ПЕРМСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ | ||
Численный анализ работы струйного насоса с изменяемой геометрией проточного тракта М.А. Савин, М.А. Ошивалов, Е.И. Вахрамеев, К.С. Галягин Получена: 03.03.2023 Рассмотрена: 05.07.2023 Опубликована: 01.11.2023
PDF |
Аннотация |
Сведения об авторах |
Список литературы |
Аннотация:
Область применения струйных насосов в промышленности достаточно обширна. Они используются как для перекачки жидких и газообразных сред, так и газожидкостных смесей. Аппараты со струйными течениями (насосы, компрессоры) имеют ряд преимуществ, связанных с простотой конструкции, отсутствием движущихся частей и высокой надежностью работы. В частности, возможностью работы с многофазными средами обусловлено их использование в системах нефтегазосбора в составе дожимных насосных станций для совместной транспортировки нефти и попутного газа по единому трубопроводу. Гидродинамика течений в струйных аппаратах, используемых в нефтедобывающей промышленности для перекачки нефти или газа, в последние годы достаточно хорошо изучена. Это позволяет рационально проектировать геометрию проточных трактов установок. Однако в реальных условиях работы дожимных насосных станций режим течения газожидкостных смесей, как правило, нестабильный со случайным образованием жидкостных и газовых пробок. Известно, что при перекачке газов длина камеры смешения должна быть значительно больше, чем при перекачке жидкости. Естественно, что в этих условиях трудно спроектировать универсальную проточную часть установки для одинаково эффективной перекачки и жидкости и газа. В настоящей работе рассматривается вариант проточного тракта с изменяемой геометрией за счет подвижной конической вставки в диффузор. В такой конфигурации тракта кольцевой конический канал между вставкой и внутренней поверхностью диффузора является продолжением камеры смешения и способствует более эффективному перемешиванию компонентов даже с короткой цилиндрической камерой смешения. При этом за счет увеличения площади сечения кольцевого канала в направлении движения потока сохраняется функция диффузора – преобразование кинетической энергии потока в энергию давления. Изменение положения вставки в диффузоре позволяет в определенных пределах управлять эффективностью перекачки сред. Исследования проводятся путем математического моделирования течений с применением вычислительного комплекса STAR–CCM+. Численный эксперимент, в отличие от физического, позволяет детально изучить процессы смешения на основе анализа полей скоростей, давлений и компонентного состава смеси с оценкой режимных параметров течения. Ключевые слова: гидроструйный насос, численное моделирование, многокомпонентные среды, VOF, управление расходом, STAR–CCM+, анализ течения, модели турбулентности, изменяемая геометрия камеры смешения, транспорт углеводородов Сведения об авторах:
Савин Максим Анатольевич – канд. техн. наук, доцент кафедры «Сварочное производство, метрология и технология материалов», e-mail: abins@pstu.ru, ORCID: 0000-0002-9373-6804. Ошивалов Михаил Анатольевич – канд. техн. наук, доцент, доцент кафедры «Сварочное производство, метрология и технология материалов», e-mail: oma@pstu.ru, ORCID: 0009-0000-6464-6984. Вахрамеев Евгений Иванович – канд. техн. наук, доцент, доцент кафедры «Сварочное производство, метрология и технология материалов», e-mail: EIVahrameev@pstu.ru, ORCID: 0009-0002-9359-7557. Галягин Константин Спартакович – канд. техн. наук, доцент, доцент кафедры «Сварочное производство, метрология и технология материалов», e-mail: gks@pstu.ru, ORCID: 0009-0004-4121-5566. Список литературы:
Влияние выбора активных систем скольжения в двухуровневых упругопластических моделях типа Тейлора – Бишопа – Хилла на отклик поликристаллических материалов П.А. Гладких, П.В. Трусов Получена: 14.08.2023 Рассмотрена: 06.09.2023 Опубликована: 01.11.2023
PDF |
Аннотация |
Сведения об авторах |
Список литературы |
Аннотация:
В процессах обработки металлов и сплавов для получения готовых изделий существенно меняется внутренняя структура и зависящие от нее свойства различных масштабных уровней материала, прогнозирование которых с применением эмпирических методов чрезвычайно затратно. По этой причине разработка технологий обработки немыслима без математических моделей, центральным элементом которых является определяющие соотношения. Перспективным для построения последних является физический подход, позволяющий описывать эволюцию внутренней структуры на различных масштабных уровнях. Как правило, такие модели материалов являются многоуровневыми и представляют целый класс конститутивных моделей. Отдельный интерес представляют упругопластические модели, так как позволяют проводить расчеты с достаточно большими шагами по времени. Большинство моделей этого типа основаны на модели Тейлора – Бишопа – Хилла, но они имеют недостаток: неопределенность в выборе набора активных систем скольжения. В данной работе исследуется влияние случайного выбора наборов активных систем скольжения в упругопластических моделях типа Тейлора – Бишопа – Хилла на результаты моделирования деформирования поликристаллов. Показано, что с ростом деформаций случайный выбор наборов активных систем скольжения приводит к практически монотонному увеличению различий при расчете тензора напряжений макроуровня и углов разориентации между зернами. Данный факт означает, что присущая указанным моделям проблема неопределенности оказывает влияние на результаты моделирования. Это свидетельствует о необходимости разработки алгоритма, позволяющего устранить отмеченную неопределенность, что составляет предмет готовящейся публикации авторов. Ключевые слова: физически-ориентированные модели типа Тейлора – Бишопа – Хилла, упругопластическая модель Линя, влияние неопределенности выбора активных систем скольжения, сложное нагружение, физические теории пластичности, конститутивные модели, определяющие соотношения. Сведения об авторах:
