Аннотации номера Научно-Технический Вестник информационных технологий, механики и оптики

2012 , ТОМ 12, НОМЕР 1 ( ЯНВАРЬ-ФЕВРАЛЬ )

ISSN 2226-1494 (print), ISSN 2500-0373 (online)

Меню

Публикации

Главный редактор

НИКИФОРОВ
Владимир Олегович
д.т.н., профессор

Партнеры

Аннотации номера

ОПТИЧЕСКИЕ И ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫЕ СИСТЕМЫ. ОПТИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ

ПРИНЦИПЫ ФОРМИРОВАНИЯ СТРУКТУРЫ ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫХ СПЕКТРОДЕЛИТЕЛЕЙ Губанова Л. А., Путилин Э. С.

Рассмотрена методика формирования интерференционных спектроделителей, образованных симметричными ячейками диэлектрических слоев. Приведена методика формирования интерференционных коротковолновых и длинноволновых спектроделителей. Представлен анализ влияния количества симметричных ячеек и их структуры на выходные параметры спектроделителей.

ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ МНОГОВОЛНОВОГО АЭРОЗОЛЬНОГО ЛИДАРА ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ АТМОСФЕРЫ Волков Н. Н.

Описывается возможность дистанционного зондирования атмосферы при помощи лидара, позволяющего получать коэффициенты обратного рассеяния и экстинкции аэрозоля в диапазоне длин волн от 355 до 1064 нм. Оцениваются параметры многоволнового лидара для мониторинга аэрозоля в высотном диапазоне 1–10 км.

ИНВАРИАНТНАЯ МОДЕЛЬ ДЛЯ ОЦЕНКИ КОЭФФИЦИЕНТА ПРОПУСКАНИЯ АТМОСФЕРЫ ПРИ МОНИТОРИНГЕ ОБЪЕКТОВ В ОПТИЧЕСКОМ ДИАПАЗОНЕ СПЕКТРА Демин А. В., Моисеева М. И.

Рассматривается задача учета влияния атмосферы на пропускание излучения в среднем и дальнем диапазоне инфракрасного спектра с целью повышения достоверности результатов при мониторинге летательных аппаратов. Предложена аналитическая апостериорная модель пропускания излучения атмосферой. Показана общая структура такой модели. Приводятся результаты идентификации значения коэффициента пропускания атмосферы на основе экспериментальных данных.

ФОТОНИКА И ОПТОИНФОРМАТИКА

ИССЛЕДОВАНИЕ СПЕКТРА МОЛЕКУЛЫ ДНК В ТЕРАГЕРЦОВОЙ ОБЛАСТИ ЧАСТОТ Цуркан М. В., Собакинская Е. А., Смолянская О. А., Беспалов В. Г., Вакс В. Л., Балбекин Н. С.

Проведено исследование спектра деградированной ДНК в диапазоне частот 0,1–1,3 ТГц. Определены собственные линии поглощения ДНК, идентифицированы линии поглощения, отвечающие за взаимодействие с водой и конформационные изменения.

КОМБИНИРОВАННЫЙ МЕТОД ПОДСЧЕТА ЭРИТРОЦИТОВ НА ИЗОБРАЖЕНИЯХ МАЗКОВ КРОВИ Дырнаев А. В., Потапов А. С.

Рассмотрена задача подсчета эритроцитов на изображениях препаратов крови, полученных с помощью микроскопа. Предложен метод сегментации таких изображений, основанный на детектировании границ методом Канни с последующим выявлением окружностей на изображении с помощью преобразования Хафа. В методе используется уточнение результатов сегментации на основе бинарной маски объектов и фона. Метод устойчив к изменениям структуры, текстуры и цвета клеток, а также позволяет проводить подсчет клеток, в том числе перекрывающих друг друга, в условиях помех на изображении.

УСТАНОВКА КВАНТОВОЙ КРИПТОГРАФИИ С ИСТОЧНИКОМ ОДИНОЧНЫХ ФОТОНОВ, ОСНОВАННЫМ НА ЯВЛЕНИИ СПОНТАННОГО ПАРАМЕТРИЧЕСКОГО РАССЕЯНИЯ СВЕТА Егоров В. И., Латыпов И. З., Глейм А. В., Чивилихин С. А., Рупасов А. И.

Предложены схема однофотонного источника, основанного на явлении спонтанного параметрического рассеяния света, для приложений квантовой информатики и схема установки квантовой криптографии, содержащая такой источник. Проводится сравнение характеристик этой системы с альтернативными, оперирующими критически ослабленным классическим излучением.

