2016 год, №1

Содержание выпуска
ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ СОВРЕМЕННЫХ МЕТОДОВ РАЗРАБОТКИ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЗАЩИЩЕННЫХ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ
КАРПОВ А.В., КАРПОВ В.В.
Стр. 5 — 12
Разработка ПО защищенных автоматизированных систем регламентируется рядом нормативных актов и государственных стандартов. Однако за время, прошедшее с даты ввода их в действие, технология разработки ПО ушла далеко вперед. В частности, классическая каскадная модель разработки ПО, которая исправно служила разработчикам многие годы, в последнее время признана неэффективной из-за недостаточной гибкости в угоду формальному управлению разработкой. Недостаточная гибкость процесса разработки обусловливает неспособность реагировать на возникающие изменения требований к системе и может привести к невыполнению технического задания. Организация гибридного метода разработки, сочетающего достоинства классического подхода и современных гибких методов, может разрешить возникшее противоречие между высоким технологическим уровнем разработки современных АСУ и устаревшими требованиями руководящих документов. Комбинированные модели разработки, полученные путем интеграции современных гибких методов проектирования на этапах каскадной модели жизненного цикла разработки ПО, представляют большой интерес как с научной точки зрения – для совершенствования методических подходов к разработке ПО, так и с практической – для получения качественного ПО, соответствующего заданным в техническом задании требованиям. В статье рассмотрены некоторые особенности внедрения гибких методов разработки функционального ПО специального назначения, выявленные специалистами НИИ «Центрпрограммсистем» при выполнении ряда опытно-конструкторских работ. К ним относятся формирование требований и управление ими, включая трассировку и приоритизацию, планирование и отслеживание процесса выполнения работы. Рассмотрен ряд отличий этих видов деятельности при разработке ПО специального назначения, выполняемых в соответствии с действующими государственными стандартами и классическим каскадным методом разработки. Предложены решения, позволяющие организовать гибридный процесс, сочетающий достоинства каскадного и гибкого методов разработки функционального ПО специального назначения и обеспечивающий соответствие действующим государственным стандартам выполнения ОКР.
ВКЛЮЧЕНИЕ ДАННЫХ О РАЗМЕЩЕНИИ ОБОРУДОВАНИЯ В ГРАФОВУЮ МОДЕЛЬ АНАЛИЗА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЖИВУЧЕСТИ КОРАБЛЯ КОРАБЕЛЬНЫМИ СИСТЕМАМИ
СОРОКИН В.Е.1 , РЕУТ Е.В.1 , БОЛОТОВ А.А.
Стр. 13 — 16
Оценка живучести корабля основывается на способности его технических средств (корабельных систем) противостоять боевым и аварийным повреждениям, обеспечивая выполнение кораблем боевой задачи и предотвращение его катастрофы. Граф функциональных оценочных зависимостей является математической моделью, базирующейся на структурно-логических схемах зависимости выполнения операций корабельных систем от состояния элементов этих систем. Он предназначен для оценки живучести корабля при боевых и эксплуатационных повреждениях корабельных систем. Эта модель логически формально отражает функциональные зависимости между функционально значимыми элементами различного уровня агрегации оборудования корабельных систем при выполнении ими функционально самостоятельных операций. Внешние условия моделирования на графе функциональных оценочных зависимостей задаются моделями выхода из строя оборудования под воздействием поражающих факторов боевых и эксплуатационных повреждений. Предлагаемое в статье включение в граф функциональных оценочных зависимостей вершин состояния отсеков (помещений) корабля с дугами, отражающими размещение в них оборудования в соответствии с электронной моделью корабля, позволяет при незначительном увеличении размерности модели существенно уменьшить как общее количество вариантов исходных данных, так и количество целесообразно рассматриваемых вариантов. Такой подход дает возможность на единой модели выполнять вычислительно эффективный анализ живучести корабля, обеспечиваемой его системами независимо от причин выхода из строя их оборудования. Соответственно, вычислительная эффективность выполнения анализа позволяет расширить пространственно-функциональную вариативность моделирования с целью определения проекта корабля с наилучшей оценкой его живучести.
ПРОБЛЕМЫ ОБРАБОТКИ СТАТИСТИКИ СЕТЕВОГО ТРАФИКА ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ВТОРЖЕНИЙ В СУЩЕСТВУЮЩИХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ
ЕФИМОВ А.Ю.
Стр. 17 — 21
Данная статья посвящена проблемам сбора и анализа статистики сетевого трафика с целью обнаружения вторжений в информационных системах. Статистика сетевого трафика рассматривается на уровне потоков IP-пакетов. Рассмотрены два возможных подхода к сбору подобной статистики сетевого трафика – сбор статистики в ключевых точках сети и сбор статистики непосредственно на узлах сети. Выполнено сравнение этих подходов с точки зрения внедрения системы обнаружения вторжений в уже существующие информационные системы. Показано наличие зависимости от топологии сети для подхода со сбором статистики в ключевых точках сети и отсутствие такой зависимости для сбора статистики непосредственно на узлах сети. Продемонстрирована необходимость ресурсоемкой операции – дедупликации потоков – для формирования суммарной статистики сети при использовании обоих подходов, что приводит к необходимости использования высокопроизводительного оборудования. Для случая сбора статистики непосредственно на узлах сети предложен способ значительного снижения требований к вычислительным ресурсам для формирования суммарной статистики по сети. Данный способ позволяет исключить необходимость дедупликации путем мониторинга сетевого трафика только в одном направлении на всех узлах сети, а также во внешних каналах связи. Обоснована эффективность использования для этих целей входящего сетевого трафика. Показано, что использование данного способа позволяет выявлять несколько видов вторжений в локальных вычислительных сетях со стороны как внешних, так и внутренних нарушителей, в том числе нелегально подключенных к контролируемой сети, не требуя при этом больших вычислительных ресурсов.
ТАКТИЧЕСКИЕ ТРЕНАЖЕРНЫЕ КОМПЛЕКСЫ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ВЕДЕНИЮ БОЕВЫХ ДЕЙСТВИЙ НА МОРЕ
ИЛЬИН В.А., СОКОЛОВ С.Н., ПАХОМОВ Е.С., ШУВАНОВ А.Д.
