Изучение входа кальция в нервное окончание является важным этапом в понимании механизмов передачи сигнала в нервно-мышечном соединении. В нашей лаборатории используется методика регистрации кальциевого транзиента на фотометрической установке, предполагающая обработку серии изображений с целью получения сигнала. Методика обработки изображений, используемая в данный момент, предполагает принятие решений экспериментатором на основе своего опыта о выделении области регистрации полезного сигнала. Описанный алгоритм позволяет с минимальным участием экспериментатора обеспечить выделение на изображении областей нервных окончаний и направлено на эффективную обработку и анализ экспериментальных данных.

Ключевые слова: синапс, нервно-мышечное соединение, компьютерное зрение, кальций, фотометрическая установка, флуоресцентный краситель

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В данной статье рассматриваются методы комбинирования моделей прогнозирования временных рядов с целью увеличения точности прогноза на основе анализа средних ошибок применительно к задаче прогнозирования на сутки вперед.

Ключевые слова: временные ряды, комбинирование моделей, оценка точности, прогнозирование, точность прогноза

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В настоящее время при конструировании и изготовление стальных изделий, работающих в условиях тяжёлого ударно-абразивного износа, уделяется не только материалу, но и конструкции самого изделия. Одной из таких деталей является фрикционный клин тележки грузового вагона. В представленной работе представлена новая конструкция фрикционного клина узла гашения колебаний, проведены технические расчеты на прочность представленной конструкции. Рассчитаны коэффициенты запаса прочности рессорного подвешивания. Все расчеты выполнены согласно нормам для расчета и проектирования новых и модернизированных вагонов железных дорог МПС колеи 1520 мм. Проведенные расчеты свидетельствуют о высоких эксплуатационных показателях разработанной конструкции, полученные значения полностью удовлетворяют требованиям, предъявляемым к таким изделиям. Результатом работы по созданию новой конструкции фрикционного клина узла гашения колебаний является получение патента на полезную модель № 194823, также разработан чертеж (КИ-000.00.00.001) и технические задание на опытно-конструкторскую работу (КИ-000.00.00.001 ТЗ).

Ключевые слова: фрикционный клин, узел гашения колебаний, тележка грузового вагона, прочность, надежность, долговечность, расчет рессорного подвешивания, статический прогиб рессорного подвешивания, коэффициент конструкционного запаса прогиба, коэффициент относительного т

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В статье рассматривается задача борьбы с оппортунистическим поведением супервайзера и агентов в системе контроля качества речных вод. Строится трехуровневая иерархическая модель, включающая принципала, супервайзера и агента. Каждый из субъектов стремится к максимизации своей целевой функции. В качестве метода управления на обоих уровнях используется метод побуждения. Исследуется поведение системы в случае информационных регламентов игры Штакельберга. Приведены обоснования вывода функций, использованных в модели. Продемонстрированы результаты имитации модели при различных начальных условиях. Дан анализ полученных результатов.

Ключевые слова: равновесие Штакельберга, трехуровневая система, побуждение, имитация, оппортунистическое поведение, качество речной воды, иерархия

05.13.10 - Управление в социальных и экономических системах , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В статье мы предлагаем новый эффективный метод вычисления цен барьерных опционов в моделях со стохастической волатильностью, которые могут допускать скачки. Мы используем условие «локальной согласованности» для аппроксимации процесса вариации конечной, но достаточно плотной цепью Маркова. В результате, мы получаем модель Леви с переключением режимов по волатильности, размерность соответствующей задачи снижается на единицу и сводится к решению системы интегро-дифференциальных уравнений. Мы применяем метод приближенной факторизации Винера-Хопфа для эффективного решения полученной системы. Метод может быть применен для случая моделей Хестона, Бейтса и других моделей Леви со стохастической волатильностью. Численные эксперименты показывают, что предложенный метод на примере модели Хестона хорошо согласуется с гибридными конечно-разностными схемами и методом симуляций Монте-Карло.

Ключевые слова: математическое моделирование, опционы, численные методы, марковские цепи, стохастическая волатильность, модель Хестона

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Приведены результаты исследования колебанияй центра масс автомобиля УАЗ "Hunter" при движении его по опорной поверхности с различной высотой дорожных неровностей: асфальто-бетонному покрытию и по бездорожью. При исследовании применено имитационное моделирование с помощью программы Simulink.

