Телефон редакции:

+7 (8332) 208-964

 

Скачать журнал целиком

СОДЕРЖАНИЕ

Информатика, вычислительная техника  и управление

Долженкова М. Л., Долженкова Н. А., Чистяков Г. А. Исследование методов анализа разнородных наборов данных
DOI 10.25730/VSU.0536.19.015 
2019-07-24 14:10                                                                                                                       Посмотреть статью целиком

В современной коммуникации большое место отводится общению в социальных интернет-сетях, которые позволяют им обмениваться информацией, самовыражаться, расширять круг интересов. Информация, находящаяся в сети, является полезной, но зачастую не может быть использована, так как является слабоструктурированной. В связи с этим актуальной является задача мониторинга, контроля и управления (администрирования) интернет-контентом, позволяющего своевременно анализировать большой объем разнородной информации (текстов, рекламы, изображений). В данной работе рассматриваются основные методы анализа текстовой и графической информации, предлагается комплексный подход к классификации оценки разнородных данных. В рамках проводимого исследования были выделены шкалы, по которым производится анализ тональности текстов. Практическое применение предлагаемого решения может быть найдено в области мониторинга социальных сетей для выявления девиантного поведения подростков.

Ключевые слова: обработка изображений, контент-анализ, тональность текста, девиантное поведение, мониторинг.

 
Крутиков А. К., Мельцов В. Ю., Подковырин В. Д. Тестирование и модификация прототипа системы прогнозирования спортивных результатов
DOI 10.25730/VSU.0536.19.016
2019-07-24 14:10                                                                                                                       Посмотреть статью целиком

Системы на основе искусственных нейронных сетей используются для решения разного рода задач, например, распознавания графических изображений и образов, задач интеллектуального управления и задач диагностики. Кроме того, во многих областях человеческой деятельности требуется выполнить процедуру прогнозирования, и сфера физической культуры и спорта не является исключением. Специалисты пользуются прогнозированием не только для подведения итогов поединков, но и для корректировки тренировочных планов, мероприятий по восстановлению спортсменов, определению наиболее эффективных упражнений и т. п. За основу прототипа системы прогнозирования спортивных результатов, разработанного на кафедре ЭВМ, взят математический аппарат искусственных нейронных сетей. Прототип разработан в среде MATLAB. В статье рассматривается возможность модификации структуры системы за счет введения дополнительных модулей на базе обобщенно-регрессионной нейронной сети и вероятностной нейронной сети. Представлены фрагменты обучающих выборок, описаны варианты их составления и анализа. Работа всех модулей системы протестирована с использованием большого набора значений реальных спортивных событий из различных видов спорта.

Ключевые слова: нейронная сеть, обучающая выборка, спортивное прогнозирование, кластеризация данных.

 
Исупов К. С., Куваев А. С. Реализация масштабированного векторного сложения  многократной точности на GPU
DOI 10.25730/VSU.0536.19.017
2019-07-24 14:10                                                                                                                       Посмотреть статью целиком

Многие современные задачи, решаемые на суперкомпьютерах, требуют выполнения операций линейной алгебры с точностью, превышающей стандартные форматы IEEE 754. В статье рассматривается реализация высокоточного масштабированного векторного сложения (WAXPBY) на CUDA-совместимых графических процессорах видеокарты. Для представления многоразрядных чисел с плавающей точкой используется формат на основе системы остаточных классов, исключающий образование цепочек переносов и позволяющий вычислять все цифры мантисс одновременно. Параллельный алгоритм WAXPBY разбивается на ряд шагов, каждый из которых выполняется отдельным ядром CUDA, что позволяет добиться оптимального использования имеющихся вычислительных ресурсов. Эксперименты показали, что производительность разработанной подпрограммы выше по сравнению с аналогами для центральных процессоров. Результаты могут быть полезны в приложениях линейной алгебры, использующих графические процессоры для ускорения вычислений и критичных к ошибкам округления.

Ключевые слова: высокоточные вычисления, BLAS, система остаточных классов, GPGPU.

 
Ростовцев В. С., Черемисинова О. Н. Результаты разработки программы распознавания изображений на языке Python
DOI 10.25730/VSU.0536.19.018
2019-07-24 14:10                                                                                                                       Посмотреть статью целиком

В статье рассматриваются принципы и результаты разработки программы распознавания образов на примере идентификации породы кошек, используя изображения, представленные в формате *.jpeg. В настоящее время не существует точных методов распознавания образов, применение которых не сопровождалось бы ошибками распознавания, даже с учетом значительных временных затрат. Анализ современных литературных источников показывает, что наиболее перспективным подходом для решения данной задачи является подход с использованием сверточных нейронных сетей.