Гладких Павел Андреевич – лаборант-исследователь, лаборатория многоуровневого моделирования конструкционных и функциональных материалов, e-mail: gladkikh.p@yandex.ru, ORCID: 0000-0002-8196-6661. Трусов Петр Валентинович – доктор физико-математических наук, профессор, заведующий кафедрой «Математическое моделирование систем и процессов», e-mail: tpv@matmod.pstu.ac.ru, ORCID: 0000-0001-8997-5493. Список литературы:
Метод определения уровня схожести изображений по цветовой составляющей на основе корреляционного анализа и квантования цветового пространства О.В. Логиновский, А.Ю. Струева, А.А. Шинкарев, М.В. Ядрышникова Получена: 11.05.2023 Рассмотрена: 17.07.2023 Опубликована: 01.11.2023
PDF |
Аннотация |
Сведения об авторах |
Список литературы |
Аннотация:
Цветовая составляющая изображения является базовой информацией об изображении. Цвет определяет настроение изображения, его концепцию, а также может служить в качестве смыслового акцента. Получение информации о цветовой составляющей изображения необходимо при решении разного рода задач. Например, задачи поиска похожих изображений по содержанию, поскольку информация о цветовой составляющей может объединяться с другими метаданными изображения и более полно описывать его концепцию. В данном исследовании авторы рассматривают физическое представление цвета, описывают наиболее популярные цифровые представления цвета, рассматривают способы извлечения цветовой составляющей изображения, среди которых использование цветовых гистограмм, квантование, когерентные вектора и метод K-средних, и способы сравнения цветовых составляющих изображений, среди которых евклидово, косинусное, манхэттенское расстояния, расстояние Чебышева, индекс Жаккара, корреляционный анализ, критерий согласия Пирсона и расстояние Бхаттачария. Выдвигается предположение, что использование методов сравнения гистограмм и сравнения векторов допустимо при сравнении цветовых составляющих изображений, поскольку цветовые гистограммы можно записать в векторной форме. Авторы проводят эксперимент, в котором человек-эксперт просматривает комбинации способов получения и сравнения цветовых составляющих и на основе выделенных авторами критериев заполняет протокол тестирования. В основе критериев лежала интерпретируемость человеком результатов применения методов определения и сравнения цветовой составляющей. На основе проведенного эксперимента определено, что лучшим из рассмотренных в статье методов сравнения цветовых составляющих изображений является корреляционный анализ цветовых гистограмм изображения, которые были извлечены в квантованном цветовом пространстве, поскольку при таком подходе соблюдаются все критерии тестирования, а также сохраняется наибольший объем информации о цветовой составляющей. Ключевые слова: цвет, цветовая составляющая, корреляционный анализ, квантование, когерентность, когерентные вектора, цветовая гистограмма, метод К-средних, евклидово расстояние, расстояние Чебышева. Сведения об авторах:
Логиновский Олег Витальевич – доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ, заведующий кафедрой «Информационно-аналитическое обеспечение управления в социальных и экономических системах», e-mail: loginovskiyo@mail.ru, ORCID: 0000-0003-3582-2795. Струева Анастасия Юрьевна – магистрант кафедры «Системное программирование», e-mail: nastasy822@gmail.com, ORCID: 0009-0002-7401-888X. Шинкарев Александр Андреевич – кандидат технических наук, докторант кафедры «Информационно-аналитическое обеспечение управления в социальных и экономических системах», e-mail: sania.kill@mail.ru, ORCID: 0000-0001-9897-8549. Ядрышникова Мария Викторовна – магистрант кафедры «Системное программирование», e-mail: reeyardma@gmail.com, ORCID: 0009-0007-9311-3715. Список литературы: 1. Elliot J.A., Maier M.A. Color Psychology: Effects of Perceiving Color on Psychological Functioning in Humans // Annual Review of Psychology. 2014. – Vol. 65. – P. 95–120. DOI: 10.1146/annurev-psych-010213-115035 2. Яковлева Ю.А. Влияние цвета на человеческую психику // Язык в сфере профессиональной коммуникации: сборник материалов международной научно-практической конференции преподавателей, аспирантов и студентов. – Екатеринбург: Ажур, 2022. – 2021. – С. 123–130. 3. Ларин С.Н., Малков Maji S., Bose S. CBIR using features derived by Deep Learning // ACM/IMS Transactions on Data Science. 2021. – Vol. 2, iss. 3. – № 26. – P. 1–24. DOI: 10.1145/347056 4. Алиева Н.З. Физика цвета и психология зрительного восприятия; Ч. 1: Физика цвета. – М.: Академия. – 2008. – 19 с. 5. Westland S., Cheung V. RGB Systems // Handbook of Visual Display Technology. – 2015. – P. 1–6. DOI: 10.1007/978-3-642-35947-7_12-2 Ларин С.Н., Малков. 