ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

DOI: 10.12737/2219-0767-2024-17-1-7-18

Д.В. Арапов1, Н.Ю. Юдина2, В.А. Курицын3, Л.А. Коробова4

Математическое обеспечение информационно-управляющей системы для хранения продукции с ограниченным сроком хранения
  • 1ФГБОУ ВО «Московский государственный университет технологий и управления имени К.П. Разумовского» (ПКУ), Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

    2ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова»

    3ЗАО «Инженерные системы автоматизации в промышленности», г. Воронеж

    4ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет инженерных технологий»

  • В работе представлено решение проблемы разработки математического обеспечения информационно-управляющей системы для хранения продукции с ограниченным сроком хранения на примере хранения сахарной свеклы в полевых условиях и в кагатах при сахарных заводах на основе опубликованных в открытой печати экспериментальных данных. Проведено сквозное ранжирование способов хранения корнеплодов, начиная с отдельно лежащего на поле корня (ранг 0,1 балла), с простых валков и куч (ранг 0,2 балла) до специализированных корнехранилищ и вентилируемых кагатов, укрытых специальными бактерицидными покрытиями, обладающих светоотражающими и защитными свойствами (ранг 4 балла). Реализовано сквозное ранжирование механических повреждений корнеплодов сахарной свеклы начиная от 1 балла (корнеплод практически не поврежден) до 0,1 балла (обломки и хвосты). По показателю сахаристости выполнено ранжирование исследованных гибридов. На основе проведенных ранжирований, с учетом времени хранения и температуры для каждого исследования построены математические модели (ММ) зависимости технологических показателей свеклосырья, включая потери свекольной массы и сахарозы от параметров хранения. Обширные вычислительные эксперименты выполнили с помощью интерактивной системы идентификации и оптимизации (ИСИО), в основе которой положены генетический алгоритм и метод нелинейного программирования Хука-Дживса. Погрешности разработанных моделей не превышают погрешностей использованных для их построения экспериментальных данных.
  • Ключевые слова — Управляемое хранение, сахарный корнеплод, показатели сохранности, ранжирование, математическая модель.

  • [1] Сапронов, А.Р. Технология сахарного производства / А.Р. Сапронов. – М. : Колос, 1998. – 495 с.

    [2] Эффективность вентилируемого хранения сахарной свеклы в условиях Центрально-Черноземного региона / А.И. Завражнов [и др.] // Сахар. – 2020. – № 8. – С. 20-25.

    [3] Спичак, В.В. Сахарная свекла – сырье для производства сахара / В.В. Спичак, Н.М. Сапронов, И.П. Салтык. – Курск: ИПП Курск, 2008. – 264 с.

    [4] Сапронов, Н.М. Формирование технологической адекватности сахарной свеклы: роль углеводного комплекса / Н.М. Сапронов, А.С. Бердников // Сахарная свекла. – 2010. – № 3. – С. 46-48.

    [5] Костенко, Е.И. Причина развития гнилей корнеплодов сахарной свеклы неизвестной этиологии в Центрально-Черноземном регионе РФ / Е.И. Костенко // Сахар. – 2016. – № 2. – С. 32-34.

    [6] Морозов, А.Н. Технология длительного хранения сахарной свеклы / А.Н. Морозов, М.К. Пружин, Л.Ю. Смирнова // Сахар. – 2016. – № 7. – С. 33-35.

    [7] Укрытие многофункционального действия и принудительное вентилирование для длительного хранения сахарной свеклы / Н.М. Сапронов [и др.] // Сахар. – 2015. – № 8. – С. 24-27.

    [8] Обоснование критерия хранимоспособности сахарной свеклы / Г.С. Косулин [и др.] // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. – 2019. – №4. – С.39-44.

    [9] Косулин, Г.С. Обоснование концептуальных положений теории длительного хранения сахарной свеклы / Г.С. Косулин, И.П. Салтык // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. – 2019. – №5. – С. 13-22.

    [10] Edokimova, S.A. Mathematical and statistical evaluation of test results based on IRT / S.A. Evdokimova, M.A. Kashchenko // Modeling of systems and processes. - 2020. - T. 13, No. 3. - Pp. 16-22.

    [11] Патент РФ 2555004 МПК A01F25/00. Способ длительного хранения сахарной свеклы : 2014100087/13 : заявл. 09.01.2014 ; опубл. 10.07.2015 Бюл. № 19 / Н.М. Сапронов, А.Н. Морозов, Д.М. [Аксенов и др.] ; заявитель и патентообладатель ФГБНУ РНИИСП. – 5 с.

    [12] Justification of the Use of Mathematical Analogues in the Construction of an Optimization Model of the Company’s Functioning, Taking into Account Its Economic Security / M.I. Korolev [et al.] // Digital and Information Technologies in Economics and Management. DITEM 2022. Lecture Notes in Networks and Systems. – 2023. – Vol. 683.- P. 23-31. – DOI: 10.1007/978-3-031-30926-7_3.

    [13] Construction of a project risk assessment model based on a probabilistic simulation approach / A.I. Khorev [et al.] // E3S Web of Conferences. – 2023. – Vol. 460. – DOI: 10.1051/e3sconf/202346002010.

    [14] Discrete processes dynamics neural network simulation based on multivariate time series analysis with significant factors delayed influence consideration / V.F. Barabanov [et al.] // World Applied Sciences Journal. – 2013. – № 23 (9). – P. 1239-1244.

    [15] Кульнева, Н.Г. Выбор параметров бактерицидной обработки свеклы низкого качества перед закладкой на хранение / Н.Г. Кульнева, Л.Н. Путилина // Хранение и переработка сельхозсырья. – 2018. – № 4. – С. 38-47.

    [16] Технологическая оценка сахарной свеклы, инфицированной возбудителями сосудистого бактериоза в период вегетации / Л.Н. Путилина [и др.] // Вестник ВГУИТ. – 2016. – № 3. – С. 239-246.

    [17] Исследование закономерности искажения определяемой сахаристости в сахарной свекле в зависимости от степени увядания корнеплодов. Ч. 3 / М.Б. Мойсеяк [и др.] // Сахар. – 2021. – № 4. – С. 34-39.

    [18] Селиванова, Г.А. Видовой состав возбудителей корневых гнилей сахарной свеклы / Г.А. Селиванова, О.И. Стогниенко // Сахарная свекла. – 2007. – № 1. – С. 28-31.

    [19] Коробова, Л.А. Прогнозирование развития кагатной гнили сахарной свеклы в зависимости от параметров среды / Л.А. Коробова, Н.Г. Кульнева // Хранение и переработка сельхозсырья. – 2020. – № 4. – С. 79-88.

    [20] Бугаев, Ю.В. Поиск всех решений задачи динамического программирования в случае совпадения их многокритериальных оценок / Ю.В. Бугаев, Л.А. Коробова, И.Ю. Шурупова // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. – 2020. – Т. 82, No 1 (83). – С. 398-403.

    [21] Лапшина, М.Л. Адаптация декомпозиционного подхода к проблемам согласования оптимальных планов / М.Л. Лапшина, А.С. Черных, Н.Ю. Юдина // Моделирование, оптимизация и информационные технологии. – 2017. – № 3 (18). – С. 17.

    [22] Simulation of solubility by the example of a sugar solution. / D.V. Arapov, V.A. Kuritsyn, S.G. Tikhomirov, V.V. Denisenko // ZUCKERINDUSTRIE. – 2019. – Vol. 144(69). –Pp. 660-664. – DOI: 10.36961/si23792.

    [23] Simulation of the rate of dissolution of sucrose crystals / D.V. Arapov, V.A. Kuritsyn, S.M. Petrov, N.M. Podgornova // Journal of Food Engineering. – 2022. – Vol. 318. –S. 110887. – DOI: 10.1016/j.jfoodeng.2021.110887.

    [24] Вероятностное моделирование удельной массовой скорости роста сахарных кристаллов / Д.В. Арапов [и др.] // Техника и технология пищевых производств. – 2021. – Т. 51, № 1. – С. 39-52. – DOI: 10.21603/2074-9414-2021-1-39-52.

  • С. 7-18.

DOI: 10.12737/2219-0767-2024-17-1-19-26

И.А. Высоцкая1

Обоснование информационно-интеллектуальной поддержки принципов действия технических систем
  • 1Воронежский государственный университет инженерных технологий, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

  • Информационно-интеллектуальные системы — это сочетание знаний, методов и технологий, направленных на поддержку специалистов и инженеров в процессе проектирования, эксплуатации и оптимизации технических систем. Задача поиска допустимых принципов действия технических систем достигается путем поиска оптимальных вариантов управленческих решений, анализа их характеристик и выявления наиболее предпочтительных вариантов с точки зрения поставленных задач. При поиске оптимальных решений следует рассматривать различные варианты принципов действия. Рациональный выбор принципиальных основ функционирования технической системы обеспечивает эффективность и качество принимаемых управленческих решений. Цель настоящей работы состоит в обосновании информационно-интеллектуальной системы многовариантного анализа, которая обеспечивает поиск технических решений. В качестве объекта исследования рассматривается лесовозная автомобильная дорога. Изучены особенности организации работ при строительстве лесовозных автомобильных дорог, обоснован выбор метода исследования. Представлена концептуальная модель информационно-интеллектуальной поддержки при поиске допустимых принципов действия в технических решениях. Представлено описание информационно-интеллектуальной системы поиска технических решений. Множество решений описывается в виде И/ИЛИ дерева, что позволяет эффективно хранить и выделять допустимые решения используя методы работы на графах. Представлен алгоритм оценки мощности множества решений.
  • Ключевые слова — Принцип действия технической системы, сложная техническая система, лесовозная автомобильная дорога, концептуальная модель, информационно-интеллектуальная система.

  • [1] Информационно-интеллектуальная система совершенствования геометрического контроля строительных закруглений / П.В. Тихомиров [и др.] // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. – 2022. – № 239. – С. 161-171.

    [2] Информационно-интеллектуальная система проектирования лесотранспортных сетей / В.В. Никитин [и др.] // Автоматизация. Современные технологии. – 2022. – Т. 76, № 4. – С. 185-188.

    [3] Прокопец, В.С. Совершенствование методов оценки транспортно-эксплуатационных качеств лесовозных автомобильных дорог : специальность 05.21.01 - Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства : автореф. дис. ... канд. техн. наук / Владимир Сергеевич Прокопец. – Архангельск, 2022. – 22 с.

    [4] Рабочая гипотеза ритмичного строительства лесовозных автомобильных дорог и ее экономико-математическое развитие / Д.В. Бурмистров [и др.] // Лесной вестник. Forestry Bulletin. – 2018. – Т. 22, № 5. – С. 69-76.

    [5] Хирхута, Н.Я. Прочность, устойчивость и уплотнение грунтов земляного полотна автомобильных дорог / Н.Я. Хирхута, Ю.М. Васильев. – М.: Транспорт, 1975. – 28 с.

    [6] Пуркин, В.И. Основы автоматизированного проектирования автомобильных дорог / В.И. Пуркин. – М.: МАДИ, 2000. – 141 с.

    [7] Миротин, Л.Б. Размещение притрассовых карьеров и производственных предприятий дорожного строительства и планирование перевозок строительных материалов / Л.Б. Миротин. – М.: Высшая школа, 1966. – 87 с.

    [8] Оценка экономической эффективности проектных решений автомобильных лесовозных дорог / Д.Е. Болтнев [и др.] // Строительные и дорожные машины. – 2021. – № 5. – С. 49-53.

    [9] Автоматизированное проектирование продольного профиля лесовозных автомобильных дорог с учётом влияния зрительно плавных и изломанных линий / А.О. Боровлев [и др.] // Автоматизация. Современные технологии. – 2021. – Т. 75, № 10. – С. 450453.

    [10] Федотов, Г.А. Автоматизированное проектирование автомобильных дорог / Г.А. Федотов. – М.: Транспорт, 1986. – 317 с.

    [11] Семенов, Н.А. Основные принципы создания систем автоматизации проектирования и управления в машиностроительных производственных системах / Н.А. Семенов, Г.Б. Бурдо // Программные продукты и системы. – 2019. – №1. – С. 134-140.

    [12] Bakirova, L.R. Software-technical complex for the development and maintenance of automatic control systems of technological processes / L.R. Bakirova, S.N. Huseynov // Black Sea Scientific Journal of Academic Research. – 2019. – Т. 51, №8. – С. 4-9.

    [13] Bakirova, L.R. Software-technical complex for the development and maintenance of automatic control systems of technological processes / L.R. Bakirova, S.N. Huseynov // Black Sea Scientific Journal of Academic Research. – 2019. – Т. 51, №8. – С. 4-9.

    [14] Лемешкина, В.Р. Дерево решений как метод принятия управленческого решения / В.Р. Лемешкина // Аллея науки. – 2022.– Т. 1, №2(65). – С. 375-380.

    [15] Печейкина, М.А. Улучшение технических решений при использовании морфологического подхода / М.А. Печейкина, Д.Л. Раков // Автоматизированное проектирование в машиностроении. – 2020. – № 9. – С. 17-19.

    [16] Албагачиев, А.Ю. Морфологический подход к автоматизации создания технических систем на этапе технического предложения / А.Ю. Албагачиев, Д.Л. Раков // Вестник машиностроения. – 2019. – № 3. – С. 3-6.

    [17] Pozin, B.A. Requirements traceability as the basis for designing a functional and logical architecture of a software system / B.A. Pozin, G.N. Tsiperman // Proceedings of the Institute for System Programming of the RAS. – 2022. – V. 34, №1. – P. 23-34.

    [18] Махнев, А.А. Обратные задачи в теории графов: графы без треугольников / А.А. Махнев, И.Н. Белоусов, Д.В. Падучих // Сибирские электронные математические известия. –2021. – Т. 18, №1. – С. 27-42.

    [19] Тельнов, В.П. Программирование графов знаний, рассуждения на графах / В.П. Тельнов, Ю.А. Коровин // Программная инженерия. – 2019. – Т. 10, №2. – С. 59-68.

    [20] Sadrfaridpour, E. Engineering fast multilevel support vector machines / E. Sadrfaridpour, T. Razzaghi, I. Safro // Machine Learning. 2019. – V. 108, №11. – P. 1879-1917.

    [21] Thumbakara, R.K. Subdivision graph, power and line graph of a soft graph / R.K. Thumbakara, B. George, J. Jose // Communications in Mathematics and Applications. – 2022. – Т. 13, №1. – С. 75-85.

