2016 год, №2

Содержание выпуска
АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ И МОНИТОРИНГА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМИ ПРОЦЕССАМИ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ПОЛИМЕРНО-БИТУМНЫХ ЛЕНТ НА ОСНОВЕ ПРИМЕНЕНИЯ SCADA СИСТЕМЫ
КИРИЕНКО А.С.
Стр. 4 — 10
В статье обосновывается целесообразность использования системы управления и мониторинга технологическими процессами производства, что позволит снизить затраты труда, а также повысить производительность за счет лучшей организации технологических процессов. Основной задачей системы, является удаленный мониторинг, что дает возможность удаленно и оперативно давать оценку текущей ситуации на производстве, принимать обоснованные и своевременные управленческих решений.
ОТБОР ИСХОДНЫХ ДАННЫХ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ МАССИВОВ БАЗЫ ДАННЫХ НА ПРИМЕРЕ МНОГОКОМПОНЕНТНОЙ СИСТЕМЫ NACL-KCL-MCL2·H2O
ЗИЛЬБЕРГЛЕЙТ М.А.
Стр. 12 — 16
Использование данных из различных источников при формировании БД наталкивается на естественные трудности, характеризующихся частичной противоречивостью и несопоставимостью результатов, полученных разными исследователями в разное время. В работе предложен способ поиска данных типа unusual data (данные вызывающие сомнения) при формировании баз данных из нескольких источников. В качестве критерия для поиска таких данных предложено использовать метод распознавания образов - решающее правило. При использовании двух и более решающих правил, рассматривающие различные аспекты данных, образуются пересечения, в которых присутствуют объекты, которые невозможно правильно классифицировать при помощи таких решающих правил. В качестве примера поиска данных типа unusual data показано применение этого метода при анализе данных по гетерогенному равновесию в системе NaCl-KCl-MgCl·H2O, опубликованных в 12 различных источниках за разные периоды времени. В частности предложены три критерия отбора для семи разных составов твердой фазы, трех составов, различающихся количеством компонентов в нем - т. е. одно, двух и трех компонентов, а также для составов, в которых входят и не входят кристаллогидраты. В результате получены наборы решающих правил, которые с вероятностью 92-98% правильно классифицируют отобранные объекты. Часть неправильно классифицированных объектов характерны для всех трех критериев отбора. Эти объекты предложено отмечать в БД, как данные вызывающие сомнения. Получено решающее правило, позволяющее с вероятностью 98% прогнозировать наличие или отсутствие кристаллогидрата в твердой фазе в зависимости от состава насыщенного раствора NaCl, KCl, MCl2·H2O.
О ПОДХОДАХ К СОЗДАНИЮ ИНТЕГРИРОВАННОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ PDM-ERP
МИХАЙЛОВ В.Г.
Стр. 17 — 24
Рассмотрены проблемы, сложившиеся в области создания систем PDM и их интеграции с ERP. Проведен анализ причин низкой эффективности существующих PDM: недостаточность первичной информации заносимой в модуль PDM, структур БД, занесения обозначений в одно поле, применение ссылочного характера ведения состава, что приводит к снижению его функциональности и создает проблемы с интеграцией с ERP. Показано, что для предприятий с полным циклом необходима единая интегрированная информационная система, созданная на единых базах данных, использующая в качестве первичного документа карточку ДСЕ, а не сам файл (3D-модели, чертежа, документа). Для нее необходима иная в отличии от существующих универсальная структура баз данных, в которую можно занести любую информацию. Предложена реализация новой системы CDRP, объединяющую по функционалу PDM-ERP и обеспечивающую основные потребности предприятия.
ДЕКОДИРОВАНИЕ СТРУКТУРНО ЛОГИЧЕСКИХ КОДОВ
ИВАНОВ Ю.Д., НИКОЛОВ И.Н., ЛОЗКА Б.В.
Стр. 25 — 30
В работе приводится описание основных положений структурно-логического кодирования, а также особенности кодов СЛК. Приводятся основные положения обобщенного алгоритма декодирования СЛК, в основе которого лежит метод совершенной матричной расстановки (СМР) вершин n-мерного куба для адекватного представления и преобразования булевых функций, который базируется на методе порождающих последовательностей переменных построения максимальных покрытий вершин куба. Структурно-логические коды (СЛК) используют природную логическую избыточность инфимумных дизъюнктивных нормальных форм (ИДНФ) булевых функций, которые являются основой построения кодов СЛК, для исправления ошибок, которые возникают при передаче данных в реальных дискретных каналах, по каналам с независимыми ошибками. Основной задачей является определение базисных соотношений между реализованными кодами СЛК логической избыточности и граничными значениями кратности независимых ошибок, которые исправляются. Принципиальным отличием кодов СЛК от всех известных корректирующих кодов является то, что избыточность, необходимая для исправления ошибок преобразования дискретной информации, не вводится в кодовую последовательность, а задается естественным образом, при построении кодовых комбинаций СЛК.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ AUTODESK SIMULATION MULTIPHYSICS ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОЛЕЙ ТЕМПЕРАТУР, НАПРЯЖЕНИЙ И ДЕФОРМАЦИЙ В КОНСТРУКЦИИ ШЕСТЕРЕННОГО НАСОСА
ПУЗАНОВ А.В.