АНАЛИЗ И СИНТЕЗ СЛОЖНЫХ СИСТЕМ

ИДЕНТИФИКАЦИЯ ЛИНЕЙНО МЕНЯЮЩЕЙСЯ ЧАСТОТЫ СИНУСОИДАЛЬНОГО СИГНАЛА Арановский С. В., Бобцов А. А., Пыркин А. А.

Рассмотрена задача идентификации линейно меняющейся частоты синусоидального сигнала. Показана практическая значимость рассматриваемой задачи, получена динамическая модель сигнала и предложен алгоритм идентификации линейно меняющейся частоты. Приведен численный пример, иллюстрирующий работоспособность предложенного алгоритма

УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫЙ АЛГОРИТМ АНАЛИЗА СИГНАЛОВ МАЛОЗАМЕТНЫХ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ СТАНЦИЙ НА ОСНОВЕ ОКОННОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ФУРЬЕ Коротков А. В., Мухин А. И.

Рассмотрена задача анализа сигналов малозаметных радиолокационных станций. Предложен усовершенствованный алгоритм, основанный на некогерентной интеграции выходных отсчетов дискретного преобразования Фурье. Применение такого алгоритма позволяет учесть особенности данного класса сигналов, в первую очередь низкое соотношение сигнал/шум

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ УСЛОВИЙ КАЧЕСТВЕННОЙ ЭКСПОНЕНЦИАЛЬНОЙ НЕУСТОЙЧИВОСТИ ДЛЯ ОЦЕНКИ ДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ Рабыш Е. Ю., Григорьев В. В., Быстров С. В., Спорягин А. В.

На основе прямого метода Ляпунова и условий качественной экспоненциальной неустойчивости найдены оценки динамических показателей качества переходных процессов, позволившие создавать эффективные процедуры аналитического анализа многомерных неустойчивых непрерывных и дискретных систем управления

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ СЛЕДЯЩЕГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА С НЕЖЕСТКОЙ ИСПОЛНИТЕЛЬНОЙ ОСЬЮ Абдуллин А. А., Толмачев В. А.

Приведены результаты математического моделирования процессов слежения электропривода азимутальной оси большого телескопа ТИ-3.12м Алтайского оптико-лазерного центра. Предложены два структурных решения системы управления. Показана эффективность применения дополнительной обратной связи по скорости второй массы исполнительной оси. Применение обратной связи позволило расширить диапазонскоростей плавного слежения и уменьшить среднеквадратичные ошибки слежения

АНАЛИЗ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ МНОГОУРОВНЕВЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОПРИВОДА Михеев К. Е., Томасов В. С.

Проведен анализ энергетических показателей энергоподсистем электроприводов переменного тока, построенных на базе многоуровневых преобразователей напряжения различной топологии. В пакете Matlab/Simulinkс использованием библиотек Simulinkи SimPowerSystemsразработан специализированный блок вычислений «Measurements», позволяющий проводить анализ и сравнение энергетических показателей многоуровневых преобразователей

КОМПЬЮТЕРНЫЕ СИСТЕМЫ И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

СРЕДА ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ АГЕНТНЫХ СИСТЕМ РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ Пантелеев М. Г., Кохтенко Н. В., Лебедев С. В.

Рассмотрена проблема создания среды имитационного моделирования многоагентных систем для экспериментального исследования и отработки различных моделей поведения интеллектуальных агентов реального времени в условиях командного противодействия. Сформулированы требования, предъявляемые к такой среде. Предложена архитектура среды, показаны особенности ее функционирования.

ЭФФЕКТИВНЫЙ ЛОГИЧЕСКИЙ ВЫВОД В ПРОДУКЦИОННОЙ МОДЕЛИ С ПОМОЩЬЮ БАЗ ДАННЫХ С ВЕРТИКАЛЬНОЙ АРХИТЕКТУРОЙ Катериненко Р. С.

Предлагается идея применения вертикальных (column-oriented) баз данных для логического вывода в продукционной модели знаний. Рассматриваются потенциальные преимущества использования указанного типа архитектуры по сравнению с традиционными реляционными базами данных для специфичных SQL-запросов, возникающих в продукционной модели. Приводятся результаты сравнительного эксперимента с вертикальной базой данных KDB+ и реляционной Oracle XE.

