ivdon3@bk.ru
Донные осадки (ДО) представляют собой среды, в которых могут присутствовать как продольные, так и сдвиговые акустические колебания. Наличие нескольких компонент скорости в донных осадках дает возможность возбуждения различного типа волн как продольных, так и сдвиговых. В данной работе проанализированы методы возбуждения, генерации и приема сдвиговых волн разностной частоты (ВРЧ) создаваемых параметрическими системами в ДО в режимах локации. Представлен анализ их работы в ДО, и даны их сравнительные характеристики по сравнению с возбуждением, формированием и распространением поля продольных ВРЧ в ДО. Даны предпосылки к созданию параметрического профилографа работающего с использованием метода возбуждения, генерации и локации сдвиговых волн в сложной многофазной среде «вода-ДО». Представлена структурная схема и описан принцип работы параметрического профилографа на сдвиговых волнах. Показаны достоинства и недостатки данного метода локации. Сделан вывод о возможности создания и рациональном применении систем, работающих на возбуждении сдвиговых волн.
Ключевые слова: параметрическая антенна, донные осадки, сдвиговые волны, волны разностной частоты, параметрический профилогаф
Поиск и определение количества биоресурсов – актуальная задача, как с точки зрения продовольственной безопасности РФ, так и с точки зрения экологии. Большинство биоресурсов в океане концентрируется в мелководных зонах (на глубинах от 1 до 200м). В работе приведены результаты разработки параметрического гидролокатора траверзного обзора для поиска биоресурсов на мелководье. Сделан расчет энергетической дальности действия параметрического гидролокатора траверзного обзора. Приведены натурные морские испытания разработанного макета гидролокатора траверзного обзора в Таганрогском заливе Азовского моря (условия мелководья). Средняя глубина полигона составляла 2,2 метра. Рассмотрена осциллограмма строки записи эхограммы при определении максимальной дальности обнаружения цели на мелководье (отраженный сигнал от цели на расстоянии 1100 м) и эхограмма от цели, которая удаляется от антенны гидролокатора траверзного обзора на расстояние до 800 м. Сделаны выводы о перспективности применения параметрических гидролокаторов траверзного обзора для поиска рыбных скоплений на мелководье.
Ключевые слова: траверзный обзор, параметрический гидролокатор, поиск биоресурсов, мелководье, энергетическая дальность действия
Исследовано влияние содержания цеолитной составляющей в составе кобальтовых катализаторов синтеза углеводородов на их физико-химические свойства. Катализаторы получали методом пропитки цеолитсодержащего носителя с последующей термообработкой. Полученные образцы с концентрацией цеолита ЦВМ 30-70 % охарактеризованы методами БЭТ, ТПВ, ТПД Н2. Результаты анализа показывают, что повышение концентрации цеолитной составляющей катализатора способствует увеличению удельной поверхности, дисперсности и снижению температуры восстановления нанесенного кобальта.
Ключевые слова: нанесенный катализатор, кобальт, цеолит, дисперсность, удельная поверхность, активный компонент, синтетическое топливо, степень восстановления
В статье представлены результаты исследования фотоэлектрического отклика кобальтсодержащей сегнетоэлектрической керамики ВРТС ((1-x) Ва0,95Pb0,05TiO3+xCo2O3), находящейся под воздействием излучения оптического диапазона при комнатной температуре. Перед подачей светового излучения на ячеистый электрод керамического образца, в течение 0,5 минут фиксировали нулевое значение тока при отсутствии освещения. Затем, воздействуя излучением, фиксировали фотоотклик в течение времени до момента, когда его значение оставалось постоянным и далее выключали световой поток. Показано значительное влияние концентрации оксида кобальта на величину фотовольтаического тока, проявляющееся в уменьшении величины стационарного тока с ростом содержания примеси оксида кобальта. Предполагается, что возможной причиной уменьшения стационарного тока являются глубокие ловушки зарядов, что обусловлено ростом концентрации кобальта в керамике. Установлено влияние длины волны падающего излучения, а также фактора старения на фотоэлектрический отклик для керамики с наибольшей концентрацией оксида кобальта.
