2017 год, №2

Содержание выпуска
Теоретическое обоснование способов восстановления работоспособности привода клапанного механизма головки блока цилиндров
Сенин Пётр Васильевич, Раков Николай Викторович, Макейкин Анатолий Михайлович
Стр. 154 — 168
Введение. Статья посвящена повышению надежности головок блоков цилиндров за счет восстановления работоспособности клапанного механизма и элементов привода. Материалы и методы. Для определения возможного хода гидрокомпенсаторов клапанных механизмов в новых и бывших в эксплуатации головках блоков цилиндров двигателя ЗМЗ-406 был использован метод размерного анализа. На основании микрометражных исследований и проведенных расчетов было описано несколько способов восстановления работоспособности головки блока цилиндров. Результаты исследования. В результате проведенных исследований размерных цепей было установлено, что ход гидрокомпенсаторов в клапанных механизмах новых головках блоков цилиндров двигателя ЗМЗ-406 составляет 2,3 мм с предельными отклонениями ±0,15 мм. Для обоснования рациональных способов восстановления был произведен расчет размерной цепи, где в качестве допусков составляющих звеньев использовались предельные значения износов поверхностей, определяемые микрометражными исследованиями бывших в эксплуатации головок блоков цилиндров. В результате было установлено, что при наилучшей комбинации износов возможный допустимый ход гидрокомпенсатора составляет 1,98 мм, а при наихудшей - -0,74 мм, т. е. хода гидрокомпенсатора не хватает, чтобы компенсировать износы составляющих звеньев. Обсуждение и заключения. Было предложено 4 способа повышения работоспособности клапанных механизмов. В качестве критерия выбора способа ремонта рекомендуется использовать суммарное значение просадки клапана. Ход гидрокомпенсаторов после ремонтных воздействий составляет в данном случае 1,57-2,36 мм, что соответствует ходу гидрокомпенсаторов новых головок блоков цилиндров.
Оптимальное проектирование сильфонной техники на платформе SolidWorks
Чугунов Михаил Владимирович, Полунина Ирина Николаевна
Стр. 169 — 177
Введение. Металлические сильфоны широко применяются в различных технических системах в качестве чувствительных, компенсирующих и разделяющих элементов. Разнообразие возможных конструктивных решений с применением силь-фонов обуславливает широкий диапазон типоразмеров, указанных в ГОСТ. В связи с этим актуальной является задача проектирования сильфонной техники, которая в рассматриваемом случае сводится к выбору сильфона, соответствующего заданным техническим условиям. Целью исследования является разработка методики и программного обеспечения для решения задач автоматизации оптимального проектирования конструкций рассматриваемого класса. Материалы и методы. Система автоматизированного проектирования SolidWorks используется в данной работе как платформа для разработки Stand-Alone приложения, позволяющего автоматически формировать 3D-модель сильфона по заданным параметрам, извлекаемым из базы данных и отвечающим заданным техническим условиям. Доступ к функционалу SolidWorks, средствам анализа SolidWorks Simulation и соответствующей базе данных обеспечивался посредством COM-технологии. Для решения оптимизационной задачи использовался функционал, разработанный авторами данной статьи Add-In приложения SolidWorks; средой разработки послужила MS Visual Studio C++ (2015). Работа проводилась на основе объектно-ориентированного программирования с использованием API SolidWorks. Результаты исследования. Была разработана методика оптимального проектирования сильфонной техники. Программное обеспечение представляет собой готовое для практического использования приложение SolidWorks, формирующее проектное решение в виде 3D-моделей (деталей и сборок), которое соответствует заданным техническим условиям. Обсуждение и заключения. Разработанная методика и программное обеспечение значительно (на порядок и выше) сокращает время, затрачиваемое на разработку проектных решений для конструкций рассматриваемого класса.
