ivdon3@bk.ru
В системах мониторинга, диагностики и распознавания состояния важным аспектом является уменьшение объема данных измеренных сигналов для их передачи или накопления в информационных базах с возможностью восстановления без существенных искажений. Особым видом сигналов при этом являются пакетные сигналы, которые представляют наборы гармоник с кратными частотами и с четко выделяемым периодом. Подобного вида сигналы характерны для механических, электромагнитных, электромеханических систем. Рассматривается ряд моделей редукции, в частности: модель дискретного преобразования Фурье с модифицированной формулой восстановления непрерывного сигнала, модель на основе разложения по окаймляющим функциям и модель дискретного косинусного преобразования. Сопоставление моделей осуществляется по вычислительной сложности, степени редукции, погрешности восстановления. Выявлены особенности и случаи эффективного применения каждой из моделей для пакетных сигналов.
Ключевые слова: модель редукции, измеренный пакетный сигнал, дискретное косинусное преобразование, разложение по окаймляющим функциям, оценка качества редукции
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
В настоящее время резервуарный реактор непрерывного действия широко используется в различных отраслях промышленности, и существует множество методов управления данным реактором. В статье представлен метод проектирования модельного прогнозирующего контроллера (Model predictive control - MPC) на основе нечеткой модели. Объект управления моделируется с помощью нечеткой модели Такаги-Сугено, задача оптимизации решается с помощью генетического алгоритма. Использование нечетких моделей и генетических алгоритмов для реализации контроллера MPC позволило добиться лучшего качества, чем в традиционных контроллерах MPC.
Ключевые слова: метод проектирования модельного прогнозирующего контроллера, нечеткая модель, Такаги Сугено, генетические алгоритмы, множественные входы-множественные выходы
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
Использование электронной подписи в последнее время приобрело самые широкие масштабы и стало неотъемлемой частью большинства бизнес-процессов. Предлагаемый поставщиком средств криптографии инструментарий управления электронной подписью не всегда способен удовлетворить все запросы организаций. В данной работе рассмотрен подход, направленный на решение большинства задач управления электронной подписью. Суть метода состоит в комбинированном использовании как библиотек разработчика средств криптографии, так и возможностей узкоспециализированных библиотек для работы с криптографией и документами.
Ключевые слова: программное обеспечение, управление электронной подписью, штамп, визуализация электронной подписи, защита информации
2.3.6 - Методы и системы защиты информации, информационная безопасность
Представлен метод характеризации закона распределения свойством максимума энтропии, предназначенный для моделирования определяющего параметра (случайной величины) сложных технических систем с метрологическим обеспечением. В отличие от классического метода характеризации предлагаемый метод основан на использовании неравенств Чебышева вместо ограничений на статистические моменты. Описан алгоритм построения функции распределения определяющего параметра. Дается сравнение результатов построения законов распределения с использованием разработанного метода и с использованием классического вариационного исчисления.
Ключевые слова: полумарковская модель, средство измерений, поверка, оперативный автоматизированный контроль состояния
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.5 - Математическое и программное обеспечение вычислительных систем, комплексов и компьютерных сетей
При оперативной диагностике и распознавании состояний сложных технических систем важной является задача выявления малых детерминированных во времени изменений сложных измеряемых диагностических сигналов контролируемого объекта. Для этих целей сигнал преобразуют в малоразмерный образ в диагностическом признаковом пространстве, перемещающийся по разным по форме траекториям, в зависимости от характера и величины изменений. Были обнаружены аналитические функциональные зависимости, связывающие конкретный вид изменения сигнала с формой траектории движения образа в признаковом пространстве. Предложенный траекторный подход упрощает идентификацию, оперативную диагностику и мониторинг состояния объектов, в частности, при низкочастотной диагностике и дефектоскопии конструкций, вибродиагностике, контроле напряженного состояния объекта по анализу временных характеристик функций отклика на воздействие и т.п.
Ключевые слова: моделирование, траектории движения образов, функциональные зависимости, малозаметные изменения сложных сигналов, аналитическое описание траекторий
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
Разработка методик расчета конструкций из сверхвысокопрочного бетона (далее – СВПБ) по прочности и деформациям является важным этапом на пути к внедрению этого инновационного материала в практику проектирования и строительства. В настоящей работе представлены результаты конечно-элементного моделирования работы двутавровых СВПБ-балок в зоне действия поперечных сил. Для стенок балок, находящихся в условиях плоского напряженного состояния, применена модель SMM, интегрированная в каркасном приложении OpenSees. Авторами добавлены новые классы материалов, реализующие осредненные законы деформирования СВПБ (с фиброй и без нее) и размещенной в нем арматуры. Расчеты показали хорошую сходимость с собственными результатами испытаний двутавровых СВПБ-балок авторов, а также с результатами опытов других исследователей.
