Preview

Известия Юго-Западного государственного университета

Расширенный поиск
Том 23, № 6 (2019)
Скачать выпуск PDF

Строительство

77-89 159
Аннотация

Цель исследования – определение категории технического состояния строительных конструкций для оценки остаточного ресурса и срока службы объектов промышленности и городской инфраструктуры. Разработка принципиального технического решения задачи комплексного восстановления работоспособного технического состояния ограждающих конструкций зданий, включающего обеспечение механических и теплотехнических требований. 

Методы.  Согласно действующим нормативным требованиям для зданий, введённых в эксплуатацию, необходимо проводить обследование технического состояния не реже одного раза в 10 лет. При проведении технического обследования здания, находящегося по адресу Курская область, район Курчатовский, поселок К. Либкнехта, улица Мира,1, были выявлены существенные дефекты и повреждения, влияющие на техническое состояние ограждающих строительных конструкций.

Результаты. По результатам исследований был установлен ряд факторов, которые необходимо устранить. Приведены и подробно описаны пути решения выявленных проблем и дефектов, связанных с ограждающими конструкциями, для восстановления здания в надлежащее положение.

Заключение. При проведении работ по обследованию строительных конструкций зданий и сооружений необходимо уделять внимание не только усилению строительных конструкций, но и восстановлению теплотехнических характеристик ограждающих конструкций и приведению их в соответствие с требованиями действующих нормативных документов. Для выполнения этой задачи разработана конструкция усиления, создающая необходимое усиление и приводящая теплотехнические характеристики ограждающей конструкции в соответствие с современными требованиями для обеспечения необходимой энергоэффективности ограждающей конструкции. 

90-98 187
Аннотация

Цель исследования. В данной статье предлагается  разработка новой методики определения осадки однородного основания фундамента на базе метода послойного суммирования, позволяющего сократить объем выполняемых вычислений.

Методы. Границу сжимаемой толщи можно определить графически из условия равенства дополнительных напряжений половине природных. Зная значение глубины сжимаемой толщи, можно определить суммарное значение коэффициентов, входящих в известную формулу по расчету осадки основания методом послойного суммирования. Определив значение указанного коэффициента в слое, расположенном непосредственно под подошвой фундамента, введем коэффициент Kα, отражающий долю осадки в рассматриваемом слое.

Результаты. Применение разработанного коэффициента Kα позволяет определить осадку основания, рассчитав деформации одного слоя грунта, расположенного непосредственно под подошвой фундамента, что значительно упрощает проектирование подземных конструкций. В качестве примера рассмотрен фундамент, среднее давление под подошвой которого составляет 1200 кПа, глубина заложения d=2 м, основание однородное с модулем деформации 20 МПа и удельным весом γ=18кН/м3. Выполнен расчет осадки системы «здание-основание» методом послойного суммирования и разработанным, произведен критический анализ результатов. При расчёте осадки методом послойного суммирования по известным формулам, приведенным в СП 22.13330. 2016 «Основания зданий и сооружений», получено значение осадки равное 9 см. При расчете деформаций основания по предложенной методике графически определена граница сжимаемой толщи Hс=5,7 м. Значение коэффициента K  составило 0,203, осадка – 9 см.

Заключение. Значения осадок, определенных согласно действующим нормативным документам и по разработанной методике, совпадают, что позволяет сделать вывод о том, что предлагаемый метод обладает достаточной степенью достоверности и может существенно облегчить процесс определения деформаций основания зданий и сооружений. 

Машиностроение и машиноведение

8-20 99
Аннотация

Работа посвящена универсальному ресурсосберегающему методу обработки деталей – электроискровому легированию (ЭИЛ), используемому как при изготовлении, так и при ремонте деталей. Этот метод позволяет наносить упрочняющие и восстанавливающие покрытия на различные объекты (детали, инструменты, технологическую оснастку) независимо от их форм и размеров.

Цель исследования: примерами практического применения метода ЭИЛ показать высокую универсальность и эффективность его для решения задач машиностроительного и ремонтного производства.

Методы. Работа аналитическая, выполнена с учетом практического опыта авторов.