Лингвистический подход к решению задачи технологической регулировки комбайнов
Борисова Людмила Викторовна, Димитров Валерий Петрович
Стр. 178 — 189
Введение. В статье рассматривается лингвистический подход к решению задачи технологической регулировки сложных уборочных машин в полевых условиях. Приводится краткая характеристика предметной области. Анализируется место задачи корректировки технологических регулировок рабочих органов зерноуборочного комбайна при выполнении уборочных работ. Выделяется 3 группы признаков рассматриваемой задачи: внешние признаки нарушения качества работы, регулируемые параметры машины и параметры технического состояния. Приводятся численные данные, характеризующие взаимосвязи между внешними признаками и параметрами машины. Материалы и методы. Зернокомбайн является сложной динамической системой, функционирующей при постоянно меняющихся внешних условиях. Этот факт обусловливает характерные особенности используемых методов технологической регулировки. В статье рассматриваются некоторые отличительные черты задачи принятия решений. При управлении технологическим процессом комбайновой уборки используется как количественная информация, так и качественная. Наличие различных видов неопределенности при рассмотрении семантических пространств факторов внешней среды и параметров машины позволяет предложить для решения задачи метод технологической регулировки, основанный на нечетком логическом выводе. Результаты исследования. В результате анализа методология принятия решений в нечетких условиях среды адаптирована к изучаемой предметной области. Предлагается обобщенная схема нечеткого управления процессом технологической регулировки машины. Рассматриваются модели изучаемых семантических пространств. Показывается целесообразность использования дедуктивного и индуктивного вывода решений для различных задач предварительной настройки и корректировки технологических регулировок. Предлагается формально-логическая схема процесса принятия решений, основанного на нечетких экспертных знаниях. Данная схема включает основные этапы решения задачи: фаззификацию, композицию и дефаззификацию. Рассматривается вопрос количественной оценки согласованности экспертных знаний. Приводятся примеры формулировки нечетких продукционных правил база знаний, а также характерные особенности алгоритма корректировки технологических регулировок. Обсуждение и заключения. Представленный лингвистический подход к решению задачи технологической регулировки машин позволяет обеспечить адекватность описания реальных условий уборки, учет как количественной информации, так и эвристических данных. Модель предметной области служит основой для создания базы знаний и механизма вывода решений интеллектуальной системы поддержки принятия оператором решений при функционировании комбайнов.
Результаты исследований повреждения семян мелкосеменных культур дисковым высевающим аппаратом
Овчинников Владимир Анатольевич
Стр. 190 — 197
Введение. В связи с увеличением поголовья крупного рогатого скота остро встает вопрос производства высококачественных кормов. В последнее время в сельских хозяйствах все больше посевных площадей выделяются под кормовые культуры. Однако данная мера не способна решить проблему без увеличения урожайности возделываемых культур. Для обеспечения их максимальной продуктивности необходимо качественное дозирование семенного материала при посеве. Это особенно актуально при посеве мелкосеменных культур, нормы высева которых незначительны. Равномерное распределение небольших по размеру семян по площади питания без травмирования семенного материала сопряжено с определенными трудностями. В связи с этим целью данной работы является построение математической модели, описывающей процесс повреждения семян в зависимости от конструктивных и кинематических параметров дискового высевающего аппарата. Материалы и методы. На кафедре сельскохозяйственных машин имени профессора А. И. Лещанкина ФГБОУ ВО «МГУ им. Н. П. Огарёва» на основании предварительных экспериментальных данных была разработана конструкция высевающего аппарата с вертикальным ячеистым диском с целью, повышения точности распределения семян мелкосеменных культур с минимальным их повреждением. Результаты исследования. В результате обработки полученных данных было определено значение целевой функции и построено уравнение регрессии, описывающее процесс повреждения семян дисковым высевающим аппаратом, в зависимости от его конструктивных и кинематических параметров.Для построения математической модели оценки влияния отдельных факторов (а также их взаимодействия) на степень повреждения посевного материала был проведен многофакторный эксперимент. Полученные данные обрабатывались с помощью программы «Statistica-6». Обсуждение и заключения. Для снижения уровня повреждения семян мелкосеменных культур разработанным дисковым высевающим аппаратом необходимо использовать диски с максимально возможным количеством ячеек, а угол установки отражателя семян не должен превышать 15.
Комбинированная электрическая система отопления для каркасных домов
Шелехов Игорь Юрьевич, Шишелова Тамара Ильинична, Смирнов Евгений Игоревич, Иноземцев Виктор Петрович
Стр. 198 — 214
Введение. В статье представлен обзор факторов, влияющих на снижение энергетических затрат при строительстве и эксплуатации зданий каркасного типа. Авторами была поставлена задача по повышению эффективности использования электрической энергии и экономии затрат, связанных с отоплением каркасного помещения электроотопительными приборами. Материалы и методы. Эксперименты проводились в индивидуальном жилом доме общей площадью 80 м. В процессе работы использовались две запатентованные панели с инфракрасным нагревательным элементом с положительным коэффициентом термического сопротивления и термоэлектрические датчики температуры. Сигналы с датчиков регистрировались приборами фирмы «ОВЕН» марки TРМ138 с помощью штатного программного обеспечения, поставляемого совместно с приборами (Owen Process Manager). Полученные графики распределения температурных полей импортировались в программу MS Excel. Учет потребленной энергии фиксировался электросчетчиком СЕ 101 производства концерна «Энергомера». Результаты исследования. В статье приводятся результаты исследования параметров комбинированной электрической системы отопления при взаимном влиянии двух нагревательных приборов, изготовленных на основе нагревательных элементов с положительным коэффициентом термического сопротивления. Авторами также были детально рассмотрены основные сценарии изменения параметров микроклимата в каркасных сооружениях, проведены исследования изменения данных параметров при проникновении холодных потоков воздуха в помещение через дверной проем и при понижении температуры ограждающих конструкций. Обсуждение и заключения. Отопительные приборы, использующие эффекты саморегулирования и взаимного регулирования, уменьшают время выхода помещения на стационарный режим. При этом снижается инерционность системы отопления, происходит быстрое восстановление параметров микроклимата, снижаются энергетические затраты и тепловые потери.
