицированного ряда на базе одного устройства при меняющемся числе входных параметров, меняющемся виде входных сигналов, изменении формы передачи данных и изменение алгоритма обработки данных.

УДК 621.373

Галимов М-Р.

Научные руководители – к.т.н., доц. Морозов О.Г., к.т.н., доц. Якимов И.М.

Казанский государственный технический университет

В настоящее время практикуется метод ручного отбора проб грубой нефти с последующим ее анализом в лабораторных условиях. Данный метод достаточно трудоемок и длителен по времени. Кроме того, он требует наличия специальных лабораторий и определенной культуры поведения и ответственности лиц, проводящих отбор проб и производящих их анализ.

В докладе приводятся результаты разработки подобного устройства и контроллера, управляющим его работой. Причем данная система предназначена как для применения на местах непосредственной добычи и предварительной обработки нефти, так и для научно-производственных лабораторий.

Основанием для разработки явился созданный в НИЦ ПРЭ КГТУ им. А.Н. Туполева способ контроля количественного состава компонент водонефтяных эмульсий на базе микроволновых и оптоэлектронных технологий.

Следует отметить, что выбор режимов для эффективного разделения водонефтяной эмульсии с целью определения процентного соотношения ее компонент сильно зависит от конкретных характеристик нефти и воды данного месторождения. Отсутствие четких и обоснованных рекомендаций по этим вопросам приводит к тому, что чаще всего разработанные установки выполняют либо лишь лабораторные функции, либо – производственные. Скважинный модуль системы с разработанным контроллером является универсальным, то есть в нем предусмотрены как ручной, так и автоматические режимы.

УДК 681.324

Клевин А.С.

Научный руководитель – к.т.н., доцент Ризаев И.С.

Казанский государственный технический университет

В зависимости от вида различают такие информационные носители: текстовые и другие файлы, содержащие форматированный или неформатированный неупорядоченный текст или другие объекты, файлы, содержащие специальным образом упорядоченные форматированные данные (таблицы баз данных), другие информационные ресурсы.

УДК621.373

Кудашов К.В.

Научные руководители - к.т.н., доц. Морозов О.Г., к.т.н., доц. Якимов И.М.

Казанский государственный технический университет

Современная АСУ ТП магистрального нефтепровода должна обеспечивать оперативный сбор технологических параметров на всей протяженности нефтепровода в единый центр управления, дистанционно управлять насосно-транспортным и другим оборудованием нефтеперекачивающей станции, а также сигнализировать об его отказе. АСУ ТП МП позволяет на основе собранных сведений решать диагностические задачи по обнаружению аварийной ситуации на каждом из линейных участков между нефтеперекачивающими станциями и определению места порыва и утечки. Это, в свою очередь, позволяет оперативно ликвидировать последствия аварии на линейном участке или самой станции и уменьшить или устранить ущерб, наносимый окружающей среде.

УДК 681.3

Миннибаев Р.Ф.

Научный руководитель - к.т.н, доцент Хохлов Д.Г.

Казанский государственный технический университет

В настоящее время широкое распространение получили автоматизированные обучающие системы (АОС). Они применяются практически во всех областях знаний. К достоинствам АОС относится то, что они позволяют индивидуализировать процесс обучения и повысить его эффективность.

В АОС задания обычно не генерируются, они хранятся в виде какой-то фиксированной внутренней базы данных, из которой выбираются определенным образом. Такое хранение, во-первых, делает обучающую систему закрытой (затрудняет или делает невозможным добавление новых и изменение имеющихся заданий, без изменения самой системы), во-вторых, сильно увеличивает объем базы данных при хранении однотипных заданий. В данной работе ставится целью разработка алгоритмов генерации заданий, т.е. составление задания по элементам, с учетом их семантики, сложности и других параметров. При рассмотрении данной проблемы неизбежно приходится рассматривать более общие задачи обработки текста на естественном языке.

