Статьи журнала - Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника
Все статьи: 1048
Using Delaunay triangulation for fingerprint template generation
Статья научная
Today, fingerprint identification is the most common method of biometric identification. Existing fingerprint identification models have some defects that reduce the speed and quality of identification. So most of the models do not take into account the topological characteristics of images, for example, the classical method of measuring the ridge count value may produce incorrect results in areas of significant curvature of the ridge lines. This paper presents a new mathematical model for fingerprint identification, taking into account their topological characteristics. Identification is performed on the basis of templates. The templates contain a list of minutiae detected on the image and a list of ridge lines. For the ridge lines and minutiae, sets of topological vectors are constructed. The result of building topological vectors does not depend on the location of minutiae and takes into account their possible mutations, which increases the stability of the proposed mathematical model. Additionally, the stability of the model is ensured by combining the base topological vectors constructed for all minutiae and ridge lines into an expanded topological vector. This view allows you to significantly reduce the size of the template and optimize the use of memory. To compare the fingerprints the Delaunay triangulation is used based on the list of constructed topological vectors. 112 possible classes for topological vectors are defined. This approach allows you to increase the speed of identification up to 10 times while maintaining its accuracy. The proposed classification is resistant to rotation and displacement of images.
Бесплатно
Using object construction model for implementation building works management
Статья научная
The main idea of the article is the importance of construction project scheduling in the construction management. Construction Execution Plan and Construction Project Schedule (which includes in the first one) are the main source of data for resolving logistical and engineering problems during the construction process. The author is analised an order of Construction Production Plan in the article. The author highlights that existing methods, which used for preparation schedule of construction project, have some limitations. It is difficult: a) to measure minimum time of overall duration of a project; b) to maximize combination between interrelated works; c) to generate object construction model. Project technological dependencies model (PTDM) is illustrated in the article. PTDM gives a view on a construction technology an object. There are the main parameters of PDTM: 1) quantitative assessments for the technological links between the works; 2) temporary range of the work; 3) criticality points for each works; 4) an overall duration of a project; 5) the maximal amount of manpower that can be used in construction an object. Using PDTM gives the opportunity: a) to determine the minimum construction time an object; b) to maximize combination between interrelated works.
Бесплатно
Краткое сообщение
The aim of paper is to show the benefits of the educational data mining (EDM) techniques, in order to understand about of the factors which lead to technical student’s success and failure, and predict their performance and determine the individual learning ability in engineering sciences. For these goals, we use the individual data of 311 student and their grades that were collected in Industrial Institute of Al-Diwaniyah city (Iraq) during 2015-2017 academic years, in order to predict the results of final theoretical exam in industrial drawing by applying EDM techniques, such as association rules mining, classification with decision tree algorithm learning, clustering with Apriori algorithm and anomaly detection implemented as the output model of the clustering. Using Microsoft SQL Server Business Intelligence Development Studio 2012 platform and based on Cross Industry Standard Process for Data Mining, we prepare of 13 nominal and numerical attributes for each student and consequently apply and finally evaluate all 4 EDM techniques. We conclude that: 1) association rules were revealed that the most important factor which contribute to the failure of the student is the “project” attribute; 2) decision tree classification permit to the teacher predict the future students and to correct the student's prediction path, but 3) clustering collects of the students into successful and failure groups and helps to the teacher to guide each group separately, and 4) to detect anomaly by аn extension DMX for SQL and correct the education process for students located on the border of the cluster.
Бесплатно
Verification of Kolmogorov equation usability for reproduction and death processes
Статья научная
A simulation is widely used as a basis for decision support systems. Many production systems may be considered as queuing systems if a time of processes more valuable than their physical meaning. Program models realized queuing systems are used in a planning and in optimization targets. But results of program simulation are not suitable for scientific qualification works according to traditions. Analytical conclusions are made using Kolvogorovs’ equations and some models derived from the one usually. But a question about possibility of using them with widespread statistical distributions is not quite explored. In this article we investigate a possibility of using the Kolmogorov's equations on a simple reproduction and death queuing system with some distributions. Numerical data is obtained from program models realized in GPSS and AnyLogic. Theoretical results in comparison with numerical data lead us to a conclusion. The possibility is present only when all statistical distributions in the model are exponential or very close to exponential. Else average error between the theory and the model is above 60%. So far as a small experimental data typical for observations in production systems does not allow to determine own statistical distribution surely, an uniform distribution is accepted as default, and Kolmogorov’s equations could not be used.
