Статьи журнала - Вестник Донского государственного технического университета
Все статьи: 1534
Автоматизация процесса многокритериального ранжирования студентов с помощью электронного портфолио
Статья научная
Введение. Работа посвящена повышению качества управления образовательной организацией за счет автоматизации персонифицированного сбора, хранения и ранжирования данных. Авторами разработан модуль корпоративной системы вуза - электронное портфолио студентов, в котором реализован метод многокритериальной оптимизации для расчета рейтинга обучающихся на основе собранных и хранящихся данных. Объектом исследования являются методы многокритериального ранжирования. Предметом исследования является автоматизированный расчет рейтинга студента в рамках электронного портфолио. Целью исследования является разработка инструментария для сбора, хранения и обработки данных об индивидуальных достижениях студентов и реализация математического метода многокритериальной оптимизации для ранжирования обучающихся на основе данных портфолио. Практическая значимость исследования - предоставить инструмент для эффективного управления учебным процессом. Метод и инструментарий. Представлен прототип модуля корпоративной системы вуза «Электронное портфолио» на платформе «1С: Предприятие 8.3»...
Бесплатно
Статья научная
Затронута тема текущего состояния автоматизации отечественных высших учебных заведений. Определены аспекты автоматизации, которые являются ключевыми при построении информационно-управляющей системы (ИУС). Сформулированы задачи, которые решает внедрение ИУС в вузе. Сделан вывод о том, сервис-ориентированная архитектура (СОА) лучше всего подходит для проектирования ИУС вуза. Приведено формальное определение сервис-ориентированной архитектуры, раскрыты положительные стороны внедрения сервис-ориентированной технологии в информационное пространство вуза. Схема многоуровневой ИУС вуза для наглядности представлена в графическом виде. Рассматривается также вопрос избыточности сервисов, характерной для большинства информационных систем при продолжительном сроке эксплуатации. В качестве решения данной проблемы предложено использование структурного метасервиса, который осуществляет координацию взаимодействия структурных компонентов ИУС. Предложена математическая модель ИУС. Обобщая политику управления ИУС на базе СОА, авторы делают вывод о необходимости унифицированного описания предметной области. Рассмотрены преимущества онтологического подхода для концептуализации предметной области. Сделан вывод, что для эффективного функционирования и сопровождения ИУС необходимо разработать онтологическое описание понятий и отношений между понятиями, семантическое ядро и механизм трансформации онтологического описания. В графическом виде приведена схема концепции ИУС вуза, а также структура онтологической модели предметной области вуза как совокупность онтологических моделей отдельных сервисов ИУС.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Системы электронного документооборота (СЭД) используются для хранения, обработки и передачи больших объемов информации. Автоматизация данных процессов является актуальной проблемой, требующей комплексного решения. Ее решение позволит снизить временные и материальные затраты на проектирование и осуществить переход к более совершенным, адаптивным СЭД. Статья посвящена разработке новых методов автоматизации процесса распределения информации в СЭД.Целью работы является повышение точности распределения информации в СЭД за счет перехода от аналитических или алгоритмических решений к использованию новых методов, функционирующих на основе технологий машинного обучения. Использование нейронных сетей для достижения поставленной цели также позволит повысить эффективность разработки программного обеспечения за счет автоматизации процессов анализа и обработки информации.Материалы и методы. Предложен новый метод автоматизированного распределения информации на основе технологий машинного обучения, включающий математическое описание правил распределения информации. Сформулированный перечень условий распределения информации позволяет реализовать программное обеспечение на основе нейронных сетей для решения задачи автоматического распределения данных в СЭД.