На основе проведенного обзора методов анализа и синтеза текстов на естественном языке была разработана система генерации заданий.

Система генераций заданий (СГЗ) предназначена для генерация типовых заданий обучаемому с учетом тематики, сложности заданий, уровня знаний обучаемого, его психологических наклонностей, этапа обучения и других параметров. СГЗ может функционировать, как в составе автоматизированной обучающей системы, так и автономно.

УДК 629.7:658

Фомин Р.А.

Научный руководитель – к.т.н., доцент Валов О.П.

Казанский государственный технический университет

В докладе рассматривается автоматизированная система оптимального выбора информационных характеристик измерительного канала, реализованная в виде лабораторной работы, разработанной на кафедре АСОИУ КГТУ им. А.Н.Туполева. В данной лабораторной работе студентами специальности 2202 решается одна из основных проблем, возникающих при разработке ИИС, включающая информационный расчет оптимальных параметров при дискретизации сигнала, экономичного кодирования и исследования различных интерполяционных и экстраполяционных апертурных методов сжатия измерительной информации.

Дискретное представление непрерывных сигналов есть процесс преобразования функции непрерывного времени в функцию дискретного времени, по значениям которой может быть выставлена оценочная функция исходного непрерывного сигнала. В качестве критериев оценки отклонения полученного сигнала от исходного используются критерии наибольшего отклонения и среднеквадратической погрешности. Выбор частоты дискретизации по этим критериям производится для стационарных измеряемых процессов с известной корреляционной функцией. Для восстановления непрерывных сигналов, представленных регулярными отсчетами, широко используется интерполяция. В качестве аппроксимирующих полиномов чаще всего используют полиномы низких порядков, наиболее просто вычисляемые:

- нулевого порядка (ступенчатая интерполяция);

- первого порядка (линейная интерполяция).

Важнейшей характеристикой информационно измерительных систем является функция информационной производительности измерительного канала. Обычно стараются обеспечить наименьшее значение информационной производительности, так как это позволяет сэкономить на аппаратуре сбора, обработки и регистрации данных.

Проблема определения оптимальной частоты дискретизации сигнала в проекте решается через определение минимума функции его информационной производительности. Рассматриваются два метода: эмпирический - метод подбора и теоретический - аппроксимация корреляционной функции исходного сигнала стандартными корреляционными функциями.

Лабораторная работа имеет единый пользовательский интерфейс на всех этапах исследования. Проект выполняется в рамках дисциплины "Системы реального времени" по учебному плану специальности 2202.

УДК 519

Занин И.В.

Научный руководитель – к.т.н., доцент Сидоров А.А.

Муниципальный университет Наяновой (г. Самара)

При создании систем автоматизации немаловажную роль играют системы вторичной обработки информации. Источниками данных для систем вторичной обработки (верхний уровень) являются системы сбора и первичной обработки информации (нижний уровень), ручной ввод, справочная информация предприятия. Системы верхнего уровня становятся общекорпоративными хранилищами данных для последующего использования, функционирование которых невозможно без привлечения СУБД.

Вторичная обработка характеризуется множеством потоков данных, каждый из которых представляет собой совокупность правил асинхронной и распределенной обработки и передачи информации. На сегодняшний день перспективным подходом реализации распределенных систем является методология потоковых схем.

Предлагается для построения систем вторичной обработки информации использовать модель потоковых схем. С привлечением потоковой модели конфигурирование потоков информации в системе существенно упрощается. Используются все основные элементы потоковой модели: акторы (узлы обработки информации), токены (информационные единицы) и каналы (средства передачи данных). Реализацию потоковой схемы для вторичной обработки предлагается осуществлять с помощью современных СУБД, поддерживающие средства объектно-ориентированного программирования. Первостепенной задачей реализации является разработка перечисленных базовых элементов потоковой модели, на основе которых возможно дальнейшее расширение системы. Построенная таким образом система будет сочетать в себе асинхронный и распределенный характер обработки информации с многочисленными возможностями современных СУБД.