  • С. 19-26.

DOI: 10.12737/2219-0767-2024-17-1-27-34

И.А. Высоцкая1

Обоснование методов поиска принципов действия сложных технических систем и объектов
  • 1Воронежский государственный университет инженерных технологий, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

  • Проектирование технических систем сложный процесс, требующий учета множества технических и инженерных аспектов. В современных условиях возникают задачи разработки сложных технических систем и объектов. Повышение качества проектируемых систем и их экономической обоснованности может быть достигнуто благодаря модели принципа действия. Правильный выбор принципиальных основ функционирования технической системы обеспечивает эффективность и качество принимаемого управленческого решения. Принцип действия сложной технической системы заключается в последовательности действий, которые основаны на определенных физических эффектах, которые необходимы для функционирования системы. При поиске оптимальных конструктивных решений необходимо рассматривать различные варианты принципов действия. Используя множество физических эффектов, можно создавать различные варианты принципов действия сложных технических систем и объектов. Один из наиболее известных методов поиска решений - метод морфологического ящика. В работе рассмотрены различные способы формализации метода морфологического ящика, сделаны выводы об особенностях его применения. Описан принцип действия сложной технической системы, основанный на понятии сочетания физических эффектов. В работе ставится задача разработки алгоритма для поиска допустимых принципов действия технической системы. Представленное описание множества принципов действия (дерева возможных решений) в отличие от модели морфологического ящика дает полное иерархическое представление принципа действия и позволяет выделять допустимые решения используя методы работы на графах.
  • Ключевые слова — Принцип действия технической системы, физические эффекты, граф, сложная техническая система, морфологический ящик.

  • [1] Яновский, Б.Г. Физические эффекты как инструмент технического творчества / Б.Г. Яновский, Гордеев А.В. // Школа и производство. – 2023. – № 2. – С. 58-64.

    [2] Лемешкина, В.Р. Дерево решений как метод принятия управленческого решения / В.Р. Лемешкина // Аллея науки. – 2022.– Т. 1, №2(65). – С. 375-380.

    [3] Печейкина, М.А. Улучшение технических решений при использовании морфологического подхода / М.А. Печейкина, Д.Л. Раков // Автоматизированное проектирование в машиностроении. – 2020. – № 9. – С. 17-19.

    [4] Информационно-интеллектуальная система проектирования лесотранспортных сетей / В.В. Никитин [и др.] // Автоматизация. Современные технологии. – 2022. – Т. 76, № 4. – С. 185-188.

    [5] Оценка экономической эффективности проектных решений автомобильных лесовозных дорог / Д.Е. Болтнев [и др.] // Строительные и дорожные машины. – 2021. – № 5. – С. 49-53.

    [6] Автоматизированное проектирование продольного профиля лесовозных автомобильных дорог с учётом влияния зрительно плавных и изломанных линий / А.О. Боровлев [и др.] // Автоматизация. Современные технологии. – 2021. – Т. 75, № 10. – С. 450-453.

    [7] Горин, Ю.В. Указатель физических эффектов и явлений для изобретателей / Ю.В. Горин. – Баку, 1973. – 300 с.

    [8] Сидоркина, И.Г. Уточнение классификации технических каналов утечки информации по физической природе носителя с учётом физических эффектов / И.Г. Сидоркина, В.И. Смирнов // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия: Радиотехнические и инфокоммуникационные системы. – 2020. – №1(45). – С. 37-46.

    [9] Холян, А. Формализация составления вариантов решений в задачах конструирования / А. Холян, С. Элюким // Техническая эстетика. –1970. – №7. – С. 35-73.

    [10] Капустян, В.М. Комбинаторный метод прогнозирования и анализа систем / В.М. Капустян, Ю.А. Махотенко, В.Г. Шеверов // В кн.: Электронная техника. – М.: ЦНИИ «Электроника», 1972. – Серия 9. – Вып. 1/1. – С. 67-81.

    [11] Канин, А.П. Моделирование производственных процессов строительства и ремонта автомобильных дорог / А.П. Канин, Н.А. Карай. – М.: Транспорт, 1990. – 102 с.

    [12] Ильин, В.Н. Технология автоматизации структурно-параметрического синтеза на основе морфологического ящика / В.Н. Ильин, А.В. Лепехин // Тр. МАИ. – 2011. – №46. – С. 1-11.

    [13] Волкович, В.Л. Построение переговорного множества и принятие сложного решения на заданном множестве вариантов (Препринт/ АН УССР. Ин-т кибернетики. Секция "Техн. кибернетика"; 71-30) / В.Л. Волкович, А.П. Горчинский. – Киев: Институт Кибернетики АН УССР, 1971. – 19 с.

    [14] Албагачиев, А.Ю. Морфологический подход к автоматизации создания технических систем на этапе технического предложения / А.Ю. Албагачиев, Д.Л. Раков // Вестник машиностроения. – 2019. – № 3. – С. 3-6.

    [15] Семенов, Н.А. Основные принципы создания систем автоматизации проектирования и управления в машиностроительных производственных системах / Н.А. Семенов, Г.Б. Бурдо // Программные продукты и системы. –2019. – №1. – С. 134-140.

    [16] Pozin, B.A. Requirements traceability as the basis for designing a functional and logical architecture of a software system / B.A. Pozin, G.N. Tsiperman // Proceedings of the Institute for System Programming of the RAS. – 2022. – V. 34, №1. – P. 23-34.

    [17] Махнев, А.А. Обратные задачи в теории графов: графы без треугольников / А.А. Махнев, И.Н. Белоусов, Д.В. Падучих // Сибирские электронные математические известия. –2021. – Т. 18, №1. – С. 27-42.

    [18] Тельнов, В.П. Программирование графов знаний, рассуждения на графах / В.П. Тельнов, Ю.А. Коровин // Программная инженерия. – 2019. – Т. 10, №2. – С. 59-68.

    [19] Sadrfaridpour, E. Engineering fast multilevel support vector machines / E. Sadrfaridpour, T. Razzaghi, I. Safro // Machine Learning. – 2019. – V. 108, №11. – Pp. 1879-1917.

    [20] Белецкий, Б.Ф. Технология и механизация строительного производства / Б.Ф. Белецкий.  СПб.: Лань, 2021. – 752 с.

    [21] Thumbakara, R.K. Subdivision graph, power and line graph of a soft graph / R.K. Thumbakara, B. George, J. Jose // Communications in Mathematics and Applications. – 2022. – Т. 13, №1. – С. 75-85.

    [22] Bakirova, L.R. Software-technical complex for the development and maintenance of automatic control systems of technological processes / L.R. Bakirova, S.N. Huseynov// Black Sea Scientific Journal of Academic Research. – 2019. – Т. 51, №8. – Pp. 4-9.

  • С. 27-34.

DOI: 10.12737/2219-0767-2024-17-1-35-42

И.А. Высоцкая1

Поиск множества допустимых управленческих решений в технических системах
  • 1Воронежский государственный университет инженерных технологий, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

  • Научно-технический прогресс приводит к непрерывному увеличению числа и сложности проектируемых систем, вследствие чего возникает необходимость в создания современных информационно-интеллектуальных систем поддержки в принятии решений. Такие системы позволят предсказывать различные сценарии управленческих решений, что в свою очередь способствует повышению эффективности и качества проекта. Эффективное использование автоматизации поиска управленческих решений позволяет сократить время, затрачиваемое на анализ, улучшить качество принимаемых решений и повысить общую производительность и конкурентоспособность организации. Цель настоящей работы состоит посвящена обоснованию научного подхода к вопросу автоматизированного поиска допустимых управленческих решений в технических системах. Для описания управленческих решений предлагается концепция, которая позволяет компактно изображать структуру сложных иерархических систем. Описано множество решений, сформулирована задача поиска допустимых управленческих решений. Описана система автоматизированного поиска управленческих решений. Представлен алгоритм поиска допустимых относительно некоторого условия решений из множества возможных, на основе удаления недопустимых по заданию вершин дерева поиска. Представлено описание автоматизации построения модели множества технических решений. Использование модели поиска множества допустимых управленческих решений позволяет более точно предвидеть различные сценарии принятого управленческого решения и способствует увеличению эффективности и повышению качества проекта.
  • Ключевые слова — Управленческое решение, сложная техническая система, автоматизированный поиск решений, алгоритм поиска допустимых решений, проектирование.

  • [1] Грузинова, И.С. Управленческое решение и его роль в управленческой деятельности / И.С. Грузинова, А.С. Соболева // Актуальные исследования. – 2021. – №52(79). – С. 45-48.

    [2] Обоснование критерия оптимальности / Я.Я. Эглит, Д.Г. Кузнецов, К.Я. Эглите, Э.В. Виноградова // Вестник государственного морского университета имени адмирала Ф.Ф. Ушакова. – 2022. – №4(41). – С. 63-65.

    [3] Руденок, П.Б. Разработка критерия оптимальности процесса модернизации производства / П.Б. Руденок // Достижения науки и образования. – 2018. – Т. 2, №7(29). – С. 32-34.

    [4] Оценка экономической эффективности проектных решений автомобильных лесовозных дорог / Д.Е. Болтнев [и др.] // Строительные и дорожные машины. – 2021. – № 5. – С. 49-53.

    [5] Мамлеев, Т.Ф. Модель принятия решений по формированию состава комплекта измерительной техники с учетом нескольких критериев оптимальности / Т.Ф. Мамлеев, В.С. Солдатенко // Вестник метролога. – 2020. – №3. – С. 3-8.

    [6] Никитин, Д.М. Методы и модели обоснования управленческих решений и способы повышения эффективности управленческих решений / Д.М. Никитин // Тенденции развития науки и образования. – 2019. – №57(7). – С. 50-54.

    [7] Семенов, Н.А. Основные принципы создания систем автоматизации проектирования и управления в машиностроительных производственных системах / Н.А. Семенов, Г.Б. Бурдо // Программные продукты и системы. – 2019. – №1. –С. 134-140.

    [8] Информационно-интеллектуальная система проектирования лесотранспортных сетей / В.В. Никитин [и др.] // Автоматизация. Современные технологии. – 2022. – Т. 76, № 4. – С. 185-188.

    [9] Автоматизированное проектирование продольного профиля лесовозных автомобильных дорог с учётом влияния зрительно плавных и изломанных линий / А.О. Боровлев [и др.] // Автоматизация. Современные технологии. – 2021. – Т. 75, № 10. – С. 450-453.

    [10] Великанов, С.А. Основные законы развития технических систем в сочетании с прогнозированием развития технических систем / С.А. Великанов // Молодой ученый. – 2018. – №21(207). – С. 26-34.

    [11] Bakirova, L.R. Software-technical complex for the development and maintenance of automatic control systems of technological processes / L.R. Bakirova, S.N. Huseynov // Black Sea Scientific Journal of Academic Research. – 2019. – Т. 51, №8. – С. 4-9.

    [12] Лемешкина, В.Р. Дерево решений как метод принятия управленческого решения / В.Р. Лемешкина // Аллея науки. – 2022. –Т.1, №2(65). – С. 375-380.

    [13] Мунтян, Е.Р. Реализация нечеткой модели взаимодействия объектов сложных технических систем на основе графов / Е.Р. Мунтян // Программные продукты и системы. – 2019. – №3. – С. 411-418.

    [14] Бочков, А.П. Оценка согласованности и совместимости технических систем в составе сложных организационно-технических систем / А.П. Бочков, А.М. Барановский, Р.Г. Гильванов // Системы управления, связи и безопасности. – 2020. – №1. – С. 284-301.

    [15] Палюх, Б.В. Реализация экспертной системы для оценки инновационности технических решений / Б.В. Палюх, В.К. Иванов, И.В. Образцов // Программные продукты и системы. – 2019. – №4. – С. 696-707.

    [16] Pozin, B.A. Requirements traceability as the basis for designing a functional and logical architecture of a software system / B.A. Pozin, G.N. Tsiperman // Proceedings of the Institute for System Programming of the RAS. – 2022. – V. 34, №1. – P. 23-34.

    [17] Valeev, S.S. Analysis of business processes in a distributed organizational and technical system based on snapshots / S.S. Valeev, N.V. Kondratyeva // Computational Technologies. – 2023. – V. 28, №1. – С. 41-47.

    [18] Thumbakara, R.K. Subdivision graph, power and line graph of a soft graph / R.K. Thumbakara, B. George, J. Jose // Communications in Mathematics and Applications. – 2022. – Т. 13, №1. – С. 75-85.

    [19] Повышение эффективности лесовозных автомобильных дорог / А.О. Боровлев [и др.] // Современные наукоемкие технологии. - 2021. - №4. - С. 9-13.

    [20] Попов, В.Н. Построение информационно-аналитического комплекса для распределенных информационно-телекоммуникационных систем / В.Н. Попов, А.Б. Алыков, В.В. Покасов // Вычислительные технологии. – 2007. – Т.12, №1. – С. 34-41.

    [21] Ицкович, Э.Л. Проведение работ по автоматизации производства: роль инжиниринга в автоматизации технологического производства / Э.Л. Ицкович // Автоматизация в промышленности. – 2017. – №8. – С. 3-7.

    [22] Sadrfaridpour, E. Engineering fast multilevel support vector machines / E. Sadrfaridpour, T. Razzaghi, I. Safro // Machine Learning. – 2019. – V. 108, №11. – P. 1879-1917.

    [23] Итскович, Э.Л. Проведение работ по автоматизации производства: метод объективного выбора системы автоматизации для конкретного технологического агрегата / Э.Л. Итскович // Автоматизация в промышленности. – 2017. – №9. – С. 5-10.

  • С. 35-42.