Стр. 22 — 26
На основе анализа видов и содержания боевых действий сил ВМФ обосновывается структура аппаратных и программных средств тактических тренажерных комплексов для подготовки расчетов командных пунктов надводных кораблей, подводных лодок, корабельных тактических групп однородного и разнородного состава. Состав и структура аппаратных средств тактического тренажерного комплекса должны отражать структуру реальных командных пунктов сил флота и конфигурироваться под реальные проекты кораблей и штатные расписания боевых расчетов групп боевого управления, командных пунктов и пунктов управления с их автоматизированными рабочими местами. Содержание боевых действий и морского боя определяют требования к специальному программному обеспечению тренажерных комплексов. Специальное программное обеспечение тактических тренажерных комплексов представляет собой совокупность моделей средств, объектов, внешней среды, боевых действий, учебных информационных моделей автоматизированных рабочих мест обучающихся и программных средств руководства обучением. Тактический тренажерный комплекс должен обеспечивать индивидуальную подготовку обучающихся по должностным обязанностям, групповую подготовку расчетов командных пунктов и пунктов управления и комплексную подготовку расчетов к управлению в составе однородных и разнородных тактических групп.
ОПЫТ РАЗРАБОТКИ УЧЕБНО-ТРЕНИРОВОЧНЫХ СРЕДСТВ ДЛЯ ВОЕННО-МОРСКОГО ФЛОТА
БАЗЛОВ А.Ф., СОКОЛОВ С.Н., РИСУНКОВ В.Б., СТРУЧКОВ А.М.
Стр. 27 — 31
The advent of high-performance computer equipment and software tools, telecommunication and multimedia technologies, interactive technologies, new tools for data playback and presentation from digital media changed the requirements to development of training facilities. They also showed new opportunities of training facilities, the feasibility of modern innovative technologies in education and combat training. One of the main directions of the Research Institute Centerprogramsystem activities (Tver) is design, development, pro-duction of training equipment. The company has four main areas in the work connected to creation of naval training facilities: automated training systems, special simulators, complex training devices, training complexes.
НЕКОТОРЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ СОЗДАНИЯ УЧЕБНО-ТРЕНИРОВОЧНЫХ СРЕДСТВ ПОДГОТОВКИ КОМАНДИРОВ И СПЕЦИАЛИСТОВ ВОЕННО-МОРСКОГО ФЛОТА
ИЛЬИН В.А., АНДРЕЕВ В.Ю., БАЗЛОВ А.Ф., ШУВАНОВ А.Д.
Стр. 32 — 36
В статье рассматривается взаимосвязь педагогических и информационных технологий и технологий создания учебно-тренировочных средств для подготовки специалистов ВМФ. Проведен анализ системы обучения и подготовки командиров кораблей и специалистов ВМФ. Рассмотрены понятия образовательной и педагогической технологий, на которых базируется процесс подготовки. На основе анализа системы обучения и подготовки определена номенклатура необходимых учебно-тренировочных средств. Приведен перечень задач, которые должны быть определены при создании любых учебно-тренировочных систем. В общем виде выявлены структура аппаратных средств современных автоматизированных систем обучения и тренажерных средств, которые, как правило, являются серийными изделиями с необходимыми доработками. Специализированные и комплексные тренажеры могут включать учебно-действующее оборудование и аппаратно-программные имитаторы реальных средств. Рассматривается разделение ПО на общее и специальное, а также представлен возможный перечень программных продуктов, входящих как в общее, так и в специальное ПО. Специальное ПО учебно-тренировочных средств включает программные модели объектов, средств, среды, боевых действий, учебных информационных моделей, программные средства руководства обучением. Разработка моделей и процессов включает их вербальное, математическое и алгоритмическое описание, программирование, тестирование и отладку. Вербальное, математическое и алгоритмическое описание по возможности должны выполнять будущие пользователи или специалисты в предметной области, а тестирование – совместно программисты и специалисты. Представлен перечень частных технологий создания тренажерных средств. Определены структура и содержание технологий разработки основных программных компонентов современных автоматизированных систем обучения и тренажерных средств.
ТАКТИЧЕСКИЕ ТРЕНАЖЕРЫ АВИАЦИОННЫХ ПРОТИВОЛОДОЧНЫХ КОМПЛЕКСОВ МОРСКОЙ АВИАЦИИ
СИКОРСКИЙ С.Т., ЦУКАНОВ А.А.
Стр. 37 — 40
Подготовка летных экипажей на авиационных тренажерах является важнейшим фактором для обеспечения безопасной эксплуатации самолетов и вертолетов и эффективного выполнения поставленных перед ними задач. Для военной авиации тренажеры представляют особую ценность, так как они позволяют практически без ограничений имитировать реальную боевую обстановку, которую очень трудно создать в ходе учений в мирное время. В статье рассматриваются общие теоретические вопросы обоснования и разработки тактических тренажеров авиационных комплексов морской авиации ВМФ. Эти тренажеры предназначены для тактической подготовки летных экипажей к применению авиационных комплексов самостоятельно и во взаимодействии с другими силами в единой информационномоделирующей среде. Занятия проводятся на тренажерном комплексе методом «виртуальных» тактических учений, как односторонних с применением противоборствующих «компьютерных сил», так и в обстановке «дуэльных ситуаций». Моделирующая система, в которую погружены тренажеры вооружения и военной техники, обеспечивает их функционирование в едином информационном поле боевых действий, позволяя военнослужащим действовать так, как они действовали бы в реальных боевых условиях. Рассмотрены возможные структурные схемы построения тактических тренажеров для однотипных и разнотипных авиационных комплексов.
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО РАЗРАБОТКЕ ТИПОВЫХ СЦЕНАРИЕВ ИНТЕРАКТИВНЫХ ЗАНЯТИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НОВЫХ ЭЛЕКТРОННЫХ СРЕДСТВ ОБУЧЕНИЯ
ШУСТОВА Н.А.
Стр. 41 — 45
Статья посвящена разработке сценариев для компьютерных обучающих программ. Занятия, проводимые с помощью этих программ, должны иметь определенную структуру. Сценарий для компьютерной обучающей программы – сложная методически выверенная программа, состоящая из трех взаимосвязанных частей, называемых партитурами. Одна партитура предназначена для преподавателя, две другие – для обучающихся. Каждая из партитур строится согласно структуре занятия и имеет свое наполнение. Такое разделение сценария на партитуры обусловлено методическими рекомендациями для проведения занятий и психофизиологическими факторами каждого участника процесса обучения (преподавателя и обучающегося). При этом соблюдается принцип необходимости и остаточности подачи информации обучающемуся. Разработка сценария именно в таком триедином виде позволит сделать занятия с использованием компьютерных обучающих программ более эффективными.