УДК 519

Шерешевский Л.А.

Научный руководитель — к.т.н., доцент Сидоров А.А.

Муниципальный университет Наяновой (г. Самара)

Данные, обрабатываемые в распределенных системах сбора и обработки информации (РССОИ), характеризуются ограниченной достоверностью, подверженностью влиянию различных погрешностей и отсутствием четкой информации об их временной принадлежности. В связи с этим результаты работы РССОИ могут иметь невысокую практическую ценность в отсутствие гарантированных оценок точности и достоверности. Помимо этого, при проектировании и реализации РССОИ существенную сложность представляет организация надежного и эффективного взаимодействия компонентов системы по данным и управлению.

Для решения перечисленных проблем РССОИ предлагается строить на основе потоковой модели вычислений с автовалидацией, что позволит значительно повысить достоверность и надежность получаемых результатов. С целью обоснования перспективности применения методов потоковых вычислений и механизмов автовалидации были разработаны концептуальная, математическая и программная модели РССОИ.

УДК 519

Шопин А.Г.

Научный руководитель — к.т.н., доцент Сидоров А.А.

Муниципальный университет Наяновой (г. Самара)

В настоящий момент времени существует реальная потребность в разработке систем учета тепла для различных предприятий. Причем большое число проектов требует замещения разработки множества различных программных продуктов разработкой одной системы, которая при помощи параметрирования и подключения сторонних компонентов покрывала бы весь класс задач.

Логически такая система состоит из части, отвечающей за сбор информации с устройств сбора данных и части, отвечающий за отображение текущих параметров, трендов, табличных представлений данных за какой-то промежуток времени, а также различных протоколов.

Фактически обе части можно реализовать в рамках одной SCADA-системы, например WinCC фирмы Siemens.

Преимуществом использования таких стандартных средств является относительно легкая поддержка проекта на протяжении всего жизненного цикла, разработанная методика и инструментарий для отображения данных (в частности мнемосхем) и тесная интеграция со стандартными устройствами сбора данных, например с контроллерами Simatic.

Недостатками являются высокая стоимость и трудности, возникающие при использовании нестандартных устройств сбора информации или появлении нетипичных требований заказчика.

В качестве альтернативы использования известных SCADA-систем нами разрабатывается своя система сбора и отображения информации.

Для увеличения гибкости системы обе части представляют собой независимые модули.

В качестве хранилища данных используется Oracle.

Он же служит для вычислений параметров, не принимаемых с датчиков, ведения архивов и т.д.

В нашей системе используется система сбора данных построенную на датчиках фирмы Логика.

Адаменко И.Н.

Научный руководитель – к.т.н., Ильясова Н.Ю.

Самарский государственный аэрокосмический университет

Данная задача заключается в определении параметров сосудов на изображении сетчатки глаза. Для определения параметров сосуда необходимо выделить сосуд и извлечь специальным методом пороговой обработки. Извлечение сосудов состоит из следующих этапов: извлечение сосуда, сегментация извлеченных сосудов, сглаживание края извлеченного сосуда и шумового подавления, обнаружение точек ветвления.

Для извлечения сосудов используется колоколообразный гауссов согласованный фильтр(BSGMF). Для сегментации сосудов используется относительная энтропия, которая позволяет оценить расстояние между двумя источниками.

Чтобы оценить предложенный метод была смоделирована идеальная кривая, на которую нанесли искажения. К полученной, в результате искажений картинке, применили колоколообразный гауссов фильтр. На основе отфильтрованного и идеального изображения, получили оценку, характеризующую ошибку результата (отфильтрованного изображения).

УДК 681

Алмазов А. А.

Научный руководитель – к.ф.-м.н., доцент Хонина С.Н.

