Евстигнеева О.А., Югансон А.Н., Коробейников А.Г., Гришенцев А.Ю., Кубашева Е.С. —
Оптимизация переходных коммутационных процессов в системах термических операций
// Кибернетика и программирование. – 2017. – № 5.
– С. 89 - 102.
DOI: 10.25136/2644-5522.2017.5.24411
URL: https://e-notabene.ru/kp/article_24411.html
Читать статью
Аннотация: Предметом исследования является метод снижения искровой нагрузки и коммутационных помех с помощью сепарирования силовых элементов термических установок. Объектом исследования являются термические установки. Целью исследований является разработка метода разделения силовых элементов термических установок с целью снижения токов коммутации при осуществлении терморегулирования. В работе выполнено моделирование, на примере, нагревательной установки. Результаты моделирования и сравнения системы с сепарированием и без сепарирования термических контуров показывают эффективность применения метода сепарирования для снижения токов коммутации при сохранении допустимых характеристик системы по критерию cosφ. В работе предложен метод снижения токов коммутации в процессе терморегулирования температуры термических установок за счёт перехода от одного силового элемента термической установки к нескольким, мощности которых распределены пропорционально первым членам ряда Фибоначчи. Произведённые в работе исследования показали возможность снижения токов коммутации за счёт увеличения числа термических контуров. Продемонстрирована возможность снижения в несколько раз коммутационных пульсаций напряжения.
В работе предложено производить деление мощности, между потребителями (термическими контурами или криогенными элементами), пропорционально нескольким первым членам из ряда Фибоначчи.
Характерной особенностью разделения системы на несколько силовых контуров является повышение реактивной мощности. В термических системах предлагается метод возвращения части реактивной мощности с помощью встречного включения нагревательных спиральных элементов.
Abstract: The subject of the research is the method of reducing the spark load and commutation noise by separating the power elements of thermal plants. The object of the research is thermal installations. The aim of the research is to develop a method for separating the power elements of thermal plants in order to reduce the switching currents when performing thermal control. In the course of their research the authors have conducted simulation based on the example of a heating installation. The results of simulation and comparison of the systems with separation and without separation of the thermal circuits show the efficiency of the application of the separation method to reduce the switching currents while maintaining the admissible system characteristics by the cosφ criterion. The authors also offer their method for reducing switching currents in the process of temperature control of the temperature of thermal installations by transition from one power element of the thermal installation to several, the power of which is distributed in proportion to the first members of the Fibonacci series. The analysis carried out in the research has showed the possibility of reducing switching currents by increasing the number of thermal circuits. The possibility of reducing the switching voltages in several times is demonstrated. The authors offer to divide powers between consumers (thermal loops or cryogenic elements) in proportion to several first terms of Fibonacci numbers. The typical feature for dividing the system into several power circuits is the increase in reacting power. The authors offer the method to return part of the reacting power in thermal plants by back connection of thermal spiral elements.
Гришенцев А.Ю., Коробейников А.Г., Югансон А.Н. —
Вычислительная оптимизация взаимных преобразований цветовых пространств на базе арифметики с фиксированной точкой
// Кибернетика и программирование. – 2017. – № 4.
– С. 84 - 96.
DOI: 10.25136/2644-5522.2017.4.24005
URL: https://e-notabene.ru/kp/article_24005.html
Читать статью
Аннотация: В данной работе представлены результаты по систематизации методов вычислительной оптимизации преобразования цветовых пространств на базе применения арифметики с фиксированной точкой. Сформулированы задачи и проанализированы основные проблемы возникающие в случае вычислительной оптимизации в процессе образования цветовых пространств с точки зрения повышения быстродействия. Изложены принципы перехода от формата с плавающей к формату с фиксированной точкой. Приведён пример и анализ вычислительной оптимизации при взаимном преобразовании RGB и Y709CbCr. В данной работе рассмотрен метод вычислительной оптимизации преобразования цветовых пространств на базе применения арифметики с фиксированной точкой При применении рассмотренного принципа практической реализации время вычислений для изображения 4134x2756 на процессоре Intel Core 2 Duo сократилось в 18-ть раз. Такое повышение производительности является очень значимым. Не составляет труда применить указанный подход к прочим подобным вычислениям, особенно на современных 64-х и 128-ми разрядных процессорах, когда необходимые значения умещаются в один процессорный регистр.