ИЗВЛЕЧЕНИЕ ОНТОЛОГИЙ ИЗ WIKI-СИСТЕМ Шестаков В. К.

Рассматривается подход к извлечению онтологий из Wiki-систем, а также его использование в разработке и сопровождении Wiki-систем, заполняемых содержимым на основе онтологий, и другие возможные применения. Описывается реализация данного подхода в виде клиентского приложения.

ИЗВЛЕЧЕНИЕ КЛЮЧЕВЫХ СЛОВОСОЧЕТАНИЙ Попова С. В., Ходырев И. А.

Исследованы задачи аннотирования ключевыми словами и словосочетаниями семантически близких групп текстов в маленьких коллекциях узкотематических документов короткой длины. Показана возможность извлечения ключевых слов с одновременной фильтрацией общеупотребительных слов. Предложена формула для оценки взаимной зависимости слов и алгоритм извлечения на ее основе ключевых словосочетаний. Представлены результаты тестирования используемых алгоритмов.

НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМ РАСПОЗНАВАНИЯ РЕЧИ В ТЕЛЕФОННЫХ СЛУЖБАХ ПОДДЕРЖКИ Балакшин П. В., Петров Г. Ю.

Представлены проблемы телефонных служб поддержки клиентов (call-центров) крупных компаний. Определены преимущества и недостатки применения систем распознавания речи в работе таких центров. Показана важность метрики FCR (First Call Resolution) и особенности ее вычисления в системах автоматического распознавания речи.

ТЕХНОЛОГИИ ПРОГРАММИРОВАНИЯ

ВЫБОР ФУНКЦИИ ПРИСПОСОБЛЕННОСТИ ОСОБЕЙ ГЕНЕТИЧЕСКОГО АЛГОРИТМА С ПОМОЩЬЮ ОБУЧЕНИЯ С ПОДКРЕПЛЕНИЕМ Афанасьева А. С., Буздалов М. В.

Предлагается метод, позволяющий динамически выбирать вспомогательную функцию приспособленности, наиболее выгодную для использования в генетическом алгоритме. Метод основан на применении обучения с подкреплением. Приведены результаты его использования для решения модельной задачи.

АВТОМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ МОДИФИКАЦИИ РЕШЕНИЙ ДЛЯ ТЕСТИРОВАНИЯ ПРОВЕРЯЮЩИХ ПРОГРАММ Ахи А. А., Станкевич А. С., Шалыто А. А.

Предлагается метод автоматизированного тестирования проверяющих программ для олимпиадных задач по программированию, предназначенный для выявления ошибок в тестируемых программах. Предлагаемый метод основан на использовании модификации решений, проверяемых проверяющей программой. Описывается использование метода для тестирования олимпиадных задач полуфинала чемпионата мира ACMICPCNEERC2011 и соревнований RussianCodeCup2011, при этом в ряде проверяющих программ были обнаружены ошибки.

ПРИМЕНЕНИЕ ДЕРЕВЬЕВ ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ МАССОВЫХ ОПЕРАЦИЙ НА МНОГОМЕРНЫХ МАССИВАХ ДАННЫХ Банных А. Г.

Предлагается метод построения структур данных для выполнения массовых операций на многомерных структурах данных для узкого класса задач. Предлагаемый метод применим в том случае, если элементы многомерной структуры данных принадлежат абелевой группе, и позволяет эффективно выполнять вычисление суммы и прибавление значения к многомерной области.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГЕНЕТИЧЕСКОГО АЛГОРИТМА ДЛЯ ПОИСКА ОПТИМАЛЬНОЙ ТРАЕКТОРИИ НАБЛЮДАТЕЛЯ Степанов Д. В., Шалыто А. А.

Предложена модификация генетического алгоритма, предназначенная для поиска оптимальной траектории наблюдателя в задаче оценивания параметров движущейся цели по угловым измерениям (Bearing-OnlyTargetMotionAnalysis, BOTMA). Возникающие проблемы сходимости и попадания в локальные экстремумы, характерные для генетических алгоритмов, решены с помощью идей, заложенных в оптимизационные методы случайного восхождения и имитации отжига. Для ускорения работы алгоритма отбор особей производился на уровне хорошо приспособленных схем.

ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДОВ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ О ВЫПОЛНИМОСТИ БУЛЕВОЙ ФОРМУЛЫ ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ УПРАВЛЯЮЩИХ КОНЕЧНЫХ АВТОМАТОВ ПО СЦЕНАРИЯМ РАБОТЫ Ульянцев В. И., Царев Ф. Н.