Самарский государственный аэрокосмический университет

Моды Гаусса-Лагерра играют важную роль в современной прикладной оптике, как конфигурации световых пучков, сохраняющих поперечное сечение при распространении в некоторой среде. Моды Гаусса-Лагерра также интересны тем, что представляют собой полную ортонормированную систему, т.е. допускают разложение по ним заданного изображения с любой наперёд заданной точностью. Таким образом, решив задачу создания линейной комбинации мод с заданными весами и наложив условие инвариантности, мы сможем формировать желаемые конфигурации световых пучков и использовать их, например, для передачи информации по оптическому волокну. Настоящая работа описывает и графически отображает распределение интенсивности и фазы суперпозиции мод Гаусса-Лагерра в точке перетяжки пучка.

Моды Гаусса-Лагерра имеют вид:

Баврина А.Ю.

Научный руководитель – к.т.н., доцент Храмов А.Г.

Самарский государственный аэрокосмический университет

Обнаружение аномалий в параметрах кровеносных сосудов играет важную роль при диагностике различных заболеваний. Например, значительное увеличение диаметра сосуда по сравнению с нормальным свидетельствует о наличии венозных пузырьков при заболевании диабетом.

УДК 681.3

Деркач А.Е.

Научный руководитель – к.т.н., доцент Дегтярев А.А.

Самарский государственный аэрокосмический университет

Работа посвящена решению уравнения Шредингера в радиально-симметричном случае и в декартовой системе координат разностными методами.

Для решения этой проблемы в радиально-симметричном случае использовалась консервативная схема с итерационным уточнением, которая имеет квадратичный порядок точности по направлению распространения волны и близкий к квадратичному по радиальной переменной. В процессе проведения тестов были найдены широкие зоны устойчивости, а итерационный процесс демонстрировал очень быструю сходимость. Главной отличительной чертой данного метода является возможность моделирования процесса распространения волны на большие расстояния в нелинейной среде. Результаты, полученные с помощью такого моделирования, подтверждают теоретические исследования.

Для решения уравнения в декартовой системе координат строилась разностная схема Писмена-Рекфорда с итерационным уточнением, имеющая имеет квадратичный порядок точности по всем трем пространственным переменным. Проведенные исследования подтвердили высокую точность численного решения задачи на расстояниях порядка нескольких миллиметров.

Важной особенностью представленных методов является возможность моделирования процесса распространения волны не только в средах с постоянным показателем преломления, но также и в среде с показателем преломления, зависящим от пространственных переменных. По результатам проведенной работы можно сделать вывод, что обе схема хорошо аппроксимируют решение нелинейного уравнения Шредингера и могут использоваться для расчетов в широком спектре волновых задач.

УДК 518

Тишкин Е.А.

Научный руководитель – к.т.н., доцент Есипов Б.А.

Самарский государственный аэрокосмический университет

Задача коммивояжера – одна из самых важнейших задач теории графов, имеющая различные применения на практике, заключается в нахождении гамильтонова цикла (цикл по всем вершинам) в графе минимальной длины. Так как задача коммивояжера NP-трудная, то решать ее точными (переборными) алгоритмами возможно только при небольшом количестве вершин графа (<100). Для решения NP-трудных задач большой размерности применяются различные эвристические методы. Одним из них является метод локального поиска, когда заранее выбранное множество локальных преобразований используется для последовательного улучшения начального решения до тех пор, пока это улучшение возможно, в противном случае оказывается достигнутым локальный оптимум, который нередко является оптимальным решением.

