Цель исследования. Разработать, провести апробацию методики и выполнить экспериментальное исследование вибрационной прочности сварных соединений алюминиевого сплава Д16, выполненных контактной точечной сваркой.

Методы. Образцы для испытаний изготавливались из листовых заготовок алюминиевого сплава Д16 толщиной 1 мм посредством контактной точечной сварки. Особенностью предложенной схемы испытаний является реализация симметричного цикла нагружения. В процессе испытаний фиксировалось количество циклов до разрушения в зависимости от размаха колебаний. Для исключения винтового изгиба после вырезки проводился отжиг и термомеханическая правка. После снятия заусенцев и притупления острых кромок проводилась подготовка поверхности заготовок под сварку – химическое травление. Сварка образцов проводилась на машине для точечной сварки TECNA 8214N. Ток сварки составлял 30 кА, продолжительность сварки 0,1 с, усилие на электродах 180 даН. Статическую прочность сварного соединения на срез исследовали на разрывной машине УТС 110М-5 1-У. Усилие разрушения составило 3,66 кН. Особенностью предложенной схемы испытаний является реализация симметричного цикла нагружения. В процессе испытаний фиксировалось количество циклов до разрушения в зависимости от размаха колебаний.

Результаты. В результате статистической обработки результатов исследования получена математическая зависимость линейного вида между логарифмами количеств циклов до разрушения и величиной размаха колебаний. В зависимости от размаха колебаний выявлены характерные зоны разрушения. Для обеспечения возможности сопоставления результатов вибрационной прочности, полученных при различных условиях закрепления образцов, предложено в качестве ординаты использовать размах виброперемещения на единицу длины образца.

Заключение. Предложена и апробирована методика исследования вибрационной прочности соединений, полученных контактной точечной сваркой, в условиях реализации симметричного цикла нагружения. Для исследованных образцов равноправность сварного соединения основному металлу достигается при значении логарифма отношения размаха виброперемещения на единицу длины образца равного 0,01.

Целью исследования является разработка макета экспериментальной установки, позволяющей проводить исследования с упругими элементами путем осуществления силового воздействия на них, а также автоматического сбора данных и их анализа, который позволяет определять коэффициент жесткости и исследовать простые гармонические колебания.

Методы. Разработанное устройство позволяет определять коэффициент упругости пружины двумя методами – статическим и динамическим. Динамический метод требует строгого соблюдения определенной методики экспериментальных исследований. При этом исследуемая система находится под действием восстанавливающей силы, прямо пропорциональной смещению, т.е. она представляет собой простой генератор гармонических колебаний. Создаваемый прототип экспериментальной установки включает в себя несущую конструкцию, систему управления, к который подключен ультразвуковой датчик измерения расстояния, и специальное мобильное приложение, позволяющее визуализировать и записывать результаты проведенных измерений в удобной для пользователя форме.

Результаты. Разработанный прототип позволяет определить деформацию пружины статическим и динамическим методами, а наличие специального мобильного приложения для устройств с операционной системой "Android" позволяет пользователю управлять устройством со своего мобильного телефона. Экспериментальное устройство позволяет визуализировать графически полученные данные и осуществляет их экспорт в файл переменных значений. Экспортированные показатели выводятся в табличной форме для последующей обработки с помощью статистических инструментов или приложений для численных вычислений.

Заключение. Повышение качества образовательного процесса студентов-физиков требует широкого внедрения в учебный процесс специального оборудования для проведения экспериментальных исследований. Специфика такого оборудования может охватывать различные разделы механики, в том числе кинематику, колебательное движение, удар, упругость и т. п.

Цель исследования. Наиболее энергоемкими объектами для проведения спортивных и культурно-массовых мероприятий являются крытые катки и ледовые арены. Упрощенные технические решения при проектировании систем обеспечения микроклимата данных помещений приводят к значительным расходам при эксплуатации, что может вызвать серьезные отрицательные проявления в относительно короткий срок. В связи с этим, возрастает актуальность разработки методов выбора оптимального проектного решения названых систем. Целью статьи является разработка математической модели многокритериальной оптимизации проектных решений систем обеспечения микроклимата помещений с искусственным льдом.