Бесплатно
Wavelet-conversion in electrocardio signal processing
Статья научная
In the present work, processing of an electro cardio signal using a wavelet transform is considered. In electrocardiography, various digital signal-processing techniques are used to detect, extract, and analyze the various components of an electrocardiogram. Among them, the wavelet transform technique gives promising results in the analysis of the time-frequency characteristics of the electrocardiogram components. The urgency of solving the problem of improving the quality of life of people with the help of early diagnosis and timely treatment of various cardiac diseases is obvious. The process of automated analysis of a huge database of electrocardiographic data is especially important. Wavelet analysis can be successfully used to smooth and remove noise in the ECG signal. Electrocardiogram signal, cleaned from noise components, looks clearer, while its volume is from 10 to 5% of the original signal, which largely solves the problem of storing cardiac records. Aim. Development of an algorithm for threshold processing of wavelet coefficients and filtering of an electrocardiography signal. Materials and methods. Cardiograms were taken for analysis. Then they were digitized and entered into a computer for processing. A program was written in the MATLAB environment that implements continuous and discrete wavelet transform. Results. The work shows the result of filtering the ECG signal with the addition of noise with a signal-to-noise ratio of 35 and 45 dB using the decomposition levels N = 2, N = 3, N = 4. Conclusion. Based on the analysis of the data obtained, it can be concluded that the second level of decomposition is the most optimal for filtering the ECG signal. With an increase in the level of decomposition, the output ratio decreases, at the level N = 4 the output signal-to-noise almost does not exceed the input one, therefore, the filtering becomes ineffective. The correlation coefficient to the fourth level is significantly reduced, which means a significant increase in the distortion introduced by the filtering algorithm.
Бесплатно
Web application for X3D-model creation of the robotic technological complex
Статья научная
The technique of the tabular description of composition, structure, geometrical and kinematic parameters of robots and other mechanical systems (MS) of the robotic technological complexes (RTC) has been offered. The html-file with the X3D model of RTC is automatically generated by these parameters. The basic concepts and designations used for the formal description of any RTK have been introduced. The X3D-marking of the RTC is executed on the basis of the parameters table of the MS which are the part of the RTC. This table is an interface between the user and the application for the RTC modeling. X3D models of bodies can be generated by default on the basis of the made table of parameters or in the described process of manual modeling of the MS. This method does not demand knowledge of the used information technologies (XML, X3D, HTML, CSS, XSLT, JavaScript). Examples of modeling of manipulation robot systems with three and six degrees of freedom have been given. The RTC X3D-model of machining, consisting of three lathes, the Cobra manipulator and the robocar with the three-degrees manipulator has been created as an example by using technique “top-down”.
Бесплатно
Статья научная
The dipole antenna providing 13 % bandwidth relative to the middle frequency with VSWR lower than 1.15 is presented. Based on the Lorentz's lemma the electrodynamic solution of the boundary problem is found in the paper. Also the principles of developing mathematical and numerical models of the antenna are discussed. The behavior of the rear and imaginary parts of the antenna input impedance and of the standing wave ratio (VSWR) in the feeder in the frequency range, as well as particular qualities of antenna pattern is presented in the paper. The good agreement between the experimental data and the calculated data obtained using a numerical model is shown. It is noted that the antenna is characterized by compactness, mechanical durability and low resistance to airflow. The antenna can be constructed as a tube or as a microstrip implementation.The possibility to provide the antenna matching with the feeder of the predefined impedance of 50 ohms, 75 ohms or another is discussed.