Результаты разработки программы распознавания образов позволяют оценить затраты на ее создание, экспериментальное моделирование и показывают качество распознавания при использовании библиотеки Keras языка Python. Важным моментом является использование режима аугментации, который позволяет автоматически генерировать расширенную обучающую выборку путем случайного изменения и последовательного добавления искажений к изображению. В качестве таких операций могут выступать поворот, растягивание, сдвиг и некоторые другие.

Ключевые слова: распознавание изображений, машинное обучение, сверточные нейронные сети, аргументация.

 
Русов В. С., Захарова Д. А., Клюкин В. Л. К вопросу устранения ЕЯ-неопределенностей  в современных средствах обработки информации
DOI 10.25730/VSU.0536.19.019
2019-07-24 14:10                                                                                                                       Посмотреть статью целиком

В данной статье рассмотрена основная проблема устранения естественно-языковых неопределенностей текстов – устранение опечаток с учетом контекста в современных средствах обработки информации. Была разработана эффективная модель для решения данной проблемы. В ходе разработки модели сформулирована основная терминология проблемы, описаны примеры алгоритмов для реализации модели, даны советы по эффективному использованию модели на практике. При разработке модели были учтены краевые случаи, возникающие при обработке текстов с опечатками, описаны возможные шаблоны поведения при возникновении подобных ситуаций. Применение разработанной модели позволяет разрешать конфликтные ситуации неопределенностей опечаток в текстах на естественном языке, оставляя за конкретной реализацией выбор конкретных алгоритмов и подходов к решению каждого из этапов. В результате был рассмотрен реальный пример снятия неопределенности, позволяющий наглядно представить этапы работы с моделью.

Ключевые слова:естественно-языковой интерфейс, устранение языковых неопределенностей, опечатки.

 
Гаврилов А. Е., Колупаев А. В. Разработка алгоритма прогнозирования времени прибытия  общественного транспорта на остановку
DOI 10.25730/VSU.0536.19.020
2019-07-24 14:10                                                                                                                       Посмотреть статью целиком

В данной статье приводится разработанный авторами алгоритм прогнозирования времени прибытия общественного транспорта на остановку. Алгоритм работает на основе анализа открытых данных информационной системы городского пассажирского транспорта Центральной диспетчерской службы г. Кирова.
Объектами исследования данной работы являются маршрутная сеть городского пассажирского транспорта г. Кирова и связанная с ней информационная система Центральной диспетчерской службы.
Разработанный алгоритм по функциональности превосходит используемый в системе в данный момент, позволяя спрогнозировать время прибытия всех транспортных единиц всех маршрутов, проходящих через заданную остановку. Точность разработанного алгоритма не уступает по погрешности прогноза используемому, а вблизи конечных остановок превосходит его.

Разработанный алгоритм может быть применен в действующей информационной системе обслуживания пассажиров городского транспорта в г. Кирове.

Ключевые слова: городской пассажирский транспорт, информационные системы, прогнозирование, алгоритм, маршрут.

 
Лялин С. Г. Метод шумоподавления в речевых сигналах  с помощью нейронной сети
DOI 10.25730/VSU.0536.19.021
2019-07-24 14:10                                                                                                                       Посмотреть статью целиком

Задача идентификации диктора по голосу имеет широкую сферу применения. В частности, это может быть обеспечение безопасного входа на веб-сайт. В этом случае идентифицирующая сторона не может контролировать звукозаписывающее оборудование и шумовую обстановку пользователя, поэтому речевые сигналы могут оказаться зашумленными и не пригодными для принятия достоверного решения. Появляется необходимость в предварительной фильтрации входных данных от помех. Подвергаемые фильтрации цифровые данные должны сохранить максимум значимой информации, используемой для вычисления голосовых признаков. Одним из вариантов создания цифровых фильтров сегодня является применение искусственных нейронных сетей.

В данной статье описан метод фильтрации голосовых записей от шума с помощью искусственной нейронной сети. Разработанный метод протестирован на базе голосовых записей, записанных в различных реальных условиях, и показал свою эффективность. Он может применяться в любой сфере, где требуется фильтрация помех в речевых сигналах.

Ключевые слова: речевой сигнал, подавление шума, искусственная нейронная сеть, машинное обучение, задача предсказания.