Результаты. Приведены краткие сведения о методе ЭИЛ, механизме формирования покрытий, их толщине и свойствах. При реализации упрочняющих технологий износостойкость повышается в 2-5 раз и более нанесением покрытий повышенной твердости с использованием электродов из металло-керамических твердых сплавов на основе карбидов TiC, WC и других твердых соединений. Показана целесообразность восстанавливающих ЭИ технологий: износ большинства деталей (около 85 %) агрегатов различной техники не превышает 200 мкм, а себестоимость восстановления их обычно составляет не более 25-30 % от стоимости новой детали; ресурс восстановленных деталей соизмерим или превышает ресурс новых деталей. Описаны на конкретных примерах упрочняющие и восстанавливающие технологии.

Заключение. Приведенные примеры практического применения метода ЭИЛ подтверждают положение о высокой универсальности и эффективности этого метода для решения задач машиностроительного и ремонтного производства. Полученные результаты могут быть использованы при выборе метода упрочнения или восстановления различных объектов из металлов и сплавов (детали машин, инструменты, технологическую оснастку) с учетом достоинств ЭИЛ.

21-33 85
Аннотация

Цель исследования. Современный автомобиль является очень сложной системой, включающей в себя порядка 15…20 тыс. деталей, причем более 7 тысяч теряют свои первоначальные характеристики в процессе эксплуатации. Как показывает практика, более 4000 деталей автомобиля утрачивают свою работоспособность значительно раньше истечения срока эксплуатации автотранспортного средства в целом. Наличие этих факторов приводит к значительным затратам на ремонт, а так же к потерям прибыли, вызванным длительными простоями части подвижного состава. Рост эффективности и качественное совершенствование различных областей общественного производства ставят новые и более сложные задачи по повышению работоспособности и надежности деталей. Эти задачи могут быть решены как за счет создания специальных инновационных материалов, так и развития и внедрения в производство новейших методов упрочнения автомобильных деталей и нанесения на них защитных покрытий. Электроискровое легирование металлических поверхностей является одним из этих методов. Электроискровое легирование получило широкое распространение в большинстве видов промышленности, в том числе в автомобильном производстве, машиностроении и металлообработке. Метод электроискрового легирования позволяет обеспечить высокую степень адгезии, высокий КПД и низкий расход энергии. Наибольший интерес представляют электроды с наноразмерными частицами. Наиболее перспективным методом является электроэрозионное диспергирование, направленное на получение наноразмерных материалов. Целью настоящей работы являлось изучение свойств покрытий, полученных методом электроискрового легирования с использованием порошковых электродов, изготовленных из электроэрозионных частиц, полученных в воде дистиллированной из отходов титанового сплава марки ВТ6. 

Методы. Для получения титанового порошкового материала методом электроэрозионного диспергирования использовали стружку марки ВТ6. Консолидация частиц, полученных электроэрозионным диспергированием отходов титанового сплава марки ВТ6, выполнена по методу искрового плазменного спекания с использованием системы искрового плазменного спекания SPS 25-10. Для нанесения электроискровых покрытий применялась установка «UR-121». С целью изучения формы и морфологии покрытий, полученных экспериментальным путем, были сделаны снимки на растровом (сканирующем) электронном микроскопе QUANTA 600 FEG. Рентгеноспектральный анализ выполнен с помощью энергодисперсионного анализатора рентгеновского излучения фирмы EDAX, встроенного в растровый электронный микроскоп QUANTA 600 FEG. Шероховатость поверхности образцов исследовали на профилометре SURTRONIC 25. 

Результаты. В результате исследования свойств порошковых электродов из электроэрозионных частиц и покрытий, полученных методом электроискрового легирования, экспериментально установлено, что основными элементами в спеченном образце из титановых частиц, полученных в воде дистиллированной, являются титан, кислород, алюминий и вольфрам. Остальные элементы присутст-вуют в незначительных количествах. Установлено, что шероховатость образцов с электроискровым покрытием составляет Rz 13,2 мкм (Ra 2,14 мкм). Соответственно данные частицы, полученные в воде дистиллированной из отходов титанового сплава марки ВТ6, можно использовать для изготовления электродов, пригодных для восстановления автомобильных деталей методом электроискрового легирования.

Заключение. Полученные результаты могут быть использованы при создании ресурсосберегающих процессов обработки металлических сплавов и композиционных материалов. 