Abstract: In their article the authors provide their results on systematization of methods for computational optimization of the transformation of color spaces based upon the application of fixed-point arithmetic. The authors formulate the goals and analyze the key problems arising in the situation of computational optimization in the process of color space formation from the standpoint of the speed of operation increase. The principles of transition from a floating point format to a format with a fixed point are stated. The authors also provide an example for the analysis of computational optimization for the mutual transformation of RGB and Y709CbCr. In this article the authros consider the method of computational optimization of the transformation of color spaces based on the application of fixed-point arithmetic. When applying the considered principle of practical implementation, the computation time for an image of 4134x2756 on an Intel Core 2 Duo processor becomes 18 times less. This is a very significant increase in productivity. It is not too difficult to apply this approach to other similar calculations, especially on modern 64-bit and 128-bit processors, when the necessary values fit into a single processor register.
Коробейников А.Г., Гришенцев А.Ю., Кутузов И.М., Пирожникова О.И., Соколов К.О., Литвинов Д.Ю. —
Разработка математической и имитационной моделей для расчета оценки защищенности объекта информатизации от несанкционированного физического проникновения
// Кибернетика и программирование. – 2014. – № 5.
– С. 14 - 25.
DOI: 10.7256/2306-4196.2014.5.12889
URL: https://e-notabene.ru/kp/article_12889.html
Читать статью
Аннотация: В настоящее время интенсивно развиваются методы и методики, позволяющие рассчитывать количественные оценки защищенности различных объектов информатизации от несанкционированного физического проникновения при использовании различных средств и систем защиты. Обычно принято, количественно защищенность оценивается заданным множеством вероятностных характеристик, главенствующим из которых является некоторый интегральный показатель. Поэтому разработка математических и имитационных моделей для расчета оценки защищенности объекта информатизации от несанкционированного физического проникновения, входящих в состав комплексной системы информационной безопасности, является актуальной задачей. Для решения поставленной задачи в представленной статье были использованы методы защиты информации, методы теории графов и теории вероятности. Представленные результаты были получены при помощи системы компьютерной алгебры Maple. Научная новизна работы заключается:
- в разработке математической модели расчета вероятности обнаружения системой охранной сигнализации несанкционированного физического проникновения на объект информатизации;
– в разработке имитационной модели для оценки защищенности объекта информатизации от несанкционированного физического проникновения;
– в разработке методики оценки комплексной защищенности объекта информатизации от несанкционированного физического проникновения.
Abstract: Methods and techniques allowing to calculate quantitative estimates of level of protection from unauthorized physical intrusion for different informatization objects using various means and protection systems are currently being intensively developed. Generally the quantitative evaluation of protection is represented by a set of probability characteristics, the predominant of which is some integral indicator. Therefore, developing mathematical and simulation models for calculating an estimate of informatization object protection from unauthorized physical access is an urgent task. This model then is used as a part of a complex system of information security. To solve this problem the article presented uses methods of information protection, graph theory and probability theory. The results shown in the article were calculated using Maple system of computer algebra. Scientific novelty of the work is: – in creating a mathematical model for calculation the probability of detecting of unauthorized physical access to information by an alarm system;
– in bulding of a simulation model for evaluation of level of protection of informatization object from unauthorized physical access;
– in developing of a technique of evaluation of full protection from unauthorized physical access for object of informatization
Коробейников А.Г., Гришенцев А.Ю., Святкина М.Н. —
Применение интеллектуальных агентов магнитных измерений для мониторинга объектов железнодорожной инфраструктуры
// Кибернетика и программирование. – 2013. – № 3.
– С. 9 - 20.