Ключевые слова: cегнетокерамика, титанат бария, оксид кобальта, легирование, фотовольтаический ток, фотоотклик, ловушки зарядов, световое излучение
В статье приведены результаты исследования физико-химических и каталитических свойств кобальтовых катализаторов на смешанном цеолитсодержащем носителе. Образцы катализаторов, содержащие 10 % кобальта и от 30 до 70% высококремнеземного цеолита ЦВМ, были приготовлены методом пропитки с последующей термообработкой. Для исследования физико-химических свойств катализаторов использованы методы ИК-спектроскопии, сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) в сочетании с энергодисперсионным анализом (ЭДС). Каталитические свойства исследовались в реакторе с неподвижным слоем при температуре 240 °С, давлении 20 МПа, объемной скорости газа (ОСГ) 1000 ч-1, Н2/СО = 2. В результате ИК-спектроскопии обнаружено присутствие функциональных групп Si–O, Al–OH, Co–O и др., изображения СЭМ-ЭДС подтвердили равномерный характер распределения кобальта на поверхности катализаторов. Установлены зависимости каталитических характеристик в зависимости от содержания цеолита, максимальная активность зафиксирована для образца, содержащего 70% цеолита ЦВМ.
Ключевые слова: катализаторы, синтез Фишера-Тропша, кобальт, цеолит, носитель, ИК-спектроскопия
Рассматривается вопрос изменения научного интереса к методам совмещения изображений в технических системах. Материал основан на анализе открытых публикаций, патентов, представленных в научной электронной библиотеке eLibrary за период 1980 – 2021 гг., а также не вошедших в нее по каким-либо причинам. Рассматриваются виды источников формирования изображений, цели и особенности наиболее распространенных способов совмещения. Приводятся области преимущественного использования методов совмещения. Рассматриваются вопросы предобработки изображений для повышения информативности результата совмещения.
Ключевые слова: визуальные данные, опорное изображение, совмещение изображений, информационное совмещение, комбинирование изображений, предобработка изображений
05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)
В статье рассматриваются этапы выделения сущностей для построения языка описания искусственных нейронных сетей (ИНС), упрощающего обмен сетей между людьми. Разрабатываемый язык сводит задачу миграции ИНС между разными аппаратными и программными технологиями к задаче преобразования текстового описания на требуемую платформу, которая намного проще разработки интеллектуальных моделей. В результате минимизации набора сущностей получен язык, состоящий из полутора десятков тегов, позволяющих описывать наиболее популярные модели ИНС, используемые для задач классификации и распознавания образов.
Ключевые слова: искусственные нейронные сети, нейрон, синапс, многослойный персептрон, прямой проход, математическое моделирование
05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)
В статье приводятся экономические показатели, характеризующие внедрение роботов разных типов в мировую промышленность, описываются юридические аспекты существования цифровой личности в социуме, говорится о восприятии человеком робота как живой личности, описываются юридические способы трактовки «прав роботов».
Ключевые слова: робот, социум, права роботов, искусственный интеллект, юридические аспекты прав роботов
05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям) , 05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)
В статье рассматривается проблема улучшения системы управления транспортными потоками. В среде AnyLogic моделируется загруженность потока машин с вычислением эффективности пропускной способности. Варьируя параметры агента-автомобиля и системы управления светофорами выявляются оптимальные значения длительности работы сигналов и достигается наименьшее время проезда перекрестка. Для анализа загруженности выбранного участка города Волгограда был использован картографический сервис. На количественной модели был проведен эксперимент, в виде измерения параметров автомобильного потока в разное время суток. Проведен поиск оптимального решения задачи управления движением на конкретном участке дороги г. Волгограда, для чего были выбраны изменяемые параметры, определена целевая функция в виде времени ожидания на перекрестке и получено решение задачи в виде значений времени переключения светофоров. К преимуществу метода можно отнести наглядность модели и простоту использования.
Ключевые слова: эффективность пропускной способности, агент-автомобиль, модель движения, управление перекрестками, имитационное моделирование
05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)
В статье рассматривается решение задачи одностороннего контакта с трением на примере водопропускной арочной трубы в грунте. Односторонний контакт моделируется в виде линейной задачи дополнительности, которая решается с помощью метода Лемке. Показаны особенности решения подобных задач. Приведено сравнение с современными подходами, указаны преимущества и недостатки предлагаемого метода.