34-44 81
Аннотация

Цель исследования. В исследовании рассмотрены вопросы повышения точности аддитивных методов формообразования изделий. Проведен анализ, предложена новая конструкция устройства для формо-образования изделий аддитивными методами на базе механизмов параллельно-последовательной структуры, которая обеспечивает жесткость технологической системы, повышенную точность позиционирования конечного элемента формообразующей системы, расширяя, таким образом, технологические возможности аддитивного формообразования.

Методы. Формообразование поверхностей деталей аддитивными методами характеризуется высокими значениями величины погрешности формообразования (аппроксимации), для снижения величины которой необходимо обеспечить ориентацию поверхности, при которой нормаль в точке формообразуемой поверхности будет совпадать с осью конечного звена формообразующей системы. В статье представлены результаты анализа, направленного на установление существующих конструкций устройств для аддитивного формообразования на базе механизмов параллельно-последовательной структуры, обеспечивающих высокую точность позиционирования конечного звена формообразующей системы.

Результаты. Разработана конструкция устройства для аддитивного формообразования изделий по технологии 3DMP – технологии аддитивного формообразования электрической дугой в среде защитных газов, применение которой обеспечивает высокую точность позиционирования конечного звена формообразующей системы, исключает возможность заклинивания жесткого расходного материала в виде проволоки за счет конструктивного исполнения механизма подачи, который выполнен жестко закрепленным на основании устройства для аддитивного формообразования.

Заключение. Применение разработанной конструкции устройства позволит исключить недостатки существующих устройств для аддитивного формообразования, обеспечить точность позиционирования конечного звена формообразующей системы аддитивного оборудования, исключить возможность заклинивания жесткого расходного материала, расширив, таким образом, область применения аддитивных технологий.

45-55 98
Аннотация

Цель исследования. Улучшение формообразования поверхностей лезвийным инструментом является актуальной задачей, так как трудоемкость обработки точением составляет доминирующую часть всех видов обработки. Вибрации в процессе токарного точения являются следствием преждевременного износа инструмента и увеличения шероховатости поверхностей деталей. Новые конструкции резцов для снижения вибраций, возникающих в процессе резания, увеличения их стойкости и повышения качества обработки представляют практический и научный интерес. Целью и задачами предлагаемой конструкционной линейки демпфирующих резцов с регулируемой (управляемой) жесткостью являются: совершенствование конструкций режущего инструмента, позволяющих увеличить его стойкость за счет гашения вибраций; создание эффективных технологических процессов резания материалов, повыша-ющих качество обработки; улучшение эксплуатационных характеристик резцов.

Методы. Существующие конструкции виброгасящих резцов с упругими демпфирующими вставками постоянной жесткости, в которых установлены державка или оправка с режущей пластиной, не отвечают необходимым требованиям по эффективности снижения вибраций из-за невозможности варьирования жесткостью инструмента, кроме того, велика трудоемкость подготовки резцов к работе и демонтажу. Предложены инновационные конструкции резцов с регулируемой (управляемой) жесткостью.   

Результаты. Разработанная линейка виброогасящих резцов с варьированием жесткости и учетом недостатков существующих конструкций позволяет, в зависимости от обрабатываемого материала и технологических режимов резания, управлять частотами вибраций возмущающей силы и составных компонентов инструментальной системы, что исключает неконтролируемый рост амплитуды колебаний и значительно продлевает работоспособность резцов с высоким качеством обработки. Разработанные существующие и предложенные новые конструкции демпфирующих резцов позволили составить их классификацию, что дает возможность вести исследования по их совершенствованию.

Заключение. Предлагаемые демпфирующие резцы с варьируемой жесткостью отвечают поставленным целям и задачам. Теоретические исследования и промышленные испытания, простота конструкций и технологий изготовления новых демпфирующих резцов позволяют рекомендовать  их для внедрения в производство. 

56-76 90
Аннотация

Цель работы – исследование влияния качества первородной шихты на комплекс физико-механических, технологических и коррозионных свойств высокоуглеродистой инструментальной стали У10А.