Ключевые слова: колебания центра масс, транспортное средство, имитационное моделирование, программа Simulink

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В современной технике широко применяются длинные межопорные роторы. Это шнеки с жесткой подвеской - движители роторно-винтовых машин. Винтовые шнеки - рабочие органы снегоочистительных машин. Статическая и моментная неуравновешенность межопорного ротора в данном случае приводит к серьезному дисбалансу в работе всех механизмов. Возникает необходимость вибро и шумопогашения при работе машин, оснащенных длинными винтовыми роторами. Основное правило при проектировании и расчете длинных винтовых роторов - обеспечение их сбалансированной работы. Задачи представленных изысканий - вывод уравнений динамики длинных межопорных роторов с целью снижения вибронагрузок на их опоры.

Ключевые слова: динамика, длинный винтовой ротор, шнек, вибрация, балансировка, уравновешенность, уравнения динамики

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В данной статье, в терминах языка сетей массового обслуживания, сформулирована задача нахождения оптимального значения среднего времени реакции системы на запросы всех пользователей для распределенных систем обработки информации, реализованных на базе архитектуры «файл-сервер», двухуровневой и трехуровневой архитектуры «клиент-сервер» при фиксированной стоимости простоя, включающей стоимость простоя пользователей, стоимость простоя канала передачи данных и стоимость простоя обслуживающих узлов. Представлен алгоритм решения данной оптимизационной задачи.

Ключевые слова: Распределенная система обработки информации, архитектура «файл-сервер», двухуровневая архитектура «клиент-сервер», трехуровневая архитектура «клиент-сервер», пространство состояний, среднее время реакции системы, стоимость потерь, стационарные вероятности

05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В статье вводятся определение гипноза роботов и определение робота-гипнотизера, а также определение коэффициентов внушаемости робота; приводятся математические модели и алгоритм гипнотического состояния роботов, основанные на математической теории эмоциональных роботов; предлагаются способы обеспечения безопасности роботов для человека и личной преданности робота конкретному человеку. Оба способа основаны на предлагаемых моделях гипноза.

Ключевые слова: робот, гипноз, эмоциональное воспитание робота, группа роботов, подсознание робота, математическое модели, безопасность роботов, личная преданность робота

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В работе проводится эконометрический анализ объёмов таможенных платежей по импорту группы 25 «Соль; сера; земли и камень; штукатурные материалы, известь и цемент»ТН ВЭД ЕАЭС, таможенное декларирование которых осуществляется в регионе деятельности Ростовской таможни. С целью прогнозирования строится мультипликативная модель ряда по месячным данным с 01.01.2017 по 31.10.2019 гг. Для получения уравнения тренда используется аппарат фиктивных переменных. По полученной модели сделан прогноз.

Ключевые слова: импорт, таможенные платежи, эконометрическая модель, тренд, сезонная составляющая, фиктивные переменные, мультипликативная модель, прогноз

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 08.00.05 - Экономика и управление народным хозяйством (по отраслям и сферам деятельности)

Статья представляет собой обзор проблемы обеспечения теплового режима радиоэлектронной аппаратуры ракет-носителей и описывает необходимость разработки методики ресурсоёмкой (с точки зрения вычислительных ресурсов) и точной оценки теплового режима радиоэлектронной аппаратуры. Методика предполагает использование метода конечных элементов и представляет собой последовательное использование программных пакетов «ANSYS» и «АСОНИКА-ТМ» для расчёта температурного поля, возникающего при работе прибора.

Ключевые слова: Тепловые процессы, теплообмен, система управления, ракета-носитель, метод конечных элементов, МКЭ, АНСИС, АСОНИКА-ТМ, радиоэлектронная аппаратура, РЭА, электрорадиоизделие, ЭРИ

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Статья посвящена исследованиям термофлуктуационных процессов изоляционных материалов силовых кабельных линий (СКЛ) электроэнергетических систем. Установлено, что искусственная нейронная сеть (ИНС) может быть использована для составления прогноза температурного режима токоведущей жилы с точностью до 2,5% от фактического значения температуры жилы. Проведенные сравнения прогнозных значений с фактическими позволяют говорить об адекватности выбранной модели сети и ее применимости на практике для надежной работы кабельной системы электроснабжения потребителей. Разработка интеллектуальной системы прогнозирования температуры жилы СКЛ способствует планированию режимов работы электросети с целью повышения надежности и энергоэффективности их взаимодействия с объединенной энергосистемой.

Ключевые слова: Нейронные сети, термофлуктуационные процессы, изоляционные материалы, архитектура нейронной сети

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В статье представлены описание расчетной модели и результаты моделирования напряженно-деформированного состояния вантовых конструкций. Расчеты выполнены в геометрически нелинейной постановке.