Применение сотовых и ячеистых конструкций для защиты от шума на предприятиях перерабатывающей отрасли АПК
Савельев Анатолий Петрович, Скворцов Александр Николаевич, Еналеева Светлана Анатольевна, Глотов Сергей Викторович
Стр. 215 — 223
Введение. В последние годы в Российской Федерации складывается неблагоприятная ситуация с состоянием условий и охраны труда в различных отраслях агропромышленного комплекса (АПК). Одним из опасных и вредных производственных факторов в АПК, определяющих показатели травматизма и заболеваемости, является негативное воздействие повышенного уровня шума на работников. Длительное воздействие шума приводит к нарастанию медленноволновой активности, а также изменению зрительного и слухового коркового ответа. Именно поэтому улучшение условий и охраны труда в АПК за счет снижения уровня шума путем применения шумозащитных конструкций является актуальной задачей современности. Материалы и методы. Проведенная авторами оценка условий труда работников молокоперерабатывающей и мясоперерабатывающей отраслей показала, что уровень шума на рабочем месте превышает нормативные значения. Санитарно-гигиенические требования для всех рабочих мест приблизительно одинаковы, однако при разработке шумозащитных конструкций необходимо учитывать частотно-избирательное звукопоглощение исходя из специфики технологического процесса. В процессе работы применялись экспериментальные исследования на базе малой реверберационной камеры. Результаты исследования. В данной статье предложены звукопоглощающие панели, имеющие высокие санитарно-гигиенические свойства. Для молокоперерабаты-вающей отрасли была разработана бирезонансная сотовая шумозащитная панель, а для мясоперерабатывающих предприятий - звукоподавляющая ячеистая панель. Экспериментальным путем на базе малой реверберационной камеры с использованием регистрационно-измерительного комплекса была выполнена оценка коэффициента звукопоглощения разработанных конструкций. Обсуждение и заключения. Статья имеет исследовательский характер. Итоги исследований, указанные в графическом виде, наглядно демонстрируют преимущества предложенного решения снижения уровня шума на объектах агропромышленного комплекса.
Квантовая суперпозиция дискретного спектра состояний математической молекулы корреляции для малых выборок биометрических данных
Волчихин Владимир Иванович, Иванов Александр Иванович, Сериков Андрей Васильевич, Серикова Юлия Игоревна
Стр. 224 — 238
Введение. Целью работы является снижение количества ошибок при вычислении коэффициентов корреляции на малых тестовых выборках. Материалы и методы. Для получения функций плотности распределения значений коэффициентов корреляции на малых выборках были использованы средства имитационного моделирования. Предложен метод квантования данных, позволяющий получить дискретный спектр состояний одного из разновидностей корреляционных функционалов. Данная операция позволяет рассматривать предложенную конструкцию как математическую корреляционную молекулу, описывающуюся некоторым аналогом континуально-квантового уравнения Шредингера. Результаты исследования. Ранее было показано, что хи-квадрат молекула Пирсона на малых выборках позволяет усилить мощность классического хи-квадрат критерия до 20 раз. Описанная в данной статье математическая корреляционная молекула обладает аналогичными свойствами и в будущем позволит снизить ошибки вычисления классических коэффициентов корреляции на малых выборках. Обсуждение и заключения. Сделано предположение, что существует бесконечное множество математических молекул, похожих по их свойствам на реальные физические молекулы. Уравнение Шредингера не уникально, и для каждой математической молекулы может быть построен его аналог. Можно ожидать синтеза математических молекул для большого количества уже известных статистических критериев и статистических моментов. Все вышеперечисленное предположительно позволить снизить количество ошибок расчетов, обусловленных квантовыми эффектами, возникающими на малых тестовых выборках.