DOI: 10.12737/2219-0767-2024-17-1-42-56

В.Г. Горбунов1, О.Л. Бордюжа1, А.А. Пак2

Сравнительный анализ методов «Прометей» и нечетких отношений в условиях принятия решений
  • 1Воронежский государственный университет инженерных технологий, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript., Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

    2ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет», Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

  • Рассматриваются вопросы исследования двух методов принятия решений. В статье приводится алгоритм выбора различных типов критериев функций предпочтения, которые дают парную оценку значений альтернатив. Определяются индексы предпочтений альтернатив для всех критериев, и строится матрица этих индексов. Используется граф взвешенного превосходства для всех альтернатив по матрице индексов. Определяются выходные и входные потоки для оценки доминирования альтернатив. Эти потоки обеспечивают ранжирование альтернатив в полном упорядочении. Другой метод представляет оценку альтернатив с использованием нечетких отношений. Даны определения функции полезности для заданных альтернатив. Показаны распределения нормированных оценок по упорядоченной шкале. Рассмотрены парные оценки альтернатив. Принятие решений для двух методов показано на примере проектирования участка цеха, который оценивается по шести критериям для трех альтернатив. Так, в приведенном примере, приведены величины индексов предпочтений для каждой пары альтернатив, представлены оценки выходных и входных потоков, и показан ряд предпочтений альтернатив. Для нечетких отношений приведены функции полезности и парные оценки альтернатив. Приведены оценки доли превосходства для критериев по различным методам. Показаны структуры критериев для методов, где наблюдается эквивалентность значений и различия в процессе принятия решений. Сделаны выводы за счет каких особенностей наблюдаются расхождения в оценках и на каких этапах для разных методов. Даны рекомендации по использованию результатов анализа для ЛПР. Применение результатов данного исследования на практике позволит существенно повысить эффективность принятия решений.
  • Ключевые слова — Метод принятия решений, критерий, альтернатива, функции полезности, индексы предпочтения, доминирование, эффективность, анализ.

  • [1] Управление качеством учебного процесса / В.Г. Горбунов, О.Л. Бордюжа, В.В. Лавлинский, Д.В. Байбеков // Моделирование систем и процессов. – 2023. – Т. 16, №2. - С. 14-25. - DOI: 10.12737/2219-0767-2023-16-2-14-25.

    [2] Горбунов, В.Г. Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «Теория информационных процессов и систем» для студентов направления 09.03.02 Информационные системы и технологии всех форм обучения / В.Г. Горбунов. – Воронеж, 2022. – 51 с.

    [3] Математические модели и методы оптимизации : практикум / С.А. Олейникова [и др.]. – Воронеж, 2023. – 104 с.

    [4] Scheerens, J. Evaluating educational quality: Models and challenges / J. Scheerens // Quality Assurance in Education. – 2018. – Т. 26(3). – Рр. 267-284. – DOI: 10.1108/QAE-07-2017-0052.

    [5] Li, L. Evaluating the teaching quality of Chinese universities based on DEA-Malmquist index: The roles of heterogeneity and diversity / L. Li, L. Yang, C. Li // Journal of Cleaner Production. – 2020. – Т. 279. – С. 123654. – DOI: 10.1016/j.jclepro.2020.123654.

    [6] Белянин, А.В. Моделирование управления качеством обучения студентов на основе системного подхода / А.В. Белянин, А.В. Романюк, Л.М. Козак // Вестник Харьковского национального университета радиоэлектроники. – 2021. – Т. 23, № 2. – С. 134-142. – DOI: 10.15421/192114.

    [7] Al-Shehri, A. Applying Six Sigma to improve the quality of higher education: A case stud / A. Al-Shehri, N. Hatami // Total Quality Management & Business Excellence. –2019. – Т. 30(11-12). – Pp. 1276-1289. – DOI: 10.1080/14783363.2017.1418965.

    [8] Белоусова, Е.С. Система управления качеством образовательного процесса на основе применения современных методов / Е.С. Белоусова, Е.В. Кузнецова // Научный вестник Российского государственного социального университета. – 2019. – №4. – С. 49-55. – DOI: 10.24411/2541-9051-2019-00005.

    [9] Lashgari, M. Evaluation of e-learning system quality: A fuzzy approach. / M. Lashgari, S Sadat Shafaatian, H. Ranjbar // Computersin Human Behavior. – 2019. – №91. – Pp. 150-161. – DOI: 10.1016/j.chb.2018.09.032.

    [10] Зиновьева, Л.П. Качество учебного процесса: управление и оценка / Л.П. Зиновьева, А.И. Кондаков, О.В. Мамонова // Научно-методический электронный журнал «Концептуальное развитие управления образованием». – 2019. – № 1. – С. 13-22. – DOI: 10.14486/crmu.v0i1.583.

    [11] Миронов, В.Н. Управление качеством учебного процесса на основе моделирования и анализа системы / В.Н. Миронов, О.В. Чухрай // Известия вузов. Машиностроение. – 2021. – Т. 64, № 6. – С. 529-536. – DOI: 10.18698/0536-1044-2021-6-529-536.

    [12] Жернакова, Е.А. Оценка качества учебного процесса в высшей школе / Е.А. Жернакова, Е.А. Тарасова, Н.А. Коренева // Известия ПГУ. Серия Естественные науки. – 2021. – Т. 6, № 6(83). – С. 145-151. – DOI: 10.25587/SNP.2021.6.62894.

    [13] Кондаков, А.И. Система управления качеством учебного процесса в современном вузе / А.И. Кондаков, Л.П. Зиновьева, О.В. Мамонова // Вестник Пензенского государственного университета. – 2019. – № 4. – С. 483-495. – DOI: 10.21603/2500-3372-2019-4-483-495.

    [14] Гайбуллин, Р.И. Методика управления качеством учебного процесса на основе оценки компетентностей студентов / Р.И. Гайбуллин, Э.В. Харисов, Р.И. Рахимов // Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Технические науки. – 2020. – Т. 27, № 4. – С. 20-29. – DOI: 10.31652/2076-5817-2020-4(27)-20-29.

    [15] Абасова, А.А. Оценка эффективности управления качеством образования в вузе / А.А. Абасова, З.А. Широкова // Вестник Челябинского государственного университета. – 2020. – №38. – С. 6-17. – DOI: 10.24411/1993-4316-2020-10001.

    [16] Буданцева, Н.А. Методические подходы к оценке качества образовательных программ / Н.А. Буданцева, Е.В. Грачева, А.Е. Калашников // Образование и наука. – 2019. – № 8. – С. 36-52. – DOI: 10.17853/1994-5639-2019-8-36-52.

    [17] Давыдова, М.М. Оценка качества образовательного процесса в вузе на основе системного подхода / М.М. Давыдова, С.В. Чалдыбина // Вестник Иркутского государственного университета. – 2021. – №35. – С. 98-108. – DOI: 10.26516/2304-1226.2021.35.98.

    [18] Кузнецов, В.В. Моделирование процесса управления качеством образования в высшем учебном заведении / В.В. Кузнецов, Н.В. Куликова // Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Экономика. – 2021. – Т. 21, № 2. – С. 167-180. – DOI: 10.22363/2313-2329-2021-21-2-167-180.

    [19] Demetriadis, S. Analyzing and improving the quality of onlinel earning: A data analytics approach / S. Demetriadis, I. Vlahavas // Computers & Education. – 2021. – Т. 156. – С. 104045. – DOI: 10.1016/j.compedu.2020.104045.

    [20] Методы и модели принятия решений в задачах оценки качества и технического уровня сложных технических систем / С.С. Семенов, Е.М. Воронов, А.В. Полтавский, А.В. Крянев. – М. : Ленанд, 2019. – 516 с.

    [21] Андрейчиков, А.В. Системный анализ стратегических решений в инноватике. Математические, эвристические и интеллектуальные методы системного анализа инноваций / А.В. Андрейчиков, О.Н. Андрейчикова. – М. : Книжный дом «ЛИБРОКОМ», 2013. – 304 с.

    [22] Калугина, А.В. Система поддержки принятия решений в цифровой металлографии / А.В. Калугина, Н.В. Мамоненко, Е.Е. Ковшов // Современные наукоемкие технологии. – 2022. – № 1. – С. 53-58.

    [23] Пегат, А. Нечеткое моделирование и управление / А. Пегат. – М.: Бином. Лаборатория знаний, 2009. – 798с.

    [24] Brans, J. PROMETHEE methods / J. Brans, B. Marschal // Multiple Criteria Decision Analysis: State of the Art Surveys. – 2005. – Pp. 163-196.

  • С. 42-56.

DOI: 10.12737/2219-0767-2024-17-1-57-65

А.Н. Карелин 1

Решение задач тепло- и массообмена в технических объектах на основе компьютерного моделирования
  • 1ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова», Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

  • Цель работы – это провести необходимые теоретические изыскания и практические исследования для возможности применения современных методов вентилирования помещений или использования данных методов в различных технических установках промышленного предприятия. Исследование основано на изучении аэродинамических характеристик объекта (затесненного промышленного помещения) в реперных точках. Научная новизна работы состоит в использовании запатентованных технологий (первоначально предложенный автором, а затем запатентованный – ответственным исполнителем темы, гидроаэродинамический трансформатор) и оборудования для решения этих задач для применения в промышленных предприятиях. Результаты научных исследований могут представлять интерес для самого широкого круга специалистов и ученых в основном для автоматизации промышленного производства. Методы исследований основываются на методах теории подобия (критерия подобия Рейнольдса) и дифференциальных уравнений. Сформирован математический подход к моделированию исследуемой системы и тепло- массообменных процессов, происходящих в объектах промышленного производства. Разработан общий методологический подход и схема исследовательской установки промышленного объекта, построена модель на основе регрессионных уравнений второго порядка. На основе математических моделей и подтвержденных теоретических результатов при экспериментальных исследованиях эмпирическим путем визуализированы распределения газожидкостных потоков. Рассмотрена интенсификация тепло- и массообмена в тепловыделяющей сборке промышленного объекта.
  • Ключевые слова — Турбулентные закрученные потоки, Рейнольдс, газожидкостные смеси, тепло- и массообмен.

  • [1] Патент RU 171253 U1 РФ. Система гидроаэродинамической трансформации : № 2016115986 : заявл. 22.04.2016 ; опубл. 25.05.2017 / А.Н. Карелин ; заявитель и патентообладатель Карелин А.Н. – 6 с.

    [2] Работоспособность механических демпферов крутильных колебаний судовых двигателей внутреннего сгорания / К. Сибряев, М. Покусаев, М. Горбачев, А. Ибадуллаев // Вестник Астраханского государственного технического университета. Серия: Морская техника и технология. – 2022. – №1. – С. 35-41. – DOI: 10.24143/2073-1574-2022-1-35-41.

    [3] Лобанов, Н.В. История создания и развития звездообразных дизелей М-500. Часть 1. От авиационных дизелей к судовым / Н.В. Лобанови // Молодой ученый. – 2018. – № 52 (238). – С. 226-227.

    [4] Маршалова, Г.С. Свободно-конвективный теплообмен на круглоребристых трубах и пучках из них / Г.С. Маршалова, А.Б. Сухоцкий, В.Б. Кунтыш // Инженерно-физический журнал. – 2023. – Т. 96, № 4. – С. 1091-1105.

    [5] Моделирование процесса теплообмена в пластине с переменными теплофизическими свойствами / К.В. Губарева [и др.] // Научное обозрение. Технические науки. – 2020. – № 6. – С. 52-57.

    [6] Фирсов, А.Н. О методах теории подобия и размерности / А.Н. Фирсов, А. Журавская // Системный анализ в проектировании и управлении : сборник научных трудов XXIV Международной научной и учебно-практической конференции: в 3 ч. – Санкт-Петербург, Издательство: Политех-Пресс, 2020. – Ч. 2. – С. 121-130.

    [7] Шмаль, В.Н. Математическое моделирование в области кибернетических систем / В.Н. Шмаль, А.А. Лобанова, А.А. Баранов // Дневник науки. – 2021. – №1(49). – C.29.

    [8] Лисичкин, В.Т. Математика в задачах с решениями: учебное пособие / В.Т. Лисичкин, И.Л. Соловейчик. – М.: «Лань», 2020. – 464 с.

    [9] Развитие теорий подобия для физико-химических процессов / М.Е. Логинова [и др.] // История и педагогика естествознания. – 2022. – № 4. – С. 39-42.

    [10] Гусев, А.А. Основы гидромеханики: учебное пособие для вузов / А.А. Гусев. – Москва: Юрайт, 2023. – 56 с.

    [11] Крамаренко, Н.В. Обзор способов вывода критериев подобия в механике / Н.В. Крамаренко // Вестник Самарского государственного технического университета. Серия «Физико-математические науки». – 2021. – Т. 25, №1. – С.163-192.

    [12] Чернов, И.А. Трактовка решения Седова как серии промежуточных асимптотик в течении от сильного взрыва / И.А. Чернов // Изв. вузов «ПНД». – 2020. – Т. 18, № 4. – С. 33 - 43.

    [13] Построение детерминированных и стохастических моделей для анализа и управления технологическими процессами / В.Н. Корешков, Н.А. Кусакин, И.М. Хейфец, С.Н. Анкуда // Известия национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наук. – 2015. – No 3. – С. 114-123.

    [14] Границы безотрывного обтекания тел вращения с носовой частью в виде полукаверны Рябушинского / Е.Н. Кузнецов, В.Ю. Лунин, А.В. Панюшкин, И.Л. Чернышёв // Авиационная и ракетно-космическая техника. – 2018. – Т. 25, № 4. – С. 7 - 15.

    [15] П. Булат. О проблеме запуска авиационных ракет из отсеков на сверхзвуковой скорости (часть 3). И все-таки он перехватчик! – URL: https://otvaga2004.ru/kaleydoskop/kaleydoskop-air/zapusk-raket-na-sverxzvuke-3/?ysclid=ltt0pjmaeo500124136(дата обращения: 12.01.2024).

    [16] Пузырьки в проточном акустическом резонаторе / Т.С. Викулова [и др.] // Акустический журнал. – 2023. – T. 69, № 1. – С. 7 - 12.

    [17] Калашник, М.В. Неустойчивость сдвигового течения на конечном временном промежутке / М.В. Калашник // Известия РАН. Физика атмосферы и океана. – 2023. – T. 59, № 2. – С. 165-172.

    [18] Качур, С.А. Управление энергораспределением ядерного реактора на основе сетей Петри / С.А. Качур // Энергетические установки и технологии. – 2019. – Т. 5, № 1. – С. 14-20.

    [19] Сравнение эффективности применения устройств, закручивающих поток, для снижения гидравлических потерь / И.И. Чемезов [и др.] // Актуальные проблемы современной науки и образования : сборник научных трудов Всероссийской научно-практической конференции аспирантов и молодых ученых. – Димитровград, 2021. – С. 81-85.

    [20] Лобанов, И.Е. Теоретическое аналитическое решение задачи о стационарном докритическом течении газообразного теплоносителя в разветвлениях трубопроводов теплообменных аппаратов / И.Е. Лобанов // Вестник Брянского государственного технического университета. Транспортное машиностроение. – 2019. – №9(82). –С. 25 - 35.