Разработанный алгоритм базируется на этом методе. В качестве локальных преобразований были взяты преобразования над двумя цепочками вершин в гамильтоновом цикле, такие как перемещение двух цепочек, перемещение с изменением порядка вершин в цепочках. Однако оптимизационная стратегия алгоритма расширена по сравнению с методом локального поиска. Так, первой фазой работы алгоритма является поиск локального оптимума с помощью описанных выше операций, затем по достижении локального оптимума текущее решение несколько ухудшается путем локальных преобразований и снова над новым решением применяется первая фаза работы алгоритма. Данный процесс повторяется некоторое фиксированное число раз. Это расширение направлено на преодоление локальных оптимумов и позволило понизить погрешность метода локального поиска, а также повысить вероятность достижения глобального оптимума. Для исследования характеристик алгоритма были проведены эксперименты над различными видами графов. Эксперименты показали, что погрешность разработанного алгоритма не зависит от погрешности начального решения и составляет (максимальные значения) для оргграфов – 10%, для неоргграфов – 3%. Причем в 60% случаев для неоргграфов алгоритм находил точное решение. Эксперименты проводились для графов с количеством вершин, меньшим 75 (где было возможным нахождение точного решения). Проведенные исследования показали, что разработанный алгоритм гораздо эффективнее, чем алгоритм, построенный на базе стандартной эвристики “моделирование отжига” как по времени работы, так и по точности.

Разработанный алгоритм, алгоритм Литтла (для решения задач малой размерности), реализованы в программе на Delphi, которую можно использовать на практике как оболочку для решения задачи коммивояжера.

УДК 681

Андреев В.В., Карягин Д.В., Матвеев А.Н.

Научный руководитель – доцент, к.т.н. Симонова Е.В.

Самарский государственный аэрокосмический университет

Одной из сложных задач, возникающих при исследовании и проектировании ЛВС, является количественная оценка параметров функционирования сети (пропускной способности, вероятности отказа в обслуживании, средней сетевой задержки передачи кадра, средней задержки кадра в очередях, коэффициента загрузки сети). На кафедре информационных систем и технологий СГАУ разрабатывается система имитационного моделирования работы локальных вычислительных сетей, позволяющая изучать сети различной размерности и сложности. Эта система включает объектно-ориентированный редактор схем сетей, блок моделирования и анализатор результатов имитационного эксперимента с моделью сети.

На данном этапе разработки система осуществляет моделирование работы сети Ethernet, реализующей протокол канального уровня IEEE 802.3.

Блок моделирования реализует алгоритм метода коллективного доступа с опознаванием несущей и обнаружением коллизий (carrier-sense-multiply-access with collision detection, CSMA/CD). В процессе моделирования формируется динамическая гистограмма, отображающая динамику изменения статистики запросов и отказов по станциям исследуемой ЛВС. Для отдельных станций и сети в целом фиксируется количество запросов и отказов, количество успешных и безуспешных передач, длины очередей запросов, находящихся в буферах станций на момент окончания моделирования, средние длины очередей в течение всего времени моделирования, средние задержки запросов в буферах станций, средние задержки запросов в сети.

Анализатор характеристик ЛВС позволяет просмотреть полученные результаты в табличном виде, а также в виде функциональных зависимостей средней нормированной задержки передачи кадра и средней длины очереди от коэффициента загрузки сети при различной длительности кадра и различных объемах трафика от станций сети.

УДК 681

Жидченко В.В.

Научный руководитель: к.т.н., доцент Коварцев А.Н.

Самарский государственный аэрокосмический университет

Быстрый рост сфер использования, сложности и ответственности функций, выполняемых комплексами программ, резко повысил в последнее время требования к качеству и надежности их функционирования.

Надежность созданного ПО можно повысить и за счет применения методов обнаружения и устранения ошибок, наиболее перспективными из которых являются методы автоматизированного тестирования.

Целью предлагаемой работы является улучшение надежности и качества ПО, разрабатываемого с использованием технологии ГСП, путем повышения эффективности процесса отладки составляющих его программных компонентов. В ходе работы была создана подсистема автоматизированного тестирования вычислительных модулей технологии ГСП, обеспечен интерфейс подсистемы тестирования с информационным фондом технологии, а также реализован метод быстрого обнаружения редких ошибок за счет ограничения разрядной сетки ЭВМ.

УДК 681

Гаврилов А., Жиров А., Бражник А., Ковыршин А., Ковыршин Е.