Ключевые слова: конструктивная нелинейность, контакт с трением, односторонние связи, линейная задача дополнительности, численные модели, метод конечных элементов, нарастающая нагрузка
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 05.23.05 - Строительные материалы и изделия
Совместное управление асфальтоукладчиками и несколькими катками, позволяющее каждому катку уплотнять дорожный слой наиболее эффективно с оптимальными режимами для обеспечения требуемого качества уплотнения асфальтобетонных (АБ) смесей, является нерешенной задачей. Для решения этой задачи, на основе современных достижений научно-технического прогресса, предложена структура киберфизической дорожно-строительной системы с вариантом усовершенствования. Предложена структура системы контроля и управления уплотнением АБ смесей отрядом асфальтоукладчик – дорожные катки. Разработка киберфизической дорожно-строительной системы позволяет на основе цифровизации эффективно управлять несколькими дорожными машинами на строительных площадках инфраструктурных проектов автомобильного транспорта.
Ключевые слова: уплотнение асфальтобетонных смесей, контроль качества в режиме реального времени, дорожные машины, кибер-физическая система, система управления
05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям) , 05.23.08 - Технология и организация строительства
Актуальной задачей управления, решение которой необходимо для осуществления в полном объеме надзорных функций должностных лиц государственных инспекторов, является оптимальная оценка количества затрачиваемых ресурсов. В результате работы проведен анализ информации о трудозатратах на выполнение функций государственных инспекторов маломерных судов. Общий подход работы сводился к выбору и реализации методов получения и обработки информации с учетом специфики надзорно-профилактической деятельности. На основании проведенного анализа информации и обобщении результатов исследований был предложен проект методики расчета и оптимизации личного состава подразделений, связанных с надзорно-профилактической деятельностью.
Ключевые слова: надзорная деятельность,маломерные суда, нормативная численность, оптимизация, норма времени, системный подход
В статье рассматриваются аспекты применения программного пакета ANSYS WORKBENCH к расчету конструкций на упругом основании. Применение программ информационного и компьютерного моделирования, а также использование возможностей современных компьютеров позволяет получить более точное решение таких задач. С использованием метода конечных элементов и программного пакета ANSYS произведен расчет деформаций балки, лежащей на упругом винклеровском основании. Предлагаемая методика может быть использована для расчета осадок фундаментов реальных зданий и сооружений
Ключевые слова: ANSYS WORKBENCH, упругое основание, балка, компьютерное моделирование, деформация, метод конечных элементов, гипотеза Винклера
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ ,
В работе рассматривается модель управления надежностью системы интеллектуального видеонаблюдения охраняемого объекта. Для построения модели работы системы охранного телевидения с модулями видеоаналитики использована схема многофазной системы массового обслуживания. Описан процесс построения компьютерной модели для оценки показателей качества обработки поступающей в систему информации. Приведенная компьютерная модель обеспечивает возможность оценки надежности рассматриваемой системы в широком диапазоне параметров и может быть использована при проектировании, эксплуатации и модернизации систем интеллектуального видеонаблюдения для повышения их надежности и обеспечения возможности принятия эффективных управленческих решений.
Ключевые слова: интеллектуальное видеонаблюдение, комплексная безопасность, надёжность, многофазная система массового обслуживания, охраняемые объекты уголовно-исполнительной системы
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В ряде отраслей аграрного производства, включая земледелие, мелиорацию и др., существуют проблемы, решение которых требует использования искусственного интеллекта. В частности, оценка мелиоративного состояния сельскохозяйственных полей на значительных площадях, является весьма трудоемкой задачей, даже при задействовании беспилотных летательных аппаратов. Для автоматизации этих интеллектуальных подходов эффективно применять искусственные нейронные сети (ИНС), реализуемые в виде компьютерных программ. Использование программного обеспечения, как услуги (SaaS), является современным подходом к компьютерной поддержке различных интеллектуальных процессов производства, включая сельскохозяйственное. Сельское хозяйство является перспективной отраслью для внедрения таких технологий. Цель исследования - разработка методики и создание облачной SaaS-системы для выявления проблемных участков сельскохозяйственных полей с помощью ИНС. Развитие нейросетевых технологий и облачных сервисов позволяет обрабатывать большой объем информации в облаке и обеспечивать доступ пользователя к вычислительным мощностям. В статье описывается методология построения сервисной архитектуры для распознавания проблемных зон культивированных сельскохозяйственных полей, подготовки данных, обучения сети, разработки клиентской и серверной частей. Такая реализация возможна с применением таких технологий и инструментария, как CUDA, CNN, PyTorch. В результате решена задача распознавания RGB-изображений дефектных зон сельскохозяйственных полей. Установлено, что ИНС классификационного типа способны решать задачи распознавания мелиоративного состояния полей, а современные информационные технологии позволяют перенести вычисления в облако, при этом облачный сервис можно монетизировать в качестве модели SaaS.