    [21] Карелин, А.Н. Натурное моделирование межмашинного руслового канала для проведения исследований аэродинамики турбулентного воздушного потока / А.Н. Карелин // Нелинейные задачи теории гидродинамической устойчивости и турбулентность : сборник материалов XXII Международной конференции. – М.: Издательство МГУ, 2016. – С. 80-81.

    [22] Карелин, А.Н. Гидродинамика и интенсификация теплообмена в сборках ядерных реакторов / А.Н. Карелин // Нелинейные задачи теории гидродинамической устойчивости и турбулентность : сборник материалов XXI Международной конференции. – М.: Издательство МГУ, 2014. – С. 100-103.

    [23] Карелин, А.Н. Математическая модель взаимодействия турбулентных потоков / А.Н. Карелин // Нелинейные задачи теории гидродинамической устойчивости и турбулентность : сборник тезисов докладов XXIII международной конференции, 2018. – С. 53 – 54.

    [24] Карелин, А.Н. Аэродинамика турбулентного воздушного потока – акустические характеристики (Рейнольдс) : Нелинейные задачи теории гидродинамической устойчивости и турбулентность : сборник тезисов докладов XXIV Международной конференции. – М.: Издательство МГУ, 2020. – С. 50.

    [25] Modeling Approaches and Computational Methods for Particle-laden Turbulent Flows ; eds: S. Subramaniam, S. Balachandar. – Elsevier, 1st Edition - October 20, 2022. –570 p.

    [26] Results from particle-resolved simulations ; in S Submaniam & S Balachandar (eds) / A. Chouippe [et al.] // Modeling Approaches and Computational Methods for Particle-laden Turbulent Flows. Computation and Analysis of Turbulent Flows. – Elsevier, 2023. – Pp. 185-216. – DOI: 10.1016/B978-0-32-390133-8.00014-1.

    [27] Tang, Y. Multiscale modeling of gas-fluidized beds ; in S Subramaniam & S Balachandar (eds) / Y. Tang, J. Kuipers // Modeling Approaches and Computational Methods for Particle-laden Turbulent Flows. –Elsevier, 2023. – Pp. 483-536. – DOI: 10.1016/B978-0-32-390133-8.00022-0.

    [28] Results from particle-resolved simulations. in S Submaniam & S Balachandar (eds) / A. Chouippe // Modeling Approaches and Computational Methods for Particle-laden Turbulent Flows. Computation and Analysis of Turbulent Flows, – Elsevier, 2023. – Pp. 185-216. – DOI: 10.1016/B978-0-32-390133-8.00014-1.

  • С. 57-65.

DOI: 10.12737/2219-0767-2024-17-1-65-72

О.В. Курипта1, О.В. Минакова1, И.В. Поцебнева1

Архитектурное решение проектирования сервисов пространственно-временной навигации в образовательных учреждениях
  • 1ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет (ВГТУ)», Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

  • В работе представлено архитектурное решение проблемы включения навигационных сервисов в уже существующую информационную систему университета. Актуальность исследования обусловлена современным развитием технологий внутренней навигации и широкой распространённостью мобильных сервисов. Постановка задачи рассматривает многоуровневую архитектуру ИС университета и ее функциональную логическую модель применительно к концепции создания адаптивной образовательной среды. Исходя из этого обосновывается необходимость использования микросервисов и API для пространственно-временной навигации в университетской среде. Представленное обоснование выбранных проектных решений основано на предложенном обобщенный сценарий внутренней навигации в ВУЗе, включающий постановку и построение маршрутов. Движение в университете определяется расписанием мероприятий, что подразумевает пространственно-временное отслеживание в зависимости от роли пользователя и инфраструктуры зданий. Обобщение нашего опыта реализации различных приложений, использующих навигацию и локацию, а также результаты проведенного моделирования вариантов использования с различных точек зрения позволили построить доменную модель. Доказано, что такая организация модели данных может быть сгенерирована из информационной структуры портала и других внешних систем. На основе описанных проектных решений разработана микросервисная архитектура системы пространственно-временной навигации с общедоступным API. Ключевым преимуществом такого подхода является не только широкие возможности поддержки различных мероприятий университета, но и создание инфраструктурных механизмов для модернизации и развития информационно-образовательной экосистемы.
  • Ключевые слова — Микросервисная архитектура, модель данных, навигационный сервис, общедоступное API, расписание мероприятий.

  • [1] Разработка обучающей системы для углубленного изучения дисциплины "Информационные системы управления" / В.К. Зольников [и др.] // Моделирование информационных систем и технологий : сборник материалов Международной научно-практической конференции. – Воронеж, 2022. – С. 120-129. – DOI: 10.58168/MIST2022_120-129.

    [2] Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ RU 2023669055. Навигатор первокурсника ВГТУ : № 2023667759 : заявл. 25.08.2023 ; опубл. 07.09.2023 / В.Ю. Богданов, О.В. Минакова ; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВО «ВГТУ».

    [3] Mustansir, A. Towards automatic business process redesign: an NLP based approach to extract redesign suggestions / A. Mustansir, Kh. Shahzad, M.K. Malik // Automated Software Engineering. – 2022. – Т. 29, № 1. – С. 1-24. – DOI: 10.1007/s10515-021-00316-8.

    [4] Оксюта, О.В. Анализ подходов и алгоритмов для решения задачи распознавания объектов / О.В. Оксюта, С. Ле, К.О. Медведев // Моделирование информационных систем : сборник материалов Международной научно-практической конференции. – Воронеж, 2021. – С. 185-193. – DOI: 10.34220/MIS185-193.

    [5] Жидких, Н.С. Разработка v-модели управления проектами по созданию новых моделей автомобилей с применением технологий цифровых двойников / Н.С. Жидких, И.В. Поцебнева, А.В. Смольянинов // Качество и жизнь. – 2023. – № 2 (38). – С. 3-9. – DOI: 10.34214/2312-5209-2023-38-2-03-09.

    [6] A Systematic review of augmented reality in multimedia learning outcomes in education / H.F. Hanafi [et al.] // Lecture Notes in Computer Science. – 2021. – Т. 12616. – С. 63-72. – DOI: 10.1007/978-3-030-68452-5_7.

    [7] When logics of learning conflict: an analysis of two workplace-based continuing education programs / P. Rowland [et al.] / Advances in Health Sciences Education. – 2020. – Т. 25, № 3. – С. 673-689. – DOI: 10.1007/s10459-019-09952-y.

    [8] Минакова, О.В. Метод формирования качественных показателей проектных групп на основе построения иерархической системы оценивания личных достижений претендентов / О.В. Минакова, О.В. Курипта, И.В. Поцебнева // Качество и жизнь. – 2022. – № 2 (34). – С. 29-37. – DOI: 10.34214/2312-5209-2022-34-2-29-37.

    [9] Оксюта, О.В. Качество образования обучаемых в среднетехнических образовательных учреждениях / О.В. Оксюта, Д.С. Нестерова // Современные аспекты моделирования систем и процессов : сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции. – Воронеж, 2021. – С. 83-88. – DOI: 10.34220/MAMSP_83-88.

    [10] Гусев, К.Ю. Информационное обеспечение систем управления / К.Ю. Гусев, П.Ю. Гусев, С.Ю. Вахмин. – Воронеж, 2019. – 131 с.

    [11] Designing mobile app «digital professional navigation» (dpn) for self-determination of schoolchildren and university students on the basis of a multidisciplinary university / D.V. Tikhonov [et al.] // Lecture Notes in Networks and Systems. – 2022. –Т. 389. – С. 951-959. – DOI: 10.1007/978-3-030-93904-5_92.

    [12] Разработка математической модели оптимизации процесса обучения курсантов силовых структур в высших учебных заведениях как сложной системы / В.И. Сумин [и др.] // Моделирование систем и процессов. – 2023. – Т. 16, № 3. – С. 70-78. – DOI: 10.12737/2219-0767-2023-16-3-70-78.

    [13] Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ RU 2023661036. Сервер расписания мероприятий университета : № 2023618815 : заявл. 03.05.2023 ; опубл. 25.05.2023 / П.С. Гуляев, О.В. Минакова ; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВО «ВГТУ».

    [14] Оксюта, О.В. Анализ больших данных в информационных системах: методы и инструменты / О.В. Оксюта, А.М. Тюнина, Д.Р. Брославский // Новые аспекты моделирования систем и процессов : сборник материалов Международной научно-практической конференции. – Воронеж, 2023. – С. 380-389. – DOI: 10.58168/NAMSP_380-389.

    [15] Гусев, П.Ю. Разработка принципов формирования структуры объектов в имитационных моделях / П.Ю. Гусев, М.И. Чижов, Ю.С. Скрипченко // Информатика: проблемы, методы, технологии : сборник материалов XX Международной научно-методической конференции. – Воронеж, 2020. – С. 1739-1744.

    [16] Новикова, Т.П. Архитектура информационных систем : учебное пособие / Т.П. Новикова, О.В. Оксюта, К.В. Зольников. – Воронеж, 2018. – 119 с.

    [17] Saidani, I. Improving the prediction of continuous integration build failures using deep learning / I. Saidani, A. Ouni, M.W. Mkaouer // Automated Software Engineering. – 2022. – Т. 29, № 1. – С. 1-61. – DOI: 10.1007/s10515-021-00319-5.

    [18] Integrating quality management systems (TQM) in the digital age of intelligent transportation systems industry 4.0 / M.-S. Akhmatova, A. Deniskina, D.-M. Akhmatova, L. Prykina // Transportation Research Procedia. – 2022. – Т. 63. – Pp. 1512-1520.

    [19] BPM supported model generation by contemplating key elements of information security / M. Mythily, S. Saha, S. Selvam, I.T.J. Swamidason // Automated Software Engineering. – 2022. – Т. 29, № 1. – Pp. 1-23. – DOI: 10.1007/s10515-022-00321-5.

    [20] Кольцов, А.С. Организация распределенной инфокоммуникационной сети учреждений ФСИН России на основе иерархической структуры / А.С. Кольцов, П.Ю. Гусев // Вестник Воронежского института ФСИН России. – 2023. – № 2. – С. 57-65.

  • С. 65-72.

DOI: 10.12737/2219-0767-2024-17-1-73-84

А.А. Мещерякова1

Разработка автоматизированной системы управления мобильным роботом
  • 1ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

  • В современных условиях, когда автоматизация становится всеобщей, на рынке представлено множество различных названий и компаний-производителей систем автоматизированного управления. Эти системы включают в себя различные устройства, такие как объекты связи, многофункциональные платы для ввода-вывода сигналов, разнообразные контроллеры, интеллектуальные и неинтеллектуальные датчики, исполнительные устройства, одноплатные компьютеры для промышленного использования и другие устройства. В данной области существует множество компаний и наименований, предлагающих свои продукты и решения. Предприятия, такие как Siemens, Schneider Electric, ABB, Rockwell Automation, Honeywell и многие другие. Автоматизированная система управления мобильным роботом позволяет осуществлять управление в ручном и в автоматическом режиме под непосредственным контролем квалифицированного работника. Основная идея при разработке системы автоматического управления мобильными роботами заключается в том, что робот перемещается по складским помещениям предприятия без участия человека, транспортируя грузы разных габаритов и выбирая оптимальную траекторию движения. Главным преимуществом мобильных роботизированных платформ является их универсальность. Мобильные платформы можно использоваться для выполнения множества задач, таких как транспортировка грузов в ограниченном пространстве или картографирование местности. В зависимости от характеристик каждой мобильной платформы можно создавать системы управления для выполнения конкретной задачи.
  • Ключевые слова — Автоматизированная система управления, робот, моделирование, алгоритм, контроллер.

  • [1] Девятов, Д.А. Замена рабочего сборщика промышленным роботом, выбор робота для изделия, составления маршрута сборки сетями Петри / Д.А. Девятов, В.О. Яковлев // Студенческий. – 2022. – № 42, 2 (212). – С. 51-54.

    [2] Кузнецов, К.Д. Автоматизированные роботы для складских работ / К.Д. Кузнецов, А.А. Мещерякова // Современные вопросы автоматизации и систем управления в технических, организационных и экономических системах : сборник материалов Национальной научно-практической конференции студентов и молодых ученых. – Воронеж, 2023. – С. 129-133.

    [3] Lin, M.C. Efficient Collision Detection for Animation and Robotics / M.C. Lin. – Berkeley Department of Electrical Engineering and Computer Science, University of California, 1993. – 159 p.

    [4] Ericson, C. Real-time Collision Detection. The Morgan Kaufmann Series in Interactive 3-D Technology / C. Ericson. – CRC Press, - 2004. – 632 p.

    [5] Andersen, K.A. A survey of algorithms for construction of optimal Heterogeneous Bounding Volume Hierarchies : Technical Report / K.A. Andersen, C. Bay. – Copenhague, Denmark: Department of Computer Science, University of Copenhagen, 2006, - 32 p.

    [6] Золотов, В.А. Современные методы поиска и индексации многомерных данных в приложениях моделирования больших динамических сцен / В.А. Золотов, В.А. Семенов // Труды ИСП РАН. –– Т. 25, № 13. – С. 381-416. – DOI: 10.15514/ISPRAS-2013-24-17.

    [7] Золотов, В.А. Перспективные схемы пространственно-временной индексации для визуального моделирования масштабных индустриальных проектов / В.А. Золотов, В.А. Семенов //. Труды ИСП РАН. – 2014. – Т. 26, № 2. – С. 197-230. – DOI: 10.15514/ISPRAS-2014-26(2)-9.

    [8] Золотов, В.А. Исследование методов пространственного индексирования динамических сцен на основе регулярных октодеревьев / В.А. Золотов, К.С. Петрищев, В.А. Семенов // GraphiCon : сборник трудов 25-й международной конференции. – М., 2015. – С. 115-122.

    [9] Pungotra, H. Collision Detection and Merging of Deformable B-spline Surfaces in Virtual Reality Environment / H. Pungotra. – Canada, The Univeristy of Western Ontario, 2010. – 180 p.

    [10] Sandqvist, J. Collision detection using boundary representation, BREP / J. Sandqvist. – Sweden, Umeå University, 2015. - 54 p.

    [11] Su, C.J. New collision detection method for CSG-represented objects in virtual manufacturing / C.J. Su, F. Lin, L. Ye // Computers in Industry. – 1999. – Vol. 40, № 1. – Pp. 1–13.

    [12] Klein, J. Point cloud collision detection / J. Klein, G. Zachmann // Proc. Eurographics. – 2004. – Pp. 567–576.