СПЕЦИАЛИЗИРОВАННАЯ КОРАБЕЛЬНАЯ СИСТЕМА ДИНАМИЧЕСКОГО ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ
ГАРМАТЕНКО И.С., КУШНАРЁВ А.Г.
Стр. 46 — 50
Рассматриваются подходы к обеспечению позиционирования кораблей в строях с использованием автоматических идентификационных систем с оценкой возможности повышения точности удержания назначенной позиции при реализации метода централизованных измерений и к разработке структуры корабельной АСУ, обеспечивающей автоматизированное управление кораблем при совместном маневрировании. Подходы базируются на том, что в настоящее время имеется и в значительной степени реализована возможность непрерывного и высокоточного определения места корабля по данным спутниковых радионавигационных или радионавигационных систем, позволяющая эффективное навигационное обеспечение деятельности сил через автоматизированную обработку и предоставление пользователю навигационной информации. В процессе управления силами и средствами ВМФ в условиях быстро меняющейся обстановки и резкого увеличения потоков информации важны выработка и обеспечение высокоскоростного обмена данными. Практика применения ВМФ показала необходимость создания системы дистанционного управления тактическими объектами, которая будет решать задачи определения географических координат своих подразделений и обеспечения этими данными потребителей с возможностью реализации режимов ретрансляции данных, включая космический сегмент, при отсутствии прямой связи. Использование автоматических идентификационных систем в работе систем управления движением судов показало существенные преимущества, связанные с определением места и параметров движения морских подвижных объектов и обеспечением их безопасного от столкновений движения. Автоматическая идентификационная система может быть использована в качестве прототипа корабельной АСУ.
ПРОБЛЕМЫ ОЦЕНКИ ПОКАЗАТЕЛЕЙ НАВИГАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ПЛАВАНИЯ КОРАБЛЕЙ
КУШНАРЁВ А.Г., МИХАЛЬСКИЙ В.А.
Стр. 51 — 55
Рассмотрены способы расчета параметров и показателей навигационной безопасности плавания кораблей. Показано, что способ, реализованный в Мореходных таблицах МТ-2000 и Инструкции по навигационному оборудованию ИНО-2000, устарел, содержит методические неточности и имеет низкую эффективность. Подобные недостатки характерны и для кораблевождения в целом. Авторами предложено разработать Правила решения вероятностных задач кораблевождения, в которых должны быть устранены отмеченные неточности, а также комплексный учебник по методам решения вероятностных задач кораблевождения, охватывающий разделы нескольких учебных дисциплин с дальнейшей алгоритмизацией правил для их машинной реализации.
ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ОБЪЕКТНО-ОРИЕНТИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ ВСТРОЕННЫХ СИСТЕМ ЖЕСТКОГО РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ
АРЖАЕВ В.И., СКВОРЦОВ А.В.
Стр. 56 — 59
Рассмотрены проблемы, возникающие в процессе объектно-ориентированной разработки функционального ПО встроенных систем реального времени. Сформулированы типы задач, которые требуют реализации на языках программирования и языках описания аппаратуры. Процессорные элементы гетерогенных вычислительных платформ характеризуются значительными объемами основной и внешней памяти, гибкостью реализуемых алгоритмов управления и форматов данных, в то время как элементы ядер, реализованные на языках описания аппаратуры, обеспечивают существенно большее быстродействие. Предложены принципы декомпозиции функционального ПО для реализации на гетерогенной вычислительной платформе, заключающиеся в объединении в подсистемы объектов, имеющих близкие требования к времени реакции на события, соответствующие элементу аппаратной платформы. Описан пример их применения, в качестве которого рассмотрен процесс проектирования элемента системы управления технологическим процессом в реальном времени, имеющим ограничения в виде двух временных шкал. Описаны подсистема, работающая в миллисекундном цикле и программно реализованная в среде операционной системы реального времени, и подсистема микросекундного цикла, реализованная в программируемых логических блоках. Приведены диаграммы декомпозиции и состояний, а также временная диаграмма, описывающая загрузку основных ресурсов аппаратуры. Кроме этого, определены временные ограничения, которым должна удовлетворять программная подсистема. Применение описанных принципов декомпозиции на практике показало, что использование данного подхода позволяет обеспечить рациональное распределение нагрузки на элементы аппаратной платформы и обеспечить выполнение ограничений в работе программно-аппаратной системы, накладываемых требованием обеспечения режима работы жесткого реального времени.
АДАПТИВНОЕ РАЗМЕЩЕНИЕ ОРИЕНТИРОВ В ЗАДАЧЕ О КРАТЧАЙШЕМ ПУТИ ДЛЯ ГРАФОВ БОЛЬШОЙ РАЗМЕРНОСТИ
БЫКОВА В.В., СОЛДАТЕНКО А.А.
Стр. 60 — 67
Задача о кратчайшем пути (Shortest-Paths, SP) является одной из основных задач маршрутизации, решаемых в теории графов. Данная задача возникает в анализе веб-структур, при создании систем навигации, моделировании трафика и логистической оптимизации. В задаче осуществляется поиск кратчайшего пути между двумя заданными вершинами исходного ориентированного графа G и минимизируется сумма весов дуг, составляющих этот путь. Традиционно задача SP решается с помощью алгоритма Дейкстры, который работает посредством приписывания меток вершинам графа G и равномерного расширения пространства поиска решения, начиная от стартовой вершины s и до целевой вершины t этого графа. Существуют различные модификации алгоритма Дейкстры, направленные на сокращение времени его работы. Алгоритм A* (A star) - одна из таких модификаций, в которой ускорение достигается за счет применения потенциальной функции, определяемой на множестве вершин графа G. В алгоритме ALT (A* with Landmark & Triangle), основу которого составляет алгоритм A*, потенциальная функция задается набором ориентиров - некоторым подмножеством множества вершин графа G. Различным размещениям ориентиров отвечают различные потенциальные функции. Выбор оптимального набора ориентиров осуществляется в конечном множестве вариантов и является NP-трудной задачей. Алгоритм ALT реализуется в виде двух фаз: на первой фазе выполняется предварительная обработка графа с целью расстановки ориентиров и определения потенциальной функции; на второй фазе находится точное значение кратчайшего (s, t)-пути с применением вычисленной потенциальной функции. В работе предложена адаптивная эвристика для первой фазы алгоритма ALT. Данная эвристика использует историю обработки предыдущих запросов по поиску кратчайших путей в графе G и корректирует текущий набор ориентиров для эффективного исполнения поступившего запроса по нахождению кратчайшего (s, t)-пути в этом графе. В предложенной модификации алгоритм ALT и алгоритм Дейкстры сопоставимы с точки зрения асимптотической оценки времени их работы. Однако в реальной действительности модифицированный алгоритм ALT на графах большой размерности работает значительно быстрее алгоритма Дейкстры, что подтверждают результаты вычислительных экспериментов.
АЛГОРИТМИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ АДАПТИВНОЙ СИСТЕМЫ ТЕСТИРОВАНИЯ ЗНАНИЙ
БОНДАРЕНКО А.В., БЕССАРАБОВ Н.А., КОНДРАТЕНКО Т.Н., ТИМОФЕЕВ Д.С.
Стр. 68 — 74
В статье рассмотрена задача создания алгоритмического обеспечения адаптивной системы тестирования знаний. Тестирование знаний рассматривается как динамический процесс. На каждом такте работы системы организатор тестирования формирует однородную группу испытуемых; система подбирает наилучший тест исходя из сходящейся процедуры стохастической аппроксимации. Этот тест зависит от вероятностных характеристик контингента испытуемых и позволяет увеличить точность оценивания их подготовленности. Для выявления факторов, мешающих получению объективных оценок, таких как разговоры и списывание, введен коэффициент взаимодействия. Исследовано влияние взаимодействия тестируемых на точность оценивания их подготовленности. Для повышения точности оценивания подготовленности система на каждом такте переоценивает вероятностные характеристики группы испытуемых. Полученные оценки подготовленности испытуемых выравниваются на единой шкале. В системе реализован расчет трудности заданий с помощью метода максимального правдоподобия, метода условного максимального правдоподобия и метода маргинального максимального правдоподобия. Для оценки подготовленности могут использоваться методы максимального правдоподобия и взвешенного максимального правдоподобия и байесовский подход. Оценки подготовленности и трудности реализованы для дихотомической модели Раша и ее 2-, 3- и 4-параметрических расширений, для политомических моделей RSM, PCM и их линеаризованных моделей. Для проверки адекватности результатов тестирования используются статистика отношения правдоподобия, статистика Хосмера–Лемешоу, коэффициенты детерминации, ROC-анализ. Для предложенной системы приведены блок-схема алгоритма работы на каждом такте и принципиальная схема БД.
REVIEW OF STUDIES ON TIME SERIES FORECASTING BASED ON HYBRID METHODS, NEURAL NETWORKS AND MULTIPLE REGRESSION
AVERKIN A.N., ЯРУШЕВ С.А.
Стр. 75 — 82
В статье делается детальный обзор исследований в области прогнозирования временных рядов. Рассматриваются наиболее мощные современные методы прогнозирования, такие как статистические, нейросетевые и гибридные методы прогнозирования. Начало статьи посвящено истории развития методов прогнозирования и краткому обзору некоторых методов. Далее рассматриваются методы прогнозирования на основе множественной регрессии, основные параметры методов, область применения и результативность. Описаны самые современные исследования в области применения гибридных методов прогнозирования. Делается краткий обзор методов, а также говорится о результативности методов, по оценке их авторов. Среди них следует отметить исследование по применению BigData в прогнозировании. Авторы предлагают модель прогнозирования, основанную на BigData-технологиях, используя гибрид технологий мягких вычислений и искусственных нейронных сетей, и тестируют ее на рынке акций. Рассматривается модель на основе нейронных сетей, вейвлет-анализа и бутстрап-метода. Метод разработан для прогнозирования потоков для результативного управления водными ресурсами. Также рассмотрен ряд других исследований в области гибридных методов. В работе делается подробное сравнение методов на основе нейронных сетей и методов на основе множественной регрессии. Рассматриваются различные исследования, где кратко описываются методы сравнения и результаты. Помимо обзора методов, в работе проводится сравнение данных методов на примере прогнозирования рынка не-движимости. Проводится подробный анализ обоих методов на различных выборках, и в итоге сравниваются результаты исследования и результаты прогнозирования.
ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА АНАЛИЗА ЭКСПЛУАТАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ МАШИН
БОЛОТОВ А.Н., ГОРЛОВ И.В., ПОЛЕТАЕВА Е.В., РАХУТИН М.Г.
Стр. 83 — 89
В работе предлагается новый подход к анализу эксплуатации технологических машин с использованием информационных технологий. Актуальным направлением повышения эффективности использования торфяных машин является создание системы управления состоянием в зависимости от конкретных условий эксплуатации. На основе анализа моделей технологических объектов и параметрической оптимизации компонентов, отвечающих за работоспособность, достигается максимальная сезонная производительность торфяных машин. Реализация автоматизированной системы анализа эксплуатации технологических машин проводилась в три этапа. Для получения необходимых статистических данных для наполнения модели на первом этапе были проведены исследования параметров эксплуатации технологических машин для фрезерного способа добычи торфа. Разработан алгоритм определения основных эксплуатационных параметров системы восстановления работоспособности, обеспечивающий наивысшую эффективность использования машин в сезон добычи торфа. На втором этапе исследования была разработана имитационная модель процесса эксплуатации торфяных машин, состоящая из последовательно соединенных элементов, отказ которых приводит к отказу всей системы. Задача анализа эксплуатации торфяной машины решена на примере комплексного агрегата, включающего в себя все основные элементы торфяных машин для фрезерного способа добычи. На третьем этапе проводился компьютерный эксперимент, анализ результатов которого обеспечивает выбор наиболее взвешенных решений по воздействию на техническое состояние технологической машины в конкретных условиях с максимальной эффективностью. Объективная составляющая процесса поддержания работоспособности обеспечивается сбором и переработкой информации о техническом состоянии объекта диагностирования на основе выявления недостатков сборочных единиц и деталей, лимитирующих наработку до ремонта.
ОПТИМИЗАЦИОННЫЙ АЛГОРИТМ ПОИСКА ВПИСАННОГО МНОГОГРАННИКА МАКСИМАЛЬНОГО ОБЪЕМА
КОКОРЕВ Д.С.