Методы. В качестве объекта исследования была выбрана высокоуглеродистая инструментальная сталь У10А, выплавленная в ПАО «Тулачермет» с использованием металлизированных окатышей губчатого железа, обычного металлического лома и заготовки, полученной методом кипящего шлакового слоя. Сталь выплавляли в трехтонной дуговой печи, подвергали внепечной вакуумной обработке в ковше, разливали на заготовки сечением 280×320 мм и замедленно охлаждали вместе с печью. Затем полученные заготовки проковывали на квадрат размерами 150×150 мм (для изготовления штампов) и 40×40 мм (для образцов) с охлаждением в песке и последующим отжигом. Экспериментальное исследование химического состава плавок стали У10А определяли методом фотоэлектрического спектрального анализа с помощью атомно-эмиссионного спектрометра «SA 2000» по ГОСТ 18895-97.

Результаты. Установлено, что использование чистой первородной шихты положительно сказывается на свойствах выплавленного металла. Сталь У10А, выплавленная на первородной шихте, по прочностным характеристикам не уступает стали на ОМШ, превосходя последнюю по пластическим свойствам и особенно по ударной вязкости.  Показано, что сталь, выплавленная на первородной шихте, отличается более низким содержанием микропримесей, обладает меньшей устойчивостью к распаду аустенита и более низкой прокаливаемостью. Выявлено, что из-за меньшей устойчивости аустенита, сталь, выплавленная на первородной шихте, должна иметь более высокую критическую скорость закалки, что следует учитывать при выборе режимов термообработки. Установлено, что длительная прочность стали У10А в среде, вызывающей водородное растрескивание, во многом зависит от режимов термической обработки и от чистоты стали. Более чистая сталь обладает большей стойкостью против водородного растрескивания и, следовательно, большей долговечностью в процессе эксплуатации.

Заключение. Полученные результаты могут быть использованы при создании ресурсосберегающих процессов обработки металлических сплавов и композиционных материалов. 

Информатика, вычислительная техника и управление

99-114 121
Аннотация

Цель исследования. Целью данного исследования является оценка возможности применения методики централизованного управления системами и информационными рисками на примере информатизации органов государственной власти Республики Тыва, в целях оптимизации затрат на приобретение технических, программных и программно-аппаратных средства защиты информации, а также фонда оплаты труда обслуживающего технического персонала.

Методы. Одним из главных методов исследования является создание экспериментальной модели механизма единой информационно-вычислительный сети, объединяющей различные ведомства государственной власти, находящиеся в пределах одного административного здания, позволяющего одновременно работать с распределенными или централизованными приложениями, базами данных и другими сервисами, а также централизованное управления рисками информационной безопасности. Следующим методом исследования является анализ и изучение принципа работы информационных ресурсов, информационных систем, базы данных, и увеличение количества доменных пользователей в случае объединения их в единую сеть передачи данных. Взаимодействие и эффективность персонала, специализированного подразделения на базе одного государственного учреждения, обеспечивающие штатное функционирование сети и необходимый уровень информационной безопасностью для всех ведомств государственной власти.

Результаты. В результате получен экономический эффект за счет исключения приобретения дублирующих программно-аппаратных средств защиты информации, повышения эффективности использования единых информационных сервисов, а также создания централизованного структурного подразделения, которое использует в работе инструменты регулирования рисков и принимает управленческие решения информационной безопасности, основанные на принципах системного анализа, метода структуризации и методов экспертного опроса. Результаты исследования нашли применение при решении задач совершенствования системы управления информационной безопасностью органов власти Республики Тыва.

 Заключение. Для органов государственной власти Республики Тыва разработана оригинальная информационно-технологическая архитектура системы управления информационной безопасностью и централизованное использование информационных технологий. Отличительными особенностями структуры программных средств централизованного подхода являются мультиагентная реализация управляющих элементов системы поддержки принятия решений и интеграция различных типов моделей управления безопасностью в единый комплекс. 

115-132 120
Аннотация

Цель исследования. Основной целью работы является повышение эффективности работы нейросетевой модели при навигации мобильной робототехнической платформы в статических и динамически сгенерированных средах.