Ключевые слова: прочность наклонных сечений, поперечная сила, сверхвысокопрочный сталефибробетон, двутавровые балки, OpenSees
Выбор метода силового расчета строительных конструкций предваряется анализом статической определимости и неизменяемости стержневой системы с помощью структурных формул, при этом для разных типов конструкций – для балок, ферм, рам, арок и так далее – источниками предлагаются разные формулы. Показано, что для структурного анализа всех стержневых систем достаточно определить степень аномальности структуры по формуле П.Л. Чебышева. Развитие линейно-монадной теории структуры позволяет формализовать зависимости количества стержней и шарниров от количества внешних и внутренних контуров при синтезе как нормальных, так и аномальных структур
Ключевые слова: балка, ферма, рама, арка, структура, анализ, синтез, неизменяемость, определимость, степень аномальности, стержни, система, контур, монада, шарнир
В представленной статье проанализированы современные способы качественной оценки сельскохозяйственных территорий с целью выявления существующих принципов упорядочивания и оценки перспективы развития таких территорий в прогнозируемых границах сельской сетевой структуры (сельской агломерации). Представлена гипотеза о ключевых принципах, к которым должны быть подготовлены способы квалиметрической оценки территорий для целей ее градостроительного развития в пределах сельской агломерации.
Ключевые слова: сельская сетевая структура, сельская агломерация, квалиметрический ландшафтный метод, критерий функциональной принадлежности
2.1.13 – Градостроительство, планировка сельских населенных пунктов
Организация и управление инфраструктурным строительством имеет прямое влияние на уровень комфорта жителей, безопасность в городе, эффективность функционирования городского хозяйства. В данной статье на основе комплексного подхода исследуются различные особенности развития дорожно-транспортной инфраструктуры в крупных городах при условии расширения их территории в процессе развития урбанизации, где дороги выполняют связующую роль между отдельными районами города и соседними населенными пунктами в общем едином пространстве агломерации.
Ключевые слова: дорожно-транспортная инфраструктура, устойчивое развитие, городское пространство, агломерационное развитие, урбанистическое развитие
2.1.13 – Градостроительство, планировка сельских населенных пунктов , 2.3.4 - Управление в организационных системах
Анализируется ситуация появления, идентификации и управления рисками, возникающими в процессе строительства. Неопределенность принятия решений в строительных проектах предполагает создание методик , обеспечивающих надежность решений и их эффективность. Такая методика разработана в Российской Ассоциации Управления проектами. В работе приводится пример использования этой методики на реальном объекте строительства. Проведен анализ рисков, возникающих при реализации строительного проекта, создана карта рисков для данного проекта и применен метод PERT при создании календарного плана.
Ключевые слова: неопределенность, рисковое событие, вероятность, риск, ущерб, опасность, надежность, анализ рисков, инвестиционно-строительный проект, метод PERT
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации
В данной статье рассматривается использование доломитов Боснинского месторождения при производстве строительных материалов и изделий. Эта тема очень актуальна в нынешнее время, так как строительная индустрия развивается, появляются новые виды конструкции, предъявляются более высокие требования к физико-механическим свойствам бетонных смесей. Большие объемы производства бетонных смесей требуют использование местных месторождений компонентов, для улучшения технико-экономических показателей.
Ключевые слова: строительство, строительный материал, доломит, загрязнение окружающей среды, экология, бетонная смесь, новая технология
В рамках городской среды получены законы распределения концентрации мелкодисперсной пыли РМ2,5, РМ10 вдоль дорожных участков. Эти данные необходимы для оценки вероятности превышения предельно допустимых концентраций и улучшения систем мониторинга и контроля состояния атмосферного воздуха. Проведен анализ ключевых факторов, влияющих на содержание частиц РМ2,5 и РМ10 в воздухе прилегающих к дорогам территорий. Были получены уравнения регрессии для общей пыли, пыли РМ2,5 и РМ10 позволяющие сделать вывод о зависимости концентрации РМ2,5 и РМ10 от общей пыли. Проведенный анализ показал, что массовое содержание РМ10 в общем пылевом загрязнении колеблется в диапазоне 73 – 81%, а концентрация мелкодисперсной пыли РМ2,5 колеблется в пределах в двух узких диапазонах около 11,6 и около 7 мкм. Исследование доли РМ2,5 от общей концентрации показало, что она составляет в среднем порядка 20%.