    [13] Зотов, М.М. Передовые решения в области складских автономных робототехнических систем / М.М. Зотов, А.А. Жиленков // Оборонный комплекс - научно-техническому прогрессу России. – 2023. – № 1 (157). – С. 46-52.

    [14] Верещагина, С.А. Промышленные роботы. Робот FANUC модели R2000IB / С.А. Верещагина // Молодежная наука в развитии регионов. – 2020. – Т. 1. – С. 236-238.

    [15] Бобырь, М.В. Способ очувствления мобильного робота с использованием системы стереозрения для управления мобильным роботом / М.В. Бобырь, С.А. Кулабухов, А.Е. Архипов // Оптико-электронные приборы и устройства в системах распознавания образов, обработки изображений и символьной информации. Распознавание – 2018 : сборник материалов XIV международной научно-технической конференции. – Курск, 2018. – С. 61-64.

    [16] Управление машинами и роботами: создание баз знаний для миварных систем принятия решений роботов и автомобилей / Д.В. Аладин [и др.] // XXXI Международная инновационная конференция молодых ученых и студентов по проблемам машиноведения (МИКМУС – 2019) : сборник трудов конференции. – М., 2020. – С. 720-723.

    [17] Цюй, Д. Разработка управления мобильным роботом на основе колесного робота P3-DX / Д. Цюй // Техника и технология. – 2008. – № 1. – С. 8-10.

    [18] Росс, Г.В. Модель интеллектуального планирования поведения робота в коллективе роботов / Г.В. Росс, В.А. Конявский, В.В. Медведев // Прикладная информатика. – 2023. – Т. 18, № 1 (103). – С. 65-81.

    [19] Чадеев, В.М. Иерархическая модель технологического процесса изготовления роботов с использованием роботов / В.М. Чадеев, Н.И. Аристова // Управление в технических, эргатических, организационных и сетевых системах : сборник материалов конференции. – СПб., 2012. – С. 618-621.

    [20] Архипов, М.В. Промышленные роботы: управление манипуляционными роботами : учебное пособие / М.В. Архипов, М.В. Вартанов, Р.С. Мищенко. – М., 2020. –234 c.

    [21] Илюхин, Ю.В. Локализация, картографирование и управление мобильными роботами при их взаимодействии в составе группы «наземный робот – БПЛА» / Ю.В. Илюхин, И.Э. Дейнекин // Мехатроника, автоматика и робототехника. – 2023. – № 11. – С. 79-83.

    [22] Глазунов, В.А. Роботы параллельной структуры - альтернатива антропоморфным роботам / В.А. Глазунов, С.В. Хейло // Естественный и искусственный интеллект. методологические и социальные проблемы : сборник научных трудов. – М., 2011. – С. 201-210.

    [23] Мокрушина, Л.Н. Автоматный подход для управления мобильным роботом / Л.Н. Мокрушина, Д.М. Коробейников // XI итоговая студенческая научная конференция Удмуртского государственного университета : сборник материалОв всероссийской конференции. - Ижевск, 2023. – С. 27-29.

    [24] Фрейре, К.Ф.Р. Исследование динамики управляемого движения мобильного колесного робота по заданной траектории : специальность 01.02.06 – Динамика, прочность машин, приборов и аппаратуры : автореф. дис. … канд. техн. наук / Фрейре Каррера Фаусто Родриго. – Курск, 2007. – 39 с.

    [25] Алгоритмы интеллектуального управления реконфигурируемыми роботами в компоновке колеса и многоагентными системами на их основе / С.В. Манько, В.М. Лохин, Н.В. Крайнов, А.Н. Малько // Мехатроника, автоматизация, управление. – 2022. – Т. 23, № 8. – С. 420-429.

    [26] Аристов, И.С. Координация работы автономных транспортных роботов / И.С. Аристов, А.В. Артамонов // Вестник научных конференций. – 2017. – № 4-5 (20). – С. 16-17.

    [27] Belokopytov, M.D. Collaborative robots / M.D. Belokopytov, S.A. Avdeyko // Proceedings of Young Scientists and Specialists of Samara University. – 2022. – № 2 (21). – С. 160-164.

    [28] Андраханов, С.В. Алгоритмизация процесса моделирования для решения задач оптимизации управления мехатронно-модульными роботами / С.В. Андраханов // Информационные технологии моделирования и управления. – 2013. – № 5 (83). – С. 474-480.

    [29] Литвинов, Ю.В. Применение DSM-платформы QREAL при разработке среды программирования роботов QREAL: ROBOTS / Ю.В. Литвинов // Системное программирование. – 2012. – Т. 7, № 1. – С. 161-186.

    [30] Шмаков, О.А. Змеевидный робот для перемещения в ограниченных пространствах / О.А. Шмаков // Экстремальная робототехника. – 2024. – № 1 (34). – С. 92-98.

    [31] Крылов, М.И. Создание мобильного робота с голосовым управлением / М.И. Крылов, В.Д. Филимонова // ЭНЕРГИЯ-2016 : сборник материалов конференции. – Иваново, 2016. – С. 83-85.

    [32] Мешковский, Е.О. Построение математической модели четырёхколёсного мобильного робота с двумя дифференциальными приводными блоками / Е.О. Мешковский, А.Д. Курмашев // Инновации и инвестиции. – 2020. – № 2. – С. 113-118.

    [33] Обнаружения объектов на основе глубоких нейронных сетей в задаче навигации автономного мобильного робота / М.Т. Найнг [и др.] // Современная наука: актуальные проблемы теории и практики. Серия: Естественные и технические науки. – 2021. – № 4. – С. 128-134.

    [34] Тиверовский, В.И. Роботы, роботизация, новые системы и технологии в зарубежной складской логистике / В.И. Тиверовский // Транспорт: наука, техника, управление. Научный информационный сборник. – 2021. – № 10. – С. 36-40.

    [35] Казаков, К.А. Обзор современных методов планирования движения / К.А. Казаков, В.А. Семенов // Труды ИСП РАН. – 2016. – Т. 28, № 4. – С. 241-294.

    [36] Оськина, Т.А. Складское оборудование и технологии для оптимизации погрузочно-разгрузочных работ на складах длительного хранения продукции / Т.А. Оськина // Инновационные технологии производства и хранения материальных ценностей для государственных нужд. – 2022. – № 17. – С. 179-187.

    [37] Роботизация и автоматизация погрузочно-разгрузочных работ / Т.Е. Мельникова, С.Е. Мельников, И.А. Асманов, Е.Ю. Фаддеева // Транспорт: наука, техника, управление. Научный информационный сборник. – 2021. – № 7. – С. 65-67.

    [38] Котельников, А.А. Сенсорное обеспечение роботы робота при дуговой сварке / А.А. Котельников, В.А. Крюков, С.В. Дмитриев // Сварочное производство. – 1999. – № 12. – С. 44-46.

    [39] Староверова, О.В. Некоторые особенности применения роботизированных технологий в складской логистике / О.В. Староверова, А.А. Андреева // Журнал исследований по управлению. – 2022. – Т. 8, № 3. – С. 39-49.

    [40] Гречушкин, И.В. Применение наземных робототехнических комплексов для проведения погрузочно-разгрузочных и транспортно-складских работ / И.В. Гречушкин, В.И. Савин // Научные проблемы материально-технического обеспечения Вооружённых Сил Российской Федерации. – 2019. – № 3 (13). – С. 103-116.

    [41] Ягфаров, Р.Р. Разработка модулей взаимодействия робота и человека, интерактивного управления, локализации и картографирования для антропоморфного робота AR-601 / Р.Р. Ягфаров, А.С. Климчик // Прогресс транспортных средств и систем – 2018 : сборник материалов международной научно-практической конференции. – Волгоград, 2018. – С. 138-140.

  • С. 73-84.

DOI: 10.12737/2219-0767-2024-17-1-84-92

О.В. Минакова1, И.В. Поцебнева1, П.Ю. Гусев1

Повышение эффективности работы в проектах Open Sourse на основе архитектурного анализа (на примере проекта Сахана)
  • 1 ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет (ВГТУ)», Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

  • В работе представлена методология вхождения в open source проект с использованием архитектурного анализа для развития навыков программирования и волонтерской деятельности с использованием архитектурного анализа. Актуальность обусловлена сложностью вхождения в совместные проекты. В качестве метода решения этой проблемы предлагается использовать архитектурный анализ по модели C4. На примере программного проекта Sahana EDEN из репозитория исходного кода описано применение данного метода. Интерес к данному проекту обусловлен как его гуманитарной целью, так и большим числом активных участников, что делает его значимым примером интеллектуального волонтерства. Для каждого шага архитектурного анализа представлено детальное описание результатов – контекстной, контейнерной и компонентной диаграммой. Проведение анализа репозитория проекта с открытым исходным кодом следует начинать с обзора структуры проекта и изучения описания, открытых вопросов, правил внесения изменений, текущих проблем и технического долга. Обоснована важность оценки собственных возможностей через изучение стандартов кодирования проекта, проблем и технического долга. Проведенные исследования показали, что проектная работа с открытым ПО позволяет совершенствовать навыки программирования на практике, получить опыт совместной деятельности и производственных коммуникаций, что позволяет рекомендовать всестороннее использование open source проектов как важной образовательной активности студента.
  • Ключевые слова — Свободное программное обеспечение, интеллектуальное волонтерство, проектная деятельность, технический долг, архитектурный анализ.

  • [1] Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ RU 2023669055. Навигатор первокурсника ВГТУ : № 2023667759 : заявл. 25.08.2023 ; опубл. 07.09.2023 / В.Ю. Богданов, О.В. Минакова ; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВО «ВГТУ».

    [2] Оксюта, О.В. Анализ подходов и алгоритмов для решения задачи распознавания объектов / О.В. Оксюта, С. Ле, К.О. Медведев // Моделирование информационных систем : сборник материалов Международной научно-практической конференции. – Воронеж, 2021. – С. 185-193. – DOI: 10.34220/MIS185-193.

    [3] Долгих, Е.О. Концептуальная модель свободно расширяемых программ обработки биомедицинских данных / Е.О. Долгих, О.В. Минакова // Оптимизация и моделирование в автоматизированных системах : сборник трудов Международной молодежной научной школы. – Воронеж, 2019. – С. 87-91.

    [4] Новикова, Т.П. Архитектура информационных систем : учебное пособие / Т.П. Новикова, О.В. Оксюта, К.В. Зольников. – Воронеж, 2018. – 119 с.

    [5] Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ RU 2023661036. ., Сервер расписания мероприятий университета : № 2023618815 : заявл. 03.05.2023 ; опубл. 25.05.2023 / П.С. Гуляев, О.В. Минакова ; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВО «ВГТУ».

    [6] Lavayssière, C. Laborem box: a scalable and open source platform to design remote lab experiments in electronics / C. Lavayssière, B. Larroque, F. Luthon // HardwareX. – 2022. – Т. 11. – С. e00301. – DOI: 10.1016/j.ohx.2022.e00301.

    [7] Оксюта, О.В. Анализ больших данных в информационных системах: методы и инструменты / О.В. Оксюта, А.М. Тюнина, Д.Р. Брославский // Новые аспекты моделирования систем и процессов : сборник материалов Международной научно-практической конференции. – Воронеж, 2023. – С. 380-389.

    [8] Pathik, B. Source code change analysis with deep learning based programming model / B. Pathik, M. Sharma // Automated Software Engineering. – 2022. – Т. 29, № 1. – С. 1-25. – DOI: 10.1007/s10515-021-00305-x/.

    [9] Оксюта, О.В. Качество образования обучаемых в среднетехнических образовательных учреждениях / О.В. Оксюта, Д.С. Нестерова // Современные аспекты моделирования систем и процессов : сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции. – Воронеж, 2021. – С. 83-88.

    [10] Кольцов, А.С. Организация распределенной инфокоммуникационной сети учреждений ФСИН России на основе иерархической структуры / А.С. Кольцов, П.Ю. Гусев // Вестник Воронежского института ФСИН России. – 2023. – № 2. – С. 57-65.

    [11] Jammoul, S.M. Open Source software usage in education and research: network traffic analysis as an example / S.M. Jammoul, V.V. Syuzev, A.M. Andreev // Handbook of Research on Engineering Education in a Global Context. Сер. «Advances in Higher Education and Professional Development». – Hershey, 2019. – С. 331-345. – DOI: 10.4018/978-1-5225-3395-5.ch028.

    [12] Dice simulation: a tool for software performance assessment at the design stage / S. Bernardi [et al/] // Automated Software Engineering. – 2022. – Т. 29, № 1. – С. 1-36. – DOI: 10.1007/s10515-022-00335-z.

    [13] Разработка математической модели оптимизации процесса обучения курсантов силовых структур в высших учебных заведениях как сложной системы / В.И. Сумин, А.С. Дубровин, С.В. Родин, В.К. Зольников // Моделирование систем и процессов. – 2023. – Т. 16, № 3. – С. 70-78. – DOI: 10.12737/2219-0767-2023-16-3-70-78.

    [14] Свидетельство о регистрации программы для ЭВМ RU 2021682132. Программный модуль информационной системы для организации учебного процесса вуза : № 2021682056 : заявл. 30.12.2021 ; опубл. 30.12.2021 / Т.В. Скворцова, С.В. Фролов, В.К. Зольников ; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВО «ВГЛТУ».

    [15] Жидких, Н.С. Разработка v-модели управления проектами по созданию новых моделей автомобилей с применением технологий цифровых двойников / Н.С. Жидких, И.В. Поцебнева, А.В. Смольянинов // Качество и жизнь. – 2023. – № 2 (38). – С. 3-9. – DOI: 10.34214/2312-5209-2023-38-2-03-09.

    [16] Formation of the predicted training parameters in the form of a discrete information stream / T.E. Smolentseva, V.I. Sumin, V.K. Zolnikov, V.V. Lavlinsky // Journal of Physics: Conference Series. – 2018. – Vol. 973(1). – C. 012045.

    [17] Разработка обучающей системы для углубленного изучения дисциплины «Информационные системы управления» / В.К. Зольников [и др.] // Моделирование информационных систем и технологий : сборник материалов Международной научно-практической конференции. – Воронеж, 2022. – С. 120-129. – DOI: 10.58168/MIST2022_120-129.

    [18] Guest editorial: deep learning in open-source software ecosystems / H. Gao, Z.A. Zhang, R.J. Durán barroso, X. Luo // Automated Software Engineering. – 2022. – Т. 29, № 2. – С. 1-3. – DOI: 10.1007/s10515-022-00366-6.