 


Физика
Запольских С. Н. Уравнение баланса энергии в численных моделях с учетом вихревых токов в сердечниках магнитопровода
DOI 10.25730/VSU.0536.19.022
2019-07-24 14:10                                                                                                                       Посмотреть статью целиком

С целью повышения точности расчета с помощью численных моделей рассматривается уравнение баланса энергетических характеристик для электромеханических систем, в котором учитываются магнитные потоки, создаваемые вихревыми токами в листах электротехнической стали. Из этого уравнения получаются все энергетические характеристики в виде дифференциальных уравнений, включая магнитные потери в сердечниках магнитопровода. Полученные таким образом дифференциальные уравнения могут быть включены в общую систему дифференциальных уравнений численных моделей. К таким электромагнитным системам, для которых можно использовать полученные результаты, относятся электромеханические преобразователи энергии, в них осуществляется накопление магнитной энергии, а энергопреобразование происходит при постоянном потокосцеплении. Сюда также можно отнести импульсные трансформаторы, в которых вначале происходит накопление магнитной энергии от источника электрического тока, а затем отдача накопленной магнитной энергии в виде мощного импульса тока при подключении нагрузки. Для этих целей не подходят методы, используемые в системах переменного тока. Для учета влияния вихревых токов необходимо использовать именно дифференциальные уравнения, которые и позволяют учесть влияние магнитного потока вихревых токов на основной магнитный поток и получить таким образом более точные результаты. Уравнение для потерь энергии представлено не в интегральном, а в дифференциальном виде, что позволит включить это уравнение в общую систему дифференциальных уравнений численных моделей, исключить, таким образом, интерполяцию дискретных данных, получаемых при численном решении дифференциальных уравнений, и ускорить работу используемых для этих целей компьютерных математических систем.

Ключевые слова: электромеханические системы, дифференциальные уравнения, численное моделирование, накопители магнитной энергии, системы с постоянным потокосцеплением.

 

 
Электротехника
Малышева Н. М., Тимина Н. В. Исследование температурного поля коллектора  электрической машины
DOI 10.25730/VSU.0536.19.023
2019-07-24 14:10                                                                                                                      Посмотреть статью целиком

Коллектор и щетки выполняют важные функции в электрической машине, обеспечивают ее работоспособность, определяют ее надежность. Цель исследования – получить картину температурного поля коллектора в стационарном и нестационарном режиме, провести расчетно-теоретический анализ влияния различных факторов на нагрев коллектора. Поставлена задача расчета температурного поля, предложена расчетная область определения температуры коллектора и щеток. Расчет выполнен численным методом конечных элементов. Представлены результаты исследования температурного поля коллектора, проведено исследование влияния щеток на нагрев коллектора в нестационарном режиме, а также потерь в щетках и их охлаждения на тепловой режим коллектора. Результаты можно использовать для расчета коллекторов машин как постоянного, так и переменного тока. Результаты работы можно использовать при исследовании узлов токосъема турбогенераторов, гидрогенераторов и других электрических машин, имеющих скользящие контакты.

Ключевые слова: нагрев, охлаждение, щетка, электрическая машина.

 

 

Технические науки

Симонов М. В., Ситников М. С. Стенд для испытания редукторов
DOI 10.25730/VSU.0536.19.024
2019-07-24 14:10                                                                                                                       Посмотреть статью целиком

Электромагнитные приводы, редукторы и двигатели широко используются в различных промышленных отраслях, таких как станочное оборудование, тяжелое и легкое машиностроение, автомобильная техника, авиационная техника и так далее. Для вновь разрабатываемых изделий на стадии внедрения в производство необходимо проводить испытания изделий на специальном оборудовании.
В статье представлена схема стенда для испытания редукторов новой конструкции. Конструкция стенда позволяет создавать и контролировать необходимый тормозной момент на валу испытываемого редуктора, обеспечивать повторно-кратковременный режим работы, изменять направление вращения испытываемого редуктора.
Стенд новой конструкции включает в себя следующие составные элементы: электродвигатель, муфту сцепления-торможения, реверсивную коробку передач, датчик измерения крутящего момента, порошковую тормозную муфту.

Применение стенда разработанной конструкции позволит проводить испытания редукторов на предмет их соответствия установленным техническим требованиям.

Ключевые слова:испытания,испытательный стенд, редуктор, муфта, нагрузка.

 

Лисовская О. Б., Теребихина И. Н. Исследование структуры и свойств марганцевомедного сплава,  легированного цирконием
DOI 10.25730/VSU.0536.19.025
2019-07-24 14:10                                                                                                                      Посмотреть статью целиком

В настоящее время происходит стремительное развитие техники, увеличение скоростей и мощности машин и оборудования. Это приводит к увеличению роста вредных шумов и вибраций, которые негативно сказываются на условиях труда. В этих условиях борьба с шумами и вибрациями является актуальной. Это может быть достигнуто посредством изоляции источника вибраций от основной конструкции, увеличением жесткости конструкции, применением различных устройств. Одним из высокоэффективных способов уменьшения вредных шумов и вибраций является использование демпфирующих материалов. К этой группе материалов относятся сплавы системы марганец-медь. В ряде случаев этот способ является единственно возможным способом уменьшения шумов. Поэтому разработка и исследование новых материалов, дающих новые возможности их применения, является актуальным. Цель статьи – изучение свойств сплава, легированного цирконием, никелем, железом, алюминием. В процессе исследования применялись метод рентгенофлуоресцентной спектроскопии, метод испытаний материала на износостойкость при трении о нежестко закрепленные абразивные частицы. Исследована структура сплава до и после термообработки, определен химический состав, измерены твердость и микротвердость, определен коэффициент износостойкости. Результаты могут быть применены для определения направления дальнейших разработок в области конструкционных материалов.