Ключевые слова: пыль, выбросы, концентрация, атмосферный воздух, проезжая часть, климат, линейный город, коэффициент корреляции, влияющие факторы
2.10.2 - Экологическая безопасность , 2.1.10 - Экологическая безопасность строительства и городского хозяйства
Проведен анализ ультразвукового воздействия на растворы затворения и гидрофобизацию твердой фазы в суспензиях строительного назначения. Показано, что ультразвуковая обработка приводит к увеличению массового содержания частиц радиусом 2-7 мкм в растворе затворения, что способствует повышению относительного предела прочности полученных на его основе образцов. Ультразвуковая обработка суспензий с одинаковой относительной степенью гидрофобизации твердой поверхности приводила к различным краевым углами смачивания твердых частиц: Ө = 12°, 45°, 93°, 69,4° для частиц глины, цемента и кремнезема. Ультразвук приводит к значительному уменьшению объемной доли жидкости в трехфазной пене, стабилизированной частицами гидрофобизованной глины, по сравнению с процессом синерезиса в гравитационном поле.
Ключевые слова: трехфазная пена, суспензия кремнезема, глина, ультразвук, раствор затворения
По результатам экспериментальных исследований распространения изгибных волн рассмотрена способность разработанной методики к оценке прочности кирпичной клад-ки. Проведен сравнительный анализ прочностей кладки по разным методикам (формула Л.И. Онищика, Еврокод 6). По корреляционным зависимостям между скоростью распро-странения упругих волн и прочностью кладки представленные практические данные поз-волили перспективно оценить метода с использованием изгибных волн в обследовании здания и сооружений.
Ключевые слова: экспериментальные исследования, кирпичная кладка, упругие волны, скорость изгибных волн, прочность
Анализируется методика определения напряженно-деформированного состояния металлических опор линий электропередач при технической экспертизе объектов электросетевого хозяйства. Даётся пример расчета с использованием автоматического программного комплекса ЛИРА. Определяется наиболее напряженные участки конструкций. Расчётным способом подтверждается гипотеза о том, что трехгранное поперечное сечение траверсы портальной промежуточной опоры ВЛ 500 кВ экономичнее (эффективней) чем четырехгранное (классическое) поперечное сечение.
Ключевые слова: строительные конструкции, металлические конструкции, объекты энергетики, напряженно-деформированное состояние, техническая экспертиза
Статья посвящена вопросу принятия организационно-технологических решений, когда запаса сведений для альтернатив выбора требуемых задач либо весьма немного, либо они аврально меняются. Так как организационно-технологическое бизнес-решение принять непросто в связи с тем, что малопонятно, какой получится результат, предлагается в условиях неопределенности использовать теорию игр. От того, какое будет принято решение и какую из имеющихся стратегий примет проектировщик, зависит, какой экономический эффект будет получен в результате реализации разрабатываемого организационно-технологического решения. Теория игр представляет собой специальный класс математических моделей для принятия решений в специфических условиях. Выбирая решения на волне неопределенности, теория игр формализует возможные знания об образе действия участников игры при определенных конфликтных ситуациях и позволяет математически обосновать знания о рациональном образе действий в определенных условиях. При возведении строительных объектов в экологически неблагополучных условиях сравнивается матрица рисков и определяется наилучший вариант развития строительного проекта.
Ключевые слова: строительно-техническая экспертиза, надежность, организационно-технологические решения, методики диагностики, эффективность.
2.1.7 - Технология и организация строительства , 2.3.4 - Управление в организационных системах
В представленной статье проанализированы современные способы качественной оценки сельскохозяйственных территорий в рамках взаимодействия в границах зон влияния сельской сетевой структуры, структурного и функционального взаимодействия в рамках такого явления как сельский туризм, вместе взятого и в разрезе отдельных принципов и направлений его в проекции территорий опорного населенного пункта и окружающего его территорий.
Ключевые слова: сельская сетевая структура, сельская агломерация, морфологический принцип, системный принцип, сельский туризм
2.1.13 – Градостроительство, планировка сельских населенных пунктов
Представлены результаты исследования влияния комплексной минеральной добавки «шлам химводоочистки + опока либо зола уноса» на морозостойкость строительных растворов в зависимости от дозировки РПП от 0 до 3%. Установлено, что после 100 циклов замораживания и оттаивания выполняется условие RF/R0 > 1,2, а значение k по п. 5.2.4 ГОСТ 10060-2012 после 100 – 125 циклов замораживания и оттаивания составило от 0,94 до 1,73, минимальное значение относительного модуля упругости EF/E0 = 0,97, а деформация остаточного расширения не превысила 0,03%. Строительные растворы с золой уноса обладают более высокой морозостойкостью по критерию прочности при изгибе в сравнении с растворами с опокой. Критерий морозостойкости по прочности при изгибе является более «жестким» относительно критериев по ГОСТ 10060-2012. Нецелесообразно применение дозировки РПП более 2% для производства строительных растворов с повышенными требованиями по морозостойкости.
