Том 5 Номер 3

ТЕОРИЯ СИСТЕМ

Общий принцип изоморфизма в теории систем

В. С. Кулабухов
АО «Московский научно-производственный комплекс „Авионика“ имени О. В. Успенского»
Аннотация. Статья посвящена изложению парадигмы в теории систем, позволяющей формализовать основные понятия и свойства систем на основе единого общего принципа изоморфизма. Интерпретация известного принципа единственности в задаче реализации в форме общего принципа изоморфизма дала возможность в общем виде сформулировать и доказать фундаментальную теорему (лемму) о реализации. На основе общего принципа изоморфизма и леммы сформулирована новая парадигма в теории систем, позволившая определить понятия модели, абстрактной системы, простой, сложной и большой системы, а также формализовать фундаментальные свойства систем. В частности, с точностью до некоторых изоморфных моделей определены понятия и критерии наблюдаемости, управляемости, контролируемости и идентифицируемости систем. В рамках парадигмы обоснованы новые взгляды на детерминизм и случайность, на проявления системного эффекта, на принцип относительности и принцип суперпозиции в теории систем. Парадигма также позволила формализовать условия интеграции систем в системы-комплексы и проанализировать свойства интегрированных систем. Рассмотрены формально-математические основы синтеза интегрированных информационно-управляющих систем, имеющих важное

СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ

Конструктивные особенности и классификация прыгающих роботов

Л. Ю. Ворочаева, А. В. Мальчиков, С. И. Савин
Юго-Западный государственный университет
Аннотация. В работе рассмотрены основные понятия, относящиеся к классу прыгающих роботов, механизмам прыжка, его характеристикам и этапам. Представлена развернутая классификация прыгающих роботов по шести признакам, один из которых (кинематическая схема) позволяет подразделять прыгающих роботов на классы в зависимости от числа звеньев и соединяющих их кинематических пар, а пять других — разделять прыгающих роботов по способам осуществления движения на том или ином этапе прыжка.

Модельное исследование и реализация стабилизирующего комплекса шагающего робота AnyWalker

И. В. Рядчиков*, С. И. Сеченев*, А. М. Русаков**, Е. В. Никульчев**
*Кубанский государственный университет
**МИРЭА — Российский технологический университет
Аннотация. Представлены результаты исследования и реализации программно-аппаратного вычислительного механизмов стабилизации двуного шагающего робота AnyWalker. Приводится описание конструктивных особенностей робота AnyWalker, связанных с стабилизацией его равновесия при ходьбе. На основе разработанной имитационной Simulink-модели механизмов стабилизации проведено модельное исследование параметров. Осуществлен выбор аппаратных компонентов для управления маховиками, с которым система стабилизации смогла бы работать в режиме реального времени, а также обеспечивалось масштабировании системы до механизмов трехосевой стабилизации.

УПРАВЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ

R-FMEA как новый инструмент управления технологическим процессом производства

Т. А. Митрошкина*, И. В. Русских**, Г. Н. Рогачев***
*Самарский национальный исследовательский университет имени академика С. П. Королева
**АО «Самарская Кабельная Компания» ***Самарский государственный технический университет
Аннотация. Статья посвящена внедрению нового специфического требования потребителя — R-FMEA, целью которого является проверка правильности реализации FMEA путем его системного пересмотра. На основе полученной информации АО «Самарская Кабельная Компания» приступила к оценке и совершенствованию внутренней процедуры по проведению FMEA с использованием инструмента R-FMEA и разработала форму, помогающую внедрению нового инструмента управления

Автоматизация обработки данных неразрушающего контроля на основе искусственной нейронной сети

А. А. Косач, Е. Е. Ковшов
Акционерное общество «Научно-исследовательский и конструкторский институт монтажной технологии — Атомстрой»
Аннотация. Рассматривается архитектура универсальной программно-аппаратной платформы для сбора, обработки и хранения данных, полу чаемых в результате проведения неразрушающего контроля изделий. Для процедуры обработки и фильтрации потоков данных применен нейросетевой модуль, имеющий широкий потенциал своего применения — от распознавания изображений до классификации данных. В качестве практического примера описывается система дистанционного контроля герметичности, построенная на основе вышеупомянутой платформы.

ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Развитие методов параллельных вычислений для фрагментации данных сетевой базы данных на основе рангового подхода

Е. Г. Андрианова, В. К. Раев, Д. И. Фильгус
МИРЭА — Российский технологический университет
Аннотация. Анализ задачи фрагментации данных сетевой базы данных, показывает, что формальной моделью является так называемая задача целочисленного линейного программирования с булевыми переменными (ЦЛП БП), которая относится к классу NP (non-deterministic polynomial — недетерминированные с полиномиальным временем). Доминирующее место в методах решения этих задач в настоящее время занимают комбинаторные методы. К ним в первую очередь можно отнести методы полного перебора, динамического программирования, а также локальные алгоритмы. Практическое применение данных методов затруднено при решении задач большой размерности. Попытки уменьшения времени решения задач ЦЛП с БП за счет распараллеливания сталкиваются с другой проблемой теории параллельных вычислений, которая заключается в том, что с точки зрения параллельных алгоритмов данный тип задач относится к классу сильносвязанных задач и поэтому плохо поддается распараллеливанию. Поэтому при разработке параллельных алгоритмов для решения задачи ЦЛП с БП, кроме противоречия между точностью решения задачи и временем ее решения, возникает еще одно противоречие — между сильной связностью, присущей данной задаче и необходимостью ее распараллеливания. Предлагаемый метод параллельных вычислений для фрагментации данных сетевой базы данных основан на ранговом подходе к ее решению, принципе оптимизации по направлению и стратегий отсечения неперспективных вариантов решений. Метод позволяет определять локальные экстремумы в вершинах графа и на их основе определять глобальный экстремум.

Алгоритм синтеза трехмерных фрактальных динамических структур

А. А. Теплов, К. А. Майков
Московский государственный технический университет имени Н. Э. Баумана
Аннотация. Приведены результаты сравнительного анализа практически востребованных алгоритмов формирования двумерных фракталов, обладающих высоким быстродействием и низкой ресурсоемкостью. Обосновывается практическая целесообразность предложенного алгоритма синтеза трехмерных фрактальных структур, представляющегося из себя функциональное единство алгоритмов формирования двоичного дерева и кривой «дракона». Результаты проведенных численных экспериментальных исследований подтвердили работоспособность предлагаемого алгоритма.

ПРОГРАММНЫЕ СИСТЕМЫ

Model of adaptive information security system of a computer-based data transmission network

L. M. Gruzdeva
Russian Transport University (MIIT)
Аннотация. The problem of increasing the capacity of a corporate data transmission network in the context of the impact of information security threats has been formalized as a task of constructing an adaptive information security system that is capable of providing the highest possible capacity level at a reliable detection of and maximum efficient counteraction to threats. A protection system model, which includes detection and counteraction levels whose facilities are promptly initiated in the most vulnerable nodes of the network, has been developed. In practice, this will shorten information threat detection time through elimination of traditional signal processing logics, as well as provide maximum possible counteraction to threats without a significant increase in the average packet delay time in the network.

Решение проблемы обработки, фиксации и визуализации нечетко-темпоральных данных телекоммуникационных сетей для аналитических систем операторов связи

В. В. Фомин, С. В. Мальцев
Российский государственный педагогический университет им. А. И. Герцена
Аннотация. В статье предлагается решение проблем обработки нечетко-темпоральных данных телекоммуникационных сетей, необходимых для выявления и прогнозирования тенденций дальнейшего поведения абонентов. На основе разработанной библиотеки алгоритмов модели обработки нечетко-темпоральных отношений между временными точками и/или интервалами был реализован инструментарий, позволяющий обрабатывать и визуализировать нечетко-темпоральные данные в аналитических системах операторов связи. Представлены результаты внедрения модуля возможностно-темпоральной модели при реализации коммерческого проекта аналитической системы для телекоммуникационной компании.