Ключевые слова: сельское хозяйство, цветные изображения, SaaS-система, искусственная нейронная сеть, классификация изображений
05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Для решения проблем аграрного производства могут применяться методы искусственного интеллекта. Оценка состояния посевов сельскохозяйственных культур на значительных площадях, даже при задействовании беспилотных летательных аппаратов, является трудоемкой задачей. Особенностью задачи такой оценки является многофакторность анализируемых структур, требующих применения системного подхода на всех этапах исследования от формирования баз данных (БД) цветных изображений до интеллектуального решения задач их анализа. Представлены результаты анализа U-net архитектуры искусственных нейронных сетей (ИНС) и ее ограниченности для задачи сегментации изображений. Целью исследования является обоснование архитектуры разработки сегментационной искусственной нейросети (ИНС) для выявления проблемных участков сельскохозяйственных полей. Проверка гипотезы преимущества сегментационной сети проводилась на архитектуре DeepLabV3 ResNet50. Численными экспериментами установлено, что повышение точности сегментации изображений участков сельскохозяйственных полей сдерживается ограниченным разрешением и точностью ручной разметки dataset. Построенные архитектуры могут использоваться в качестве алгоритмического ядра для создания SaaS-систем, при этом быстродействие используемой конфигурации ИНС может иметь решающее значение.
Ключевые слова: сельское хозяйство, цветные изображения, SaaS-система, искусственная нейронная сеть, классификация изображений
05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В работе представлена оценка эффективности применения автопоездов для транспортировки топливной щепы при эксплуатации в реальных природно-производственных условиях посредством вариативности коэффициента сцепного веса (kсц). Отмечается, что при формировании эффективных технологических цепочек по производству биотоплива и, в частности, щепы энергетического назначения, особое внимание уделяется транспортно-переместительной составляющей технологического процесса. Анализ показал, что при эксплуатации в сложных и осложненных условиях на покрытиях в неудовлетворительном состоянии для обеспечения движения во всех режимах рационально применение автопоездов-щеповозов на базе полноприводных автомобилей (6х6). Автотранспортные средства для транспортировки щепы энергетического назначения, выпускаемые в России и Белоруссии, по основным технико-экономическим показателям находятся на уровне зарубежных аналогов, а в отдельных случаях их превосходят.
Ключевые слова: лесная биоэнергетика, транспортировка топливной щепы, автопоезда-щеповозы, коэффициент сцепного веса, проходимость
05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)
Представлен обзор публикаций российских и зарубежных исследователей по вопросам моделирования процесса оценки степени защищённости отдельных компонент объекта информатизации (автоматизированной системы). Проанализированы основные факторы, влияющие на уровень защищенности. Приведены типы объектов несанкционированного воздействия. Обоснованы выбор в качестве основного обобщённый объект «носитель информации» и списка актуальных угроз для него, проведён их краткий анализ. В качестве выходной (зависимой) переменной разрабатываемой регрессионной модели определен уровень защищенности носителей информации. Входными (независимыми) переменными являются степени опасности угроз: неправомерного ознакомления с защищаемой информацией; несанкционированного копирования защищаемой информации; преодоления физической защиты; утраты носителей информации. Разработанная модель имеет вид регрессионного уравнения и может применяться при прогнозировании уровня защищенности носителей информации.