Ключевые слова: морозостойкость строительных растворов, критерии морозостойкости, редиспергируемые полимерные порошки, прочность при сжатии и изгибе, модуль упругости, деформации остаточного расширения
В статье изучены динамические-механические характеристики блок-сополимеров типа стирол-изопрен-стирол, полибутилметакрилата, термопластичного полиуретана и их смесей методом динамического механического анализа. Выявлено, что смешение нескольких типов полимеров позволяет расширить температурный диапазон эффективного вибропоглощения. Определена комбинация полимеров, обладающая высокими демпфирующими свойствами в широком температурно-частотном диапазоне. Исследовано влияние частоты колебаний на динамические-механические свойства композитов.
Ключевые слова: полимерный композиционный материал, динамический механический анализ, полибутилметакрилат, термопластичный полиуретан, блок-сополимер типа стирол-изопрен-стирол, вибропоглощение, демпфирующий материал, температура стеклования
Требования по энергетической эффективности строительных конструк-ций основаны на балансе затрат на их изготовление, эксплуатацию и том эф-фекте, который достигается сбережением тепла. В условиях относительно невысокой стоимости энергоносителей становятся целесообразным применение систем бесшовной изоляции, в том числе на основе легких или теплоизоляционных штукатурок. Разработанная фасадная легкая штукатурная система имеет при средней плотности 400–500 кг/м3 прочность сцепления с основой 1,3–1,6 МПа, прочность на сжатие 4,7–5,5 МПа, морозостойкость 50 циклов. Система имеет теплоизоляцию до 0,12 Вт/(моС), что при толщине штукатурного покрытия 50 мм и термическом сопротивлении основной конструкции 1,6-2,0 м2оС/Вт позволяет получать систему с общим термическим сопротивлением до 2,3 м2оС/Вт, что вполне соответствует условиям комфортности или технологическим требованиям.
Ключевые слова: адгезионная прочность, бесшовная изоляция, термическое сопротивление, энергетическая эффективность
На основании анализа размещения объектов туристической инфраструктуры показано влияние сезонности туристического потока на численность временного населения курортных городов. Выявлена связь между уровнем развития градостроительной инфраструктуры и сезонностью туристических потоков.
Ключевые слова: градостроительные объекты, инженерно-транспортная инфраструктура, временное население, туристический поток, сезонность, виды туризма
2.1.13 – Градостроительство, планировка сельских населенных пунктов
Настоящая работа посвящена исследованию возможности определения сердечных заболеваний на основе 13 категориальных и численных признаков. Мы представляем подробный анализ набора данных, включающий разделение данных на обучающую и тестовую выборки, разбиение признаков на численные и категориальные, применение 4 различных алгоритмов классификации, проверка качества модели двумя техниками – отложенной выборки и кросс-валидацией. Для оценки качества модели обращаем внимание на значение метрики recall и на матрицу ошибок, построенные на тестовом наборе данных из отложенной выборки или на каждом тестовом фолде при использовании кросс-валидации. Результаты исследования имеют значение как для глубинного понимания связи определённых медицинских показателей с сердечными заболевания, так и для развития эффективных методов их прогнозирования при наличии отдельных симптомов.
Ключевые слова: сердечные заболевания, задача классификации, метрики качества, кросс-валидация, recall, машинное обучение, случайный лес
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 3.1.20 - Кардиология
В работе дан краткий обзор публикаций по применению методов математического моделирования при исследовании закономерностей функционирования гидроэлектростанций (ГЭС). В частности, рассмотрены: математические модели общего минимального потребления воды для каскадной гидроэнергетической системы в Китае; математическая модель гидроэнергетических установок; математическая модель двух малых ГЭС, работающих в тандеме; точное моделирование гидравлических переходных характеристик в сложной системе отводящего водовода. Сформулирована задача заполнения пропусков в данных, касающихся функционирования гидроагрегатов ГЭС. Предложено подход к ее решению базировать на использовании способа, описанного в прошлых публикациях одного из авторов и основанного на применении аппарата регрессионного анализа. Решена конкретная задача заполнения пропусков в данных для гидроагрегата одной из ГЭС Сибири. В качестве факторов использованы: активная и реактивная мощность электрогенератора, напряжение, ток и температура железа статора, ток ротора, температура горячего воздуха воздухоохладителя.
Ключевые слова: гидроэлектростанция, электрогенератор, пропуски в данных, предиктивная аналитика, регрессионная модель, критерии адекватности
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.4.3 - Электроэнергетика