Методы. Определение оптимального проектного решения систем обеспечения микроклимата по нескольким параметрам, каждый из которых может являться определяющим, является прикладной задачей системного анализа, основные принципы и закономерности которого были учтены при решении задачи многокритериальной оптимизации.

Результаты. Определен перечень частных критериев оптимальности, отражающих качественные и количественные характеристики проектных решений. Для поиска оптимального решения по выбранным частным критериям использована методика свертывания векторного критерия. Разработана оптимизационная модель, основывающаяся на принципах системного анализа.

Заключение. Разработанная математическая модель многокритериальной оптимизации позволяет обеспечить приоритет более важным частным критериям за счет увеличения их весов. В этом случае, следует помнить, что частные критерии должны быть соизмеримы, а значит, приведены к безразмерному виду. Поскольку в рассматриваемой задаче оптимизации имеют существенное значение абсолютные величины критериев, при выбранном векторе параметров необходимо выбрать именно аддитивный метод свертывания обобщенного критерия.

Цель исследования. Совершенствование программной поддержки и выявление закономерностей процессов краткосрочного прогнозирования объемов электропотребления энергосбытовых компаний на основе взаимодополняющей интеграции моделей интеллектуального анализа данных, системной динамики и экспертных систем.

Методы. Приведены принципы построения прогностических моделей электропотребления. Проведен системный анализ и построена онтологическая модель предметной области с учетом технологической и рыночной среды. Рассмотрена классификация методов прогнозирования. Описаны особенности информационной базы для проведения краткосрочного прогнозирования, включающей данные о фактическом электропотреблении и метеоданные. Сформулированы требования к программному обеспечению для выполнения прогнозов. Построена структурная схема системы прогнозирования электропотребления рынка на сутки вперед на основе взаимодополняющей интеграции программного обеспечения анализа данных и моделирования.

Результаты. Разработаны сценарии обработки данных в Loginom с использованием обработчиков Arimaх и Нейросеть (Регрессия) для построения прогнозов на основе фактического потребления электроэнергии и с учетом метеофакторов. В Anylogic разработана имитационная модель системной динамики, позволяющая исследовать влияние метеофакторов (температура, давление, осадки) на объем электропотребления. С помощью миварного конструктора экспертных систем Wi!Mi проведена параметризация задачи, заданы показатели, отношения, правила, получен логический вывод решения.

Заключение. Построена структурная схема системы прогнозирования электропотребления рынка на сутки вперед, основанная на анализе ретроспективной информации о фактическом электропотреблении и метеофакторах с использованием методов интеллектуального анализа данных, системной динамики и экспертных систем и российских программных средств Loginom, Anylogic и Wi!Mi.

Цель исследования. Представленное в данной статье исследование нацелено на установление и обоснование принципов эффективной инкорпорации интеллектуальных элементов системы управления мобильным роботом, функционирующим в условиях динамической среды существования. В качестве предмета исследования использовалась входящая в состав управления процедура одновременной локализации и картографирования. Критерием эффективности выступали показатели, связанные с обеспечением информационной безопасности процесса функционирования робота в реальных условиях эксплуатации.

Методы. Разработана и реализована методология экспериментального исследования программного исполнения процедуры одновременной локализации и картографирования в рамках задачи управления мобильным роботом. Объектом исследования выступала компьютерная модель абстрактного мобильного робота, выполняющего разведывательные функции в виртуальной динамической среде существования. Инкорпорируемыми элементами интеллектуальной обработки информации в процедуру одновременной локализации и картографирования были сверточные и полносвязные нейросетевые слои, обеспечивающие фильтрацию динамических объектов.

Результаты. При проведении экспериментального исследования выполнена симуляция процесса функционирования компьютерной модели разведывательного мобильного робота в виртуальной среде существования. Аналогичные эксперименты воспроизведены при различных структурно-функциональных конфигурациях процедуры одновременной локализации и картографирования. Получены количественные результаты, демонстрирующие точность позиционирования объекта исследования для каждого из способов организации данной процедуры. Проведен сравнительный анализ вариантов использования элементов интеллектуальной обработки информации внутри данной процедуры.

Заключение. Установлено, что инкорпорация элементов интеллектуальной обработки информации в процедуру одновременной локализации и картографирования имеет влияние на точность позиционирования мобильного робота и надежность его функционирования в динамической среде существования. Это вносит вклад в соблюдение норм информационной безопасности при использовании мобильных роботов в реальных условиях эксплуатации. Также определено, что существует и их избыточное употребление, которое приводит к отклонению от оптимальных качеств, необходимых для эффективного автономного управления мобильным роботом и обеспечения информационной безопасности.