Ключевые слова: информационная безопасность, объект информатизации, автоматизированная система, носители информации,; угрозы информационной безопасности, уровень защищённости, регрессионная модель, экспертная информация, критерии адекватности
05.13.19 - Методы и системы защиты информации, информационня безопасность
Рассматривается применение результатов измерении твердости и его моделировании в CAD в качестве 3Д модели. Были применены разные режимы сварки и качестве расходных материалов использовали электроды ЦТ-15, ОЗЛ-8 и ЦЛ-11. Испытуемый материал горячекатаная труба диметром 159 мм из коррозионностойкой стали 12Х18Н10Т толщиной 6 мм. Электроды сплавляли до половины его длины и снимали его с электрододержателя, после остывания остатка электрода его применяли повторно. Для сканирующего измерения микротвёрдости образцов с нагрузкой 100 г, шаг сканирования был применен 0,5 мм. Применение современных программного обеспечения смогли более точно смоделировать результаты испытания на 3D модели. Образцы сваренные электродами ЦТ-15 при максимальном токе 100 А. твердость свыше 450-550 HV не зависимо какой был проход. Так же и при сварки электродом марки ОЗЛ-8 но только при низких токах твердость превышает 450 HV.В обоих электродах твердость повышена. При использовании электродами ОЗЛ-8 образцы сваренные на высоких токах твердость меньше чем при низких токах. При сварки этими электродами возможно применение в определенных проходах например при наплавки корневого слоя шва. В случае с полным проплавлением в режимах повышенным током с электродами ЦТ-15 мало отличается результат как при низких режимах.
Ключевые слова: сталь 12Х18Н10Т, многопроходная сварка, сварка аустенитных сталей, труба, покрытые электроды, режимы сварки, механические свойства, макроструктура. Exel, Autodesk Inventor, ЦТ-15 , ОЗЛ-8, ЦЛ-11,сила тока
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 05.23.05 - Строительные материалы и изделия
Суть предложенного заключается в обустройстве каркаса из швеллера вокруг балки покрытия. При этом элементы каркаса могут подвергаться управляемому воздействию, в виде перенапряжения в них, что реализуется специально установленными тяговыми кронштейнами. Исследование предложенного конструктивно-технологического решения, реализуемого каркасом из швеллера, осуществлено с использованием цифровых технологий на основе численного моделирования. В предложенной расчетной модели осуществлялось изменение площади армирования балки за счет введения каркаса усиления. В программном комплексе Etabs, при использовании метода конечных элементов, осуществлялся расчет поперечных сил и моментов во вновь образованной системе - балка плюс каркас из швеллера. В работе рассмотрен вопрос влияния каркаса на поперечную силу в балке. Использую технологию обработки больших массивов цифр получена математическая модель процесса при усилении балки каркасом из швеллера. Осуществлен последовательный анализ математической модели, позволивший констатировать правильность принятого решения и назначить конструктивные размеры устройства и его технологические параметры.
Ключевые слова: железобетонная балка, усиление, швеллер, армирование, поперечная сила, нагрузка, численный метод, математическое моделирование, численное моделирование, математическая модель,программный комплекс Etabs
05.23.01 - Строительные конструкции, здания и сооружения (технические науки) , 05.23.17 - Строительная механика
Нелинейная деформационная модель является достаточно гибким инструментом инженера расчетчика, позволяющим решать широкий спектр задач по проектированию железобетонных конструкций. При этом важными задачами являются выбор диаграммы деформирования материала, наиболее точно отражающий характер работы в принятых условиях, а также оценка влияния вида принятой диаграммы на результаты расчета несущей способности и деформаций конструкции. В статье проведено сравнение результатов расчета несущей способности и кривизны балок в зависимости от формы принятой диаграммы деформирования бетона и конструктивных параметров элемента (высоты сечения и коэффициента армирования).
Ключевые слова: нелинейная деформационная модель, диаграмма состояния, изгибаемый элемент, нормальное сечение
05.23.01 - Строительные конструкции, здания и сооружения (технические науки)
В рамках оптимизации конструктивного решения проведены исследования цилиндрического стержневого покрытия с повышенной жесткостью опорных ребер и с учетом подкрепления системы затяжками. Определено требуемое расстояние между элементами натяжения вдоль длины конструкции и предложены размеры и форма сечения нижних ребер. Разработан критерий оптимальности с управляющими параметрами и учтены три типоразмера стержней по наибольшим усилиям. Получены внутренние силовые факторы и перемещения узлов с учетом подкрепления и без него. Выявлено позитивное перераспределение усилий по поверхности и уменьшение деформативности покрытия. Установлена зависимость основных геометрических параметров от массы.
Ключевые слова: цилиндрическое стержневое покрытие, жесткость опорных ребер, подкрепление затяжками, оптимизация, усилия, перемещения, масса
05.23.01 - Строительные конструкции, здания и сооружения (технические науки) , 05.23.17 - Строительная механика