Предлагается метод построения управляющих конечных автоматов по сценариям работы. Метод основан на сведении указанной задачи к задаче о выполнимости булевой формулы. Работоспособность метода проверяется на задаче построения автомата управления часами с будильником. На этой задаче построение соответствующего управляющего автомата корректно, а время работы алгоритма составляет меньше секунды на персональном компьютере.

ПРИМЕНЕНИЕ АДАПТИВНОГО ГЕНЕТИЧЕСКОГО АЛГОРИТМА ДЛЯ ГЕНЕРАЦИИ КЛЕТОЧНЫХ АВТОМАТОВ Тихомиров А. В., Шалыто А. А.

100

Рассматривается улучшенный алгоритм генерации произвольных клеточных автоматов на основе тестовых наборов при помощи адаптивного генетического алгоритма. Описаны основные отличия и преимущества по сравнению со стандартным генетическим алгоритмом. Произведена апробация на нескольких обучающих примерах.

МЕХАНИКА И МЕХАТРОНИКА

УСТАНОВКА ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ АЭРОДИНАМИЧЕСКОГО ПРОФИЛЯ ГАЗОВЫХ ОПОР Родинков С. А.

106

Рассмотрен гироприбор с бесконтактным подвесом чувствительного элемента на базе аэродинамических опор, имеющих специальный аэродинамический профиль, наносимый методом механической обработки. Существующая установка для формирования профиля имеет ряд серьезных недостатков, отрицательно влияющих на профиль опор. Для их устранения предложена новая конструкция установки формирования профиля опор. Проведены исследования, которые позволили ввести дополнительные изменения в конструкцию, выбрать материал притира. Изготовлен комплект опор с аэродинамическим профилем, соответствующим всем геометрическим требованиям для чувствительного элемента гироприбора.

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ И НАНОТЕХНОЛОГИИ

МИКРОФЛЮИДНЫЕ ЧИПЫ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ МЕТОДАМИ МИКРОСКОПИИ ВЫСОКОГО РАЗРЕШЕНИЯ Кухтевич И. В., Букатин А. С., Мухин И. С., Евстрапов А. А.

111

Микрофлюидные устройства в сочетании с методами микроскопии высокого разрешения позволяют создавать новые аналитические системы для исследований биологических объектов в естественном состоянии. Сформулированы основные требования, предъявляемые к методам микроскопии при неразрушающем изучении биологических объектов. Рассмотрены и обсуждены варианты фиксации биологических объектов. Приведены примеры экспериментальных образцов микрофлюидных чипов для методов микроскопии высокого разрешения.

МЕТОДЫ И СИСТЕМЫ ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИИ

РАЗРАБОТКА СТЕГАНОАЛГОРИТМА НА БАЗЕ ФОРМАТНЫХ И ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ПРИНЦИПОВ СОКРЫТИЯ ДАННЫХ Коробейников А. Г., Кувшинов С. С., Блинов С. Ю., Лейман А. В., Нестеров С. И.

116

Рассмотрена задача разработки стеганоалгоритма на базе форматных и пространственных методов сокрытия данных. Разработаны алгоритмы встраивания и извлечения информации из стегоконтейнера. Предложена общая схема работы системы скрытой передачи.

МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ВЕРОЯТНОСТИ ОБНАРУЖЕНИЯ НЕСАНКЦИОНИРОВАННОГО ПРОНИКНОВЕНИЯ ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННЫМ ИЗВЕЩАТЕЛЕМ Волхонский В. В., Воробьев П. А.

120

Предложена методика оценки вероятности обнаружения оптико-электронным извещателем. Выполнено исследование плотности распределения вероятности расстояния обнаружения несанкционированного проникновения. Получены экспериментальные данные, позволяющие оценить вероятность обнаружения при различных параметрах движения нарушителя.

СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ

АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЯ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ НА МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЗУБЧАТЫХ ПЛАСТИНАХ Павленко М. Н., Шмидт А. Б.

124

Рассматриваются проблемы автоматизированного проектирования деревянных ферм на металлических зубчатых пластинах. Предложен новый подход к созданию систем проектирования ферм и узловых решений, позволяющийпровести расчеты наиболее часто используемых конструкций. Внедрены компоненты интерактивной помощи и контроля действий пользователя – бегущая строка сообщений и окно динамических подсказок. Проведено тестирование готового продукта. Система предназначена для проектировщиков конструкций, а также может быть применена в учебном процессе.

