ivdon3@bk.ru
В данной статье проведено компьютерное моделирование движения пассажиров на эскалаторах с учетом разных (четырех) сценариев организации движения пассажиров, интенсивностью пассажиропотока, а также анализирует влияние социальной дистанции на скорость подъема. Построены зависимости изменения времени затрачиваемого пассажирами на преодоление пути от центра платформы до момента подъема на соответствующий эскалатор. Результаты исследования позволяют выявить различия в эффективности и комфорте перемещения пассажиров в зависимости от выбранной схемы и нагрузки. Эти выводы могут быть полезны для оптимизации работы системы общественного транспорта и метрополитена, обеспечивая более безопасное и комфортное перемещение пассажиров в различных условиях.
Ключевые слова: анализ людских потоков, обеспечение безопасности в метрополитене, организация людских потоков, компьютерное моделирование, оптимизация пассажиропотока
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.9.4 - Управление процессами перевозок
В рамках работы исследовалось влияние типа вертикальных соединений на уровень термомеханических напряжений и температурной деформации в трёхмерной микросборке. Рассматривались три варианта модели микросборки с наиболее распространёнными типами вертикальных соединений: шариками припоя в отверстиях корпуса, металлизированными отверстиями в корпусе и торцевыми коммутационными дорожками. Для каждой из трёх моделей дополнительно исследовалось влияние на термомеханическую нагрузку параметров герметизирующего компаунда.
Ключевые слова: микросборка, корпусирование, электронная компонентная база, трёхмерная интеграция, вертикальная коммутация, термомеханическое напряжение, термомеханическая деформация, температурный коэффициент линейного расширения, термомеханическое моделирование
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В ходе проектирования устройства для измерения мгновенной скорости движения плазмы в электродинамическом ускорителе разработана структурная схема реализации разработанного метода. Представлено математическое описание вычисления мгновенной скорости движения плазмы в электродинамическом ускорителе. Обоснован выбор реализуемого метода измерения мгновенной скорости движения плазмы в электродинамическом ускорителе с использованием дифференциально-суммарно-логометрической координатной функции и аппроксимацией сигнала датчиков положения обратно-экспоненциальной функцией. Выполнено моделирование вычислительного блока устройства в среде Micro-Cap.
Ключевые слова: измерительное устройство, электродинамический ускоритель, скорость движения плазмы, дифференциальные датчики
05.11.08 - Радиоизмерительные приборы , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Статья посвящена моделированию работы пьезоэлектрического генератора (ПЭГ) в виде круглой биморфной пластины с двумя пьезоактивными слоями и инерционной массой. Рассматриваемый ПЭГ может служить элементом устройства накопления энергии, в качестве источника электрической энергии, получаемой из вибраций элементов конструкций и машин. Рассматриваются изгибные осесимметричные колебания составного упругого и электроупругого тело в линейной постановке, с учетом диссипации механической и электрической энергии. Задача решается с помощью метода конечных элементов (МКЭ), в ACELAN. Постановка задачи моделирует закрепление ПЭГ в подвижной конструкции. Проведен модальный анализ устройства, найдены первые частоты резонанса, антирезонанса и коэффициента электромеханической связи. Далее решается задача вынужденных гармонических колебаний на первой частоте антирезонанса и определяется выходной электрический потенциал. Построены зависимости выходных характеристик ПЭГ от его геометрических параметров.
Ключевые слова: пьезоэлектрический генератор, накопление энергии, электрических потенциал, метод конечных элементов
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
Операция нахождения остатка от деления – это арифметическая операция, играющая большую роль в теории чисел. Важнейшую роль эта операция имеет при проектировании устройств, использующих, модулярную арифметику. Модулярная арифметика обладает высоким параллелизмом и часто используется с данными большой размерности, для ускорения вычислений. При работе с модулярной арифметикой, зачастую используются данные больших размерностей (порядка 128-512 бит). Для нахождения их модулярного представления требуется эффективный способ найти остаток от деления многоразрядных чисел на соответствующий набор модулярных базисов. В статье исследуются варианты построения устройств нахождения остатка от деления, для больших размерностей входных данных, в которых делитель p - является константой и известен на этапе проектирования устройства. Исследуются варианты реализации таких устройств, определяются их оптимальные параметры и проводится сравнение задержки и площади по сравнению с Verilog операцией «%» как при синтезе в СБИС, так и в ПЛИС.