Бесплатно
Автоматизация группы питательных насосов в транспортабельной котельной установке
Статья научная
Модернизация систем автоматического управления электрических устройств играет важную роль с точки зрения энергоэффективности и энергосбережения при эксплуатации теплоэнергетических установок. Разработка учебного лабораторного стенда, который имитирует работу прямоточного парового котла змеевикового типа в составе транспортабельной котельной установки, позволила внедрить систему автоматического управления питательным насосом с помощью внедрения контроллера, частотного привода и управления устройством посредством программы SCADA. На основе экспериментальных данных в результате работы учебного лабораторного стенда предложена идея по созданию автоматизированной системы управления группой питательных насосов для прямоточных паровых котлов змеевикового типа, которые эксплуатируются в составе транспортабельной котельной установки на нефтепромысловой площадке. Данная установка и котельный агрегат приняты за базовые модели при проектировании учебного лабораторного стенда. Цель работы заключается в создании схемы автоматизации группы насосов транспортабельной котельной установки, используя экспериментальные данные с учебного лабораторного стенда, а также приняв во внимание теоретическую и практическую составляющую по применению автоматизации всей или части группы питательных насосов с точки зрения энергоэффективности и энергосбережения. Материалы и методы содержат информацию о создании и адаптации математической модели для описания работы насосов с учетом гидравлических сопротивлений, которые возникают за счет змеевиков котла - навитых труб сложной формы в виде коаксиального цилиндра. Результаты работы отражены в виде алгоритмической структурной схемы блока насоса и принципиальной схемы автоматизации группы насосов котельной установки. В ходе работы предложен перечень оборудования для модернизации системы управления блоком питательных насосов. В заключении рассмотрены перспективы дальнейшей разработки в данной области, приведены преимущества разделения насосов на подгруппы, такие как основные - регулируемые и вспомогательные - нерегулируемые, а также положительные аспекты в использовании частотного регулирования для основных насосов в составе эксплуатируемой котельной установки.
Бесплатно
Автоматизация двухосевого поворотного стола КИН-52
Статья научная
Статья посвящена автоматизации двухосевого поворотного стола созданного на базе стационарного КИН-52. Представлены конструкторские решения механизма наклона по наружной оси и модуля вращения по внутренней оси испытательного стенда. Даны конструкторские оценки, как всего испытательного стенда, так и отдельных его элементов. Для автоматизированного электромеханического управления движением по осям стенда разработана и реализована функциональная схема поворотного стола, которая воплощена в специальном блоке управления. На лицевой стороне блока управления имеется сенсорная операторная панели, которая позволяет осуществлять дистанционное управление режимами работы стенда. Сбор данных с испытуемого прибора и параметров работы стенда осуществляется по отдельному каналу. В статье приведены результаты калибровки энкодера, позволяющие судить о реальной точности датчика углового перемещения. Работа модуля вращения отображена только на режимах разгона и торможения. Представленная математическая модель отражает основные переменные и параметры стенда.
Бесплатно
Автоматизация оперативного управления междугородными перевозками грузов
Статья научная
Рассматривается проблема информационного обеспечения оперативного управления междугородными перевозками грузов. Проведенные исследования выявили недостаточный уровень информационного обеспечения оперативного управления междугородными перевозками грузов. Представлено разработанное программное обеспечение «АРМ междугородных перевозок грузов», на которое получено свидетельство об официальной регистрации. Определён эффект от автоматизации обработки информации, связанной с осуществлением междугородных перевозок грузов.
Бесплатно
Статья научная
Обоснована проблема между потребностью общества в специалистах, способных действовать в сложных информационных условиях, и нереализованным потенциалом отечественных военных вузов в подготовке таких специалистов. Описан разработанный программный продукт для автоматизации разработки индивидуальных тренинговых программ оптимального развития готовности будущего штурмана к профессиональной деятельности в сложной информационной обстановке. Функциональные возможности программного продукта реализуются с учетом личностных качеств и начального уровня подготовки штурмана, а также уровня адекватности тренажера. Программный продукт способен обеспечить расчет необходимого количества тренингов для достижения оптимального уровня подготовки штурмана к выполнению профессиональных задач в условиях негативных информационных воздействий с использованием тренажных систем в зависимости от начального уровня его знаний и навыков, от адекватности тренажных систем эксплуатируемой технике; расчет суммарной относительной стоимости индивидуальной тренинговой программы подготовки штурмана в условиях заданного времени и др. Внедрение созданного программного продукта в организацию учебного процесса позволит повысить качество подготовки штурманов.
Бесплатно
Автоматизация систем дозирования раствора реагента для очистных сооружений городских водоканалов
Краткое сообщение
Рассмотрена система автоматического дозирования раствора реагента, используемая в очистных сооружениях городских водоканалов. Предложена функциональная схема и проведено моделирование применения фильтров Бесселя 3 порядка и Баттерворта 2 и 3 порядков для сглаживания сигнала.