    [19] Integrating quality management systems (TQM) in the digital age of intelligent transportation systems industry 4.0 / M.-S. Akhmatova, A. Deniskina, D.-M. Akhmatova, L. Prykina // Transportation Research Procedia. – 2022. – Т. 63. – Pp. 1512-1520.

  • С. 84-92.

DOI: 10.12737/2219-0767-2024-17-1-92-102

В.П. Мочалов1, Н.Ю. Братченко1, Д.В. Гостева1

Алгоритм динамического распределения и балансировки нагрузки в распределенных облачных вычислениях
  • 1Северо-Кавказский федеральный университет, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

  • Разработана математическая модель и алгоритм двухуровневой системы управления нагрузкой виртуальных кластеров Центра обработки данных (ЦОД). На первом уровне управления виртуальные машины (ВМ) назначаются на физические сервера. При этом применяется жадный алгоритм с ограничениями на время перебора допустимых альтернатив распределения нагрузки. Второй уровень управления реализован с учетом хаотической структуры сетевого трафика между ЦОД и пользователями. Проверка на хаотичность временного ряда информационного трафика осуществляется с помощью показателей Ляпунова. Прогнозная модель интенсивности нагрузки реализована с использованием метода реконструкции фазового пространства по набору значений одномерного временного ряда. При построении реконструированного аттрактора фазового пространства значение временной задержки выбирается из условия достижения нулевого значения автокорреляционной функции, а размерность вложения определяется углом наклона прямой, аппроксимирующей зависимость значения корреляционного интеграла от радиуса заданной пороговой точки. Для исключения коррелированных точек числового ряда используется окно Тейлера. Критерием оценки эффективности разработанного алгоритма является интегральный показатель отклонения нагрузки каждого сервера от заданного уровня. Предложенная модель может быть использована при построении системы балансировки нагрузки ЦОД в условиях ее нелинейного характера.
  • Ключевые слова — Центр обработки данных, распределение и балансировка нагрузки, нерегулярные временные ряды, прогнозирование, нелинейная динамика.

  • [1] Братченко, Н.Ю. Динамический метод балансировки нагрузки центров обработки данных с учетом фрактальных свойств сетевого трафика / Н.Ю. Братченко, Г.И. Линец, В.П. Мочалов // Современная наука и инновации. – 2021. – № 4 (36). – С. 50-59.

    [2] Линец, Г.И. Метод балансировки нагрузки вычислительного кластера центра обработки данных / Г.И. Линец, В.П. Мочалов, Э.В. Палканов // Современная наука и инновации. – 2022. – №3 (39). – С. 39-51.

    [3] Beyond 5G network architecture study: fractal properties of access network / A. Paramonov [et al.] // Applied Sciences (Switzerland). – 2020. – Т. 10, № 20. – P. 1-18.

    [4] Метод обнаружения аномалий сетевого трафика на основе применения ансамбля классификаторов / С.С. Рябцев, И.В. Мандрица, Г.И. Линец, В.П. Мочалов // Вестник Санкт-Петербургского государственного университета технологии и дизайна. – 2022. – №4. – С. 150-157.

    [5] Гольдштейн, А.Б. Методы теории хаоса для задач динамического управления контакт-центрами / А.Б. Гольдштейн, С.В. Кисляков, М.А. Феноменов // Труды учебных заведений. – 2021. – Т.7, №2. – С. 39-41.

    [6] Fowler, H.J. Local area network traffic characteristic, with implications for broadband network congestion management / H.J. Fowler, W.E. Leland // IEEE Journal on Selected Areas in Communications. – 2021. – V. 9. – Pp. 1139-1149.

    [7] The first twenty years of agent-based software development with JADE / F. Bergenti, G. Caire, S. Monica, A. Poggi // Autonomous Agents and Multi-Agent Systems. –2020. – Т. 34, №. 2. – С. 1-19.

    [8] Simmonds, J. The role of agent-based modeling and multi-agent systems in flood-based hydrological problems: a brief review / J. Simmonds, J.A. Gómez, A. Ledezma // Journal of Water and Climate Change. – 2020. – Т. 11, №. 4. – С. 1580.

    [9] Multiagent systems and complex networks: Review and applications in systems engineering / M. Herrera, M. Pérez-Hernández, A. Kumar Parlikad, J. Izquierdo // Processes. – 2020. – Т. 8, №. 3. – С. 312-317.

    [10] Тонких, Е.В. Свойства самоподобия сетевой структуры и ее моделирование для сети Интернета вещей высокой плотности / Е.В. Тонких, А.И. Парамонов, А.Е. Кучерявый // Электросвязь. – 2020. – № 8 – С. 51-55.

    [11] Logic-based technologies for multi-agent systems: A systematic literature review / R. Calegari, G. Ciatto, V. Mascardi, A. Omicini // Autonomous Agents and Multi-Agent Systems. – 2021. – V. 4, № 35(1). – Pp. 1-67.

    [12] Рожкова, Т.С. Подходы к постановке задачи оптимизации распределения ресурсов в вычислительной сети / Т.С. Рожкова, И.И. Афанасьев, В.В. Ветров // Моделирование, оптимизация и информационные технологии. – 2020. – № 8 (4). – С. 17-21.

    [13] Рожкова, Т.С. Использование теоретико-игрового подхода для моделирования процесса функционирования многоузловой децентрализованной вычислительной системы / Т.С. Рожкова // Системы управления и информационные технологии. – 2022. – № 1 (87). – С. 13-16.

    [14] Программные модели и методы мониторинга состояния процессинговых узлов в облачной инфокоммуникационной системе с использованием Zabbix / Д.А. Щемелинин // Программные системы и вычислительные методы. – 2021. – №2(17). – С. 26-35.

    [15] Intrusion detection system for the internet of things based on blockchain and multi-agent systems / C. Liang [et al.] // Electronics. – 2020. – V. 9, №. 7. – Pp. 1-9.

    [16] Рожкова, Т.С. Разработка модели распределения ресурсов в многоузловой децентрализованной системе управления потоками данных мобильных устройств / Т.С. Рожкова, А.А. Рожкова, И.И. Невров // Системы управления и информационные технологии. – 2021. – № 4 (86). – С. 14-18.

    [17] Чистова, Н.А. Методы определения динамического распределения точек предоставления услуг и прогнозирования трафика для сетей связи с ультрамалыми задержками / Н.А. Чистова // Электросвязь. – 2020. – № 12. – С. 32-36.

    [18] Khan, W.U. Cyber secure framework for smart containers based on novel hybrid dtls protocol / W.U. Khan, S.N.K. Marwat, S. Ahmed // Computer Systems Science and Engineering. – 2022. – V. 43, № 3. – Pp. 1297-1313.

    [19] Cелезнев, С.П. Архитектура промышленных приложений IOT и протоколы AMQP, MQTT, JMS, REST, COAP, XMPP, DDS / С.П. Cелезнев, В.В. Яковлев // Информационные и телекоммуникационные технологии. – 2019. – № 41. – С. 18-31.

    [20] Balagula, Yu.M. Forecasting daily spot prices in the Russian electricity market with the ARFIMA model / Yu.M. Balagula // Applied Econometrics. – 2020. – V. 57. – Pp. 89-101.

  • С. 92-102.

DOI: 10.12737/2219-0767-2024-17-1-102-111

А.В. Полуэктов1, К.В. Зольников1, А.В. Ачкасов1, Ю.А. Чевычелов1

Повышение формализации задач верификации топологии и электрической схемы для систем автоматизированного проектирования
  • 1ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова»

  • В статье рассматривается исследование методов проверки соответствия топологии и электрической схемы в электронных устройствах. Авторы представляют новый подход к анализу и верификации топологической структуры с учетом электрических характеристик, что приводит к повышению формализации задач и обеспечивает лучшую оптимизацию взаимодействия человека и компьютерной системы САПР. Исследование включает в себя анализ современных методов и инструментов, используемых в процессе разработки электронных устройств, а также предлагает инновационные подходы к обеспечению согласованности между топологией и электрической функциональностью. Выполняется LVS-проверка проекта с помощью Calibre, xRC-экстракция проекта, физическая верификация проекта средствами САПР Cadence Physical Verification System (PVS), LVS-проверки проекта с помощью PVS. Представляет подробный анализ процесса верификации интегральных схем, выполняемой с использованием современных инструментов САПР. В работе рассматриваются ключевые этапы верификации, включая LVS-проверку проекта с использованием инструмента Calibre, xRC-экстракцию проекта, а также физическую верификацию проекта средствами Cadence Physical Verification System (PVS). Особое внимание уделяется LVS-проверкам, представляющим собой важный этап проектирования, гарантирующий соответствие топологии и электрической схемы. Рассмотрены особенности использования Calibre для выполнения LVS-проверок, а также процесс xRC-экстракции для извлечения параметров резисторов и конденсаторов. Для физической верификации проекта использованы возможности Cadence PVS, обеспечивающего анализ соответствия физической реализации схемы заданным правилам. Полученные результаты и опыт, представленные в статье, могут быть полезными для инженеров и исследователей, занимающихся проектированием интегральных схем, а также для тех, кто интересуется применением современных инструментов САПР в области верификации и валидации электронных устройств.
  • Ключевые слова — LVS-проверка проекта, xRC-экстракция проекта, физическая верификация проекта, Cadence Physical Verification System, LVS-проверки проекта, Calibre, искусственный интеллект.

  • [1] Создание поведенческой модели LDMOS транзистора на основе искусственной MLP нейросети и ее описание на языке Verilog-A / С.А. Победа, М.И. Черных, Ф.В. Макаренко, К.В. Зольников // Моделирование систем и процессов. – 2021. – Т. 14, № 2. – С. 28-34. – DOI: 10.12737/2219-0767-2021-14-2-28-34.

    [2] Анализ проблем моделирования элементов КМОП БИС / В.К. Зольников, С.А. Евдокимова, А.В. Фомичев [и др.] // Моделирование систем и процессов. – 2018. – Т. 11, № 4. – С. 20-25.

    [3] Реализация оптимального построения комбинационного устройства и оценка надежности по выходному напряжению / Ф.В. Макаренко, А.С. Ягодкин, К.В. Зольников, О.А. Денисова // Моделирование систем и процессов. – 2021. – Т. 14, № 4. – С. 130-139. – DOI: 10.12737/2219-0767-2021-14-4-130-139.

    [4] Разработка проектной среды и оценка технологичности производства микросхемы с учетом стойкости к специальным факторам на примере СБИС 1867Ц6Ф / В.А. Скляр, В.А. Смерек, К.В. Зольников [и др.] // Моделирование систем и процессов. – 2020. – Т. 13, № 1. – С. 77-82.

    [5] Кроткова, Н.А. Программируемые логические интегральные схемы (ПЛИС) / Н.А. Кроткова // Научный альманах. – 2020. – №. 9-2. – С. 37-39.

    [6] Сравнение инструментов высокоуровневого синтеза и конструирования цифровой аппаратуры / А.С. Камкин [и др.] // Труды Института системного программирования РАН. – 2022. – Т. 34(5). – С. 7-22. – DOI: 10.15514/ISPRAS-2022-34(5)-1.

    [7] Иванов, А.А. Программно-аналитический комплекс САПР для разработки электронных устройств / А.А. Иванов, В.Б. Петров // Электроника и связь. – 2017. – №2 (56). – Т. 45-52.

    [8] Ушенина, И.В. Современные направления развития ПЛИС архитектуры FPGA / И.В. Ушенина // XXI век: итоги прошлого и проблемы настоящего плюс. – 2017. – №. 4. – С. 120-124.

    [9] Смолов, С.А. Обзор методов извлечения моделей из HDL-описаний / С.А. Смолов // Труды Института системного программирования РАН. – 2015. – Т. 27(1). – С. 97-124. – DOI: 10.15514/ISPRAS-2015-27(1)-6.

    [10] Золоторевич, Л.А. Моделирование неисправностей СБИС на поведенческом уровне на языке VHDL / Л.А. Золоторевич // Информатика. – 2005. – Т. 3(7). – С.135-145.

    [11] Corperation A. Cyclone IV FPGA Device Family Overview //Cyclone IV Device Handbook. – 2013. – Т. 1.

    [12] Vtr 8: High-performance cad and customizable FPGA architecture modelling / K.E. Murray [et al.] //ACM Transactions on Reconfigurable Technology and Systems (TRETS). – 2020. – Т. 13, №. 2. – С. 1-55.

    [13] Kalms, L. HiFlipVX: an Open Source High-Level Synthesis FPGA Library for Image Processing / L. Kalms, A. Podlubne, D. Göhringer // Lecture Notes in Computer Science. – 2019. –Vol. 11444. – Pp. 149-164.

    [14] Kalms, L. HiFlipVX: an Open Source High-Level Synthesis FPGA Library for Image Processing / L. Kalms, A. Podlubne, D. Göhringer // Lecture Notes in Computer Science. – 2019. – Vol. 11444. – Pp. 149-164.

    [15] An overview of today’s high-level synthesis tools / W. Meeus [et al.] // Design Automation for Embedded Systems. – 2012. – Vol. 16. – Pp. 31-51.

    [16] Daoud, L. A survey of high level synthesis languages, tools, and compilers for reconfigurable high performance computing / L. Daoud, D. Zydek, H. Selvaraj // Advances in Intelligent Systems and Computing. – 2014. – Vol. 240. – Pp. 483-492.

    [17] Development and modeling of schematic diagram for the modular reduction device / S.T. Tynymbayev [et al.] // Problems of Informatics. – 2019. – № 4. – Pp.42-52.

    [18] Наваби, З. Проектирование встраиваемых систем на ПЛИС / З. Наваби. – М.: ДМК Пресс, 2016. – 464 с.

    [19] Allen, P.E. CMOS Analog Circuit Design (The Oxford Series in Electrical and Computer Engineering) / P.E. Allen, D.R. Holberg – Oxford University Press: USA, 2011. – 757 p.

    [20] Kaeslin, H. Digital Integrated Circuit Design / H. Kaeslin. – New York: Cambridge University Press, 2008. – 845 p.

    [21] Поляков, А.К. Языки VHDL и VERILOG в проектировании цифровой аппаратуры / А.К. Поляков. – М.: СОЛОН-Пресс, 2003. – 320 с.

    [22] Multiscale Dataflow Programming. – Maxeler Technologies, London, UK, Version 2021.1, May 14, 2021.