Методы. Для решения поставленной задачи были предложены точная настройка и оптимизация гиперпараметров нейронной сети. Для стимулирования агентов исследовать окружающую среду была проведена корректировка системы вознаграждений, предполагающая повышение вознаграждения при уменьшении расстояния от агента до целевой точки и увеличение штрафа при движении в направлении, противоположном конечной точке, и при прохождении каждой последующей сцены. Такое распределение вознаграждений и штрафов побуждает агентов активно обучаться и способствует сокращению общего количества сцен. С целью уменьшения объема данных, обрабатываемых нейронной сетью, была введена нормализация входных векторов. Было уменьшено время обучения модели нейронной сети благодаря параллельному обучению агентов и, как следствие, увеличения опыта в результате исследования окружающей среды.

Результаты. Предложенный подход позволил сократить время обучения на 30% и повысить эффективность навигации мобильной платформы на 10% в динамически сгенерированной среде и на 22% в статической среде по сравнению с неоптимизированной моделью.

Заключение. Предложенное решение может быть использовано совместно с другими методами трассировки и навигации, когда обученная нейронная сеть работает одновременно с уже отработанными и проверенными алгоритмами навигации. Например, если мобильная платформа подключает обученную нейронную сеть только для корректировки положения в пространстве и предотвращения столкновений с другими объектами

133-147 162
Аннотация

Цель исследования. Появление экзоскелетов – роботов открывает новые возможности в реабилитации пациентов, имеющих повреждение нижних конечностей. Несмотря на рост публикаций по этой тематике, многие вопросы, связанные с разработкой инструментальных средств проектирования на основе моделирования движения человека в экзоскелете с использованием теоретических основ устойчивого движения в вертикальном положении, изучены недостаточно. Поэтому целью данной статьи является разработка методов повышения эффективности системы управления экзоскелетом нижних конечностей при двуногой ходьбе.

Методы. Ключевой особенностью статьи является применение методов моделирования задающих законов движения экзоскелета. Применяются методы математического моделирования движения звеньев  с учетом последующего возможного их применения на моделировании движения звеньев экзоскелета, составляются уравнения траекторий с применением векторно-матричного метода. Исследуются траектории движения стопы, голени и бедра экзоскелета при устойчивой ходьбе.

Результаты. Для моделирования работы робототехнического комплекса (прототипа экзоскелета нижних конечностей с десятью активными степенями свободы)  применяется кинематическое задание траектории движения звеньев. Для нахождения вектора обобщенных координат решается обратная задача кинематики с применением векторно-матричного метода с применением матрицы Якоби. Результаты численного моделирования показывают высокую сходимость и адекватность предложенного метода. Методика позволяет задавать траектории движения оператора в экзоскелете на реальных аппаратах.

Заключение. В статье исследование ходьбы выполнено с позиций моделирования квазистатической походки с помощью кинематических подходов. Разработанный метод определения задающих углов поворота звеньев экзоскелета для различных положений стопы с учетом положения проекций центра масс используется при разработке алгоритмов управления движением человека в экзоскелете. 

148-160 104
Аннотация

Цель исследования. Данная работа представляет собой описание методологии управления региональной социально-экономической системой на основе принципов и понятий теории управления.

Методы. Разработанная методология управления региональной социально-экономической системой отличается учетом воздействующего влияния Национальных проектов в условиях влияния внешней среды. Методология состоит из шести этапов и четырнадцати методик, позволяющих описать систему управления региональной социально-экономической системой в терминах и инструментарием теории управления: сам регион рассматривается как объект управления, испытывающий на себе управляющее воздействие, формируемое под неким воздействующим влиянием. Также методология предполагает формализацию системы отрицательной обратной связи и систему контроля в разработанной модели управления региональной социально-экономической системой.

Результаты. Методология управления региональной социально-экономической системой может быть исполь-зована в управленческом процессе. Так, лица, принимающие управленческие решения на региональном уровне, как правило, опираются на собственные профессиональные навыки, прошлый опыт, интуицию. Однако эвристический подход к региональному управлению может быть расширен возможностями разработанной методологии, практическая реализация которой может быть представлена в виде системы поддержки принятия решений. Это позволит региональным правительствам на основании мониторинга состояния социально-экономических систем повысить эффективность принимаемых управленческих решений.

Заключение. Методология управления региональной социально-экономической системой обеспечивает полный управленческий цикл: от формализации основных понятий до описания системы контроля и обратной связи. Информационная реализация методологии представляется в виде автоматизированного продукта – системы поддержки принятия решений, который может быть использован при формировании автоматизированного рабочего места госслужащих. 