Стр. 90 — 95
Рассматривается задача нахождения многогранников заданной формы внутри других многогранников. Данная задача является частным случаем третьей части 18-й проблемы Гильберта. Она имеет практическое применение в компьютерном моделировании трехмерных объектов, автономном перемещении роботов, ювелирной промышленности. В статье предлагаются несколько альтернативных методов поиска вписанных многогранников, основанных на сведении данной задачи к задаче нелинейного программирования и решения ее с помощью готовых программных вычислительных ресурсов. Основная идея в том, что задача легко описывается в терминах нелинейного программирования. Целевой функцией является объем искомого многогранника. Ограничения включают в себя сохранение комбинаторной структуры, содержание многогранника внутри другого, выпуклость и дополнительные ограничения, необходимые для практических целей. В статье описаны два разных способа задания задачи нелинейного программирования и бесплатные программные ресурсы, которые могут быть использованы для решения этой задачи. Чтобы упростить работу с решателями задач нелинейного программирования, в качестве функций ограничений можно использовать только многочлены третьего порядка. Предложенные аппроксимации для основных типов ограничений позволяют сводить все необходимые ограничения к многочленам третьего порядка. Кроме того, в статье рассматривается система распределенного тестирования и эффективность алгоритма. Система тестирования написана на языке Python и используется для проверки и развития алгоритма. Она позволяет агрегировать данные по множеству запусков алгоритма в удобном для пользователя формате и сравнивать результаты разных версий алгоритма.
МОДЕЛИРОВАНИЕ СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ СУБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ
ПИСКУНОВ А.А., СУВОРОВ А.В.
Стр. 96 — 100
В статье описывается семантическая топология концептуальной структуры социально-экономических процессов Российской Федерации, основанная на формальной модели «Динамический гиперграф специального вида». Для описания социально-экономических процессов определяются понятия санкции, операции, транзакции, которые применяются для построения пространства СОТ (санкция, операция, транзакция). В пространстве СОТ строятся календарная структура и календарно-технологическая структура в рамках модели «Динамический гиперграф специального вида» для описания процессов изменения элементов и структур социально-экономических процессов.
COMATCH – ПОИСК ПАРТНЕРСКИХ САЙТОВ СВЯЗЫВАНИЯ С ТРАНСКРИПЦИОННЫМИ ФАКТОРАМИ
ЧЕРЕМУШКИН Е.С., НИКИТИН С.И.
Стр. 101 — 107
Распознавание коротких последовательностей, называемых сайтами связывания с транскрипционными факторами, в регуляторных районах ДНК является одной из важнейших задач биоинформатики ввиду того, что эта задача существенно улучшает понимание механизмов работы живой клетки. В настоящее время разработано около 100 алгоритмов решения данной задачи, и их количество непрерывно растет. Однако единственно верное решение на данный момент не найдено, так как на вероятность связывания фактора с некоторым участком ДНК влияет большое количество параметров. Например, в сложных живых организмах транскрипционные факторы во время связывания объединяются в составные комплексы, что позволяет говорить о необходимости исследования таких связей. В рамках данной задачи авторами разработано средство поиска статистически перепредставленных пар сайтов, один из которых принадлежит наперед заданному фактору, а другой фактор необходимо найти. Метод использует два набора последовательностей – экспериментальный и фоновый, и находит значимые статистические различия экспериментальных результатов по отношению к фоновым данным. Также были проведены исследования зависимости результата от взаимного расстояния между матрицами, выбора пороговых значений для весовых матриц и влияния размера фоновых данных на итоговую значимость результатов. Результатом работы программы является набор таких пар с соответствующими P-значениями, характеризующими вероятность получения такого результата по случайным причинам, а также значение FDR (False Discovery Rate), характеризующее вероятность ошибочного предсказания. Для последовательностей, перенасыщенных сайтами связывания для выбранной весовой матрицы, был реализован режим коррекции Р-значения. В этом случае исключается зависимость P-значения от перепредставленности фиксированной матрицы и повышается значимость полученных результатов.
ЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ КОРРЕКТИРУЮЩИХ ОПЕРАЦИЙ ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ КАЧЕСТВЕННОГО АЛГОРИТМА РАСПОЗНАВАНИЯ
ЛЮТИКОВА Л.А., ШМАТОВА Е.В.
Стр. 108 — 112
В данной работе проводится логический анализ исследуемой области, представляющей собой объект и описывающие его признаки в терминах переменнозначной логики. Предметом исследования являются методы и алгоритмы, направленные на практическое решение задач распознавания образов в слабоформализованных областях знаний, к которым относятся медицинская, техническая, геолого-разведывательная диагностика, прогнозирование, построение экспертных систем. Решение таких задач ввело в обиход большое число некорректных (эвристических) алгоритмов. Авторы рассматривают такие аспекты, как необходимость развития теории корректирующих операций, синтеза корректных алгоритмов минимальной сложности с помощью методов математической логики. Важнейшими для рассматриваемого направления являются вопросы эффективного поиска логических закономерностей в признаковых описаниях объектов, играющих роль элементарных классификаторов. В решающем правиле используется процедура конъюнкции по каждому из построенных элементарных классификаторов. Как правило, корректность распознающего алгоритма (способность правильно классифицировать объекты из обучающей выборки) обеспечивается корректностью каждого из порождаемых элементарных классификаторов, что является основой логического синтеза распознающих процедур. Представляет интерес использование конструкций логико-алгебраического подхода для построения корректных распознающих алгоритмов на базе произвольных наборов алгоритмов распознавания, необязательно являющихся корректными. В данной работе рассматривается логический метод построения алгоритмов на последовательном добавлении небольшой части нераспознаваемой информации, что обеспечивает коррекцию ранее построенного алгоритма с минимальным изменением его характеристик. Такие индуктивные методы во многих случаях позволят строить высокоточные или корректные алгоритмы, расширяющие область получаемых решений за существенно меньшее время.
ПРИМЕНЕНИЕ ПРОГРАММНЫХ ПРОДУКТОВ GLOBAL-EAM И «2П-КАДРЫ!» ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫМ ПОТЕНЦИАЛОМ ПРЕДПРИЯТИЯ
РАЗИНЬКОВА О.П., РАЗИНЬКОВ П.И.
