Аннотации номера

ОБЗОРНАЯ СТАТЬЯ

СУПЕРКОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ КРИТИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ В СЛОЖНЫХ СОЦИАЛЬНЫХ СИСТЕМАХ Слоот П. М., Холист Я. ., Кампис . Д., Лис . М., Митягин С. А., Иванов С. В., Боченина К. О., Гулева . В., Мухина . К., Насонов Д. А., Бутаков Н. А., Леоненко В. Н., Ланцева . А., Бухановский А. В.
967
В статье рассмотрена проблема компьютерного моделирования критических явлений в сложных социальных системах на основе формализма комплексных сетей с использованием вычислительных систем петафлопсного диапазона производительности. Предложена система вложенных моделей комплексной сети на трех уровнях, включающая агрегированную аналитическую модель для идентификации критических состояний, детализированную модель динамики сети на индивидуальном уровне, а также модель, уточняющую особенности топологической структуры комплексной сети. Разработан масштабируемый параллельный алгоритм, в совокупности покрывающий все уровни моделирования комплексных сетей, и исследована его производительность на различных суперкомпьютерных системах. Обсуждены вопросы программно-информационной инфраструктуры моделирования комплексных сетей, включая организацию распределенных вычислений, сбор данных в социальных сетях, а также визуализацию результатов. Рассмотрены приложения разработанных методов и технологий в части моделирования распада криминальных сетей, быстрого распространения слухов в социальных сетях Интернет, эволюции финансовых сетей и распространения эпидемий.

ФОТОНИКА И ОПТОИНФОРМАТИКА

996
В работе теоретически рассматривается возможность компрессии предельно-коротких биполярных импульсов и их трансформация в однополярные импульсы при когерентном взаимодействии с резонансно-поглощающей средой. Показано, что компрессия длительности одноциклового импульса возникает в случае, когда каждая полуволна начинает вести себя как самостоятельный однополярный солитон. При определенных условиях эти солитоны начинают притягиваться друг к другу, что приводит к появлению одноциклового импульса меньшей длительности. В проведенных расчетах получено сокращение длительности от 3 до 5 раз. Практическое отсутствие потерь света в таком случае позволяет создать пассивную многокаскадную систему из трех резонансных поглотителей, которая даст 125-кратное сокращение длительности импульса. Генерация однополярных импульсов происходит при встречном распространении двух мощных предельно коротких биполярных импульсов в плотной резонансной среде. В этом случае, как показывают численные расчеты, при взаимном воздействии движущихся навстречу солитонов часть их разрушается, а часть – нет. Из среды выходит мощный короткий однополярный импульс и малоинтенсивный биполярный оптический звон. 

ОПТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ И ТЕХНОЛОГИИ

ЛИДАРНЫЙ УЗЕЛ КОМБИНИРОВАННОГО СКАНИРОВАНИЯ Елизаров . В., Гришканич . А., Жевлаков А. П., Кащеев С. ., Рыбиков А. ., Сидоров . И.
1004
Предмет статьи. Представлены результаты разработки комбинированного узла сканирования лидара для поиска утечек углеводородов, позволяющего выполнять высокоскоростное сканирование исследуемого пространства в широком и узком угловых полях. Метод. Сканирование в широком угловом поле производится по однострочной траектории с помощью подвижного алюминиевого зеркала с частотой 20 Гц и амплитудой качания 20º. Узкополосное сканирование выполняется по спиральной траектории с помощью дефлектора. Отклонение луча осуществляется за счет вращения оптических клиньев, входящих в состав дефлектора, на угол  ±5º. Функцию управления сканирующим узлом выполняет специализированный программный продукт, написанный на языке программирования C#. Основные результаты. Узел позволяет производить сканирование исследуемой территории на дистанции 50–100 м с пространственным разрешением на уровне 3 см. Точность позиционирования лазерного луча в пространстве составляет 15'. Разработанный сканирующий узел позволяет производить обзор всей исследуемой области за время не более 1 мс при частоте вращения каждого из клиньев 50–200 Гц. На программном уровне решена задача однозначного определения географических координат луча в пространстве по углам поворота зеркала и оптических клиньев. Координаты носителя лидарной системы определяются с помощью GPS-приемника. Практическая значимость. Результаты разработки открывают возможность повышения пространственного разрешения сканирующих систем широкого спектра лидаров и обеспечить высокую точность позиционирования лазерного луча в пространстве.
СТРУЙНАЯ ПЕЧАТЬ ВЫСОКОРЕФРАКТИВНЫХ СТРУКТУР НА ОСНОВЕ ЗОЛЯ TiO2 Еремеева . Е., Пидько Е. ., Виноградов . А., Яковлев . А.
1010
Предмет исследования.Впервые описано формирование наноструктур на основе диоксида титана в виде оптических элементов, нанесенных методом струйной печати. Предложенный подход развивает высокоэффективный способ создания оптических нанообъектов, таких как прозрачные дифракционные структуры, прозрачные интерференционные изображения. Методы. Для синтеза золя использован изопропоксид титана, изопропиловый спирт, азотная кислота и деионизованная вода. Наночастицы TiO2 получены в результате гидролиза изопропоксида титана (0,36 моль) в деионизованной воде (33,3 моль) при постоянном перемешивании в присутствии азотной кислоты (0,04 моль) в качестве протонирующего агента. Вязкость определялась вискозиметром Brookfield HA/HB, а поверхностное натяжение – тензиометром Kyowa DY-700. Титаноксидные чернила наносились на коммерческие образцы гладкой и микроэмбоссированной полиэтиленовой пленки толщиной 20 мкм. Для печати использован струйный принтер Canon Pixma IP 2840. Толщина напечатанного слоя TiO2 после высыхания на воздухе и удаления растворителей была не более 500 нм с показателем преломления не менее 2,08 во всем видимом диапазоне. Основные результаты. Проведен синтез водного золя диоксида титана, использованного для получения чернил с заданными реологическими характеристиками – вязкостью и поверхностным натяжением. Требуемая реология жидкости достигалась регулированием параметров золь-гель перехода в системе водного золя TiO2, а также путем добавления этилового спирта, влияющего на состояние заряда двойного электрического слоя дисперсной фазы. Получено оптимальное объемное соотношение компонентов золя TiO2 и этанола, дающее оптимальное соотношение между возможными значениями вязкости и поверхностного натяжения материала для применения полученной жидкости в качестве чернил струйного принтера. Установлено, что образуемые нанокристаллическим золем диоксида титана покрытия имеют высокий показатель преломления во всем видимом диапазоне (не ниже 2,08).Показана возможность нанесения оптических прозрачных микроструктур, обладающих дифракционным эффектом, на прозрачные поверхности. Представлена характеризация морфологии частиц и топология поверхности напечатанных объектов, изученных при помощи оптического и атомно-силового микроскопов. Практическая значимость. Предложен подход для получения цветных, интерференционных изображений с использованием одного вида высокорефрактивных чернил. Метод открывает новые возможности для рулонной технологии производства защищенных оптических структур на гибких полимерных субстратах.
1018
Предмет исследования.Представлены сравнительные результаты исследования эффективности записи чирпированных решеток Брэгга в оптическом волокне отечественного производства, подвергнутом и не подвергнутом низкотемпературной водородной обработке. Метод. Запись чирпированных волоконных решеток показателя преломления производилась с помощью интерферометра Тальбота, в котором для амплитудного разделения лазерного пучка использовалась чирпированная фазовая маска с изменением периода по длине 2,3 нм/см. В качестве источника излучения использовалась эксимерная лазерная система Coherent COMPexPro 150T, работающая на газовой смеси KrF (248 нм). Для увеличения фоторефрактивности оптическое волокно помещалось в камеру с водородом под давлением 10 МПа и выдерживалось в течение 14 суток при температуре 40 ºC. Основные результаты. Использование чирпированной фазовой маски в схеме интерферометра Тальбота позволило получить ширину спектра отражения решетки Брэгга на полувысоте около 3,5 нм при длине индуцируемой дифракционной структуры 5 мм. Благодаря предварительной водородной обработке оптического волокна удалось записать уширенные по спектру волоконные решетки Брэгга с коэффициентом отражения, близким к 100%. Практическая значимость. Полученные чирпированные волоконные брэгговские решетки могут использоваться как компенсаторы дисперсии в волоконно-оптической связи, а также как отражательные элементы распределенных волоконно-оптических фазовых интерферометрических датчиков.

АВТОМАТИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ И РОБОТОТЕХНИКА

1023
Предмет исследования. Рассматривается задача компенсации мультигармонического возмущения для класса линейных стационарных объектов с известными параметрами и запаздыванием. Метод. Возмущение представляется как неизмеряемый выход линейной автономной модели (экзосистемы) с известным порядком и неизвестными параметрами. Для решения задачи с помощью наблюдателя вектора состояния экзосистемы и предиктора этого вектора формируется параметризованное представление возмущения, которое позволяет применить метод непосредственной компенсации. В целях устранения негативного влияния запаздывания строится модифицированный алгоритм адаптации, который на основе расширенного вектора состояния генерирует настройки регулятора с упреждением. В отличие от распространенных подходов, алгоритм не требует идентификации параметров возмущения и позволяет исключить ограничения в виде критического коэффициента адаптации или запаздывания. Основные результаты. В целях демонстрации работы предлагаемого подхода приводятся результаты моделирования в среде MATLAB/Simulink. Результаты иллюстрируют ограниченность всех сигналов в системе управления и полную компенсацию гармонического возмущения. Показано, что предлагаемый подход позволяет увеличивать коэффициент адаптации при разных значениях запаздывания без потери устойчивости в системе. Практическая значимость. Алгоритм адаптивной компенсации рекомендуется использовать в задачах управления различными устройствами активной виброзащиты, где возможно выделение доминирующих гармоник из спектра вибрационного сигнала; в задачах управления робототехническими комплексами при наличии периодических (повторяющихся) движений; в задачах компенсации качки в корабельных системах; в задачах стабилизации космических объектов при наличии неконтролируемого вращения и т.д.

НОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ И НАНОТЕХНОЛОГИИ

1031
Предмет исследования. В работе впервые исследовано влияние длительности ионного обмена на спектрально-люминесцентные свойства кластеров серебра, сформированных в фото-термо-рефрактивном стекле. Метод. Для исследования было синтезировано матричное фото-термо-рефрактивное стекло на основе системы Na2O-Al2O3-ZnO­-SiO2-F, активированное оксидом сурьмы Sb2O3 в концентрации 0,002 мол.%. Серебро вводилось методом низкотемпературного ионного обмена, для чего образцы фото-термо-рефрактивного стекла погружались в смесь нитратов 5AgNO3/95NaNO3 (мол.%) при температуре 320 ºС. Длительность ионного обмена варьировалась от 5 минут до 21 часа. Люминесцентные кластеры серебра были сформированы в поверхностном слое фото-термо-рефрактивного стекла в результате последующей термообработки при температуре 450 ºС. Основные результаты. При введении ионов серебра методом ионного обмена в фото-термо-рефрактивное стекло наблюдается длинноволновый сдвиг края ультрафиолетового поглощения. Положение края ультрафиолетового поглощения и максимума фотолюминесценции кластеров серебра определяется длительностью ионного обмена и сдвигается в красную область спектра при увеличении времени ионного обмена. Квантовый выход люминесценции с ростом длительности ионного обмена падает согласно уравнению Штерна–Фольмера. Практическая значимость. Результаты работы могут быть применены для разработки белых светодиодов и даун-конвертеров солнечного излучения.
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ДИСЛОКАЦИЙ В КРИСТАЛЛАХ AlN ПРИ ВЫРАЩИВАНИИ НА ИСПАРЯЕМЫХ ПОДЛОЖКАХ SiC Аргунова . Т., Гуткин . М., Щербачев . К., Казарова . О., Мохов . Е., Дже Д. Х.
1038
С помощью высокоразрешающей рентгеновской дифрактометрии и топографии в синхротронном излучении исследовано распределение дислокаций в кристаллах AlN, выращенных на испаряемых подложках SiC. Выращивание слоя AlN в одном процессе с испарением подложки SiC позволило предотвратить релаксацию термоупругих напряжений при остывании структуры путем растрескивания AlN. Сплошные кристаллические пластины толщиной 0,2–1,5 мм были использованы в качестве модельных объектов для изучения дислокационной структуры вблизи интерфейса между AlN и SiC. Анализ ширины пиков брэгговских отражений, формы карт рассеяния в обратном пространстве и топограмм показал, что дислокации формируют мозаичную структуру, принципиально отличную от распределения прорастающих дислокаций в эпитаксиальных пленках GaN. В работе рассмотрена теоретическая модель релаксации напряжений несоответствия в растущем слое AlN. Полученные результаты позволяют уточнить представления о дислокационных процессах при выращивании кристаллов AlN промышленного качества методом сублимации.
ПОЛУЧЕНИЕ ТОЛСТЫХ СЛОЕВ НИТРИДА ГАЛЛИЯ МЕТОДОМ МНОГОСТАДИЙНОГО РОСТА НА ПОДЛОЖКАХ С КОЛОННОЙ СТРУКТУРОЙ Мынбаева . М., Кириленко . Д., Ситникова . А., Кремлева . А., Николаев В. И., Мынбаев К. Д., Одноблюдов . М., Липсанен Х. К., Бугров В. Е., Романов А. Е.
1048
Предмет исследования. Рассмотрены процессы образования и поведения дефектов при многостадийном выращивании толстых эпитаксиальных слоев нитрида галлия методом хлорид-гидридной эпитаксии на подложках GaN/Al2O3с зарощенной колонной структурой, сформированных с помощью газофазной эпитаксии из металлорганических соединений. Методы. Рост первичных слоев GaN осуществлялся методом газофазной эпитаксии из металлорганических соединений. На поверхности этих слоев методом реактивного ионного травления создавались колонны высотой 800 нм. Далее колонны заращивались слоем нитрида галлия толщиной 3–4 мкм. На сформированной таким образом подложке проводилось многостадийное выращивание слоев GaNметодом хлорид-гидридной эпитаксии с общей толщиной 100–1500 мкм. Характеризация полученных слоев проводилась с применением методов оптической и электронной микроскопии, а также спектроскопии комбинационного рассеяния света.Основные результаты. Плотность дислокаций в слоях, выращенных хлорид-гидридной эпитаксией, составила (3–6)·107 см–2, что было на порядок ниже, чем в использованной подложке, и на два–три порядка ниже, чем плотность дислокаций в типичных эпитаксиальных слоях GaNна обычных сапфировых подложках. Данные спектроскопии комбинационного рассеяния света показали низкий уровень напряжений в выращенных слоях и их высокую структурную однородность. По итогам исследования установлено, что в условиях многостадийного роста не катастрофические (не приводящие к разрушению образца) трещины способны к трансформации в макропоры и оказываются важным структурным элементом, способствующим протеканию релаксации напряжений в объеме толстых слоев нитрида галлия, выращиваемых на инородной подложке.Практическая значимость. Результаты исследования могут быть использованы при разработке гетероструктур на основе нитридов элементов III группы для приборов оптоэлектроники и высокочастотной и силовой микроэлектроники.
1056
Предмет исследования.Приведены результаты экспериментального исследования особенностей проведения измерений в жидких средах на атомно-силовом микроскопе с выявлением лучших режимов, буферных сред, обнаружением артефактов изображения и их возможным устранением. Метод. Исследования проведены на атомно-силовом микроскопе NtegraAura(NT-MDT, Россия) с использованием штатной призмы держателя зондов и жидкостной ячейки для проведения измерений в жидкости. В качестве рабочей подложки выбрана калибровочная решетка TGQ1 (NT-MDT, Россия) со структурами фиксированной формы и высоты. Основные результаты. Проведены исследования работы зондов в жидких средах cразным pH(дистиллированная вода, PBS – натрий-фосфатный буфер, Na2HPO4 – боратный буфер, NaOH 0,1 M, NaOH 0,5 M) в контактном и полуконтактном режимах работы. Выявлены оптимальные режимы работы и лучшие среды для проведения измерений. Приведено сравнение данных атомно-силовой микроскопии с результатами сканирующей электронной микроскопии. Рассмотрены особенности реагирования системы обратной связи на процесс взаимодействия системы «зонд–поверхность» на кривых отвода/подвода в различных средах. Изучен артефакт инверсии изображения и приведены рекомендации по его устранению. Практическая значимость. Результаты исследования открывают возможность точной настройки метода для проведения исследований объектов живой и неживой природы методами атомно-силовой микроскопии в жидких средах.