6. On the correlation of absorption cross-section with plasmonic color generation / S.D. Rezaei, J. Ho, R.J. Hong, S. Ramakrishna, J.K. Yang // Opt. Express. – 2017. – Vol. 25, iss. 22. – 7. Костюкова Н.С. Использование 2D-цветовых гистограмм для представления цветового содержимого изображений // Известия Южного федерального университета. Технические науки. – 2005. – № 1. – С. 74–78. 8. Сорокин А.И., Волков В.Н., Сорокина Ю.О. Адаптивный алгоритм квантования цветового пространства на основе медианного сечения // Известия юго-западного государственного университета. Серия: управление, вычислительная техника, информатика. Медицинское приборостроение. – 2018. – № 2 (27). – С. 63–72. 9. Sarmad O., Nada A. An efficient color quantization using color histogram // 2017 Annual Conference on New Trends in Information & Communications Technology Applications (NTICT). – Baghdad, Iraq, March 7–8, 2017. DOI: 10.1109/NTICT.2017.7976153 10. Pass G., Zabih R., Miller J. Comparing Images Using Color Coherence Vectors // Proceedings of the fourth ACM international conference on Multimedia. – New York, NY, USA, 11. Tamilselvi P., Nagasankar P., Geetha S. Color based K-Means Clustering For Image Segmentation to Identify the Infected Leaves // 2019 Fifth International Conference on Science Technology Engineering and Mathematics (ICONSTEM). – Chennai, India, March 14–15, 2019. DOI: 10.1109/ICONSTEM.2019.8918737. 12. Deza M.M., Deza E. Distances in Probability Theory. – Springer, Berlin, 2016. – 583 p. 13. Jurafsky D., Martin J.H. Speech and Language Processing. An Introduction to Natural Language Processing, Computational Linguistics, and Speech Recognition. – Prentice Hall, Upper Saddle River, 2009. – 1024 p. 14. Бурбаки Н. Основания математики. Логика. Теория множеств. – М.: Издательство иностранной литературы, 1963. – 292 с. 15. Парасич А.В., Парасич В.А. Методы на основе цветовых гистограмм в задачах обработки изображений // Nauka-rastudent. – 2015. – № 6 (18). – С. 1–20. 16. Сolor-experiments-article [Электронный ресурс] / GitHub. – URL: https://github.com/ myadryshnikova/color-experiments-article (дата обращения: 10.05.2023). Оценка применения ConvLSTM-нейронной сети для прогнозирования эпилептических припадков М.В. Володин, И.А. Седых Получена: 07.07.2023 Рассмотрена: 07.09.2023 Опубликована: 01.11.2023
PDF |
Аннотация |
Сведения об авторах |
Список литературы |
Аннотация:
Эпилепсия является одним из наиболее распространенных неврологических заболеваний. Эпилептические приступы крайне негативно влияют на жизнь людей, в том числе могут стать причиной смерти человека. В связи с этим разработка эффективных методов прогнозирования эпилептических припадков стала актуальной задачей в медицинской области. Одним из подходов к прогнозированию эпилептических припадков является использование нейронных сетей. В данной работе рассматривается ConvLSTM (Convolutional Long Short-Term Memory) – модель, объединяющая сверточные нейронные сети CNN и долгосрочную память рекуррентных LSTM-нейронных сетей. ConvLSTM позволяет моделировать пространственно-временные зависимости в данных, что особенно важно для анализа временных рядов, таких как электроэнцефалограмма. В данной работе исследуется применение ConvLSTM для прогнозирования эпилептических припадков на основе ЭЭГ-сигналов. Процесс подготовки модели можно разделить на три основных этапа: предварительную обработку входных сигналов, разделение и нормализация данных на обучающую, валидационную и тестовую выборки, а также обучение и тестирование модели на полученных выборках с целью выявления закономерностей и паттернов, характерных для эпилептических припадков. Для оценки качества прогнозирования используются универсальная для задач классификации ROC AUC-метрика. Полученные результаты анализируются и сравниваются с другими методами прогнозирования, чтобы определить эффективность ConvLSTM в данной задаче. Исследование показывает, что ConvLSTM демонстрирует высокую точность и надежность в прогнозировании эпилептических припадков на основе сигналов электроэнцефалограммы. Этот подход может быть полезным инструментом для врачей и специалистов в области эпилепсии, позволяя предупреждать припадки и принимать соответствующие меры заблаговременно. Ключевые слова: нейронные сети, эпилепсия, свертка, LSTM, ConvLSTM, электроэнцефалограмма, классификация, эпилептические приступы, машинное обучение, рекуррентные нейронные сети. Сведения об авторах:
Володин Максим Владимирович – студент бакалавриата, кафедра высшей матемматики, e-mail: faxtro@icloud.com, ORCID: 0009-0009-6542-2195. Седых Ирина Александровна – доктор технических наук, доцент, профессор, кафедра высшей математики, e-mail: sedykh-irina@ yandex.ru, ORCID: 0000-0003-0012-8103. Список литературы: 1. Epilepsy across the spectrum: Promoting healthand understanding. A summary of the institute of medicine report / M.J. England, C.T. Liverman, A.M. Schultz, L.M. Strawbridge // Epilepsy & Behavior. – 2012. – Vol. 25, iss. 2. – P. 266–276. 2. Weyhenmeyer J., Gallman E.A. Rapid Review Neuroscience E-Book. – Philadelphia: Elsevier Health Sciences, 2006. – 320 p. 3. Lieberman M.D. Intuition: a social cognitive neuroscience approach // Psychological bulletin. – 2000. – Vol. 126, iss. 1. – P. 109–112. 4. Ben Messaoud R., Chavez M. Random Forest Classifier for EEG-based Seizure Prediction // arXiv. 