Ключевые слова: напряженно-деформированное состояние, вантовая конструкция, геометрическая нелинейность, гибкая вантовая система, пространственная стержневая система

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 05.23.17 - Строительная механика

Применение систем опознавания космического аппарата позволяет повысить информационную скрытность низкоорбитальных группировок космических аппаратов (НГКА). Однако существующие методы опознавания «свой-чужой» не обеспечивают высокую криптостойкость, а протоколы аутентификации с нулевым разглашением требуют больших временных затрат. Устранить данный недостаток можно за счет использования кодов полиномиальной системы классов вычетов (ПСКВ), которые позволяют осуществлять параллельные вычисления в протоколе. Поэтому разработка высокоскоростного протокола аутентификации с нулем разглашением является актуальной задачей. Цель работы – снижение временных затрат необходимых на вычисление статуса спутника за счет применения кодов ПСКВ

Ключевые слова: метод аутентификации, протокол аутентификации космического аппарата, код полиномиальной системы классов вычетов

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

При решении некоторых сложных физических задач требуется учитывать нюансы окружающей среды, например расчет траектории движения бочки или колеса, скатывающегося по холмистой местности. Генерирования горки, проходящую через контрольные точки и подчиняющуюся определенным требованиям, с последующей визуализацией, и есть тема данной статьи.

Ключевые слова: unity, 2D, визуальное моделирование, ландшафт, интерполяционный полином Лагранжа

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В статье представлен усовершенствованный численный метод решения задачи автоматизированного планирования сети лесных дорог, на основе графовой математической модели со сведением к задаче Штейнера, при этом исходная модель дополнена возможностью учета существующей транспортной сети в качестве вершины Штейнера и сформулирована в виде потоковой задачи линейного программирования. Результаты апробации метода позволяют говорить о существенном сокращении времени расчета на данных большого размера без значительной потери качества решения.

Ключевые слова: лесозаготовительное производство, сеть лесных дорог, теория графов, оптимизация, задача Штейнера, линейное программирование, локальный поиск

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 05.21.01 - Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства

Обосновываются основные подходы к выбору методов резервного копирования информации и обоснованию объёма и периодичности копирования. Вероятностный – исходя из времени критического изменения информации и аналоговый – на основе математического аппарата задач управления запасами – исходя из суммарной стоимости процессов копирования и хранения информации.

Ключевые слова: резервное копирование, методы копирования, периодичность копирования, актуальность информации, задачи управления запасами

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В статье осуществляется формализованная сравнительная оценка информационных систем автоматизации учебно-методической работы вуза. Проведенный анализ позволил систематизировать сведения о функциональной полноте этих систем, ранжировать существующие системы по критерию функциональной полноты, выделить группы схожих систем. Была исследована эффективность интеграции информационных систем автоматизации учебно-методической деятельности для минимизации трудозатрат преподавателей.

Ключевые слова: вуз, учебно-методическая деятельность, функциональная полнота, сравнительная оценка, автоматизация, интеграция

05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В статье проводится анализ реализации базовых принципов объектно-ориентированного моделирования в открытых проектах, содержащих контактную информацию относительно эталонной модели OASIS UBL Party. Используя формальные критерии оценки соответствия моделей проектов эталонной модели выполнен анализ программных продуктов с открытым исходным кодом при помощи количественных характеристик, трансформации концептуальных графов и кластерного анализа. На основании результатов анализа моделей предлагаются способы уменьшения смыслового несоответствия между доменными моделями программных продуктов и эталонными моделями.

Ключевые слова: объектно-ориентированный анализ и проектирование, эталонная модель, OASIS UBL, оценка соответствия

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Построено новое замкнутое решение связанной динамической задачи термоупругости для длинного цилиндра в случае изменения температуры на ее лицевых поверхностях (граничные условия 1-го рода). Математическая формулировка рассматриваемой задачи включает линейные уравнения движения и теплопроводности относительно радиальной компоненты вектора перемещений, а также функции изменения температурного поля. Для решения задачи используется математический аппарат разделения переменных в виде обобщенного конечного интегрального преобразования (КИП). Построенные расчетные соотношения дают возможность определить напряженно-деформированное состояние и температурное поле упругого элемента при произвольном температурном внешнем воздействии. Проанализировано влияние скорости изменения нагрузки и физических свойств материала на инерционные свойства упругой системы, а также определены параметры, при которых возникает необходимость учитывать связанность механических и температурных полей.