Результаты исследования. Метод автоматизированного распределения информации апробирован на примере предметной области СЭД при решении задачи анализа правильности информации, введенной пользователем. В ходе экспериментальных исследований получено, что предложенный метод, функционирующий на основе технологий машинного обучения, обеспечивает лучшую точность (на 8 % выше) и более эффективен (в соответствии с метриками Джилба и цикломатической сложности)Обсуждение и заключения. Полученные результаты подтверждают эффективность и точность предложенного метода. Представленные результаты могут использоваться для автоматизации процессов распределения и проверки информации в адаптивных СЭД, а также других информационных системах. На основе разработанного метода также возможно решение связанных задач: поиск дубликатов и похожих документов, классификация и размещение по категориям файлов.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрена модель универсальной тестовой системы, которая позволяет структурно описать задачи автоматизиции тестирования с целью эффективного использования существующих и создания новых тестовых инструментариев.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Основой для исследования, анализа и математической оптимизации любого химического процесса является адекватная математическая модель, учитывающая кинетику объекта. Кинетический анализ в химической технологии является важной задачей, поскольку позволяет оптимизировать процессы синтеза и прогнозировать их эффективность. Многие химические процессы включают в себя несколько стадийных реакций. Для успешного проектирования и оптимизации необходима математическая модель, которая описывает каждую стадию. Создание такой модели вручную может быть трудоемким и затратным процессом, требующим обработки большого объема информации. Современный уровень автоматизации позволяет ускорить получение математического описания кинетики многостадийных реакций. В этом случае значительно упрощается работа с данными и уменьшается вероятность совершения ошибок. Полученная математическая модель может быть применена для последующего анализа и оптимизации процесса. В работе рассмотрена промышленная реакция каталитического риформинга бензина, занимающая важное место в современной схеме переработки нефти, поскольку является источником высокооктановых компонентов товарных бензинов и индивидуальных ароматических углеводородов. Данный процесс характеризуется участием в нем большого числа (до 300) различных углеводородов, изменением числа молей и неизотермичностью. Математическое моделирование таких процессов предполагает детализацию стадий до необходимого уровня. Рассмотрена детализация до 173 стадий. В такой постановке задачи автоматизация формирования математического описания кинетики для каталитического риформинга бензинов ранее не проводилась. Поэтому целью представленной работы явилась реализация эффективных численных методов и алгоритмов для автоматизации формирования математической модели с учётом кинетики, термодинамики и изменения числа молей.Материалы и методы. Математическое описание кинетики многостадийных реакций разрабатывается на основе закона действующих масс. Значения кинетических параметров взяты из литературных источников. Решение прямой задачи кинетики проводилось с применением следующих алгоритмов: метод Гира, Рунге-Кутты 4 порядка и метод scipy.odeint() языка Python. Концепция автоматизации реализована с помощью методологии IDEF0. Программное обеспечение написано на языке программирования Python.Результаты исследования. Создано новое программное обеспечение для автоматизации процесса формирования математической модели с учетом кинетики, термодинамики и учета объема реакционной смеси. Приведены результаты работы программы на примере каталитического риформинга бензина. Реализована возможность учета в модели промежуточного подогрева смеси в каскаде реакторов. Получены численные значения изменения температуры, соответствующие промышленным данным.Обсуждение и заключение. Результаты, полученные при моделировании химических превращений в каскаде реакторов каталитического риформинга бензина, подтвердили экзотермический характер реакции.Разработанный программный продукт позволяет отобразить изменения концентраций веществ реакции, а также изменение температуры в реакторе и может быть использован в научных исследованиях организаций для анализа многостадийных каталитических процессов. Результаты моделирования кинетики реакции будут использоваться в последующей оптимизации условий проведения процесса на производстве.