DOI: 10.7256/2306-4196.2013.3.8737
URL: https://e-notabene.ru/kp/article_8737.html
Читать статью
Аннотация: В данной работе предлагается применение интеллектуальной как гибридного мета-агента для задачи интеллектуализация управления и информационного обеспечения на железнодорожном транспорте. Для обеспечения гарантированного уровня безопасности и управления рисками возникновения негативных природно-техногенных ситуаций на железнодорожном транспорте предлагается использовать интеллектуальное управление и информационное обеспечение. Рассматривается общая архитектура интеллектуальной среды как гибридного когнитивного агента, включающая четыре основных компонента. Основными препятствиями на пути создания систем интеллектуального мониторинга являются: недофинансирование, отсутствие базы знаний о предаварийных состояниях объектов, отсутствие специализированных программного и аппаратного обеспечения. Необходимыми характеристиками обладают современные сенсорные сети объединенные в многоагентную систему, где каждый отдельный сенсор представляет собой отдельного агента, со своей локальной базой знаний. Многоагентная система, образованная несколькими взаимодействующими интеллектуальными агентами, может быть использована для решения таких проблем, которые сложно или невозможно решить с помощью одного агента. Предлагаются варианты построения логических моделей взаимодействия между сенсорами с использованием аппарата многозначных логик и бирешеток.
Abstract: The paper proposes the use of the intelligent hybrid meta-agent for solving a problem of intellectualization management and information systems in rail transport. In order to ensure the safety and risk management for harmful natural and man-made situation in rail transport the authors propose to use intelligent software for management and informational support. The article reviews general structure of intelligent environment as hybrid cognitive agent consisting of four main parts. The main obstacles to the creation of intelligent monitoring systems are: lack of finance support, absence of knowledge base on pre-threshold facilities, nonexistence of specialized software and hardware. Modern sensor networks combined in multi-agent system where each individual sensor is a single agent, with its local knowledge base possess the necessary characteristics. Multi-agent system formed by multiple interacting intelligent agents can be used to solve these problems that are difficult or impossible to solve with a single agent. The article shows variants of construction of logical models of interaction between the sensors using the apparatus of multi-valued logic and bilattices.
Коробейников А.Г., Гришенцев А.Ю. —
Увеличение скорости сходимости метода конечных разностей на основе использования промежуточного решения
// Кибернетика и программирование. – 2012. – № 2.
– С. 38 - 46.
DOI: 10.7256/2306-4196.2012.2.13864
URL: https://e-notabene.ru/kp/article_13864.html
Читать статью
Аннотация: Для исследования характеристик процесса функционирования любой системы математическими методами, включая и машинные, должна быть проведена формализация этого процесса, т. е. построена математическая модель. Под математическим моделированием будем понимать процесс установления соответствия данному реальному объекту некоторого математического объекта (математической модели), и исследование этой математической модели, позволяющее получать характеристики рассматриваемого реального объекта. Вид математической модели зависит как от природы реального объекта, так и задач исследования объекта и требуемой достоверности и точности решения этой задачи. Любая математическая модель, как и всякая другая, описывает реальный объект лишь с некоторой степенью приближения к действительности. В работе представлен метод вычисления промежуточного решения в n-мерных задачах с граничными условиями, способствующий ускорению процесса сходимости МКР. В практической реализации этого метода число итераций, для достижения заданной невязки, было снижено в 10 – 100 раз, за счёт поиска промежуточного решения. Таким образом, указанный способ можно применять для существенного повышения эффективности МКР.
Abstract: To study the characteristics of the process of functioning of any system of mathematical methods, including the engine, should be carried out formalization of the process, ie. a mathematical model. By mathematical modeling we mean the process of establishing compliance with this real object of a mathematical object (mathematical model), and the study of the mathematical model, which allows to obtain characteristics of this real object. A type of a mathematical model depends both on the nature of the real object and tasks of the research and the required reliability and accuracy of the solution of this problem. Any mathematical model, like any other, describes the real object only with a certain degree of approximation to reality. This paper presents a method for calculating interim solution in n-dimensional problem with boundary conditions, contributing to the acceleration of the convergence process of a finite difference method. In the practical implementation of this method the number of iterations to achieve a given residual was reduced to 10 - 100 times, due to the search of the intermediate solutions. Thus, this method can be used to significantly improve the efficiency of a finite difference method.