Ключевые слова: сплавы медь-марганец, структура и свойства марганцевомедных сплавов, легирование цирконием, алюминием, никелем, железом, испытания на износостойкость.

 

Апатов Ю. Л., Фасхутдинов Р. Р., Апатов К. Ю. Совершенствование средств технологического оснащения процессов СПФ деталей и сборочных единиц
DOI 10.25730/VSU.0536.19.026
2019-07-24 14:10                                                                                                                       Посмотреть статью целиком

Актуальность данного направления заключается в необходимости получения теоретических и практических основ разработки новых и перспективных видов средств оснащения процессов сверхпластической формовки (СПФ).
Целью работы послужило теоретическое и экспериментальное изучение и обоснование нового подхода к проектированию специальных устройств – автономных штамповых блоков, которые позволяют повысить эффективность процесса, а также расширить его технологические возможности.
Методика исследований заключалась в проведении экспериментов на опытной технологической оснастке с варьированием основных параметров процесса СП-формовки: материала заготовки, температуры, давления сжатого газа и времени протекания – с теоретическим анализом полученных данных.
Появились практические доказательства возможности ведения указанного процесса по предложенной нами схеме: вне пресса большой мощности на автоматизированных установках с разбиением процесса на отдельные этапы. Разработан способ формовки изделий с неразъемными соединениями деталей.

Материалы данной статьи предназначаются, главным образом, конструкторам-разработчикам новой техники в области создания средств технологического оснащения штамповочного автоматизированного производства.

Ключевые слова: сверхпластичность, штамповый блок, формообразование детали, беспрессовая формовка, соединение, моделирование оснастки.

 

Чернявский В. Б., Булычев П. В. Анализ надежности режущего инструмента
DOI 10.25730/VSU.0536.19.027
2019-07-24 14:10                                                                                                                       Посмотреть статью целиком

Развитие инструментального производства неразрывно связано с повышением надежности процесса обработки. От качества, работоспособности и надежности режущих инструментов в значительной степени зависит точность обрабатываемой детали, производительность и эффективность процесса обработки, в особенности при автоматизированном производстве в условиях гибких производственных систем.

Целью статьи является оценка надежности режущего инструмента, выраженной через вероятность обеспечения требуемого уровня стойкости режущего инструмента. Задача заключается в разработке математической модели зависимости оценки надежности режущего инструмента от параметров резания. Ведущим подходом в построении математической модели зависимости оценки показателя надежности является аппарат прикладной теории вероятностей. В результате получены соотношения, позволяющие на основе интерпретации параметров резания как случайных величин, а определяющего надежность параметра как функции случайных величин производить анализ надежности процесса резания. Указанные соотношения позволяют ставить и решать обратную задачу, а именно, задавшись определенным требуемым уровнем надежности, определять оптимальные параметры процесса резания.

Ключевые слова: надежность режущего инструмента, режимы резания, обрабатываемый материал, материал инструмента, случайные величины и их числовые характеристики, вероятность.
 
Паскарь В. С., Рублева О. А. Направления применения экологичных изделий из древесно-композиционных материалов на основе отходов  деревообработки
DOI 10.25730/VSU.0536.19.028
2019-07-24 14:10                                                                                                                       Посмотреть статью целиком

Ресурсосберегающие технологии – инновационное направление в области деревопереработки. К рациональным направлениям использования древесных отходов относятся технологии изготовления изделий из древесно-композиционных материалов (далее ДКМ). Целью данного исследования является анализ направлений использования материалов на основе древесных отходов с учетом экологичности получаемых изделий. ДКМ могут быть применены в производстве сувенирной, декоративной продукции, в производстве мебели и столярно-строительных изделий. ДКМ на основе отходов деревообработки и нетоксичных связующих отвечает требованиям, предъявляемым к декоративным мебельным элементам, по показателям твердости, шероховатости и др. Невыразительная текстура изделий из ДКМ требует облагораживания с применением технологий декорирования. Проведен анализ существующих приемов декорирования поверхностей изделий из древесины и древесных материалов и предложены оптимальные варианты декорирования изделий и ДКМ, в частности облицовывание и роспись. Предложенные решения отвечают современным требованиям в области дизайна мебели.

Ключевые слова: переработка отходов, ресурсосберегающие технологии, древесно-композиционные материалы, декорирование фасадов.