  • С. 102-111.

DOI: 10.12737/2219-0767-2024-17-1-111-120

С.А. Сазонова1, И.В. Щербакова2, Г.И. Сметанкина3

Моделирование процесса диагностики утечек на основе двухальтернативной гипотезы с учетом помех от стохастичности потребления в гидравлической системе
  • 1ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет (ВГТУ)», Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

    2ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова», Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

    3Московский Международный университет, Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

  • Рассмотрим математические модели и методы диагностики утечек в гидравлических трубопроводных системах. В составе поставленной задачи можно выделить две подзадачи: выявление факта наличия утечки на основе использования двухальтернотивной гипотезы, а также математических моделей определения места и размера утечки. Задача определения места и размера утечки достаточно подробно исследована. Внимание в данной работе уделено разработке алгоритмов диагностирования гидравлических систем на наличие утечки или на ее отсутствие. Предложено обе задачи решать, как комплексную задачу диагностики утечек для гидравлических трубопроводных систем. Программное обеспечение, созданное по результатам исследований, может быть использовано для автоматизированного управления и мониторинга гидравлических систем. На основе собранных данных о параметрах гидравлической системы, таких как давление, расход целевого продукта и т. д., может быть создана модель, которая может включать в себя распределения вероятностей, ожидаемые значения при вариации параметров. Решение конкретной задачи обнаружения утечек может варьироваться в зависимости от типа гидравлической системы. Основное внимание в этой работе уделяется обнаружению утечек на основе двухальтернативной гипотезы для определения факта существования утечки в гидравлической системе с учетом шума, создаваемого случайным отбором целевого продукта потреблением. Утечки классифицируются как естественные, возникающие в результате аварийных ситуаций и к утечкам относятся также несанкционированные отборы целевого продукта.
  • Ключевые слова — Гидравлические системы, алгоритм диагностики утечки, факт существования утечки, стохастичность потребления целевого продукта, фильтрация сигнала об утечке на фоне шума потребителей, двухальтернативная гипотеза, математические модели.

  • [1] Репин, В.Г. Статистический синтез при априорной неопределенности и адаптация информационных систем / В.Г. Репин, Г.П. Тартаковский. – М.: Советское радио, 1977. – 432 с.

    [2] Сейдж, Э.П. Теория оценивания и ее применение в связи и управлении / Э.П. Сейдж, Дж.Л. Мелса ; под ред. Б.Р. Левина. – М.: Связь, 1976. – 494 с.

    [3] Квасов, И.С. Моделирование потокораспределения при реконструкции инженерных систем / И.С. Квасов, М.Я. Панов, В.Г. Стогней // Изв. вузов. Строительство. – 1993. – № 7-8.– С. 81-84.

    [4] Сазонова, С.А. Разработка математической модели анализа невозмущенного состояния теплоэнергетической гидравлической системы / С.А. Сазонова, С.Н. Кораблин, Н.В. Акамсина // Моделирование систем и процессов. – 2023. – Т. 16, № 3. – С. 54-62.

    [5] Декомпозиционно-топологический метод математического моделирования потокораспределения в транспортных гидравлических системах с переменной структурой / А.М. Кутепов, В.П. Мешалкин, И.С. Квасов, М.Я. Панов // Доклады Академии наук. – 1996. – Т. 350, № 4. – С. 506-508.

    [6] Щербаков, В.И. Анализ, оптимальный синтез и реновация городских систем водоснабжения и газоснабжения / В.И. Щербаков, М.Я. Панов, И.С. Квасов. – Воронеж, Изд-во ВГУ, 2001. – 292 с.

    [7] How can the engineering parameters of the NIR grader affect the efficiency of seed grading? / T.P. Novikova [et al.] // Agriculture. – 2022. – Т. 12, № 12. – С. 2125. – DOI: 10.3390/agriculture12122125.

    [8] Evdokimova, S.A. Segmentation of store customers to increase sales using ABC-XYZ-analysis and clustering methods / S.A. Evdokimova // Journal of Physics: Conference Series. – 2021. – С. 012117. – DOI: 10.1088/1742-6596/2032/1/012117.

    [9] Sazonova, S.A. Control of load-bearing structures of technological overpasses / S.A. Sazonova, S.D. Nikolenko, A.A. Osipov // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. - 2022. - V. 988(5). - P. 052012. - DOI: 10.1063/5.0093524.

    [10] Sazonova, S.A. Monitoring concrete road pavement damages / S.A. Sazonova, S.D. Nikolenko, N.V. Akamsina // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. - 2022. - V. 988(5). - P. 052054. - DOI: 10.1088/1755-1315/988/5/052054.

    [11] Assessment of the load-bearing capacity of materials and structures using a finite element model / S.A. Sazonova, T.V. Zyazina, G.I. Smetankina [et al.] // Journal of Physics: Conference Series. – 2022. - V. 2388(1). - P. 012059. - DOI: 10.1088/1742-6596/2388/1/012059.

    [12] Ecologically safe construction of monolithic concrete structures / S.D. Nikolenko, V.Y. Manohin, I.V. Mihnevich, M.V. Manohin // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. Construction and Architecture: Theory and Practice of Innovative Development" (CATPID-2020). - 2020. - P. 052068. - DOI: 10.1088/1757-899X/913/5/052068.

    [13] Measures to improve the performance of concrete of rein-forced concrete supports of technological overpasses / S.D. Nikolenko, S.A. Sazonova, N.V. Akamsina [et al.] // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. V International Scientific Conference on Agribusiness, Environmental Engineering and Biotechnologies. - 2021. - P. 052036. - DOI: 10.1088/1755-1315/839/5/052036.

    [14] Dust control of workplaces from bulk materials / S.A. Sazonova, S.D. Nikolenko, E. Vysotskaya [et al.] // AIP Conference Proceedings. Proceedings of the III International Conference on Advanced Technologies in Materials Science, Mechanical and Automation Engineering. - 2021. - P. 060028. - DOI: 10.1063/5.0072036.

    [15] Control of the formation of defects in brickwork of buildings / S. Sazonova, S. Nikolenko, S. Dorokhin, D. Sysoev // AIP Conference Proceedings. - 2022. - V. 2467- P. 020023. - DOI: 10.1063/5.0093524.

    [16] Weld defects and automation of methods for their detection / S.A. Sazonova, S.D. Nikolenko, A.A. Osipov [et al.] // IOP Conference Series. Krasnoyarsk Science and Technology City Hall. Krasnoyarsk, Russian Federation, 2021. - P. 22078. - DOI: 10.1088/1742-6596/1889/2/022078.

    [17] Evaluation of the effect of fermentation conditions on the functional and technological characteristics of the semifinished meat product / Yu.A. Safonova, A.V. Skrypnikov, E.N. Kovaleva [et al.] // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. International Conference on Production and Processing of Agricultural Raw Materials (P2ARM 2021). - 2022. - P. 012049. - DOI: 10.1088/1755-1315/1052/1/012049.

    [18] Example of integrating e-learning platforms with social network for create effective training courses / O.Y. Lavlinskaya, O.V. Kuripta, F.A. Desyatirikov [et al.] // Proceedings of the 2022 Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering, ElConRus 2022. - 2022. - Pp. 48-52. - DOI: 10.1109/ElConRus54750.2022.9755510.

    [19] Development of an operational quality management application for the production process / Yu.A. Safonova, A.V. Lemeshkin, A.N. Pegina, S.S. Rylev // AIP Conference Proceedings. Krasnoyarsk Scientific Centre of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences. Melville, New York, United States of America. - 2021. - P. 70031. -DOI: 10.1063/5.0071375.

    [20] Study of the production process of extruded feed and evaluation of the quality of the resulting product using software methods / E.N. Kovaleva, Yu.A. Safonova, A.V. Lemeshkin [et al.] // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. International Conference on Production and Processing of Agricultural Raw Materials (P2ARM 2021). - 2022. - P. 012139. – DOI: 10.1088/1755-1315/1052/1/012139.

    [21] Novikov, A.I. Grading of scots pine seeds by the seed coat color: how to optimize the engineering parameters of the mobile optoelectronic device / A.I. Novikov, V.K. Zolnikov, T.P. Novikova // Inventions. - 2021. - V. 6, № 1. - P. 7. – DOI: 10.3390/inventions6010007.

    [22] Methods of assessing the effectiveness of reforestation based on the theory of fuzzy sets / A. Kuzminov, L. Sakharova, M. Stryukov, V.K. Zolnikov // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. "International Forestry Forum "Forest Ecosystems as Global Resource of the Biosphere: Calls, Threats, Solutions". - 2020. - P. 012007. - DOI: 10.1088/1755-1315/595/1/012007.

    [23] Sakharova, L. Methodology for assessing the sustainability of agricultural production, taking into account its economic efficiency / L. Sakharova, M. Stryukov, V.K. Zolnikov // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. International scientific and practical conference "Forest ecosystems as global resource of the biosphere: calls, threats, solutions" (Forestry-2019). - 2019. - P. 012019. – DOI: 10.1088/1755-1315/392/1/012019.

    [24] Belokurov, V.P. Modeling passenger transportation processes using vehicles of various forms of ownership / V.P. Belokurov, S.V. Belokurov, V.K. Zolnikov // Transportation Research Procedia. - 2018. - Pp. 44-49. - DOI: 10.1016/j.trpro.2018.12.041.

    [25] Formation of the predicted training parameters in the form of a discrete information stream / T.E. Smolentseva, V.I. Sumin, V.K. Zolnikov, V.V. Lavlinsky // Journal of Physics: Conference Series. - 2018. - P. 012045. - DOI: 10.1088/1742-6596/973/1/012045.

    [26] Methods of multi-criteria optimization in problems of simulation of trucking industry / S.V. Belokurov, V.P. Belokurov, V.K. Zolnikov, O.N. Cherkasov // Transportation Research Procedia. 12th International Conference "Organization and Traffic Safety Management in Large Cities", SPbOTSIC 2016. - 2017. - Pp. 47-52. - DOI: 10.1016/j.trpro.2017.01.010.

    [27] Strength test of the industrial building's load-bearing structures / S.A. Sazonova, S.D. Nikolenko, T.V. Zyazina [et al.] // Journal of Physics: Conference Series. ICMSIT-III 2022: Metrological Support of Innovative Technologies, 2022. - P. 022016. - DOI: 10.1088/1742-6596/2373/2/022016.

    [28] Behavior of dispersion-reinforced concrete under dynamic action / S.D. Nikolenko, S.A. Sazonova, V.F. Asminin [et al.] // Journal of Physics: Conference Series. ICMSIT-III 2022: Metrological Support of Innovative Technologies, 2022. - P. 022006. - DOI: 10.1088/1742-6596/2373/2/022006.

    [29] Condition monitoring of multi-apartment buildings / S. Sazonova, S. Nikolenko, E. Chernikov [et al.] // AIP Conference Proceedings. – 2022. - V. 2647. - P. 030018. - DOI: 10.1063/5.0104699.

    [30] Inspection of project documentation during the construction of an apartment building / S. Sazonova, S. Nikolenko, A. Meshcheryakova [et al.] // AIP Conference Proceedings. – 2022. - V. 2647. - P. 030019. - DOI: 10.1063/5.0104700.

    [31] Chickpea seeds germination rational parameters optimization / Y.A. Safonova, M.N. Ivliev, A.V. Lemeshkin // Journal of Physics: Conference Series. "International Conference Information Technologies in Business and Industry 2018 - Microprocessor Systems and Telecommunications". - 2018. - P. 032118. - DOI: 10.1088/1742-6596/1015/3/032118.

    [32] Assessment of the impact of composite mixtures on the quality of new meat products / Y.A. Safonova, E.E. Kurchaeva, A.V. Lemeshkin [et al.] // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. "International Conference on Production and Processing of Agricultural Raw Materials - Technology of Meat, Fish and Dairy Products". - 2021. - P. 032002. - DOI: 10.1088/1755-1315/640/3/032002.

    [33] Software tools for assessing the environmental safety of city filling stations/ O.V. Kuripta, Yu.A. Vorobieva, K.V. Garmonov [et al.] // International scientific and practical conference "Ensuring sustainable development in the context of agriculture, green energy, ecology and earth science" 25 January 2021, Smolensk, Russian Federation. London, 2021. - P. 042051. - DOI: 10.1088/1755-1315/723/4/042051.

    [34] Zolnikov, V. Verification methods for complex-functional blocks in CAD for chips deep submicron design standards / V. Zolnikov, K. Zolnikov, N. Ilina, K. Grabovy // E3S Web of Conferences. – 2023. – V. 376. - P. 01090.

    [35] Environmental impact consideration in the measures to improve the builders of different specialties working conditions / S.A. Sazonova, V.K. Zolnikov, K.V. Zolnikov [et al.] // E3S Web of Conferences. – 2023. – T. 389. – P. 02007. – DOI: 10.1051/e3sconf/202338902007.

  • С. 111-120.

DOI: 10.12737/2219-0767-2024-17-1-120-128

А.В. Скрыпников1, И.А. Высоцкая1, С.А. Евдокимова2, В.В. Зиновьева1, О.С. Никульчева1, О.Г. Стукало1

Выбор критерия оптимальности при принятии управленческих решений в сложных технических системах
  • 1ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет инженерных технологий», Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

    2ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова»

  • Критерии оптимальности управленческого решения позволяют предсказывать возможные варианты решения задачи, анализировать влияние различных факторов и оптимизировать работу системы. Эффективное управленческое решение подразумевает выбор такого варианта решения поставленной задачи, который соответствует наилучшему достижению цели, с точи зрения исходной информации о задаче. Автоматизация поиска множества допустимых управленческих решений может значительно ускорить процесс проектирования и обеспечить более эффективное взаимодействие между человеком и системой. Использование рационального критерия оптимальности, учитывающего различные этапы функционирования системы, поможет выбрать оптимальные управленческие решения и достичь целей проекта. Таким образом, правильный выбор критерия оптимальности обеспечивает эффективный поиск решений и помогает определить множество оптимальных решений для проектируемой технической системы. Это в свою очередь позволяет повысить эффективность и качество работы организации. Цель настоящей работы состоит в обосновании выбора критерия оптимальности управленческого решения, при проектировании сложной системы - лесовозной автомобильной дороги. Проведен анализ существующих критериев. Предложен и обоснован критерия оптимальности, обозначающий эффект от строительства лесовозной автомобильной дороги, исчисляемый за период от начала ее строительства до начала первого капитального ремонта. Описана система автоматизированного поиска управленческих решений.
  • Ключевые слова — Критерий оптимальности, управленческое решение, сложная техническая система, лесовозная автомобильная дорога, автоматизированный поиск решений.