КОМПЬЮТЕРНЫЕ СИСТЕМЫ И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

1063
Предмет исследования. Исследованы вопросы адаптации к диктору акустических моделей, построенных на основе искусственных нейронных сетей, для задачи автоматического распознавания речи. Цель адаптации к диктору заключается в улучшении точности работы системы автоматического распознавания речи при работе с конкретным диктором. Метод. Метод обучения и адаптации акустических моделей на основе глубоких нейронных сетей использует вспомогательную GMM (GaussianMixtureModels, модель смеси гауссовских распределений) и GMMD (GMM-derived, полученные с использованием GMM) признаки. Главное достоинство предложенных GMMD-признаков состоит в возможности адаптации DNN (DeepNeuralNetwork, глубокая нейронная сеть) модели посредством адаптации вспомогательной GMM-модели. Предложенный подход позволяет применять любые алгоритмы адаптации GMM для адаптации DNN-моделей и является универсальным способом переноса адаптационных техник из фреймворка GMMво фреймворк DNN-моделей. Основные результаты. Эффективность работы предлагаемого подхода проверена с использованием одного из наиболее распространенных алгоритмов адаптации GMM-моделей – MAP (MaximumAPosteriori) адаптации. Предложены и изучены разные способы интеграции предлагаемого подхода в современную архитектуру нейросетевых акустических моделей. Проведен анализ выбора типа GMM. Результаты экспериментов на корпусе TED-LIUM показали эффективность предложенного подхода: в режиме адаптации без учителя предложенный алгоритм адаптации и рассмотренные методы фьюжена позволяют достичь 11–18% относительного уменьшения пословной ошибки распознавания по сравнению с дикторо-независимой акустической моделью, построенной по традиционному рецепту на стандартных признаках, и на 3–6% – по сравнению с дикторо-адаптированной базовой моделью.
НЕЧЕТКОЕ ОТОБРАЖЕНИЕ В СИСТЕМЕ СОНИФИКАЦИИ ДАННЫХ БЕСПРОВОДНОЙ СЕНСОРНОЙ СЕТИ Мархотин . А., Кривошейкин А. В., Рогозинский Г. Г., Уолш Р. .
1073
Постановка проблемы. Приведена модель системы сонификации с учетом возможных типов данных беспроводной сенсорной сети. Для отображения данных в звук использован математический аппарат нечеткой логики. Методы. Разработанная система сонификации включает в себя модель входных данных и ядро синтеза звука. Система реализована в среде PureData. Для нечеткого вывода данных в процессе отображения использован FuzzyLogicToolboxMATLAB. Модель системы имеет возможность отправки данных по протоколу UDPдля осуществления сонификации в стороннем приложении. Результаты. Предложен метод организации звукового пространства выходных сигналов системы сонификации при помощи введения нечетких тембральных классов и последующего вывода управляющих характеристик ядра синтеза звука в зависимости от типа входных данных. Практическая значимость. Предложенный подход к использованию нечеткой логики в системах сонификации может быть применен при разработке новых приложений, для которых затруднена формализация задания соответствия входных данных выходным звуковым сигналам, а также требуется сложная организация тембрального пространства.
1078
Исследован вопрос построения архитектуры интегрированной информационной системы, позволяющей обеспечить принятие управленческих решений с использованием свойства поведения. В работе рассматривается архитектура информационной системы поддержки принятия решений при управлении производственной системой. Информационная система наделяется свойством поведения, которое должно обеспечивать извлечение, обработку информации, принятие управленческого решения, при этом допускается как автоматизированный, так и автоматический режим работы подсистемы принятия решений. Практическая реализация информационной системы с поведением основана на сервис-ориентированной архитектуре – в информационной системе имеется набор независимых сервисов, которые обеспечивают получение данных из ее подсистем или обработку данных отдельным приложением в соответствии с выбранным вариантом разрешения проблемной ситуации. Для создания интегрированной информационной системы с поведением предлагается архитектура, включающая следующие подсистемы: шина данных, подсистема взаимодействия с интегрируемыми приложениями на основе метаданных, подсистема управления бизнес-процессами, подсистема анализа текущего состояния предприятия и принятия управленческих решений, подсистема обучения поведению. Для каждой проблемной ситуации в единой сервисной шине создается отдельный логический слой, обслуживающий обработку проблемной ситуации. Это позволяет уменьшить сложность архитектуры информационной системы за счет того, что при неизменном количестве элементов системы количество связей уменьшается, так как каждый слой обеспечивает связь центра ответственности за ресурс с сервисами соответствующих приложений. При возникновении подобной проблемной ситуации ее разрешение будет проходить автоматически, путем извлечения из репозитория метамодели проблемной ситуации и метамодели бизнес-процесса ее разрешения. При исполнении бизнес-процесса в соответствующие центры ответственности выдаются команды, которые должны разрешить проблемную ситуацию.
1084