161-175 87
Аннотация

Цель исследования. Целью данной статьи является попытка унифицировать существующие видения киберфизических систем, ввести формальные модели киберфизических систем, рассмотреть сходства и отличия этого понятия со смежными информационно-технологическими концепциями.

Методы. В работе рассмотрены существующие видения киберфизических систем, их взаимосвязь со смежными информационно-технологическими концепциями, в частности, с «Интернетом вещей». Для решения поставленной задачи декомпозиции видений данных систем были использованы средства системного анализа и аппарат теории множеств.

Результаты. В работе описаны высокоуровневая и теоретико-множественная модели киберфизических систем. Высокоуровневая модель системы описывает взаимосвязь между пользователями, преобразователями, логическим и физическим уровнями. Центральное место в киберфизических системах занимают преобразователи, которые предназначены для взаимодействия между логическими и физическими компонентами и представляют собой датчики и исполнительные механизмы. Множественная модель киберфизических систем учитывает возможность обмена энергией и информацией между компонентами. Кроме того, в работе предложена обобщенная динамическая модель функционирования киберфизической системы, отражающая процессы изменения состояния ее компонентов под воздействием влияния внешней среды и внутренних факторов.

Заключение. Предложенная теоретико-множественная модель представляет собой основу для разработки и описания поведения киберфизических систем. Данная модель описывает взаимосвязь компонентов киберфизических систем и показывает влияние одного из параметра на все функциональные компоненты, с которыми данный параметр ассоциирован. Таким образом, для «интеллектуализации» окружения необходимо разработать ряд технических требований, учитывающий специфику функциональных компонент и роль пользователей, что позволит реализовать информационно-управляющие сервисы на основе данных об окружающей среде, поведении пользователя, его интересах и предпочтениях. 

176-188 77
Аннотация

Цель исследования. В статье приведено описание реабилитационного робототехнического комплекса EXOLITE-REHAB, позволяющего осуществлять реабилитационные упражнения нижних конечностей пациентов путем выполнения подъема ноги, вертикализации, приседаний и прочих видов движения. Во многих странах ведутся работы по созданию устройств, позволяющих человеку передвигаться в пространстве при повреждении опорно-двигательного аппарата. Поэтому целью данной статьи является изучение и задание основных закономерностей и алгоритмов на основе математических моделей, описывающих управляемое движение экзоскелета нижних конечностей на примере моделирования движения голеностопного шарнира экзоскелета.

Методы. Ключевой особенностью комплекса является применение копирующей системы управления, которая позволяет обеспечить заданное движение голеностопного сустава человека с высокой степенью точности в широком диапазоне изменения параметров. Применяются методы математического моделирования движения голеностопного сустава с учетом последующего возможного их применения на моделировании движения звеньев экзоскелета.

Результаты. Для моделирования работы робототехнического комплекса применяется кинематическое задание траектории движения голеностопного шарнира. Для нахождения вектора обобщенных координат решается обратная задача кинематики с применением векторно-матричного метода с применением матрицы Якоби. Результаты численного моделирования показывают высокую сходимость и адекватность предложенного метода.

Заключение. В статье рассмотрен метод применения копирующей системы управления, обладающей достаточной степенью точности копирования траектории. Результаты моделирования копирующей системы управления реабилитационного экзоскелета EXOLITE-REHAB, работающей по разработанному алгоритму, показывают, что она в достаточной степени точности способна повторять требуемую траекторию. В будущем планируется более углубленно исследовать систему на трёхмерной модели с электроприводами.

189-209 112
Аннотация

Цель исследования. Разработать научно-обоснованную систему поддержки принятия решений для производителей сельскохозяйственной продукции по выбору адаптивных технологий возделывания зерновых культур в условиях Европейской части России.

Методы. Системный подход, теория проектирования баз данных, математическое моделирование, теория разработки программно-информационных систем, методы квалиметрии программных средств.