Бесплатно
Статья научная
Целью данной работы является повышение эффективности автоматизации технологических процессов химической промышленности и родственных ей отраслей. Рассматривается типичный для отрасли процесс приготовления раствора и решается задача разработки векторного закона управления, эффективного как в плане интенсивности или быстродействия, так и в плане взаимной инвариантности процессов управления различными технологическими переменными. Для решения этой задачи использован подход к синтезу законов управления на основе желаемых характеристик синтезируемой системы управления. При построении желаемой математической модели управляемого аппарата приготовления раствора задействована математическая модель квазиоптимального по быстродействию управления. В результате синтеза сформулирован достаточно сложный нелинейный векторный закон управления, который, однако, обеспечивает все свойства, заложенные в парадигму его построения и реализации. Выполнено имитационное моделирование многоконтурной системы автоматического управления с реализацией синтезированных законов и исследование построенной модели. Это позволило полностью подтвердить абсолютную автономность управления уровнем раствора выходного потока в аппарате, а также его концентрацией. Кроме того, доказана независимость управляемых переменных от изменения нагрузки - расхода приготавливаемого раствора. Полученные данные могут быть использованы на химических и родственных им производствах (пищевых, нефтеперерабатывающих и др.). Материалы и результаты представленных исследований показывают, что для эффективного синтеза векторных законов управления нелинейными многосвязными объектами метод эталонных математических моделей может использоваться в сочетании с парадигмой квазиоптимизации быстродействия этих законов.
Бесплатно
Статья научная
Изложены методы планирования и расчёта траектории движения сверхлёгкого летательного аппарата при проведении авиахимических работ. Предложены методы коррекции и преобразования координат, получаемых со спутниковой навигационной системы, и упреждающего сглаживания для исключения влияния инертности системы «пилот — летательный аппарат».
Бесплатно
Автоматическое распознавание автомобильных номерных знаков
Статья научная
Введение. Статья посвящена задаче автоматического обнаружения и распознавания автомобильных номеров, решение которой имеет множество потенциальных применений, начиная от обеспечения безопасности и заканчивая управлением трафиком на дорогах. Целью данной работы являлась разработка интеллектуальной системы нахождения и распознавания автомобильных номеров, основанной на применении алгоритмов глубокого обучения и сверточных нейронных сетей, учитывающей различные региональные стандарты автомобильных номеров, и устойчивой к различным расположениям камеры, качеству видео, освещению, погодным условиям и деформациям номерных знаков.Материалы и методы. Предложен комплексный подход к решению задачи, основанный на применении сверточных нейронных сетей. Проведен экспериментальный анализ нейросетевых моделей, обученных под требования задачи универсального распознавания номерного знака. На его основании были выбраны модели, показывающие лучшее соотношение качества и быстродействия. Качество системы обеспечивается оптимизацией различных моделей с различными модификациями...
Бесплатно
Автомодельность задачи тепловой конвекции, осредненной по тонкому слою
Статья научная
В работе получены три типа автомодельных замен для задачи тепловой конвекции, осредненной по тонкому слою испаряющейся жидкости и являющейся моделью высыхания невязкой, нетемпературопроводной протяженной капли. Для построения автомодельных решений в работе выполнен переход к инвариантам Римана. Автомодельные решения представляют собой функции времени и координаты, определяющие высоту капли, а также скорость массопереноса и тепловой поток, осредненные по толщине капли. Осуществлена классификация найденных автомодельных решений на основании поведения функции, описывающей высоту капли в процессе испарения-конденсации. Выявлена область применимости различных автомодельных решений к моделированию различных ситуаций высыхания капель и пленок.
Бесплатно
Автономность и интеллектуальность мехатронных объектов
Статья научная
В статье вводится представление о человеко-мехатронных системах; на основе анализа взаимодействия человека и мехатронного объекта формулируются понятия автономности и уровня интеллектуальности, предложены зависимости для определения соответствующих оценок.
Бесплатно
Агон как имманентная характеристика культуры Древней Греции
Статья научная
В статье защищается тезис об агональности как фундаментальной характеристике древнегреческой культуры. Состязательность проникает во все сферы социальной жизни, выступая системообразующим принципом существования греческого общества. Обретение спортивной агональностью высокого статуса связано с особенностями греческой когнитивности.
