Математический вестникВятского государственного университета
RU
EN
Скачать журнал целиком Свидетельство о регистрации
СОДЕРЖАНИЕ
Информатика, вычислительная техника и управление
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.
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.
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.
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.
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.
Разработанный алгоритм может быть применен в действующей информационной системе обслуживания пассажиров городского транспорта в г. Кирове.
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.
Физика
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.
Электротехника
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.
Технические науки
Применение стенда разработанной конструкции позволит проводить испытания редукторов на предмет их соответствия установленным техническим требованиям.
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.
Материалы данной статьи предназначаются, главным образом, конструкторам-разработчикам новой техники в области создания средств технологического оснащения штамповочного автоматизированного производства.
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.
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.