СИСТЕМА ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ ПРОЕКТНЫХ РЕШЕНИЙ ДЛЯ ДОКУМЕНТИРОВАНИЯ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ Артемова Г. О., Гусарова Н. Ф., Агаркова Н. В.

128

Работа посвящена оптимизации проектных решений в сфере систем автоматизированного проектирования технологической подготовки производства, в частности в подготовке производственных структур документирования научно-технической информации.

НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ОБРАЗОВАНИИ

МЕТОДИКА ОЦЕНИВАНИЯ КОМПЕТЕНЦИЙ ВЫПУСКНИКА Пирская А. С.

135

Предлагается новая методикаоценивания компетенций выпускника основных образовательных программ в автоматизированной балльно-рейтинговой системе вуза. Разработана модель, устанавливающая связи между компетенциями выпускника и их составляющими компетенциями в дисциплинах. Уровни сформированности компетенций в ней устанавливаются на основе единого тарификатора результатов обучения (компетенций).

ОРГАНИЗАЦИЯ ОБУЧЕНИЯ СТУДЕНТОВ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ЭЛЕКТРОННОГО УСТРОЙСТВА В ЕДИНОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ СРЕДЕ Воробьев А. С., Федосов Ю. В.

141

Предложен учебный пример технологического процесса в единой информационной среде на примере создания печатной платы в лаборатории поверхностного монтажа. Рассмотрены теоретические основы и практическая реализация цикла подготовки производства и изготовления изделия. Особое внимание уделено работе с автоматизированным оборудованием.

КОМПЛЕКТЫ ВИЗУАЛЬНЫХ И РАСЧЕТНЫХ ЛАБОРАТОРНЫХ МОДЕЛЕЙ ПО ОСНОВАМ ЦИФРОВОЙ ЭЛЕКТРОННОЙ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ Новиков В. В., Генович В. В., Гриншпун Д. М.

145

Рассмотрены вопросы разработки комплектов компьютерных моделей электронных устройств, входящих в состав виртуального лабораторного комплекса по основам электронной обработки информации. Вводятся понятия визуальных и расчетных моделей в рамках комплекса, комплектов визуальных и расчетных моделей, рассматриваются этапы их разработки и вопросы составления математических описаний моделей – определения применяемых способов аппроксимации и методов составления математических описаний. Анализируются требования к визуальным и расчетным моделям с технической и педагогической сторон, приводится результат разработки комплектов.

КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ

МЕТОД ПОНИЖЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ОТРАЖЕНИЯ ВОЛОКОННЫХ БРЭГГОВСКИХ РЕШЕТОК С ПОМОЩЬЮ ЭФФЕКТА ФОТОХРОМИЗМА Варжель С. В., Куликов А. В., Брунов В. С.

151

Представлены результаты апробирования метода понижения коэффициента отражения волоконных брэгговских решеток II типа с помощью эффекта фотохромизма, возникающего в результате их облучения сфокусированным излучением KrF эксимерного лазера.

ПАРАМЕТРИЧЕСКАЯ ИДЕНТИФИКАЦИЯ ТЕНЗОРОВ ИНЕРЦИИ ТЕЛ НА СФЕРИЧЕСКИХ ДВИЖЕНИЯХ С МЕДЛЕННЫМ СОБСТВЕННЫМ ВРАЩЕНИЕМ Шаховал С. Н., Мельников Г. И.

152

Предлагается метод идентификации тензора инерции тела, использующий полупрограммное движение тестируемого тела с быстрым неравномерным реверсивно-симметричным вращением вокруг вертикальной оси прецессии и сравнительно медленным согласованным вращением вокруг наклонной подвижной оси собственного вращения.

ИДЕНТИФИКАЦИЯ ТЕНЗОРА ИНЕРЦИИ ТЕЛА НА РЕВЕРСИВНО-СИММЕТРИЧНЫХ ПРЕЦЕССИЯХ В ОГРАНИЧЕННОМ УГЛОВОМ ИНТЕРВАЛЕ Мельников В. Г., Кравчук Р. Ю., Мельников Г. И., Шаховал С. Н.

153

Решается задача определения тензора инерции на основании прецессионного двухосного реверсивно-симметричного сферического движения тела при ограничениях на два угловых интервала. Получены расчетные формулы для инерционных параметров.