Бесплатно
Адаптация структур зон лазерной закалки стали к условиям трения
Статья научная
Введение. Рассмотрено структурное состояние поверхностных слоев машиностроительных изделий, изготовленных с применением лазерной обработки на различных режимах облучения. Реализованы структуры с максимально возможной стабильностью по отношению к внешнему воздействию в условиях трения, либо с возможностью оптимальной перестройки и дополнительного упрочнения при эксплуатации путем образования вторичных структур. В условиях эксплуатации под влиянием механических и тепловых импульсов происходит экспрессная перестройка одной структуры в другую, устойчивую на более высоком уровне нагрузочно-скоростных условий. Таким образом, реализуется явление структурно-энергетической приспосабливаемости. Образующиеся адаптируемые структуры наиболее эффективно рассеивают вводимую в трибосистему энергию и минимизируют износ пар трения.Материалы и методы. Исследовались образцы из стали Р6М5 помощью следующей аппаратуры: • технологическая установка Квант-16 с плотностью мощности 100 МВт/м2 для импульсного лазерного облучения образцов;• оптический микроскоп Neophot-21 для металлофизических исследований;• дифрактометр ДРОН-0,5 для идентификации фазового состава.Результаты исследования...
Бесплатно
Адаптивный гидропривод с объемным регулированием подачи инструмента технологической машины
Статья научная
Введение. Рассматривается разработка адаптивного гидропривода с объемным регулированием скорости подачи инструмента технологических машин на примере мобильной буровой установки УРБ-2,5. Для адаптации гидропривода подачи инструмента к изменяющейся нагрузке на приводе главного движения в процессе бурения был разработан гидравлический контур управления. Контур включает многофункциональный гидромеханический датчик, выполняющий функции мониторинга процесса бурения и управления оригинальным гидравлическим клапаном, позволяющим формировать давление управления гидромотором подачи инструмента. Материалы и методы. Разработана обобщенная математическая модель адаптивного гидропривода с объемным регулированием. Проведен вычислительный эксперимент с целью идентификации процессов в оригинальном гидравлическом контуре управления гидромотором и приводе подачи инструмента в целом. Результаты исследования. Получены новые математические и компьютерные модели адаптивного гидропривода с объемным способом регулирования частоты вращения двухмассовой динамической системы и гидравлического контура управления с гидромеханическим многофункциональным устройством. Идентифицированы процессы, протекающие в гидравлическом контуре управления, доказана работоспособность предлагаемых схемотехнических решений. Определены количественные и качественные характеристики адаптивного привода, зависимости скоростей подачи и вращения инструмента и диапазон их изменений. Обсуждение и заключения. Полученные результаты могут быть использованы при создании новых буровых установок с различными характеристиками. Использование разработанных математических и компьютерных моделей позволит сократить затраты времени и средств при проектировании адаптивного гидропривода буровой установки, создании опытных образцов и пуско-наладочных работах.
Бесплатно
Адаптивный нечёткий алгоритм кэширования для прокси-серверов
Статья научная
Рассматривается проблема увеличения эффективности кэш-систем за счёт использования методов искусственного интеллекта. Приведена формализованная постановка задачи повышения эффективности систем кэширования с использованием теоретико-множественного математического аппарата. Рассмотрена технология применения системы нечёткого вывода для определения объекта-жертвы, реализующая вычисление кэш-рейтинга объектов, сохранённых в кэш-памяти. В качестве одной из базовых характеристик web-ресурса, подаваемых на вход системы нечёткого вывода, впервые предложено использовать его пространственную локальность, определение которой основано на унифицированном идентификаторе web-ресурса URI. Определён способ выполнения адаптации нечёткой системы посредством синтеза лингвистической модели с использованием метода нечёткой кластеризации, а также приведены результаты экспериментального исследования разработанного алгоритма на имитационном стенде для трасс, полученных с использованием кэширующего прокси-сервера Squid.