Результаты. В работе последовательно рассмотрены вопросы необходимости цифровизации земледелия, описаны результаты проводимых в настоящее время исследований по данной тематике, обозначены направления дальнейших исследований таких разработок, на примере собственных исследований поэтапно описан процесс создания и апробации прикладного программного обеспечения. В результате проведенных исследований был создан и апробирован готовый продукт – компьютерная программа, которая решает не только проблему повышения рентабельности производства зерновых культур, но и обеспечения природоохранной направленности используемых технологий, что крайне важно и актуально в настоящее время. Предлагаемый программный комплекс состоит из клиент-серверного приложения для персональных компьютеров, Web-приложения, мобильного приложения для смартфонов на базе операционной системы Android, двух баз данных (для персональных компьютеров и для Онлайн-версии приложения).

Заключение. Создано программное обеспечение, позволяющее подобрать с учетом сложившихся почвенноклиматических условий конкретной территории технологию возделывания выбранной зерновой культуры и, тем самым, способствовать повышению рентабельности производства зерновых культур, обеспечить природоохранную направленность применяемых технологий за счет эффективного использования минеральных удобрений, горючего и химических средств защиты растений, подбора оптимального сорта или гибрида зерновой культуры, используемой сельскохозяйственной техники с учетом требований импортозамещения и предварительного расчета экономической эффективности предлагаемой к внедрению агротехнологии. 

210-224 89
Аннотация

Цель исследования – сокращение времени и повышение эффективности поиска и спасения терпящих бедствие экипажей сухопутной техники, воздушных, надводных и подводных судов. Комплексирования физических, информационных и геометрических параметров позволяет достоверно обнаруживать одиночные ферромагнитные тела за счет анализа дополнительной информации в рабочих алгоритмах.

Методы. Статья содержит практически значимый вариант построения поисковой системы, реализуемой на двух и большем числе беспилотных летательных аппаратов, двигающихся в районе поиска в согласованном строю на базовой дистанции. Система решения основана на использовании в качестве магнитометрической информации компонент магнитного поля без использования первичной градиентометрической информации. Эта особенность позволяет получить компактные и функционально полные алгоритмы. Вычисления по таким алгоритмам обеспечивают устойчивость беспилотного летательного аппарата в различных сочетаниях курса, крена и тангажа.

Результаты. В статье были построены алгоритмы функционирования магнитометрической системы поиска ферромагнитных тел на основе уравнений магнитостатики. Интеллектуальная система построена по схеме измерительно-вычислительного контура с разнесенными в пространстве векторными трехосными блоками магнитометров. Система способна решать весь комплекс задач поиска, обнаружения, пеленгации, локализации, позиционирования и идентификации металлических предметов, обладающих собственным магнитным полем.

Заключение. Основной результат исследования заключается в том, что рабочие алгоритмы обнаружения ферромагнитных тел комплексно учитывают характеристики воздушной среды, инструментальную погрешность блоков измерений физических величин и геометрические пропорции расположения измерительной аппаратуры на борту беспилотных и пилотируемых поисково-спасательных вертолетов. Полученные результаты исследований использованы при разработке аппаратно-программного комплекса с беспилотными летательными аппаратами вертолетного типа, предназначенного для обеспечения поисково-спасательных операций в условиях Арктики.

225-240 88
Аннотация

Цель исследования. Статья посвящена разработке модельно-алгоритмического обеспечения процесса определения речевой активности пользователя социо-киберфизической системы. Предложена топологическая модель распределенной подсистемы аудиозаписи, реализуемой в ограниченных физических пространствах (помещениях), позволяющая оценить качество воспринимаемых аудиосигналов для случая распределения микрофонов в таком помещении. На основе данной модели разработана методика определения речевой активности пользователя социо-киберфизической системы, максимизирующая качество воспринимаемых аудиосигналов при перемещении пользователя в помещении за счет определения координат установки микрофонов.

Методы. Для наиболее полного анализа и формального описания распределенной подсистемы аудиозаписи был использован математический аппарат теории графов и теории множеств. С целью определения координат размещения микрофонов в одном помещении была разработана соответствующая методика, которая предполагает проведение таких операций, как излучение в помещении речевого сигнала с помощью акустического оборудования и замер уровней сигнала в предполагаемых для установки микрофонов местах с использованием шумомера.

Результаты. Были рассчитаны зависимости коэффициента корреляции объединенного сигнала и исходного тестового сигнала от расстояния до источника сигнала для различного количества микрофонов. Полученные зависимости позволяют определить минимально необходимое количество разнесенных микрофонов для обеспечения качественной записи речи пользователя. Результаты апробации разработанной методики речевой активности в конкретном помещении свидетельствуют о возможности и высокой эффективности определения речевой активности пользователя социо-киберфизической системы.