2021. DOI 10.48550/arXiv.2106.04510 5. Usman S.M., Usman M., Fong S. Epileptic Seizures prediction using machine learning methods // Computational and Mathematical Methods in Medicine. – 2017. – Vol. 2017. – Art. 9074759. DOI 10.1155/2017/9074759. 6. Ouichka O., Echtioui A., Hamam H. Deep Learning Models for Predicting Epileptic Seizures Using iEEG Signals // Electronics. – 2022. – Vol. 11, № 4. – Art. 605. DOI 10.3390/electronics11040605 7. A Generalised Seizure Prediction with Convolutional Neural Networks for Intracranial and Scalp Electroencephalogram Data Analysis / N. D. Truong, A. D. Nguyen, L. Kuhlmann, M. R. Bonyadi, J. Yang, O. Kavehei // arXiv. 2017. DOI 10.48550/arXiv.1707.01976. 8. Seizure Susceptibility Prediction in Uncontrolled Epilepsy / N.D. Truong, Y. Yang, C. Maher, L. Kuhlmann, A. McEwan, A. Nikpour, O. Kavehei // Frontiers in Neurology. – 2021. – Vol. 12. – Art. 721491. DOI 10.3389/fneur. 2021.721491. 9. Sejnowski T.J., Koch C., Churchland P.S. Computational neuroscience // Science. 1988. – Vol. 241, iss. 4871. – P. 1299–1306. DOI 10.1126/science.3045969. 10. Convolutional LSTM network: A machine learning approach for precipitation nowcasting / X. Shi, Z. Chen, H. Wang, D. Y. Yeung, W.K. Wong, W.C. Woo // Advances in Neural Information Processing Systems 28, 7–12 December 2015, Montreal, Quebec, Canada, 2015. – P. 802–810. 11. LSTM: A search space odyssey / K. Greff, R.K. Srivastava, J. Koutník, B.R. Steunebrink, 12. Hochreiter S., Schmidhuber J. Long short-term memory // Neural com-putation. – 1997. – Vol. 9, iss. 8. – P. 1735–1780. DOI 10.1162/neco.1997.9.8.1735. 13. American Epilepsy Society Seizure Prediction Challenge / Kaggle [Электронный ресурс]. – URL: https://www.kaggle.com/competitions/seizure-prediction (дата обращения: 01.06.2023). 14. Seizure prediction in EEG signals using STFT and domain adaptation / P. Peng, Y. Song, L. Yang, H. Wei / Frontiers in Neuroscience. – 2022. – Vol. 15. – Art. 825434. DOI 10.3389/ fnins.2021.825434 15. Epileptic Seizure Forecasting with Generative Adversarial Networks / N.D. Truong, L. Kuhlmann, M.R. Bonyadi, D. Querlioz, L. Zhou, O. Kavehei // IEEE Access. – 2019. – Vol. 7. – P. 143999–144009. DOI 10.1109/ACCESS.2019.294469 16. Classification of EEG Signals for Prediction of Epileptic Seizures / M. Aslam, S.M. Usman, S. Khalid, A. Anwar, R. Alroobaea, S. Hussain, A. Yasin // Applied Sciences. – 2022. – Vol. 12, iss. 14. – P. 7251. DOI 10.3390/app12147251 17. Reddi S., Satyen K., Sanjiv K. On the convergence of Adam and Beyond // arXiv. – 2019. DOI 10.48550/arXiv.1904.0923 18. Liu B., Lane I. Attention-Based Recurrent Neural Network Models for Joint Intent Detection and Slot Filling // arXiv. – 2016. DOI 10.48550/arXiv.1609.01454 О качестве обучения искусственных нейронных сетей без предобработки исходных данных в условиях их ограниченного набора Л.В. Кожемякин, А.О. Алексеев Получена: 28.08.2023 Рассмотрена: 10.09.2023 Опубликована: 01.11.2023
PDF |
Аннотация |
Сведения об авторах |
Список литературы |
Аннотация:
Рассматривается задача обучения искусственных нейронных сетей (ИНС) для диагностики болезни Альцгеймера на основе магнитной восприимчивости 10 вен головного мозга в условиях ограниченных исходных данных (81 пациент). В недавнем исследовании после сокращения числа исследуемых вен до 4, а также определения числа синаптических связей, сопоставимого с нейронной сетью, основанной на корне принятия решений, были успешно обучены полносвязные ИНС с одним и двумя скрытыми слоями. Известные результаты породили гипотезу, что обучение ИНС на основе тех же самых данных без предобработки также позволит получить качественные нейронные сети. Для оценки качества ИНС использованы следующие показатели: средние квадратические ошибки обучения и обобщения (тестирования), коэффициенты детерминации (R2) на множествах значений, используемых при обучении и при обобщении (тестировании), а также число обученных ИНС, удовлетворяющих определенному значению использованных выше показателей. Для графического представления результатов многократных экспериментов по обучению и тестированию ИНС предложен новый график, позволяющий наглядно показать качество ИНС. Так, в работе демонстрируются показатели качества 800 ИНС, обученных без предварительной обработки данных, среди которых было семь нейронных сетей с одним скрытым слоем и девять нейронных сетей с двумя скрытыми слоями, для каждой из которых проводилось по 50 экспериментов. Для сравнения приводятся показатели качества 2400 ИНС, обученных с предварительной обработкой данных с такой же архитектурой: семь нейронных сетей с одним скрытым слоем и 9 нейронных сетей с двумя скрытыми слоями, для каждой из которых проводилось по 150 экспериментов. Ключевые слова: искусственные нейронные сети, ограниченные данные, медицинские данные, болезнь Альцгеймера, предобработка данных, качество нейронных сетей Сведения об авторах:
Кожемякин Леонид Валерьевич – старший преподаватель кафедры «Экономика и финансы»; ведущий специалист, Алексеев Александр Олегович – кандидат экономических наук, доцент, начальник управления организации научных исследований, директор, e-mail: aoalekseev@pstu.ru, ORCID: 0000-0001-5033-6694. Список литературы:
Нейро-нечеткая система непрерывного контроля плотности асфальтобетонных смесей А.П. Прокопьев Получена: 24.12.2022 Рассмотрена: 05.07.2023 Опубликована: 01.11.2023
PDF |
Аннотация |
Сведения об авторах |