  • [1] Никитин, Д.М. Методы и модели обоснования управленческих решений и способы повышения эффективности управленческих решений / Д.М. Никитин // Тенденции развития науки и образования. – 2019. – №57(7). – С. 50-54.

    [2] Грузинова, И.С. Управленческое решение и его роль в управленческой деятельности / И.С. Грузинова, А.С. Соболева // Актуальные исследования. – 2021. – №52(79). – С. 45-48.

    [3] Обоснование критерия оптимальности / Я.Я. Эглит, Д.Г. Кузнецов, К.Я. Эглите, Э.В. Виноградова // Вестник государственного морского университета имени адмирала Ф.Ф. Ушакова. – 2022. – №4(41). – С. 63-65.

    [4] Руденок, П.Б. Разработка критерия оптимальности процесса модернизации производства / П.Б. Руденок // Достижения науки и образования. – 2018. – Т. 2, №7(29). – С. 32-34.

    [5] Оценка экономической эффективности проектных решений автомобильных лесовозных дорог / Д.Е. Болтнев [и др.] // Строительные и дорожные машины. –2021. – № 5. – С. 49-53.

    [6] Мамлеев, Т.Ф. Модель принятия решений по формированию состава комплекта измерительной техники с учетом нескольких критериев оптимальности / Т.Ф. Мамлеев, В.С. Солдатенко // Вестник метролога. – 2020. – №3. – С. 3-8.

    [7] Семенов, Н.А. Основные принципы создания систем автоматизации проектирования и управления в машиностроительных производственных системах / Н.А. Семенов, Г.Б. Бурдо // Программные продукты и системы. – 2019. – №1. – С. 134-140.

    [8] Информационно-интеллектуальная система проектирования лесотранспортных сетей / В.В. Никитин [и др.] // Автоматизация. Современные технологии. – 2022. – Т. 76, № 4. – С. 185-188.

    [9] Автоматизированное проектирование продольного профиля лесовозных автомобильных дорог с учётом влияния зрительно плавных и изломанных линий / А.О. Боровлев [и др.] // Автоматизация. Современные технологии. – 2021. – Т. 75, № 10. – С. 450-453.

    [10] Великанов, С.А. Основные законы развития технических систем в сочетании с прогнозированием развития технических систем / С.А. Великанов // Молодой ученый. – 2018. – №21(207). – С. 26-34.

    [11] Bakirova, L.R. Software-technical complex for the development and maintenance of automatic control systems of technological processes / L.R. Bakirova, S.N. Huseynov // Black Sea Scientific Journal of Academic Research. – 2019. – Т. 51, №8. – С. 4-9.

    [12] Hashemi, A. Ensemble of feature selection algorithms: a multi-criteria decision-making approach / A. Hashemi, M.B. Dowlatshahi, H. Nezamabadi-pour // International Journal of Machine Learning and Cybernetics. – 2022. – Vol. 13. – Pp. 49-69. – DOI: 10.1007/s13042-021-01347-z.

    [13] Лемешкина, В.Р. Дерево решений как метод принятия управленческого решения / В.Р. Лемешкина // Аллея науки. – 2022. – Т.1, №2(65). – С. 375-380.

    [14] Мунтян, Е.Р. Реализация нечеткой модели взаимодействия объектов сложных технических систем на основе графов / Е.Р. Мунтян // Программные продукты и системы. – 2019. – №3. –С. 411-418.

    [15] Бочков, А.П. Оценка согласованности и совместимости технических систем в составе сложных организационно-технических систем / А.П. Бочков, А.М. Барановский, Р.Г. Гильванов // Системы управления, связи и безопасности. – 2020. – №1. – С. 284-301.

    [16] Палюх, Б.В. Реализация экспертной системы для оценки инновационности технических решений / Б.В. Палюх, В.К. Иванов, И.В. Образцов // Программные продукты и системы. – 2019. – №4. – С. 696-707.

    [17] Pozin, B.A. Requirements traceability as the basis for designing a functional and logical architecture of a software system / B.A. Pozin, G.N. Tsiperman // Proceedings of the Institute for System Programming of the RAS. – 2022. – V. 34, №1. – P. 23-34.

    [18] Valeev, S.S. Analysis of business processes in a distributed organizational and technical system based on snapshots / S.S. Valeev, N.V. Kondratyeva // Computational Technologies. – 2023. – V. 28, №1. – С. 41-47.

    [19] Sadrfaridpour, E. Engineering fast multilevel support vector machines / E. Sadrfaridpour, T. Razzaghi, I. Safro // Machine Learning. – 2019. – V. 108, №11. – Pp. 1879-1917.

    [20] Thumbakara, R.K. Subdivision graph, power and line graph of a soft graph / R.K. Thumbakara, B. George, J. Jose // Communications in Mathematics and Applications. – 2022. – Т. 13, №1. – С. 75-85.

    [21] Generating adaptation rule-specific neural networks / T. Bureš [et al.] // International Journal on Software Tools for Technology Transfer. – 2023. – Vol. 25. – Pp. 733–746. – DOI: 10.1007/s10009-023-00725-y.

    [22] Regenerating Networked Systems’ Monitoring Traces Using Neural Networks / K.O. Paim [et al.] // Journal of Network and Systems Management. – 2024. – Vol. 32, № 16. – DOI: 10.1007/s10922-023-09790-9.

    [23] Dynamical Systems–Based Neural Networks / E. Celledoni [et al.] // SIAM Journal on Scientific Computing. – 2023. – Vol. 45. – Pp. A3071-A3094. – DOI: 10.1137/22M1527337.

    [24] A multimodal dialogue system for improving user satisfaction via knowledge-enriched response and image recommendation / J. Wang, H. Li, L. Wang, W. Chunlei // Neural Computing and Applications. – 2023. Vol. 35. – Pp. 13187–13206. – DOI: 10.1007/s00521-023-08409-z.

    [25] Firdaus, M. A Unified Framework for Slot based Response Generation in a Multimodal Dialogue System / M. Firdaus, A. Madasu, A. Ekbal // Multimedia Tools and Applications. – 2024. – Vol. 83. – Pp. 11643–11667. – DOI: 10.1007/s11042-023-15915-8.

  • С. 120-128.

ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ

DOI: 10.12737/2219-0767-2024-17-1-129-136

А.В. Полуэктов1, Р.Ю. Медведев1, К.В. Зольников1

Моделирование влияния электромагнитных полей на микросхемы
  • 1ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова»

  • В статье рассматривается влияния электромагнитных полей на радиационные эффекты в микросхемах, описывается влияние электромагнитных полей в зависимости от расстояния от центра взрыва, оценивается степень защищенности микросхем. Рассматриваются оценки воздействия электромагнитных полей, создаваемых гамма-излучением, на КМОП микросхемы, описывается физический процесс, математическая модель возникновения тока утечки, потеря заряда, скорость переключения транзисторов и электронная подвижность. Рассматриваются насколько способов защиты от воздействия электромагнитных полей на КМОП полупроводники: экранирование, снижение мощности и частоты излучения, компенсация воздействия. Рассматривается как физическая основа, так и математическая модель параметров для экранирования: коэффициент затухания и эффективность экранирования. Определяется основной способ защиты микросхем от электромагнитных полей с помощью экранирования, снижения мощности и частоты излучения, а также компенсации воздействия. В статье описывается математическая, алгоритмическая модели, на основании которых построена компьютерная модель для оценки воздействия электромагнитного поля на КМОП полупроводники. Оценка достоверности проведения оценки защищенности микросхемы строится на основе проведения компьютерного эксперимента, построенного с помощью программы, написанной на языке программирования C#. Итогом стали данные анализа защищенности от воздействия электромагнитного поля на КМОП полупроводники для расстояний от эпицентра взрыва на расстоянии от 10 до 100 км с шагом 10 км.
  • Ключевые слова — Моделирование, компьютерное моделирование, модель, С#, микросхема, электромагнитные поля, КМОП полупроводники, радиационные эффекты, экранирование, снижение мощности, частоты излучения, компенсация воздействия, коэффициент затухания, эффективность экранирования.

  • [1] Особенности проектирования микросхем, выполненных по глубоко-субмикронным технологиям / А.В. Ачкасов [и др.] // Моделирование систем и процессов. – 2022. – Т. 15, № 4. – С. 7-17.

    [2] Соколов, Е. Г. Воздействия внешних электромагнитных полей на компьютеры / Е. Г. Соколов, Б. Н. Морозов // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. – 2017. – Т. 11, № 11. – С. 52-56.

    [3] Липатников, В.А. Глава 8. Системные вопросы защиты программ и данных. Защита программного обеспечения пользователей индивидуальных вычислительных средств и сетей / В.А. Липатников, В.О. Драчев, В.В. Карганов // Технологии защиты информации в условиях кибернетического противоборства. – Санкт-Петербург, 2020. – С. 323-435.

    [4] Гуревич, В. Проблема электромагнитных воздействий на микропроцессорные устройства релейной защиты. Часть 3 / В. Гуревич // Компоненты и технологии. – 2010. – № 4(105). – С. 91-96.

    [5] Требования устойчивости и стойкости технических систем к воздействию импульсных электромагнитных полей / Н.В. Балюк, С.Д. Орлов, В.В. Оленевский, Д.Н. Стецюк // Технологии электромагнитной совместимости. – 2022. – № 2(81). – С. 3-19.

    [6] Oliver. H. ORIGEN-S: SCALE system module to calculate fuel depletion, actinide transmutation, fission product buildup and decay, and associated radiation source terms / H. Oliver. – NUREG/CR-0200, 2000. – Rev. 5, Vol. 2, Sec. F7.

    [7] SCALE 4.3. Modular Code System for Performing Standardized Computer Analysis for Licensing Evaluation. NUREG/CR-0200, Rev. 5 (ORNL/NUREG/CSD-2/R5), RSIC code package CCC-545, Oak Ridge National Laboratory, Oak Ridge, TN. Sept. 1995.

    [8] Validity of the Geometrical Progression Formula in Approximating Gamma-Ray Buildup Factors / Y. Harima, Y. Sakamoto, S. Tanaka, M. Kawai // Nuclear Science and Engineering. – 1986. – Vol. 94. – Pp. 24-35.

    [9] Зольников, В.К. Моделирование и анализ производительности алгоритмов балансировки нагрузки облачных вычислений / В.К. Зольников, О.В. Оксюта, Н.Ф. Даюб // Моделирование систем и процессов. – 2020. – Т. 13, № 1. – С. 32-39.

    [10] Барбашов, В.М. Методы построения КФП для прогнозирования функциональных отказов БИС при воздействии радиационных и электромагнитных излучений / В. М. Барбашов // Микроэлектроника. – 2010. – Т. 39, № 2. – С. 113-125.

    [11] Координация проектных работ в области СНК и сложно функциональных блоков / К.В. Зольников, В.И. Анциферова, С.А. Евдокимова, С.В. Гречаный // Моделирование систем и процессов. – 2020. – Т. 13, № 3. – С. 71-76.

    [12] Барбашов, В.М. Функционально-логическое моделирование качества функционирования ИС при воздействии радиационных и электромагнитных излучений / В. М. Барбашов, Н. С. Трушкин // Микроэлектроника. – 2009. – Т. 38, № 1. – С. 34-47.

    [13] Акулов, М.А. Защитные покрытия на основе композиционных радиоматериалов для снижения уровня электромагнитного излучения в СВЧ-диапазоне / М.А. Акулов, Г.Е. Кулешов // Актуальные проблемы радиофизики : сборник трудов Международной молодежной научной школы. – Томск, 2017. – С. 9-12.

    [14] Исследование влияния мощных электромагнитных излучений на приемные антенные системы со сверхпроводящими защитными устройствами / Н.C. Еремина, И.И. Кравченко, М.Н. Курилов [и др.] // Проблемы региональной энергетики. – 2022. – № 3(55). – С. 140-155. – DOI: 10.52254/1857-0070.2022.3-55.11.

    [15] Аствацатурьян, Е.Р. Особенности учета неточности моделей при анализе стабильности сложных электронных устройств физического эксперимента. В кн.: Электроника для экспериментальной физики. / Е.Р. Аствацатурьян. – М.: Энергоатомиздат, 1986. – С. 3-8.

    [16] Гайнутдинов, Р.Х. Эффективное взаимодействие радиационного поля с сильным классическим электромагнитным полем / Р. Х. Гайнутдинов, А. А. Мутыгуллина, М. А. Хамадеев // Ученые записки Казанского государственного университета. Серия: Физико-математические науки. – 2008. – Т. 150, № 2. – С. 112-117.

    [17] Анализ проблем моделирования элементов КМОП БИС / В.К. Зольников [и др.] // Моделирование систем и процессов. – 2018. – Т. 11, № 4. – С. 20-25.

    [18] Калугин, М.А. Численное моделирование радиационных полей от источников ионизирующего излучения внутри защитной оболочки АЭС при аварии / М.А. Калугин // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Физика ядерных реакторов. – 2009. – № 2. – С. 28-34.

    [19] Цифровая и вычислительная техника : учебник для вузов / Э.В. Евреинов [и др.]. – М.: Радио и связь, 1991. – 464 с.

    [20] An automated system of the high accuracy measurement of power consumption and analysis of the results in digital integrated circuits / O.H. Petrosyan, Z.M. Avetisyan, S.A. Ghukasyan, A.E. Tadevosyan // Proceedings of National Polytechnic University of Armenia. Information Technologies, Electronics, Radio Engineering. – 2019. – № 1. – С. 62-71.

    [21] Синюкин, А.С. Разработка ведомого устройства интерфейса SPI на основе базовых матричных кристаллов / А.С. Синюкин, М.А. Денисенко, А.В. Ковалев // Инженерный вестник Дона. – 2023. – № 11 (107). – С. 104-116.

    [22] Прищепенко А.Б. Взрывы и волны. Взрывные источники электромагнитного излучения радиочастотного диапазона : учеб. пособие по специальности 170103 «Средства поражения и боеприпасы» / М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2008.

    [23] Camp, M. Influence of the technology on the destruction effects of semiconductors by impact of EMP and UWB pulses / M. Camp, H. Garbe, D. Nitsch // IEEE International Symposium on EMC. – 2002. – Vol. 1. – Pp. 87-92.

  • С. 129-136.