Цель исследования: повышение степени автоматизации правого сопровождения договорных отношений сторон на примере издательской деятельности за счет разработки модельно-алгоритмического и программного обеспечения автоматизированного создания и актуализации текста лицензионного договора между издательством и автором.

Методы. При анализе процессов автоматизации юридической деятельности применительно к созданию, разработке и актуализации текста договоров рассмотрены российские и иностранные технологии, программное обеспечение, позволяющие автоматизировать процессы договорной деятельности. Предложены концептуальная и теоретико-множественная модели процесса автоматизированного формирования текста договоров.

Результаты. Предложена оригинальная классификация задач и способов автоматизации юридической деятельности актуальных, включающая перечень перспективных информационных технологий. Разработаны концептуальная и теоретико-множественная модели процесса автоматизированного формирования текста договора, отличающиеся использованием в качестве источников информации множества публичных актов, информационных ресурсов, экспертной информации, доступных для создания необходимого документа в выбранной предметной области на основе алгоритма верификации данных, генерации, визуализации, обновления договора, обеспечивающих его создание и актуализацию в автоматизированном режиме. Разработана алгоритмическая модель автоматизированной обработки параметров договора, отличающаяся распределением задач между экспертами (юристом, программистом) и программными средствами на основных этапах жизненного цикла документа: создание, обновление, удаление договора, обеспечивающая на основе событийной модели проверку наличия обновлений в публичных актах и автоматическую коррекцию текстовых значений параметров договора. Предложенные решения апробированы на примере лицензионного договора между автором статьи и издательством средства массовой информации – журнала «Информатика и автоматизация».

Заключение. Разработка модельно-алгоритмического и программного обеспечения обработки текстовой информации, доступной из публичных актов, информационных ресурсов, предоставляемой субъектами предметных областей, необходимого для автоматизированного формирования, верификации и визуализации частных актов, способствует повышению степени автоматизации, скорости подготовки юридических документов, соответствующих требованиям действующих публичных актов. Средства автоматизации договорной деятельности должны быть построены на принципе открытости, обладать свойством динамичности, а также должны быть управляемы извне. Разрабатываемые в рамках данного исследования программные сервисы СПб ФИЦ РАН по автоматизации правовой деятельности размещены на http://legaltech.viwo.ru/.

Цель исследования. Разработка и реализация алгоритма траекторного управления автономного необитаемого подводного аппарата бионического типа каракатица, предназначенного для проведения разведывательных операций, боевого охранения надводных и подводных средств военно-морского флота.

Методы. Представлена конструкция и принцип действия бионического подводного робота типа каракатица. Проектирование трехмерной модели робота-каракатицы для военной разведки проводилось посредством использования программного пакета SolidWorks. Рассмотрена расчетная динамическая схема и представлена математическая модель движения подводного плавающего робота, реализованная в пакете Mathcad. Движение робота обеспечивается волнообразными перемещениями эластичных боковых плавников, упирающимися на водную среду и формирующими тяговые усилия в требуемом направлении. Методами компьютерного математического моделирования доказана адекватность разработанной математической модели подводного робота и отработан алгоритм траекторного управления движением объекта по заданной траектории с требуемой скоростью.

Результаты. Система автоматического управления траекторным движением рассмотрена на примере движения робота в горизонтальной плоскости с выходом на заданную прямолинейную траекторию и поддержания требуемого режима продольного движения с заданной скоростью. Для этого были сформированы каналы управления силами тяги, создаваемыми волнообразными движениями боковых плавников, по угловой и ортогональной ошибкам. Подобраны коэффициенты регуляторов, обеспечивающие асимптотическую устойчивость системы и требуемое качество переходных процессов.

Заключение. Разработанный и реализованный алгоритм траекторного управления движением подводного бионического робота типа каракатица из различных начальных положений по заданной траектории показал хорошую адекватность и высокую эффективность, демонстрируя устойчивость и обеспечивая требуемые показатели качества переходных процессов.

Цель исследования. Разработка методики определения отклонений беспилотных летательных аппаратов от заданной траектории в условиях потери сигналов от навигационных спутников.