Стр. 31 — 36
Шестеренные насосы наиболее распространенный тип гидромашин. Они используются в различных отраслях: в нефтегазовой и перерабатывающей промышленности, в станкостроении, в мобильной военной, дорожно-строительной и сельскохозяйственной технике. Необходимость обеспечения работоспособности гидромашин для мобильной техники в широком климатическом диапазоне требует повышения точности методик расчета при проектировании их элементов. В статье приведены результаты моделирования полей температур и вызванных ими напряжений и деформаций. Полученные результаты позволили обосновать конструктивные и технологические решения, обеспечивающие повышение работоспособности гидромашин при критических значениях температур окружающей среды.
МЕТОДИКА ПОДСЧЕТА ЧИСЛА ЯДЕР КЛЕТОК НА МЕДИЦИНСКИХ ГИСТОЛОГИЧЕСКИХ ИЗОБРАЖЕНИЯХ
ЛУКАШЕВИЧ М.М., СТАРОВОЙТОВ В.В.
Стр. 37 — 42
В статье исследуется методика автоматического подсчета числа ядер клеток на гистологических изображениях. Эта операция широко применяется при диагностике различных заболеваний и морфологическом анализе клеток. В связи с этим, процедура автоматического подсчета числа ядер клеток является ключевым этапом в системах микроскопического анализа медицинских изображений гистологических препаратов. Основной целью работы была разработка эффективной схемы автоматического подсчета ядер клеток на основе современных методов обработки изображений: направленной фильтрации, адаптивной бинаризации изображений и математической морфологии. В отличие от известных исследований, представленный подход не предусматривает сегментацию ядер клеток на изображении, а лишь предполагает их обнаружение и подсчет их количества. Это позволяет избежать сложных алгоритмических вычислений и обеспечивает хорошую точность подсчета ядер клеток.В работе описан ряд экспериментов, выполненных для оценки эффективности предложенной методики с использованием доступной в интернете тестовый базы медицинских гистологических изображений. Определены критичные параметры алгоритмов, настраиваемые на каждом этапе анализа изображений. Для каждого параметра определен интервал тестируемых значений, а затем реализована процедура выбора не только оптимальных значений каждого параметра, но их из взаимная комбинация, на основе общепринятых количественных оценок точности (Precision) и полноты (Recall). Полученные результаты сравнивались с последними достижениями в данной области и показали приемлемый уровень точности предложенной методики. Прототип программного обеспечения, разработанного в рамках проведенного исследования, можно рассматривать как автоматический инструмент для анализа ядер клеток. Разработанный подход может быть адаптирован к различным задачам анализа ядер клеток различных органов.
АЛГОРИТМ ШИФРОВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДВУМЕРНЫХ ХАОТИЧЕСКИХ ОТОБРАЖЕНИЙ
СИДОРЕНКО А.В., ШАКИНКО И.В., СИДОРЕНКО Ю.В.
Стр. 44 — 49
Предложен новый алгоритм шифрования изображений на основе динамического хаоса. При этом для шифрования используется модифицированная процедура перестановки элементов. Процедура же изменения значений элементов производится с учетом проведенной перестановки. Модифицированная процедура перестановки включает в себя следующие этапы: (1) формирование таблицы перестановки, (2) перестановку блоков изображения, (3) перестановку внутри областей изображения. Процедура «перестановка блоков - перестановка элементов внутри областей» проводится определенное количество раз q. В данной работе использовалось значение q = 3. При проведении второй процедуры изменения значений к элементам изображения добавляется псевдослучайная последовательность G, для формирования которой предлагается следующий алгоритм. Он заключается в: (1) формировании распределения элементов гаммы G по значениям яркостей; (2) инициализации элементов гаммы G; (3) перестановке элементов гаммы G. Модифицированная процедура перестановки, как показали расчеты, позволяет уменьшить количество вычислений новых позиций элементов с использованием хаотических отображений в a раз. В данной работе использовались значения a, равные 16 и 64. Для осуществления предлагаемой процедуры изменения значений элементов требуется формирование d псевдослучайных значений из интервала [0, 1) с равномерным законом распределения. При этом для большинства практических задач достаточным является значение d = 256. Проведено тестирование предлагаемого алгоритма, которое заключается в следующем. Вычислены значения коэффициентов корреляции между исходным и зашифрованным изображениями, между соседними элементами (пикселями) зашифрованного изображения в вертикальном, горизонтальном, диагональном направлениях. Проведена оценка ключевой чувствительности алгоритма шифрования. Также определяются: нормированное среднее изменение интенсивности (UACI) и отношение количества различающихся бит к общему количеству бит изображения. Результаты тестирования предлагаемого алгоритма свидетельствуют о его работоспособности и возможности применения в задачах защиты информации в виде изображений.