Бесплатно
Адгезия аморфных ультратонких углеродных плёнок на сапфире: скретч-тестирование
Статья научная
Изложены результаты изучения адгезионных свойств ультратонких углеродных плёнок на сапфире с помощью метода склерометрии. Определены параметры скретч-тестирования и адгезионная прочность сцепления аморфной углеродной плёнки с сапфиром. Силы адгезии составили величину порядка = 1,58 мН при толщине углеродной плёнки нм. Адгезионная прочность сцепления пары a - C /сапфир составила величину порядка Дж. Таким образом, величина прочности сцепления пары углеродная плёнка/сапфир оказывается в 1,8 раз меньше, чем, например, у пары Au / SiO 2. Выполнены оценки твёрдости аморфной углеродной плёнки a - C на сапфире. Величина твёрдости составила = 0,016 ГПа, что оказалось значительно меньше твёрдости углеродных плёнок, полученных методом магнетронного распыления в вакууме. Методом атомно-силовой микроскопии изучена морфология поверхности сканов углеродной плёнки. Выполнена оценка шероховатости поверхности скана углеродной плёнки, которая составила 60 нм.
Бесплатно
Адсорбционная способность опоки «Талпус-РО» и «Талпус-КК»
Краткое сообщение
Исследована адсорбционная активность опоки «Талпус-РО» и «Талпус-КК» по метиленовому синему и её сорбционная ёмкость по отношению к различным катионам металлов. Показана возможность дальнейшего использования отработанного сырья.
Бесплатно
Акмеологические характеристики успешного предпринимателя
Статья научная
Рассмотрены психологические проблемы предпринимательской деятельности. Проанализированы психологические качества предпринимателя, приводящие его к успеху: инициативность, положительное отношение к другим, лидерство, ответственность, организационные способности, решительность в действиях, упорство.
Бесплатно
Актуальные социально-правовые аспекты существования рынка психолого-психотерапевтических услуг
Статья научная
Проведен анализ действующего рынка психолого-психотерапевтических услуг. Дифференцируются функции, конкурентные преимущества и социально-правовой статус присутствующих на рынке профессиональных групп, оказывающих психологические (психотерапевтические) услуги в социокультурных условиях современного российского общества на основе практического опыта Центра медицинской психологии.
Бесплатно
Статья научная
Введение. Композиционные материалы являются основным способом уменьшения массы конструкции летательного аппарата и повышения его летно-технических характеристик. Методы неразрушающего контроля позволяют оценить техническое состояние композиционных материалов, а также определить концентраторы напряжений в них с целью принятия решения о дальнейшей эксплуатации данного объекта контроля. В работе представлен анализ применения композиционных материалов в конструкции летательных аппаратов и способы повышения их летно-технических характеристик за счет применения композитов. Описан акустико-эмиссионный способ оценки трещиностойкости на основе инвариантов. Целью исследования являлось повышение точности и оперативности оценки трещиностойкости конструкций летательных аппаратов из композиционных материалов за счет применения акустико-эмиссионного метода неразрушающего контроля. Материалы и методы. Приведена номенклатура применяемых композиционных материалов в летательных аппаратах и произведено сравнение их физико-механических свойств. Использован акустико-эмиссионный метод неразрушающего контроля композиционных материалов на основе инвариантных соотношений. Результаты исследования. Разработан способ оценки трещиностойкости силовых элементов конструкций на основе инвариантов акустико-эмиссионных процессов и программно-аппаратный комплекс на его основе. Обсуждение и заключения. Полученные результаты могут быть использованы при определении прочностных характеристик композиционных материалов акустико-эмиссионным методом неразрушающего контроля для проведения оценки технического состояния силовых элементов конструкций в машиностроении, судостроении и авиастроении. Статья рекомендована научным сотрудникам, занимающимся разработкой летательных аппаратов.
Бесплатно
Алгоритм восстановления периодизированного сигнала в роторных системах
Ред. заметка
Рассматривается алгоритм восстановления периодической составляющей сигнала в системах с аддитивной помехой амплитудного характера при отсутствии априорных сведений о частоте восстанавливаемого сигнала.
Бесплатно