Стр. 113 — 119
В статье рассмотрены проблемы применения программных продуктов для совершенствования управления производственным потенциалом предприятия. Повышение эффективности использования производственного потенциала предприятия является одним из важнейших факторов производства, предотвращения кризиса, развитие которого зависит от формирования и эффективности использования основных производственных фондов, трудовых и других ресурсов. На эффективность формирования и использования потенциала, трудовых ресурсов и основных производственных фондов предприятия оказывают влияние внешние и внутризаводские факторы, число которых и степень воздействия в условиях кризиса резко возрастают. Это вызывает необходимость не только учета воздействий факторов внешней и внутренней среды на формирование и использование основных производственных фондов и трудовых ресурсов предприятия, но и моделирования этих процессов, которое позволит выявить связи и характеристики структурных составляющих основных производственных фондов, трудовых ресурсов и других элементов производственного потенциала предприятия. Моделирование дает возможность более детального анализа свойств элементов потенциала и их поведения в различных ситуациях, под воздействием факторов внешней и внутренней среды. Для решения этих проблем обоснована необходимость применения программных продуктов Global-EAM и «2П-Кадры!», которые позволяют существенно увеличить эффективность использования производственного потенциала предприятия.
ИНФОРМАЦИОННО-МОДЕЛИРУЮЩАЯ СИСТЕМА ЗАЩИТЫ ОБОРУДОВАНИЯ ОТ КОРРОЗИИ
ЕГОРОВ А.Ф., САВИЦКАЯ Т.В., ДЕМЕНТИЕНКО А.В.
Стр. 120 — 125
Согласно публикуемым данным, ежегодно более 30 % аварий на магистральных трубопроводах происходит по причине коррозии. Данная проблема актуальна и для химических производств, особенно связанных с агрессивными средами. Большинство существующих информационных систем и БД, связанных с промышленной безопасностью и защитой от коррозии, являются закрытыми. В данной работе представлена функциональная структура разработанной информационно-моделирующей системы защиты оборудования промышленных предприятий от коррозии, применимая также и для защиты трубопроводов. Описаны ее предназначение и основные функциональные блоки. Представлена логическая модель БД материалов, входящая в подсистему хранения информации, а также перечислены все БД, используемые в рамках системы. При реализации использовалась трехзвенная архитектура с использованием системы управления БД и веб-технологий. Представлены основные интерфейсы пользователей и модуль подбора материалов. Описаны задачи, для которых применима информационно-моделирующая система защиты оборудования от коррозии.
ОБ АДРЕСНОМ РАСПРЕДЕЛЕНИИ МОЩНОСТЕЙ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ
БАЛАМЕТОВ А.Б., ХАЛИЛОВ Э.Д., ИСАЕВА Т.М., ИСГЕНДЕРОВ Ф.Г.
Стр. 126 — 133
Реформы отрасли электроснабжения, возможность широкого использования возобновляемых источников электроэнергии, разделение услуг по передаче в электроснабжении, определение источников искажений синусоидальности тока и напряжений делают необходимым исследование задачи распределения потоков мощности и энергии между участниками рынка. В рыночных условиях стоимость электроэнергии у генерирующих станций и других поставщиков может быть разная, поэтому актуально определение узловых цен, в которые включается составляющая потерь в сети. Процесс отслеживания потоков электроэнергии позволяет устанавливать маршруты, связывающие конкретные генераторы с конкретными потребителями, и определять долевые вклады генераторов в покрытие нагрузки с учетом адресного распределения. Метод адресности позволяет также определять цену транзита электроэнергии. Правила присоединения новых потребителей к электрической сети обусловливают необходимость структурного анализа электроэнергетической системы на высших гармониках. В статье исследовано адресное разделение потоков и потерь активной мощности между участниками рынка электроэнергии. Разработаны алгоритм и программа для решения задачи адресности потоков и потерь мощности. В разработанной программе Z-матрица используется как для решения уравнений установившихся режимов, так и для расчета узловых потерь. Для исследования адресной передачи активных мощностей были использованы 6-узловая тестовая схема IEEE, 8-узловая и 26-узловая эквивалентные схемы Азербайджанской электроэнергетической системы. Результаты расчетов адресного распределения можно использовать при заключении двусторонних контрактов, для расчетов узловых цен, определения стоимости передачи и т.д.
МИКРОКОНТРОЛЛЕР ДЛЯ СИСТЕМЫ НЕЧЕТКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ В БЕЗДАТЧИКОВОМ ВЕНТИЛЬНОМ ЭЛЕКТРОПРИВОДЕ
ЛЬГОТЧИКОВ В.В., ГОРЧАКОВ Д.В.
Стр. 134 — 139
В статье предлагается вариант реализации системы бездатчикового управления вентильным двигателем на базе аппарата нечеткой логики. Применение нечеткого регулятора в данном случае позволяет повысить устойчивость системы электропривода и улучшить качество регулирования. На основе результатов ряда экспериментов с моделью электропривода в среде Simulink сформирована база нечетких правил для коррекции момента коммутации фаз двигателя. В качестве входных параметров системы нечеткого регулирования используются нормированные значения частоты вращения и тока двигателя. На основе базы правил нечеткий регулятор производит коррекцию момента коммутации. Разработаны и подробно описаны структура и алгоритм работы предлагаемой системы управления на базе микроконтроллера. Предлагается код программы для микроконтроллера, реализующий разработанный алгоритм бездатчикового управления электроприводом. Произведен расчет минимально необходимой производительности микроконтроллера для построения разработанной системы управления. Анализ результатов расчета показывает, что для реализации предложенной системы управления подходит абсолютное большинство серийно выпускаемых промышленных микроконтроллеров. Таким образом, можно сделать вывод, что использование интеллектуализированных методов управления в бездатчиковом электроприводе при современном уровне развития вычислительной техники является более чем оправданным. Такой подход позволяет значительно улучшить качество регулирования, существенно не увеличивая при этом стоимость электропривода.
ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС КАК УЧЕБНЫЙ ОБЪЕКТ РАЗРАБОТКИ
СТОЛЯРЧУК В.А.