Список литературы |
Аннотация:
Повышение качества и увеличение срока службы асфальтобетонных покрытий автомобильных дорог является народно-хозяйственной проблемой, которая решается за счет мероприятий, связанных с совершенствованием нормативной базы, улучшением свойств дорожных материалов, автоматизацией контроля и управления процессами уплотнения. Существующие автоматизированные системы контроля и управления плотностью дорожными катками базируются на методах искусственного интеллекта. Особенностью строительства верхних слоев асфальтобетонных дорожных покрытий в Российской Федерации является значительное влияние на их качество результатов работы асфальтоукладчиков, обеспечивающих несколько технологических операций – приемку, укладку и уплотнение асфальтобетонных смесей. Применение системы автоматического контроля плотности асфальтобетонных смесей в процессе их укладки позволит устранить многие дефекты дорожных покрытий во время их эксплуатации. Целью работы является построение системы непрерывного контроля плотности в процессе укладки и уплотнения асфальтобетонных смесей укладчиками на основе методов искусственного интеллекта. Представлены результаты разработки новой системы интеллектуального контроля плотности асфальтобетонной смеси укладчиками. Предложено использовать структуру нейро-нечеткой сети типа ANFIS. Обучение нейро-нечеткой системы типа ANFIS выполнено на основе комбинации методов наименьших квадратов и убывающего градиента по массиву переменных, полученных на основе результатов экспериментальных исследований, выполненных ВНИИСтройдормаш, Союз ДорНИИ, МАДИ. Автоматизация контроля плотности направлена на улучшение качества асфальтобетонных покрытий автомобильных дорог. Ключевые слова: нейро-нечеткая система, ANFIS, гибридный метод обучения, RMSE, функция принадлежности, асфальтоукладчик, асфальтобетонная смесь, система непрерывного контроля плотности. Сведения об авторах:
Прокопьев Андрей Петрович – кандидат технических наук, доцент кафедры строительных материалов и технологии строительства, e-mail: prok1@yandex.ru, ORCID: 0000-0003-2838-7350. Список литературы: 1. Насонов Е.И., Макиша Е.В. Киберфизические системы в строительной отрасли // Инженерный вестник Дона. – 2019. – № 1. 2. Improving asphalt pavement intelligent compaction based on differentiated compaction curves / P. Polaczyk, W. Hu, H. Gong, X. Jia, B. Huang // Construction and Building Materials. – 2021. – P. 124125. 3. Прокопьев А.П., Набижанов Ж.И. Нейросетевая система управления процессом уплотнения дорожных материалов асфальтоукладчиками // Инженерный вестник Дона. – 2021. – № 10. 4. Прокопьев А.П. Киберфизическая система для управления отрядом дорожных машин в инфраструктурных проектах автомобильного транспорта // Инженерный вестник Дона. – 2022. – № 8. 5. Böhmer P. Untersuchunger uber die Verdichtung – swirkung von Schwarzdecken–fertigern. Baumaschine und Bautechnik. – 1974. – № 7 – 8. – P. 233–238. 6. Новый метод нейросетевой системы контроля уплотнения асфальтобетонных смесей / А.П. Прокопьев, Ж.И. Набижанов, Р.Т. Емельянов, В.И. Иванчура // Современная наука: актуальные проблемы теории и практики. Серия: Естественные и технические науки. – 2021. – № 9. – С. 65–69. 7. К вопросу создания системы непрерывного контроля уплотнения дорожных материалов для асфальтоукладчиков / А.П. Прокопьев, Ж.И. Набижанов, В.И. Иванчура, 8. Concept of a new method for continuous non-destructive control of asphalt road pavements compaction / A.P. Prokopev, Zh.I. Nabizhanov, R.T. Emelyanov, V.I. Ivanchura // Journal of Physics: Conference Series. – 2020. – 1515. – P. 052054. 9. Исследование режимов уплотнения рабочими органами асфальтоукладчиков и разработка высокоэффективного уплотняющего оборудования: отчет о НИР, № ГР0189008506 / руководитель Г.В. Кустарев; МАДИ. – М., 1990. – 105 с. 10. Прокопьев А.П. Оптимизация параметров уплотняющего оборудования асфальтоукладчика с качающимися брусьями: автореф. дис. ... канд. техн. наук: 05.05.04 / МАДИ. – М., 1991. – 19 с. 11. Jang J.-S.R. ANFIS: adaptive network based fuzzy inference system // IEEE Transaction Systems, Man and Cybernetics. – 1993. – Vol. 23, № 3. – P. 665–684. Разработка программного обеспечения для управления техническим обслуживанием оборудования теплоэлектроцентралей М.А. Ромашкин, В.Г. Власов, Е.Р. Мошев Получена: 26.06.2023 Рассмотрена: 13.09.2023 Опубликована: 01.11.2023
PDF |
Аннотация |
Сведения об авторах |
Список литературы |
Аннотация:
Выявлена актуальность применения именно теплоэлектроцентралей для выработки тепловой и электрической энергии на территории Российской Федерации с учетом ее географических и климатических особенностей. Приведено обоснование важности процесса технического обслуживания и ремонта по отношению к котельным агрегатам, которые эксплуатируются на теплоэлектроцентралях. Выявлены трудности, сопровождающие практическую реализацию этого процесса. Показано влияние выявленных трудностей на имеющиеся недостатки процесса технического обслуживания и ремонта котельного оборудования и соединяющих их технологических трубопроводов и трубопроводов пара и горячей воды. Поставлена цель исследования, которая направлена на устранение выявленных объективных трудностей, и сформулированы задачи, решение которых будет способствовать достижению поставленной цели. Обоснована необходимость разработки специализированного