Научный руководитель - к.т.н., доцент Михеева Т.И.

Самарский государственный аэрокосмический университет

В настоящее время при разработке компьютерных обучающих программ (КОП) в большинстве случаев применяется “прямое” программирование, что требует привлечения профессиональных программистов высокой квалификации и огромных трудозатрат. Использование специализированных и универсальных инструментальных систем для разработки КОП значительно уменьшает сроки разработки, снижает требования к квалификации программистов (либо вообще исключает программирование на традиционных алгоритмических языках из процесса создания), предоставляет возможность непосредственного участия в процессе конструирования КОП преподавателей–методистов, позволяя работать в конкретной предметной области с учетом их профессионального кругозора, в естественных категориях предметно–ориентированного лексикона.

Для реализации задач создания КОП на кафедре информационных систем и технологий была разработана автоматизированная гипермедийная учебная система (“АРГУС”), которая по сути своей является инструментальной средой, предназначенной для создания КОП в различных предметных областях. В среде АРГУС разработаны компьютерные обучающие программы по алгоритмизации и основам программирования для различных структур данных, по математике, физике диэлектриков и др.

В настоящее время создается новая версия инструментальной среды для операционных систем WINDOWS 95/98/NT. АРГУС, являясь комплексным программным продуктом, состоит из “системы автора”, предназначенной для создания учебных курсов различной тематики, и “системы обучаемого”, с которой непосредственно работает учащийся.

Использование платформы WINDOWS при создании данной инструментальной среды дает возможность наиболее полно использовать мощные мультимедийные возможности современной компьютерной техники в учебном процессе, что позволяет перейти на новый качественный уровень в создании компьютерных обучающих систем.

УДК 681

Баранов В.Г.

Научный руководитель – ассистент Хонина С.Н.

Самарский государственный аэрокосмический университет

УДК 681

Михеев С., Журавлев Д., Золотовицкий А.

Научный руководитель - к.т.н., доцент Михеева Т.И.

Самарский государственный аэрокосмический университет

Постоянное усложнение дорожно-транспортных условий требует непрерывного совершенствования методов и средств управления движением. В комплекс мероприятий, направленных на решение задачи обеспечения нормального функционирования современного города в условиях повышенной автомобилизации, автоматизация управления дорожным движением занимает одно из ведущих мест.

Современная автоматизированная система управления дорожным движением - это комплекс технических и программных средств, управляемых человеком и компьютером. Автоматизированная система должна обеспечивать сбор, хранение и обработку информации о транспортных потоках, состоянии улично-дорожной сети (УДС) и оптимизированное управление дорожным движением.

Разработанная автоматизированная система оперативного управления дорожным движением, позволяет решать следующие задачи:

1. Сбор, хранение и обработка оперативной информации о состоянии улично-дорожной сети города (“Оперативный журнал”).
2. Сбор, хранение и обработка информации об УДС города с дислокацией дорожных знаков, разметки и элементов инженерного обустройства дороги (“Паспорт дороги”).
3. Контроль правильности установки новых технических средств организации дорожного движения и их компоновки с существующими.
4. Жесткое координированное управление транспортными потоками на отдельных магистралях или на небольших участках УДС (“Зеленая волна”).

Система успешно прошла тестирование в отделе организации дорожного движения УГИБДД г. Самары.

УДК 681

Михеева М.

Научный руководитель - к.т.н., доцент Михеева Т.И.

Самарский государственный аэрокосмический университет

Сейчас уже вряд ли у кого вызывает сомнение высокая эффективность использования компьютеров в учебном процессе. Автоматизированные обучающие системы, превращающие компьютер в инструмент для обучения, используют различные средства представления информации (текст, анимацию, звук) для реализации своих возможностей. И, учитывая тот факт, что наибольший объем информации человек способен воспринять в виде последовательностей зрительных образов (иначе говоря, анимации), можно говорить о наличии насущной необходимости в разработке программных средств, позволяющих создавать обучающую анимацию.