Бесплатно
Автоматизация эксперимента с помощью устройства ввода-вывода RL-88AC
Статья научная
Рассмотрено применение устройства ввода-вывода RL-88AC для автоматизации физических экспериментов. Реализована возможность формирования необходимых сигналов управления и записи данных в ПК по 8 каналам. Осуществлена автоматизация экспериментов по регистрации спектра масс, вольт-амперных характеристик, предпробойных процессов на поверхности изоляторов. Реализована система автоматизации измерений рентгеновского фотоэлектронного спектрометра. Оригинальное программное обеспечение для каждой задачи написано на языке VBA в среде MS Excel.
Бесплатно
Другой
В статье рассматривается автоматизированная информационная система «Ресурс», реализующая оригинальную методику оценки обобщенного остаточного ресурса энергетического оборудования в реальном времени и алгоритм оперативного контроля металла в целях рационального планирования ремонтно-профилактических работ по фактическому состоянию оборудования.
Бесплатно
Статья научная
Приведены возможные пути повышения энергетической эффективности предприятий региона на основе введения автоматизированной информационной системы поддержки принятия решений по контролю и планированию потребления энергетических ресурсов, охватывающей все подразделения предприятий области и все виды хозяйственной деятельности.
Бесплатно
Статья научная
Предложена формальная модель непрерывного совершенствования учебного процесса с учетом внешнего контура управления качеством предприятиями-работодателями и органами в сфере образования. Модель основана на применении процессного подхода, а также математических положений теории множеств и категорий. Модель построена на основе использования положений теории категорий и в соответствии с методологией BPMN (в форме интерактивных сценариев в ОПС), что позволило создать комплексную непротиворечивую модель бизнес-процессов, получить распределение ответственности за основные результаты деятельности. Предложено данную модель детализировать в виде процессных моделей в нотации BPMN, которые в дальнейшем реализуются в виде интерактивных сценариев в автоматизированных приложениях. В качестве примера приводится описание реализации типового бизнес-процесса в среде Moodle. В результате применения описанного сценария за счет автоматизации существенно сокращается время на проведение контрольных мероприятий и анализ их результатов.
Бесплатно
Автоматизированная компрессорная установка
Статья научная
Изложены основные результаты расчета режимов струйного парового компрессора, предназначенного для повышения параметров низкопотенциального отработанного пара с целью его эффективной утилизации. Описана автоматизированная система регулирования режимов компрессорной установки.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматривается структура, функции и технические особенности автоматизированной системы диспетчерского управления теплоснабжением зданий на основе полевых технологий, приводятся результаты цифрового мониторинга параметров теплоснабжения зданий, полученные на основе использования внедренных автоматизированных систем.
Бесплатно
Автоматизированная система мониторинга показателей энергетической эффективности паровых котлов
Статья научная
В статье рассматривается автоматизированная система мониторинга показателей энергетической эффективности паровых котлов, построенная на современной элементной и программной базе.
Бесплатно
Статья научная
Современное производство радиоэлектронной аппаратуры является характерным примером позаказного многономенклатурного типа производства. При позаказном производстве изделий каждый заказ является уникальным изделием. Повторяемость заказов в общем объеме заказов достаточно невелика по сравнению с новыми заказами, что приводит к большому росту номенклатуры изделий. Как правило, производимые изделия являются сложными, высокотехнологичными изделиями, которые могут иметь большую структуру, состоять из большого количества компонентов и имеют сложный технологический процесс изготовления. Таким образом, реализация полного цикла производства изделий и подготовки конструкторской документации требует сопровождения специализированными программными средствами. Из-за сложности готовых изделий и большого числа участников, задействованных в производственной деятельности, происходит экспоненциальный рост объемов информации. Без наличия актуальных данных и методов для быстрого принятия решений процесс разработки и производства не будет эффективным. Рассмотрены вопросы автоматизации отслеживания оперативных изменений конструкторской документации на всех этапах производства радиоэлектронной аппаратуры. Автоматизированные системы, отвечающие за управление жизненным циклом продукции, называются PLM - Product Lifecycle Management - это стратегия производства промышленных изделий, управляющая продуктом на всех этапах жизненного цикла. Существующие коммерческие решения в данной области обладают избыточным функционалом и сложны для интеграции в существующее информационное пространство предприятия. Цель исследования: исследование процесса регистрации технических изменений конструкторской документации.
Бесплатно