ПОВЫШЕНИЕ КОНФИДЕНЦИАЛЬНОСТИ КРИПТОГРАФИЧЕСКОГО КЛЮЧА, СФОРМИРОВАННОГО В УСЛОВИЯХ УТЕЧКИ ИНФОРМАЦИИ О ЗНАЧЕНИИ НЕКОТОРОЙ ЕГО ЧАСТИ
ГОЛИКОВ В.Ф., ПИВОВАРОВ В.Л.
Стр. 50 — 56
В статье рассматривается возможность повышения конфиденциальности криптографического ключа, сформированного в условиях утечки информации о значениях некоторой части ключа. Такая ситуация может сложиться при формировании общего криптографического ключа симметричной криптосистемы при использовании квантового канала, прослушиваемого криптоаналитиком, или другими методами, не использующими односторонние функции. Предлагается способ преобразования со случайными секретными параметрами сформированной ключевой последовательности, с помощью которого можно увеличить энтропию последней. Суть разработанной процедуры заключается в том, что абоненты А и В секретно от криптоаналитика, но согласовано между собой, выбирают некоторые биты в сформированной ключевой последовательности, (в дальнейшем называемые «помеченными»), а затем производят заранее объявленное преобразование этой последовательности, используя при этом информацию о помеченных битах.Так как количество и порядковые номера помеченных битов неизвестны криптоаналитику, то и расположение известных ему ранее битов, изменяется случайным образом и становиться неопределенным. Принципиальным моментом этого способа является получение помеченных битов, номера которых известны только А и В, не используя для этого защищенный канал связи. Описывается один из возможных методов получения помеченных битов, основанный на случайном и независимым инвертировании сформированной ключевой последовательности абонентами А и В с последующим анализом четностей пар битов. Оценивается эффективность метода.
ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ЗНАНИЙ В ОБУЧАЮЩИХ СИСТЕМАХ НА ОСНОВЕ ТЕОРИИ НЕЧЕТКИХ МНОЖЕСТВ
ПОПОВА Ю.Б., БУРАКОВСКИЙ А.И.
Стр. 58 — 65
Использование информационных технологий и, в частности, информационных обучающих систем увеличивает возможности как преподавателя, так и обучаемого, в достижении своих целей в образовательном процессе, учитывая индивидуальные характеристики каждого и предоставляя возможности непрерывного образования. Несмотря на большое количество исследований в этой области и очевидные преимущества таких систем, их использование пока ограничено. Одной из главных причин здесь является использование точных количественных методов в такой сложно-структурированной и нечеткой области как учебный процесс. При проектировании информационных обучающих систем разработчики сталкиваются с проблемой моделирования знаний, которые условно могут быть разделены на две категории: предметные и персональные. Предметные знания определяются программой обучения и представляют знания эксперта (преподавателя) о составе и структуре учебного предмета. Персональные знания позволяют определить степень изученного материала обучаемым. Эти знания динамичные, изменяются в процессе обучения и предназначены для адаптации информационных обучающих систем к конкретному обучаемому. В настоящее время существует большое количество моделей представления знаний, среди которых наиболее используемыми являются логические, продукционные, сетевые, фреймовые и математические. Главными преимуществам математической модели являются точность, работа с абстракциями, передача информации логически однообразным способом. Математическая модель представления знаний на основе теории нечетких множеств позволяет, в отличие от остальных, учесть семантическую неопределенность оценивания экспертом (преподавателем) степень подготовки обучаемого.
ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА АВТОМАТИЗАЦИИ ПОДГОТОВКИ ДОКУМЕНТОВ УЧЕБНОГО ПРОЦЕССА
МАТЮШЕНКО В.А., ФИЛОН В.Ю., БЕЛОДЕД Н.И.
Стр. 66 — 71
Информационные технологии стремительно покоряют мир, проникая во все сферы человеческой деятельности. Образование не стало исключением. Важным направлением информатизации образования является развитие систем университетского менеджмента. Современные информационные системы улучшают и облегчают управление всеми видами деятельности учреждения. Целью предлагаемой работы является разработка системы, позволяющей автоматизировать процесс формирования отчетных документов. В статье описывается проблема подготовки документов учебного процесса. Было принято решение о проектировании и создании информационной системы в среде Microsoft Access. В качестве результата показаны 4 типа отчетов, полученные при использовании разрабатываемой системы. Применение данной системы уже сейчас позволяет автоматизировать процесс и сократить трудозатраты на подготовку отчетных документов. Все отчеты реализуются в программном продукте Microsoft Exсel и могут быть использованы для дальнейшего анализа и обработки.