Стр. 140 — 145
В статье описывается процесс разработки открытой учебной САЕ Sigma в условиях вуза с целью подготовки разработчиков САЕ-приложений. Создание системы рассматривается как непрерывный процесс, в котором комплекс как объект разработки выступает в качестве неиссякаемого источника задач для студентов. Приведен укрупненный перечень тем и задач, непосредственно связанных с изучением метода конечных элементов, особенностей и алгоритмов САЕ-систем и решаемых студентами с целью модификации и непрерывного совершенствования создаваемой программной системы. Даны краткая характеристика комплекса, его структуры, схемы работы расчетного блока, а также подсистем, обеспечивающих и предельно облегчающих модификацию системы студентами в процессе обучения. Отмечены недостатки первоначального базового варианта системы, обусловившие разработку продвинутого варианта комплекса, а также положительные стороны реализуемого подхода к обучению. В силу возможностей импортирования в систему Sigma геометрической модели из CAD-систем типа AutoCAD и Solid Edge и экспорта сформированных исходных данных в САЕ-системы типа AnSys и Nastran рассматриваемый учебный комплекс выступает в качестве начальной ступени освоения коммерческих CAD/CAE-систем. Возможность сравнения результатов расчета в разных САЕ-системах на идентичных исходных данных является для студентов стимулом к более глубокому изучению метода конечных элементов и алгоритмов систем инженерного анализа.
УЧЕБНАЯ РАСПРЕДЕЛЕННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ МОБИЛЬНОЙ КОЛЕСНОЙ ПЛАТФОРМОЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВИДЕО- И СЕНСОРНОЙ ИНФОРМАЦИИ
ЗОТИН А.Г., САЯПИН А.В.
Стр. 146 — 151
Все более широкое распространение получают автономные системы, предназначенные для патрулирования, разведки местности, взятия образцов, выполнения аварийно-спасательных работ. Отсюда повышенный спрос на специалистов, разрабатывающих подобные системы. Существует проблема обучения студентов в данной области, связанная с тем, что выпускник должен обладать не только теоретическими знаниями, но и практическими навыками работы с подобными системами. Основными областями знаний, владеть которыми должен выпускник, являются нейронные сети, распознавание и обработка изображений, системы нечеткой логики. Для получения практических навыков в данных и смежных областях авторами была разработана автономная колесная платформа, оснащенная набором датчиков и сенсоров, а также манипулятором для сбора образцов. Она представляет собой шасси в виде пластины из пенополистирола, приводимой в движение четырьмя мотор-редукторами постоянного тока (12 вольт), оснащенными колесами. Платформа оснащена компьютером Raspberry Pi под управлением ОС Raspbian, непосредственно управление мотор-редукторами осуществляется микроконтроллером Arduino Uno с установленной платой расширения, предназначенной для управления сильноточной нагрузкой (motor-shield), а также платой для прототипирования, на которой установлен набор датчиков, включающих в себя магнитометр и акселерометр. Кроме того, Arduino связан с установленными в передней части платформы ультразвуковыми датчиками расстояния. В передней части платформы расположена IP-камера, соединенная с бортовым микрокомпьютером Raspberry Pi, предназначенная для получения видеоинформации об окружении платформы. В процессе работы бортовой микрокомпьютер создает точку доступа, подключившись к которой, можно управлять работой платформы, а также получать видеоизображение с IP-камеры. ПО платформы включает в себя программный комплекс, обмен информацией внутри которого осуществляется посредством сетевых соединений на основе технологии клиент-сервер. Комплекс включает в себя сервер получения информации с IP-камеры, серверы нейронной сети, нечеткой логики, управления платформой. Разработанная платформа и ее программное обеспечение были использованы при проведении международных летних технических школ на базе Сибирского государственного аэрокосмического университета имени академика М.Ф. Решетнева. Разработанный комплекс может найти применение при выполнении опытно-конструкторских работ, связанных с разработкой автономных мобильных систем.
ТРЕНАЖЕРНО-ОБУЧАЮЩИЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ВИРТУАЛЬНОЙ РЕАЛЬНОСТИ БОЕВОГО ПРИМЕНЕНИЯ ОРУЖИЯ И ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ КОРАБЛЯ
ЛОСЕВ Е.Ф., КУЗНЕЦОВ И.В.
Стр. 152 — 159
Одной из важнейших задач повышения качества подготовки экипажей перспективных проектов кораблей является разработка современных учебно-тренировочных средств. В статье обосновывается инновационный подход к решению проблемы повышения эффективности подготовки военнослужащих вновь сформированных экипажей новых проектов кораблей на основе применения тренажерно-обучающего комплекса, моделирующего виртуальную среду боевого применения оружия и технических средств корабля. Авторы рассматривают различные аспекты применения таких тренажеров, выделяют положительные стороны и недостатки их использования как в учебных центрах, так и в условиях корабля, рассматривают перспективы применения и развития реализующих виртуальную среду обучения современных тренажерных комплексов, созданных в различных конструкторских и производственных организациях.
ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОТИВОБОРСТВА В ВОЗДУШНО-КОСМИЧЕСКОЙ СФЕРЕ
СМИРНОВ А.А., БОГДАНОВ О.А., КОВАЛЕВ Д.В.
Стр. 160 — 165
Для процессов и систем, имеющих сложный и многоаспектный характер поведения, каковыми являются и процессы вооруженной борьбы, при отсутствии возможности математической формализации, обеспечивающей аналитическое решение задачи, единственным подходом к исследованию является использование методов моделирования, в частности, методов имитационного моделирования. Важнейшее место в системе моделирования занимают интерактивные имитационные комплексы моделирования, обеспечивающие возможность исследования сценариев форм крупномасштабного применения средств воздушно-космического нападения и группировок воздушно-космической обороны (противовоздушной обороны) в виде игрового имитационного машинного эксперимента. В конце 90-х годов в 2 ЦНИИ МО РФ (г. Тверь) началась разработка имитационного моделирующего комплекса «Селигер» на основе новых информационных технологий. В настоящее время разработана и проходит опытную эксплуатацию базовая версия этого комплекса. ПО разработано на языке C++ с использованием библиотеки QT, что делает его кроссплатформенным программным продуктом. Имитационный моделирующий комплекс «Селигер» обеспечивает возможность имитации двустороннего конфликта, в котором учитываются системы объектов сторон, их группировки воздушно-космической обороны и ударных средств, а также расчета системы показателей, характеризующих эффективность группировки воздушно-космической обороны по отражению удара средств воздушно-космического нападения. Рассмотрены направления развития комплекса, основными из которых являются его наращивание блоками модулей имитации систем разведки и предупреждения о воздушном нападении, а также ракетно-космической обороны.
РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ УПРАВЛЕНИЯ ДОСТУПОМ ДЛЯ ТИПОВОЙ МЕДИЦИНСКОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ
ОЛЕННИКОВ А.А., ОЛЕННИКОВ Е.А., ЗАХАРОВ А.А., ШИРОКИХ А.В.2 , ВАРНАВСКИЙ В.В.