программного обеспечения для управления процессом технического обслуживания и ремонта оборудования и трубопроводов котельных агрегатов теплоэлектроцентралей. Методология проведения работы основана на разработке цифровых моделей трубопроводов и аппаратов котельного оборудования, а также алгоритмов, направленных на обработку параметров цифровых моделей. Программная реализация разработанных моделей и алгоритмов выполнена средствами объектно-ориентированного программирования в форме клиент-серверного приложения для операционной системы Windows. Дано описание результатов разработки программного обеспечения, направленного на решение поставленных задач. Приведены примеры некоторых диалоговых окон, сопровождающих функционирование разработанного программного обеспечения, а также примеры созданных цифровых моделей котельного оборудования и их отдельных элементов. Практическое применение результатов исследования способствует повышению степени цифровизации промышленного производства в целом и энергетического производства в частности. Результаты, полученные в рамках настоящей работы, в форме программного обеспечения могут быть применены для сопровождения процесса технического обслуживания и ремонта котельного оборудования теплоэлектроцентралей. При соответствующей адаптации полученные результаты также могут быть применены по отношению к котельному оборудованию, трубопроводам и аппаратам, которые применяются в химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей отраслях промышленного производства. Ключевые слова: теплоэлектроцентраль, котельный агрегат, трубопровод, аппарат, котел, техническое обслуживание и ремонт, толщинометрия, информационная модель, цифровой двойник, программное обеспечение, интегрированная логистическая поддержка. Сведения об авторах:
Ромашкин Макар Андреевич – кандидат технических наук, доцент кафедры «Оборудование и автоматизация химических производств», e-mail: t_romash_63@mail.ru, ORCID: 0009-0007-3800-9069. Власов Василий Геннадьевич – руководитель отдела информационных технологий, e-mail: doublev@uralpb.ru, ORCID: 0009-0000-5711-1789. Мошев Евгений Рудольфович – профессор, доктор технических наук, заведующий кафедрой «Оборудование и автоматизация химических производств», e-mail: erm@pstu.ru, ORCID: 0009-0004-0991-4711. Список литературы:
Об управлении химическим составом сырьевого материала и режимом плавки для обеспечения требуемых механических свойств стальных изделий серийного производства Л.Н. Ясницкий, А.С. Мезенцев Получена: 28.08.2023 Рассмотрена: 20.09.2023 Опубликована: 01.11.2023
PDF |
Аннотация |
Сведения об авторах |
Список литературы |
Аннотация:
Целью работы является создание математической модели, пригодной для оперативного управления прочностными характеристиками получаемого стального изделия в условиях серийного сталеплавильного производства. Существующие подходы, основанные на результатах испытаний опытных образцов, получаемых в лабораторных условиях, для этой цели не подходят, поскольку в условиях серийного сталеплавильного производства на прочностные характеристики изделий, помимо их химического состава, влияет структура металла и множество других условий плавок. Подходы, в которых при прогнозировании принимается во внимание структура металла, также не могут быть использованы, так как получение параметров структуры металла возможно уже только после разливки и затвердевания стали, когда оперативные управляющие воздействия на результаты плавок уже невозможны. Главная идея исследования состоит в том, чтобы обучить нейронную сеть на тех данных серийного производственного процесса, которые прямо или косвенно влияют на механические характеристики получаемых изделий, и, таким образом, учитывать структуру металла неявным образом. Отмечается, что данные, собранные в условиях действующего серийного производства, неизбежно содержат множество статистических выбросов, поэтому datasets подвергались тщательной очистке с помощью авторского алгоритма, что позволило создать пригодную для практического применения нейросетевую модель. С помощью разработанной нейросетевой модели методом замораживания в графическом виде построены зависимости ударной вязкости от режимов работы мартеновской печи, условий плавок и химического состава. Исследование нейросетевой модели позволило выявить некоторые закономерности моделируемого процесса, в частности, установить, что в условиях мартеновского производства химический состав играет не первостепенную роль в формировании прочностных характеристик изделий. В результате исследований нейросетевой модели получены рекомендации по повышению ударной вязкости производимых изделий и по выводу некоторых из них из брака за счет изменения условий плавок и химического состава металла. Ключевые слова: химический состав, сырьевой материал, ударная вязкость, параметры плавки, нейронная сеть, прогнозирование, стальные отливки, низкоуглеродистая сталь, мартеновский сталеплавильный процесс. Сведения об авторах:
Ясницкий Леонид Нахимович – доктор технических наук, профессор, профессор кафедры прикладной математики и информатики, профессор кафедры информационных технологий в бизнесе; e-mail: yasn@psu.ru, ORCID: 0000-0002-8212-3826. Мезенцев Алексей Сергеевич – аспирант кафедры прикладной математики и информатики, e-mail: alexey537@yandex.ru, ORCID: 0000-0001-8867-8956. Список литературы:
Прообраз заявки в очереди на обслуживание Л.В. Большакова, К.Д. Сибаров, Н.А. Яковлева Получена: 19.09.2022 Рассмотрена: 11.09.2023 Опубликована: 01.11.2023
PDF |
Аннотация |
Сведения об авторах |
Список литературы |
Аннотация:
Приведена разработка наглядного прообраза заявки в единой очереди на обслуживание. Прообраз соединяет учет роста потерь из-за продолжительности ожидания с такими сторонами важности заявки, как срочность и преимущество. Обсуждены разновидности изменения срочности во времени. Рассмотрена возможность истолкования обслуживания как длящегося блага. На этой основе предложено в качестве основной меры для определения места заявки в очереди использовать относительные потери – отношение потерь из-за ожидания к длительности обслуживания. На примере показано, что очередность поступления заявок на обслуживание зависит от времени начала обращения средства обслуживания к очереди и от соотношения длительностей обслуживания отдельных заявок. Для случая возврата средства обслуживания к заявке после вынужденного прерывания рассмотрена возможность соперничества с ней других заявок в очереди, еще не поступавших на обслуживание. Показана возможность работы с очередью при выполнении обслуживания небольшими частями со сменой обслуживаемых заявок. Для этого вида работы приведены выражения пошаговых вычислений. Выполнены расчеты для двух усложненных случаев обслуживания очереди из пяти заявок при противоречивом сочетании исходных данных заявок. Приведена диаграмма переключения средства обслуживания между заявками. Учет сразу четырех сторон описания заявки в очереди обеспечивает прообразу гибкость работы большую, чем у большинства широко применяемых дисциплин обслуживания очередей. Предлагаемый прообраз может быть взят за основу для построения многопараметрической модели заявки и алгоритма автоматического управления очередью заявок для социальных, экономических и вычислительных приложений. Ключевые слова: теория массового обслуживания, система массового обслуживания, исследование операций, заявка на обслуживание, дисциплина обслуживания, циклическая дисциплина обслуживания, операционные системы, планировщик заданий, вытесняющая многозадачность. Сведения об авторах:
Большакова Людмила Валентиновна – кандидат физико-математических наук, доцент, доцент кафедры математики и информатики, e-mail: l.v.bolshakova@mail.ru, ORCID: 0000-0002-5176-8832. Сибаров Константин Дмитриевич – кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры математики и информатики, e-mail: konstantin_ siba@mail.ru, ORCID: 0009-0001-1816-7621. Яковлева Наталья Александровна – кандидат психологических наук, начальник кафедры математики и информатики, Список литературы: 1. Гнеденко Б.В., Коваленко И.Н. Введение в теорию массового обслуживания [Электронный ресурс] / Глав. ред. физ.-мат. лит. – М.: Наука, 1966. – 432 с. – URL: https://sheba. spb.ru/vuz/vvedenie-obsluga-1966.djvu (дата обращения: 10.02.2022). 2. Таха Х.А. Введение в исследование операций, 6-е изд.: Пер. с англ. – М.: Вильямс, 2001. – 912 с. [Электронный ресурс]. – URL: http://lib.maupfib.kg/wp-content/uploads/Takha-KH.A.-Vvedenie-v-issledovanie-operaciy-KH.A.-Takha-per.-s-angl.-6-e-izd.-M.-Izd.-dom-Vilyams.2001.pdf (дата обращения: 10.02.2022). 3. Арпачи-Дюссо Р.Х., Арпачи-Дюссо А.К. Операционные системы: Три простых элемента / пер. с англ. А.А.Слинкина. – И.: ДМК Пресс, 2021. – 730 c. [Электронный ресурс]. – URL: https://en.ru1lib.org/dl/17944162/2ad0a1 (дата обращения: 10.02.2022). 4. Гордеев А.В. Операционные системы: учебник для вузов. – 2-е изд. – СПб.: Питер, 2007. – 416 с. [Электронный ресурс]. – URL: http://eor.dgu.ru/lectures_f/Электронный курс лекций по дисциплине операционные системы/hrestomat/Гордеев_Операционные системы.pdf (дата обращения: 10.02.2022). 5. Деревянко А.С., Солощук М.Н. Операционные системы. Часть I. Построение и функционирование операционных систем: учеб. пособие. – Харьков. 2002. – 384 с. [Электронный ресурс]. – URL: https://bib.convdocs.org/v569/?download=file (дата обращения: 10.02.2022). 6. Reinertsen, Donald G. Managing the Design Factory: A Product Developer’s Toolkit. – The Free Press, 1997. 7. Кудрявцев Е.М. Исследование операций в задачах, алгоритмах и программах. – М.: Радио и связь, 1984. – 184 с. 8. Фомин Г.П. Модели выбора решений в коммерческих операциях. – М.: МГУК, 1996. – 236 с. 9. Ивницкий В.А. Теория сетей массового обслуживания. – М.: Физматлит, 2004. 10. Карташевский В.Г. Основы теории массового обслуживания : учебник. – М.: Горячая линия-Телеком, 2013. – 130 с. 11. Кирпичников А.П. Методы прикладной теории массового обслуживания. – Казань: Изд-во КГУ, 2011. – 200 с. 12. Баутов, А. Оптимизация системы обслуживания покупателей в торговых предприятиях // Управление продажами. – 2001. – № 1. – С. 26–33. 13. Солнышкина, И.В. Анализ организации обслуживания покупателей в зоне кассовых узлов предприятий розничной торговой сети Хабаровского края // Известия ИГЭА. – Иркутск, 2011. – № 2. – С. 74–77. 14. Солнышкина, И.В. Оценка и анализ развития сетевой формы торговли в Хабаровском крае // Ученые записки Комсомольского-на-Амуре гос. техн. ун-та. Серия: Науки о человеке, обществе и культуре. – 2013. –№ II-2(14). – С. 110–114. 15. Фомин, Г.П. Математические методы и модели в коммерческой деятельности. – М.: Финансы и статистика, 2009. – 640 с. Кластерный анализ процессов внутренней миграции между федеральными округами Российской Федерации М.В. Иммис Получена: 04.07.2023 Рассмотрена: 05.09.2023 Опубликована: 01.11.2023