Ключевые слова: модулярная арифметика, система остаточных классов, вычет, остаток от деления, САПР
05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)
В статье предложена методика для автоматической сегментации спутниковых снимков по нескольким классам, таким как здания, реки, дороги и.т.д. на базе свёрточных нейронных сетей. Программная реализация предложенной методики заняла второе место в конкурсе по сегментации спутниковых снимков на площадке Kaggle в задаче: Dstl Satellite Imagery Feature Detection. В статье изложено как именно следует готовить изображения для тренировки нейронной сети, в подробностях изложены принципы транировки. Предложена структура нейронной сети для сегментации. Сеть построена на базе UNET с дополнительными BatchNormalization и Dropout слоями, на базе двойных свёрточных блоков. Описана процедура кроссвалидации для оценки точности полученных моделей. Приведены описания алгоритмов для постпроцессинга и методика уточнения сегментации за счёт применения ансамбля из нескольких моделей. Предложена специализированная модель для нахождения на снимке объектов малого размера, таких как «автомобили» и «мотоциклы». Так же приведён обзор других методов, которые использовались для решения этой задачи, но не были включены в финальное решение. В экспериментальных результатах показано, что эффективность нейронных сетей в этой задаче крайне высока и можно автоматически подготовить разметку местности, похожую на разметку, сделанную вручную. И тем самым сэкономить средства, так как на ручную разметку на сегодняшний день тратятся существенные финансовые средства.
Ключевые слова: свёрточные нейронные сети, спутниковые снимки, сегментация изображений, машинное обучение, кроссвалидация, коэффициент Жаккара, сеть UNET, распознание изображений, компьютерное зрение, результаты соревнований
05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ
В настоящее время особенную актуальность обретают вопросы разработки энергоэффективных аппаратных блоков для устройств цифровой обработки сигналов (ЦОС). Это связано с бурным расцветом носимой электроники (wearable electronics), интернета вещей (Internet of Things, IoT), сетевых и телекоммуникационных систем. Ключевым узлом многих устройств ЦОС является фильтры с конечной импульсной характеристикой (КИХ). Поэтому неудивительно, что в настоящее время большое число научных работ посвящено построению энергоэффективных КИХ фильтров. В статье предложен оригинальный подход к решению поставленной задачи. В качестве методологического базиса была выбрана модулярная арифметика, уже зарекомендовавшая себя как эффективный математический аппарат для построения быстродействующих устройств ЦОС. Другим решением было использование транспонированной формы КИХ фильтра и методов построения редуцированных блоков мультиконстантных умножителей. В экспериментальной части продемонстрирована эффективность методов редукции блоков мультиконстантного умножения с точки зрения энергопотребления фильтров. Также в статье сформулированы рекомендации по использованию предложенных методов для конкретных реализаций КИХ фильтров.
Ключевые слова: модулярный КИХ-фильтр, мультиконстантный умножитель, транспонированная форма, энергопотребление, выделенная мощность
05.13.05 - Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления
Цель и задачи данной работы состоят в развитии методов планирования траектории перемещения подвижных объектов. Достижение цели и задач обеспечивается путем разработки планировщика движения мобильного автономного робота на основе аппарата нечеткой логики. С помощью программного пакета Matlab получены результаты моделирования работы нечеткого планировщика в среде с неизвестным расположением препятствий.
Ключевые слова: мобильный робот, подвижный объект, планировщик, нечеткая логика, поведение, координация, алгоритм
05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)
Цель и задачи данной работы состоят в развитии методов проектирования систем гибридного управления плохо формализованными техническими объектами, отно-сящимся к беспилотным летательным аппаратам вертолетного типа, а именно квадрокоп-терам. Результатом статьи является получение аналитических сведений относительно су-ществующих структур гибридных регуляторов, понимание особенностей их проектирова-ния, практического использования. Полученные результаты отличаются от аналогов большей ориентированностью применительно к управлению квадрокоптерами на основе гибридного подхода.