Методы. Методика основана на функциональной связи между параметрами отклонений беспилотных летательных аппаратов от заданной траектории и изменениями продольных и поперечных параллаксов перекрывающихся изображений подстилающей поверхности, обусловленными этими отклонениями. При математическом описании вычислительных процедур определения параметров отклонений использовались методы аппроксимации функций и математической обработки результатов измерений с оценкой точности полученных результатов.

Результаты. Разработана методика, включающая в себя контроль, оценку уровня и определения величины и направления отклонений беспилотных летательных аппаратов от заданной траектории. Получена система нелинейных уравнений, описывающая функциональную связь между параметрами отклонений и изменениями параллаксов перекрывающихся изображений подстилающей поверхности. Выполнены процедуры линеаризации, нормализации и решения этой системы уравнений по методу наименьших квадратов, получены аналитические соотношения для апостериорной оценки точности получаемых результатов.

Заключение. Методика обеспечивает обнаружение и определение параметров некоординированных отклонений беспилотных летательных аппаратов от заданной траектории с точностью, соизмеримой с методами спутниковой навигации. Предложенный подход по сравнению с известными методиками позволяет уменьшить число обрабатываемых соответственных точек на перекрывающихся изображениях и размерность решаемой задачи. Это позволяет существенно снизить уровень вычислительных и ресурсных затрат, что имеет большое значение для использования разработанной методики на борту малоразмерных беспилотных летательных аппаратов.

Цель исследования: разработка метода ранней диагностики потерь трафика реального времени с контролем таймаутов в программно-конфигурируемых сетях (ПКС).

Методы. Приведен обзор и описание передачи разнородного трафика в коммутаторе Ethernet с поддержкой качества обслуживания и технологии Time-Triggered Ethernet. Детально описано функционирование блоков контроля таймаутов на мгновенное удаление кадра из ПКС hard timeout и в зависимости от длины кадра при достижении приемной стороны idle timeout. Данные блоки управления включены в состав аппаратного защитника контроля таймаутов для трафика реального времени. Описана работа коммутатора OpenFlow с учетом защитника контроля таймаутов. Описано и разработано формирование временных окон таймаутов при передаче кадра.

Результаты. С помощью предложенного метода ранней диагностики потерь трафика реального времени с контролем таймаутов в ПКС было проведено моделирование ПКС на основе сетей Петри и пакета моделирования CPN Tools. Полученная модель и результаты экспериментов согласуются с теоретическими расчетами и предложенным методом передачи трафика реального времени с учетом его потерь в ПКС.

Заключение. С помощью модели было исследовано функциональное и временное поведение модели, проведена верификация метода с использованием сетей Петри. Были получены результаты в виде временных диаграмм, отражающих работу по типам трафика в соответствии с предложенным методом.

Цель исследования. Целью работы является увеличение производительности вопросно-ответных информационных систем на русском языке. Научная новизна работы состоит в увеличении производительности для модели RuBERT, которая была обучена для нахождения ответа на вопрос в тексте. Поскольку более производительная языковая модель позволяет обрабатывать большее количество запросов за то же самое время, результаты работы могут найти применение в различных информационных вопросно-ответных системах, для которых важна скорость отклика.

Методы. В настоящей работе используются методы обработки естественного языка, машинного обучения, уменьшения размера искусственных нейронных сетей. Языковая модель была настроена и обучена при помощи библиотек машинного обучения Torch и Onnxruntime. Оригинальная модель и набор данных для обучения были взяты в библиотеке Huggingface.

Результаты. В результате исследования была увеличена производительность работы языковой модели RuBERT при помощи методов уменьшения размера нейронных сетей, таких как дистилляция знаний и квантизация, а также при помощи экспорта модели в формат ONNX и её запуска в среде выполнения ONNX.

Заключение. В результате, модель, к которой одновременно были применены дистилляция знаний, квантизация и ONNX оптимизация, получила увеличение производительности в ~4.6 раза (с 66.57 до 404.46 запросов в минуту), при этом размер модели уменьшился в ~13 раз (с 676.29 Мб до 51.66 Мб). Обратной стороной полученной производительности стало ухудшение показателей EM (с 61.3 до 56.87) и F-мера (с 81.66 до 76.97).