Заключение. Использование предложенной методики определения речевой активности пользователя социокиберфизической системы позволит повысить качество записи аудиосигнала и, как следствие, его последующей обработки с учетом возможного перемещения пользователя.

241-255 93
Аннотация

Цель исследования. Целью данного исследования является оценка потенциала использования информационных технологий, в частности мобильных многофункциональных устройств, в сфере охраны труда в качестве дополнительного вида контроля вредных производственных факторов.

Методы. Одним из главных методов в данном исследовании является эксперимент, заключающийся в проведении лабораторных измерений уровня искусственно созданного производственного шума с помощью мобильного многофункционального устройства (смартфона) с предустановленными на него утилитами и откалиброванного прибора – шумомера, и последующем сравнении полученных результатов. Измерения проводились в соответствии с разработанными авторами методическими указаниями, ориентированными непосредственно под мобильные многофункциональные устройства (ММФУ).

Результаты. Анализ полученных результатов позволил оценить возможность использования мобильных многофункциональных устройств в мониторинге вредных факторов производственной среды. В ходе выполнения исследований было выявлено, что применение ММФУ в системе управления охраной труда на предприятии возможно, так как отклонения полученных значений от значений откалиброванного шумомера, принятого за эталон, незначительны. По результатам исследования была разработана принципиальная схема использования мобильных многофункциональных устройств в системах управления охраной труда на предприятии.

Заключение. Таким образом, применение ММФУ в качестве дополнительного метода контроля параметров производственной среды с теоретической точки зрения возможно. Конечно следует отметить, что на практике применение ММФУ в системе управления охраной труда столкнется с рядом юридических и методологических проблем. Самая основная проблема заключается в том, что ни одно ММФУ не внесено в государственный реестр средств измерений, что не позволяет официально использовать полученные данные. Однако применение мобильных многофункциональных устройств в сфере охраны труда обеспечит оперативный сбор информации об изменении показателей вредных факторов производственной среды, и как следствие, позволит быстро отреагировать на данные изменения, что существенно снизит риск возникновения несчастных случаев и профессиональных заболеваний.

256-270 119
Аннотация

Целью исследования является разработка методики построения системной и локальных моделей целенаправленных процессов функционирования подсистемы приемного канала информационно-измерительной системы. Данные модели должны позволить обосновать возможность оптимизации процессов взаимодействия компонентов аналого-дискретного преобразования входного воздействия случайного характера.

Методы. Методика получения измерительной информации в информационно-измерительной системе предполагает использование алгоритмов, минимизирующих информационные потери на каждом этапе преобразования входного воздействия. Возможным подходом является применение рациональных и оптимальных решений при выборе и обосновании функционального обеспечения преобразования входного воздействия ),,( St  с целью получения текущей измерительной информации при минимизации остаточной неопределенности.

Результаты. Для решения поставленной задачи в необходимо: построить системную модель для совокупности основных функций, определяющих реализацию целенаправленного процесса аналого-дискретного преобразования ) ,,( S t  ; обосновать способ реализации этих функций, критерии их взаимодействия; определить методику оптимизации и (или) рациональных построений локальных целенаправленных процессов; сформировать методические рекомендации и правила структурных построений подсистемы информационноизмерительной системы, входные воздействия которой с априори неизвестными характеристиками. В работе предлагается методический подход к функциональной организации аналого-дискретных преобразований входного воздействия случайного характера в подсистеме приемного канала информационноизмерительной системы, позволяющий путем оптимизации взаимосвязанных целенаправленных процессов обнаружения импульсных сигналов и измерения их параметров на фоне помех с неизвестными априори характеристиками повысить качество функционирования приемного канала информационно-измерительной системы и работы её компонентов. 

Заключение. Применение процедур временной селекции сигналов, управляемой каналом обнаружения, позволяет повысить скорость и точность определения их параметров, повысить помехоустойчивость подсистемы приемного канала информационно-измерительной системы, снизить вероятность пропуска слабых сигналов, а также повысить точность измерения временных параметров импульсных сигналов. 



Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2223-1560 (Print)
ISSN 2686-6757 (Online)