Стр. 166 — 169
Статья посвящена описанию разработанной авторами модели безопасности для защиты данных в медицинских информационных системах. В начале статьи формулируется и обосновывается тезис о том, что применение в медицинских информационных системах классических моделей безопасности существенно усложняет процедуру настройки прав доступа к данным и делает этот процесс весьма трудоемким. Прежде всего это связано с необходимостью предоставлять доступ исключительно к тем данным пациента, которые необходимы врачу в текущий момент времени для выполнения своих профессиональных обязанностей. Соблюдение этого требования вызывает необходимость постоянной корректировки прав доступа пользователей медицинских информационных систем. Таким образом, объем работы администратора безопасности существенно возрастает и, как следствие, повышается вероятность ошибок настройки прав доступа. Решение данной проблемы авторы видят в разработке новой модели безопасности, учитывающей специфику организации доступа к данным в медицинских информационных системах. Приводится подробное описание разработанной модели, в которой дополнительно учитываются такие характеристики, как время доступа к данным, текущие взаимоотношения между врачом и пациентом, статус пациента, степень конфиденциальности информации и пр. Описываются основные элементы и операторы данной модели. Подробно рассматривается реализация процедуры определения прав доступа к защищаемым объектам. В заключение авторы делают вывод о том, что применение разработанной модели безопасности для защиты данных в медицинских информационных системах позволит максимально автоматизировать процесс назначения прав доступа и существенно сократить объем работы администратора безопасности.
MODELING OF THE TIME-CYCLE CONTROL SYSTEM FOR TECHNOLOGICAL PROCESSES EQUIPMENT IN PHARMACEUTICAL SOLID DOSAGE MANUFACTURING BASED ON PETRI NETS
ОКАИ Д.Э.Я. , КЛЮШИН А.Ю., БОГАТИКОВ В.Н.
Стр. 170 — 178
Основной целью данного исследования является разработка подхода к моделированию системы серийного производства фармацевтических твердых лекарственных форм с использованием сетей Петри. Эту возможность обеспечивает модель, которую могут легко понять системный аналитик и технологические инженеры. В статье проведен системный анализ разработанной модели процессов производства фармацевтических твердых лекарственных форм с большим акцентом на таблетки. Также приводится краткая классификация технологических процессов в системе производства твердых лекарственных форм. Системный анализ в основном касается производственных процессов и оборудования, используемых на каждом этапе производственной системы. Кратко описано развитие чистой модели сети Петри для процессов производства фармацевтических твердых лекарственных форм. Чистая модель сети Петри была реализована и проанализирована с инструментом PIPE (Platform Independent Petri net Editor 4.3) для ОС Windows. Проанализирована временная шкала диаграммы для анализа технологических маршрутов изготовления трех различных твердых лекарственных форм. Из разработанной модели сети Петри и временного графика получена более четкая картина технологических процессов производственной системы. Чистая модель сети Петри, описанная в данной статье, может быть использована для решения проблемы выбора оптимальной модели производства или оптимальных технологических маршрутов. Ее применение целесообразно для повышения эффективности использования комплекта оборудования в системе производства фармацевтических твердых лекарственных форм.
АНАЛИЗ И ОБРАБОТКА ДАННЫХ ДЛЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ СОСТОЯНИЯ БОЛЬНЫХ
МЕНЬШУТИНА Н.В., ГОРДИЕНКО М.Г., ИВАНОВ С.И., МАТАСОВ А.В.
Стр. 179 — 185
С развитием информационных технологий все больше внимания уделяется автоматизированным способам анализа и обработки информации. В данной статье описаны два связанных способа обработки данных: многофакторный анализ данных с использованием метода главных компонент и нейронные сети. В ходе работы возникла необходимость обрабатывать данные об анализах пациентов и на их основе предсказывать значение целевого параметра во времени. Предсказание целевого параметра упрощает процесс лечения за счет более оперативного принятия врачом решения о способе лечения. Использованный метод многофакторного анализа (метод главных компонент) позволил сократить размерность задачи, выявил требования к формированию обучающей и тестовой выборок для построения математической модели на основе нейронной сети, а также дал возможность определять ключевые факторы, которые должны использоваться в качестве входных параметров в нейросетевой модели. В работе представлены графики нагрузок и графическое отображение корреляции между значениями анализов пациентов, сделаны выводы о силе корреляции между значениями анализов. В дальнейшем были проведены обучение нейронной сети на обучающей выборке (количество экспериментов для обучения – около 200) и проверка качества обучения на тестовой выборке (количество экспериментов в тестовой выборке – около 50). В работе приведено сравнение расчетных и экспериментальных данных, определена ошибка работы нейронной сети, которая составила 8 %. Для реализации вышеописанных методов разработано ПО на языке программирования C# в среде разработки Visual Studio.
ИНТЕРПРЕТАТОР ДЫХАТЕЛЬНЫХ ШУМОВ C АДАПТАЦИЕЙ К СРЕДСТВАМ РЕГИСТРАЦИИ СИГНАЛОВ
ХАНЕЕВ Д.М.
Стр. 186 — 192
Рассматривается задача построения программ-интерпретаторов дыхательных шумов с индивидуальной настройкой на параметры устройства для регистрации сигналов. Показано, что из-за различий технических характеристик электронных стетоскопов при использовании нейросетевых технологий для классификации дыхательных шумов необходима перенастройка шкал для оценки признаков объектов обучающей выборки. Приведено описание архитектуры и особенностей ПО системы для анализа записей дыхательных шумов; выделена подсистема настройки на модель регистратора шумов, обеспечивающая генерацию индивидуального набора правил классификации для каждой модели стетоскопа. Правила формируются с помощью генерации нейроподобных иерархических структур, каждая из которых обобщает представления о нескольких классах дыхательных шумов, зарегистрированных стетоскопами одной модели. Описания классов создаются с помощью нечетких признаков. Генерация шкал для их оценки осуществляется автоматически. Рассмотрены результаты работы системы с тремя различными видами устройств регистрации дыхательных шумов (3M Littmann 4100, авторское устройство и устройство КoРА-03М1), характеристики которых существенно различаются. Анализ результатов работы программы выявил существенные различия в параметрах классификаторов нейроподобных иерархических структур, сформированных для разных средств регистрации шумов. Однако варианты сгенерированных правил показали близкие по точности (88–93 %) результаты работы интерпретаторов дыхательных шумов для каждой модели электронного стетоскопа.