Была поставлена задача в инструментальной среде "АРГУС" создать обучающую программу по алгоритмам поиска и сортировки. Одно из наиболее часто встречающихся в программировании действий - поиск. Он же представляет собой идеальную задачу, на которой можно испытывать различные структуры данных по мере их появления. Рассматриваемые в обучающей программе алгоритмы линейного и двоичного поиска предусматривают поиск как в упорядоченной, так и в неупорядоченной структуре данных, с наличием и отсутствием аргумента поиска. Приводятся сравнительные характеристики алгоритмов (зависимость времени поиска от количества элементов в структуре). Существует множество алгоритмов сортировки элементов структуры данных. Каждый из них, имеет свои достоинства и свои недостатки, и выбирать алгоритмы нужно, исходя из конкретной постановки задачи. Цель сортировки - облегчить последующий поиск элементов в таком отсортированном множестве. Это почти универсальная, фундаментальная деятельность. Сортировка - это идеальный объект для демонстрации огромного разнообразия алгоритмов, изобретенных для одной и той же задачи. Методы сортировки служат великолепной иллюстрацией идей анализа алгоритмов, т.е. идей, позволяющих оценивать рабочие характеристики алгоритмов, а значит, разумно выбирать среди, казалось бы равноценных методов. Зачастую алгоритмы поиска и сортировки непросты для понимания начинающего программиста. А динамическая визуализация этих методов значительно упрощает и убыстряет понимание принципа работы алгоритма. В настоящее время ведется разработка Internet-версии программы.

УДК 681

Демьяненко Р., Хаев А., Колесниченко А.

Научный руководитель - к.т.н., доцент Михеева Т.И.

Самарский государственный аэрокосмический университет

Авторы предлагают использовать кроссворды не только в рамках развлечения, но, в первую очередь, для обучения и контроля знаний. С этой целью создана интерактивная обучающая система, использующая в качестве обучающего (контролирующего) кадра кроссворд.

Методическая направленность системы: облегчение усвоения обширного материала за счет комплексного воздействия текста, видеоряда и звука; интерактивный диалог с пользователем; автоматический контроль в двух режимах: тестирование с подсказкой и “жесткий” контроль; проведение тематического и обобщенного контроля.

Психологические аспекты, решаемые системой: индивидуализация процесса обучения и контроля знаний за счет гипертекстового структурирования информационного материала; возможность настройки на психофизические характеристики пользователя.

УДК 681

Фаловский Д., Шопин А.

Научный руководитель - к.т.н., доцент Михеева Т.И.

Самарский государственный аэрокосмический университет

В последнее время большой интерес, как для пользователей персональных компьютеров, так и для разработчиков различных программных средств вызывают технологии, связанные с Internet. Возможность создания многопользовательских приложений с использованием в них последних достижений мультимедийных технологий не может не заинтересовать разработчиков, а то, что для доступа к этим программам необходим лишь модем, привлекает пользователей.

На кафедре информационных систем и технологий разрабатывается компьютерная online обучающая система, посвященная европейской истории средних веков и предназначенная для работы в Internet. Для предметного наполнения обучающей системы привлекаются преподаватели истории и мировой художественной культуры Самарского государственного университета и некоторых школ города.

Куприянов А.В.

Научный руководитель – к.т.н., доцент Храмов А.Г.

Самарский государственный аэрокосмический университет

В данной работе предлагается использовать методы статистического текстурного анализа для классификации фотографических изображений кристаллограмм слезной жидкости. Для выделения информации связанной с локальными текстурными особенностями кристаллограмм., используется на матрицы вероятностного распределения (МВР) яркости.

Функция-индикатор (1) показывает, имеют ли точки, лежащие на соответствующем расстоянии друг от друга, определенные уровни яркости.

Нормированные значения МВР яркости определяются как

На основе этих признаков был построен классификатор, который позволяет определять тип кристаллограмм слезной жидкости.