Ключевые слова: квадрокоптер; управление; неопределённость; принятие решений; нечеткая логика; нейронные сети; гибридное управление
05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)
Цель и задачи данной работы состоят в развитии методов планирования траекторий перемещения мобильных автономных роботов функционирующих в средах с неизвестным расположением препятствий. Результатом статьи является нечеткий планировщик пути перемещения мобильных автономных роботов для трехмерных пространств (3D сред). Полученные результаты отличаются от известных аналогов структурой предлагаемого планировщика, состоящего из двух взаимосвязанных частей, предназначенных для работы в горизонтальной и вертикальной плоскостях, методом координации контекстно зависимых «простейших» поведений мобильного робота, набором управляющих правил, методом предотвращения «застревания» в препятствиях.
Ключевые слова: квадрокоптер; управление; неопределённость; принятие решений; нечеткая логика.
05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)
В работе рассматривается основной элемент устройства накопления энергии представляющий собой пьезоэлектрический генератор (ПЭГ) цилиндрической формы с прикрепленной к нему инерционной массой. Осуществлено конечноэлементное моделирование работы устройства при активной нагрузке во внешней электрической цепи. Основная цель работы провести сравнение выходного потенциала и частотных характеристик такого устройства с известными в литературе моделями систем со сосредоточенными параметрами. На основе этих моделей можно получить аналитические зависимости параметров ПЭГ с его геометрическими характеристиками и механическими свойствами используемых материалов. Однако вопрос об области применимости этих формул остается открытым. В работе на основе численного анализа конечноэлементных моделей ПЭГ в пакете ANSYS получено сравнение с аналитическими формулами, указаны значения некоторых параметров упрощенных моделей и установлены границы их применимости.
Ключевые слова: накопление энергии, ПЭГ, пьезокерамика, эффективная масса, резонансная частота, МКЭ.
В статье отражены результаты исследований напряженного состояния земляного полотна при безбалластной конструкции верхнего строения пути. Проведены натурные исследования распределения вертикальных напряжений в теле земляного полотна в зависимости от типа подвижного состава и скорости его движения. Определены зависимости распространения вертикальных напряжений в теле земляного полотна.
Ключевые слова: земляное полотно, безбалластная конструкция верхнего строения пути, RHEDA 2000, затухание вертикальных напряжений, распределение напряжений
В статье рассмотрены особенности изменения свойств внутренних компонентов волоконно-оптического кабеля находящегося под влиянием сильного переменного однородного электромагнитного поля. Предложены варианты процессов который могут описать полученные результаты.
Ключевые слова: волоконно-оптический кабель, электротермическая деградация, кевлар, проводимость, обрыв ВОК, частичные разряды, водный триинг
05.12.13 - Системы, сети и устройства телекоммуникаций , 05.14.12 Техника высоких напряжений
Описанный в статье подход к моделированию динамики процессов основан на технологии автоматического смыслового анализа текстовой информации. В процессе обработки текста формируется ассоциативная сеть, ключевые понятия которой, в том числе, лексические и психолингвистические маркеры анализируемого процесса, ранжируются их смысловым весом. Умноженный на статус маркера на шкале «хорошо-плохо», этот вес дает значение вклада маркера в характеристику состояния процесса. Изменение суммарной для всех маркеров характеристики процесса от временного среза к временному срезу и характеризует направленность процесса.
Ключевые слова: автоматическая обработка текста, ассоциативная (однородная семантическая) сеть, моделирование динамики процессов, социальные процессы, лексические и психолингвистические маркеры
05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)
Рассматривается оптимизация синтеза цифровых автоматов для решения задач поиска шаблонов с масками на ПЛИС. Это осуществляется за счет применения векторизации состояний автомата, позволяющей объединять состояния в вершины-массивы состояний. Векторизация состояний автомата упрощает логическую структуру цифрового автомата и его синтез, а также снижает количество используемых логических элементов.
Ключевые слова: цифровой автомат, граф автомата, синтез автомата, векторизация состояний автомата, программируемая логическая интегральная схема, реконфиругируемая вычислительная система, поиск шаблонов