Кооперативный вариант игры преследования с двумя преследователями и одним убегающим: сильная устойчивость множества дележей
Ширяев Виктор Дмитриевич, Бикмурзина Равиля Ряшитовна
Стр. 239 — 249
Введение. В статье анализируется простая дифференциальная игра на плоскости преследования двумя согласованно действующими игроками P = {P, P} одного убегающего игрока Е; игра рассматривается в форме характеристической функции. Показывается динамическая устойчивость принципа оптимальности. Материалы и методы. Для решения поставленной задачи используются геометрические конструкции и методы. Граница безопасности преследуемого игрока определяется с помощью окружности Аполлония, наряд преследователей использует стратегию параллельного сближения. Результаты исследования. Предлагается метод нахождения оптимальных стратегий игроков, а также оптимальные траектории их движения. Приводится способ построения характеристической функции, а в качестве решения рассматривается все множество дележей. Однако использование результатов кооперативной теории в дифференциальных играх невозможно без решения проблем, связанных со спецификой дифференциальных уравнений движения (в первую очередь, проблемы динамической устойчивости принципов оптимальности). В связи с этим вводится вспомогательная функция, осуществляющая перераспределение выигрыша игрока во времени с сохранением его суммарного выигрыша в игре. С помощью данной функции определяется динамическая устойчивость кооперативного решения и показывается сильная динамическая устойчивость всего множества решений. Обсуждение и заключения. Полученные результаты согласуются с аналогичными исследованиями других авторов. Дальнейшие работы в данном направлении могут использоваться при разработке методов «регуляризации» принципов оптимальности, для которых всегда выполняется условие динамической устойчивости.
Применение интеллектуальных систем при управлении рисками программных проектов
Гущина Оксана Александровна
Стр. 250 — 263
Введение. В статье выявляются основные риски программного проекта; исследуется применение различных видов интеллектуальных систем в процессе управления рисками программных проектов; рассматриваются основополагающие методы, используемые для процессов оценивания и прогнозирования в области программной инженерии; выявляются используемые в настоящее время пустые экспертные системы, программные комплексы анализа и управления рисками программных проектов. Материалы и методы. В статье раскрываются особенности управления рисками в области программной инженерии с привлечением интеллектуальных систем. Интеллектуальные методы, положенные в основу систем искусственного интеллекта, позволяют частично и/или полностью решать задачу управления с экспертной точностью без привлечения людей-экспертов. Результаты исследования. Выявлены основные риски программного проекта (налоговые, юридические, финансовые, торговые, IT-риски, риски персонала, риски, связанные конкурентами, поставщиками, маркетингом, спросом и рынком). Исследованы современные, применяемые для управления рисками программных проектов системы искусственного интеллекта, в частности экспертные системы и программные средства оценивания результатов процесса. Выявлены наиболее востребованные пустые экспертные системы (Clips, G2 и Leonardo) и программные продукты анализа больших баз данных (Orange, Weka Rattle GUI, Apache Mahout, SCaViS, RapidMiner, Databionic ESOM Tools, ELKI, KNIME, Pandas и UIMA). Рассмотрены кластерный, корреляционный, регрессионный, факторный и дисперсионный анализы как методы, на основы которых выполняется оценивание и прогнозирование процессов программной инженерии. Обсуждение и заключения. Результаты, полученные в ходе проведенного исследования, показывают целесообразность применения различных интеллектуальных систем в процессе управления рисками обозначенных в статье программных проектов. Проведенный анализ методов оценивания рисков, а также тенденции их применения в современных системах интеллектуального анализа могут служить базой для создания единой системы управления рисками программных проектов средней и высокой сложности с заранее заданной структурой проекта.
Обеспечение защиты от нежелательной информации в социальных сетях
Тумбинская Марина Владимировна
Стр. 264 — 288
Введение. Социальные сети позволяют получить большой объем информации о пользователях. Этот процесс называется разведка на основе открытых источников. Пользователь социальных сетей самостоятельно предоставляет информацию о себе, публикуя данные о местах работы и учебы, косвенно рассказывает об интересах списком страниц и групп, в которых он состоит, публикуемыми записями и, таким образом, предоставляет сведения злоумышленникам, организующим целевые атаки на пользователей с помощью таргетированной информации. Материалы и методы. В качестве объектов исследования были выбраны социальные сети Twitter, Facebook, ВКонтакте. Методами анализа и сравнения, а также путем моделирования были определены угрозы безопасности социальных сетей. Результаты исследования. В работе формализован алгоритм распространения таргетированной информации в социальных сетях; определены его параметры, вариация которых позволит детализировать различные сценарии атак; предложена классификация угроз информационной безопасности, а также методика защиты от таргетированной информации, распространяемой в социальных сетях на основе исследования социальной информации. Обсуждение и заключения. Перспективы дальнейшего исследования проблемы защиты от таргетированной информации мы видим в детальной проработке методики и разработке на ее основе модели защиты от таргетированной информации. Детализация сценариев атак позволит выработать меры противодействия. Методика защиты от таргетированной информации, распространяемой в социальных сетях, позволит разработать модель борьбы с такой информацией и реализовать специальное программное обеспечение для его интегрирования в социальных сетях.