УДК 681.3.06:519

Андрущенко А. Б., Погодин А. П.

Научный руководитель – к.т.н., Тюгашев А.А.

Самарский государственный аэрокосмический университет

Данный проект является частью системы автоматизированного проектирования алгоритмов управления реального времени для летательных аппаратов. Трансляция производится со специального проблемно-ориентированного языка, позволяющего удобно описывать процесс выполнения функциональных программ на бортовых ЦВМ.

1. Синтаксис на двух языках (русский/английский);

2. Комментарии в исходном тексте;

4. Вложенные выражения любого уровня;

5. Логические выражения;

6. Усовершенствованную систему лексического контроля;

7. Поддержку расширенного условного оператора.

Программный код пишется заново, что позволяет применить новые принципы трансляции, существенно увеличивающие быстродействие системы, в частности введены следующие усовершенствования:

1. Ввиду того, что программа является частью достаточно большой системы, было решено для её создания применить объектно-ориентированный подход. Это позволяет при реализации других частей повторно использовать отдельные части транслятора.

2. Перед созданием объектной модели был проведен анализ задачи с помощью методов процедурного программирования, что позволило учесть все особенности организации данных и работы с ними. Полученная модель не требует высокого быстродействия процессора, а также больших объемов оперативной памяти.

4. Для структур хранения данных были выбраны двоичные АВЛ - деревья, алгоритмы работы с которыми хорошо описаны в книге Д. Кнута “Искусство программирования”.

УДК 662.713.7

Вацек Д.А.

Научный руководитель – к.т.н., доцент Михайлов В.Ю.

Московский государственный авиационный институт

(технический университет)

Современная деятельность человека немыслима без интенсивного использования информации. Процесс получения и использования информации является распределенным во времени и пространстве, и естественно возникает вопрос его оптимизации. Задачи, решаемые при оптимизации, относятся к классу “трудных” задач, поэтому необходимо автоматизировать процесс проектирования и оптимизации информационных систем при помощи экспертных систем и эксперта. В связи с этим возникает необходимость построения модели.

Большое количество источников пакетов (количество приложений и сервисов если речь идет об одном ПК, а в сети большое количество ПК) нормализует процесс поступления пакетов (заявок на обслуживание) – процесс становится пуассоновским.

Оценки качества зависят от характера решаемых задач (в качестве примера рассматривается рабочий день информационной системы организации; существует три характерных периода: начало рабочего дня, рабочий день и конец рабочего дня.)

Практически все задачи, решаемые при оптимизации, носят статистический характер. СМО – обладает необходимым аппаратом для решения подобных задач и построения моделей.

УДК 621.81.001

Воеводин А.В.

Научный руководитель – к.т.н., доцент Семёнов Б.П.

Самарский государственный аэрокосмический университет

Исследование различных по структуре и назначению многозвенных механизмов рационально проводить с использованием одномассовых моделей. Для случаев, когда внешние нагрузки зависят только от положения механизмов удобно использовать уравнения движения в энергетической и дифференциальной форме. Эти уравнения после приведения масс и нагрузок обеспечивают возможность решения двух основных задач динамики механизмов: по заданному движению звена приведения определить уравновешивающую нагрузку; по заданным внешним нагрузкам на все звенья механизмов определить закон движения звена приведения.

Разработана структура пакета программ, обеспечивающая кинематические модели и их дальнейшее развитие при переходе к динамическим моделям.

Созданы подходы к разработке модифицированного пакета прикладных программ “Кинематический и динамический анализ механизмов”.

Рассмотрена блок-схема решения основных задач динамического анализа механизмов. Определены программные блоки основных кинематических и динамических модульных моделей.

Показана рациональность создания программного обеспечения для определения частных производных функций первоначально для одноаргументных модулей, а затем для многоаргументных модулей.

Созданы оригинальные программы определения функций элементарных плоских модулей.