PDF |
Аннотация |
Сведения об авторах |
Список литературы |
Аннотация:
Исследованы миграционные процессы между федеральными округами Российской Федерации за период с 2012 по 2016 г. с использованием метода кластерного анализа и представлен результат анализа. Для исследования был использован открытый источник данных – сайт Федеральной службы государственной статистики. Были выбраны социально-экономические показатели федеральных округов РФ. Набор выбранных факторов был исследован с помощью корреляционного анализа для удаления мультиколлинерных факторов. Обработанный набор затем использовался при проведении кластерного анализа. Кластерный анализ проводился с помощью методов машинного обучения с использованием языка программирования Python в среде разработке Jupyter Notebook. Для анализа использовался алгоритм KMeans (метод k-средних). Для понимания, насколько кластеров следует указывать, была проведена иерархическая кластеризация с помощью метода Варда, в котором расстояния между кластерами – это прирост суммы квадратов расстояний объектов до центров кластеров, получаемый в результате их объединения. Получено, что исходный набор разделяется на три кластера. Эти результаты были использованы при работе алгоритма KMeans, который разделил весь набор данных на три кластера и каждой строке данных присвоил метку. Далее было рассчитано среднее значение каждого социально-экономического показателя в каждом кластере. Затем с использованием алгоритма классификации RandomForestClassifier была выполнена оценка значимости каждого фактора. В результате кластерного анализа был получен набор признаков – социально-экономических показателей региона, которые влияют на попадание округа в тот или иной класс миграции. Таким образом, получился набор управляющих факторов, которые могут помочь корректировать миграционные потоки в Российской Федерации. Также было получено, что есть третий тип регионов, кроме принимающих и регонов-«доноров». Ключевые слова: миграционные процессы, социально-экономические показатели, интеллектуальный анализ данных, кластерный анализ, миграция, иерархическая кластеризация, статистика, федеральные округи РФ, Федеральная служба государственной статистики, Python. Сведения об авторах:
Иммис Максим Вадимович – аспирант, кафедра прикладной математики и информатики, e-mail: immism@psu.ru, ORCID: 0009-0003-7928-8798. Список литературы:
Анализ тенденций спроса и издержек операторов телекоммуникационного рынка России М.И. Гераськин, К.С. Моисеева Получена: 19.06.2023 Рассмотрена: 11.09.2023 Опубликована: 01.11.2023
PDF |
Аннотация |
Сведения об авторах |
Список литературы |
Аннотация:
Осуществлен анализ функций спроса и издержек операторов мобильной связи, лидирующих на телекоммуникационном рынке. Методы, использованные в исследовании: математическое моделирование, регрессионный анализ, оптимизация. Телекоммуникационный рынок России является олигополией, что дает возможность проанализировать динамику развития трех доминирующих фирм («МТС», «Мегафон» и «ВымпелКом»), так как именно они в большей степени влияют на рынок. Рассмотрены различные модели спроса и издержек в соответствии с динамикой развития телекоммуникационного рынка. Анализ ряда средневзвешенных цен голосовой связи в зависимости от суммарного объема голосового трафика услуг показал наличие линейной и степенной моделей обратной функции спроса в 2002–2021 гг. Рассмотрены функции издержек операторов мобильной связи и выявлена прямая зависимость издержек от объема голосового трафика. Функции издержек, как и функции спроса, имеют линейный и степенной характер в различные периоды развития операторов, что указывает на различные типы эффекта расширения масштаба. Установлена закономерность влияния ценовой динамики на рост рынка: степенной понижательный тренд цен стимулировал интенсивный рост рынка, линейный понижательный тренд способствовал плавному росту, а возрастающий тренд, соответствующий эффекту Гиффена, вызвал стагнацию; доказано, что концентрация телекоммуникационного рынка, главным образом, определяет изменение рыночной цены услуги связи; определены принципы влияния эффекта расширения масштаба на изменение рыночной доли компании: постоянная отдача от расширения масштаба может приводить как к росту, так и к сужению рыночной доли оператора, в зависимости от того, наращивает компания темпы инвестирования или сокращает; положительный эффект расширения масштаба, как правило, обусловливает рост рыночной доли оператора, а отрицательный эффект приводит к сокращению рыночной доли. Проведенные исследования могут использоваться для дальнейшего анализа фактических данных и тенденций функций спроса и издержек компаний телекоммуникационного рынка. Ключевые слова: олигополия, телекоммуникационный рынок, линейные и нелинейные функции спроса и издержек. Сведения об авторах:
Гераськин Михаил Иванович – доктор экономических наук, профессор, заведующий кафедрой математических методов в экономике Института экономики и управления, e-mail: innovation@ssau.ru, ORCID: 0000-0003-0381-5830. Моисеева Кристина Сергеевна – студентка III курса Бизнес-информатики Института экономики и управления, e-mail: i@moiseeva-kristina.ru, ORCID: 0009-0004-6728-3313.
Список литературы:
| ||