Ключевые слова: длинный цилиндр, связанная задача термоупругости, нестационарное температурное воздействие, конечные интегральные преобразования

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В данной статье рассматривается проблема сетевой аутентификации клиента в том случае, когда функциональная web-система состоит из различных сервисов, каждый из которых представлен отдельным сайтом. Особое внимание уделено технологии Single Sign On – единой точке входа как способу достижения централизованной аутентификации. Даётся сравнение инструментов, обеспечивающих единых вход, а также делается вывод о наилучшем из них. На основе проведённых исследований автором предлагается сервер единой точки входа Gluu как сервер, удовлетворяющий все требования функциональной системы сервисов, представленной в примере, а также способный работать в рамках популярных протоколов аутентификации.

Ключевые слова: функциональная система сервисов, аутентификация, протокол аутентификации, единая точка входа, сервер единой точки входа, сравнительный анализ

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

При подготовке тематических карт средствами различных геоинформационных систем вопрос интеграции данных решается обменом файлами данных открытых форматов. Методика массового импорта таких файлов с полуавтоматическим отделением и ручным исправлением дефектных площадных пространственных объектов предполагает значительные трудозатраты на поиск всех некорректностей в каждом таком объекте. Предложено программное решение для автоматической локализации пространственных некорректностей, рассмотрена его новизна и перспектива качественного совершенствования.

Ключевые слова: градостроительная документация, тематическая карта, геоинформационная система, ObjectLand, интеграция данных, обменный формат, источник ошибок, некорректность полигонального объекта, кластеризация точек на плоскости, K-медоид

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Приведены результаты математического моделирования зависимости удельного падения давления при движении теплоносителя от эквивалентной абсолютной шероховатости внутренней поверхности стенок трубопроводов.

Ключевые слова: электронная модель, гидравлический режим, падение давления, теплоноситель, коэффициент гидравлического трения, эквивалентная абсолютная шероховатость, верификация

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ ,

Статья посвящена решению задачи в области разработки методов и средств автоматизации оценки эффективности обучения на компьютерных тренажерах, используемых для подготовки операторов производственных процессов. Во многих научных исследованиях по созданию и применению компьютерных тренажеров приведены подходы к оценке эффективности обучения. Однако недостаточно рассмотрена проблема автоматизации процесса данной оценки на базе самих тренажеров, без необходимости применения сотрудником глубоких знаний математических методов и специализированных программных продуктов. Для решения обозначенной задачи предложены методика оценки (основанная на методах математической статистики) и прототип подсистемы компьютерного тренажерного комплекса, применение которых при организации процесса профессиональной подготовки операторов позволяет снизить трудоемкость работы специалиста, ответственного за проведение оценки эффективности. Полученные результаты могут применяться в образовательных организациях, осуществляющих подготовку операторов, а также в учебных центрах на предприятиях. Работа выполнена при поддержке РФФИ, проект № 18-38-00835.

Ключевые слова: компьютерный тренажер, методы математической статистики, эффективность процесса обучения, автоматизация процесса обучения

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Междисциплинарность является основополагающей категорией функционирования всех систем современной науки, она достигается посредством конвергенции и становится новой формой образовательной среды. В статье представлены концептуальные основы комплексного моделирования целостной системы подготовки специалиста инженерного вуза, актуализирующие междисциплинарные требования к образовательным результатам. Общенаучной базой исследования выбрана методология системного подхода, позволившая разработать универсальный алгоритм дисциплинарного синтеза всех циклов обучения. В результате решения задачи функциональной адаптации образовательной модели на базе интегративных параметров формируется информационная модель междисциплинарных связей. В качестве дидактического продукта междисциплинарной интеграции выступают междисциплинарные цикловые комплексы, управляющим алгоритмом функционирования которых является методология строения и развития общефилософской категории «научная картина мира». Показано, что включение методологических оснований данной категории в процесс организации целостности обучения инженера обеспечивает формы синтеза научного знания на всех уровнях образовательной среды – внутрипредметном, междисциплинарном и трансдисциплинарном. Тем самым реализуется идея конвергенции содержания образования как средства повышения уровня интеграции, что напрямую коррелирует с фундаментальной целью инженерной подготовки – формирование целостного мировосприятия и научного мировоззрения будущего специалиста. Приведен пример методологической организации образовательного процесса инженерного вуза в рамках междисциплинарного подхода.

Ключевые слова: образовательная модель, алгоритм проектирования, стратегия системного моделирования, функциональная адаптация модели, управляющие алгоритмы, междисциплинарность, уровни конвергенции знаний

05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