Рассмотрено применение различных дисциплин обслуживания очередей в сетевых устройствах в качестве механизма обеспечения качества обслуживания. Определены этапы для подбора необходимых значений параметров дисциплин обслуживания в сетевых устройствах при передаче VoIP-трафика в компьютерных сетях. Выбор VoIP-трафика в качестве объекта исследования связан с наличием жестких требований VoIP-приложений к характеристикам передачи пакетов по сети. С помощью учебно-экспериментального комплекса имитационного моделирования проведены многочисленные эксперименты для подбора параметров наиболее распространенных дисциплин обслуживания (FIFO, WFQ, с относительными приоритетами). На примере проиллюстрирована возможность настройки весовых коэффициентов дисциплины обслуживания WFQ. Получены приближенные аналитические зависимости, позволяющие значительно сократить затраты системных администраторов на оценку и модификацию параметров дисциплин обслуживания в сетевых устройствах. Сформулирован метод автоматизации подбора оптимальной дисциплины обслуживания.
1091
Предлагается новая парадигма в области систем контроля доступа с нечеткой авторизацией. Пусть имеется множество объектов, которые находятся в единой сети передачи данных. Решается задача создания протокола динамической авторизации на основе того, насколько точно объект способен описать историю событий (новостей), произошедших в сети ранее. Предложен математический аппарат, позволяющий компактно хранить историю, забывать часть наиболее давних и наименее значимых событий, составлять и проверять данные, необходимые для авторизации объекта в сети. Для этого история новостных сообщений, каждое из которых представляет собой число, разбивается на вектора. Каждый из векторов умножается на некоторое количество стохастических векторов. Известен результат, что если вектора являются разреженными, то путем решения задачи -оптимизации они могут быть восстановлены с высокой точностью. Приведены результаты экспериментов по восстановлению векторов, которые показали, что с увеличением числа стохастических векторов увеличивается точность восстановления. Установлено, что первыми восстанавливаются наибольшие по модулю компоненты. Система контроля доступа с предложенной системой динамической авторизации позволит вычислять нечеткие оценки доверия в системах с постоянно меняющимся составом участников, каждый из которых представляет собой маломощный вычислитель.
1096
Работа посвящена проблемеавтоматического извлечения знаний из естественно-языковых текстов (textmining). Одной из первоочередных задач в рамках данной проблемы является формирование тезауруса предметной области. Существуют достаточно апробированные статистические методы извлечения терминов для алфавитных языков, например, латентный семантический анализ. Применение данных методов для иероглифического письма сопряжено с проблемой, обусловленной отсутствием в таких языках пробелов между словами. Задача сегментации предложений на иероглифических языках обычно решается либо на основе словарей, либо статистическими методами, в частности, с использованием метода взаимной информации. Методы сегментации предложений, как и методы извлечения терминов по отдельности, не обладают 100%-ой точностью и полнотой, а их последовательное применение только увеличивает процент ошибок. Целью данной работы является повышение полноты и точности извлечения терминов предметной области из иероглифических текстов. Предлагаемый метод состоит в выявлении повторяющихся последовательностей длиной от двух до четырех символов в каждом предложении и соотнесения частот встречаемости этих последовательностей в целевой и контрастной коллекциях документов. В результате проведенного исследования было установлено, что простое ранжирование всех возможных последовательностей символов позволяет удовлетворительно выявлять только наиболее часто используемые термины. Фильтрация последовательностей символов по соотношению их частот в целевой и контрастной коллекциях позволила надежно извлекать часто используемые термины и удовлетворительно – термины с низкой частотой. В работе приведены результаты извлечения терминов предметной области «сетевые технологии» из текста на китайском языке, где в качестве контрастной коллекции использовался набор статей из газеты «Женьминь жибао», в результате чего получены вполне удовлетворительные результаты.

ТЕХНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ И ТЕХНОЛОГИИ

1103
Предмет исследования.Рассмотрены способы повышения эффективности пьезоэлектрических вибродатчиков, используемых в авиационной технике для контроля уровня вибрации газотурбинных двигателей. Исследовано влияние микрогеометрии поверхности детали вибродатчика на его коэффициент поперечного преобразования. Предложены меры по улучшению эксплуатационной характеристики авиационных датчиков вибрации без увеличения себестоимости их изготовления за счет оптимизации микрогеометрии функциональных поверхностей. Метод. Показан способ нахождения наилучшей микрогеометрии поверхности в заданных производственных условиях. Применен метод оценки микрогеометрии функциональных поверхностей с использованием графических критериев. Для планирования эксперимента по обработке функциональных поверхностей использован метод Тагути, позволивший значительно сократить количество проводимых экспериментов без потери достоверности результатов. Основные результаты. Выявлена взаимосвязь технологических факторов изготовления деталей датчика вибрации и его чувствительности. Определены оптимальные методы и технологические параметры механической обработки поверхностей деталей, обеспечивающие наилучшую чувствительность датчиков. Практическая значимость. Результаты исследования могут найти применение на приборостроительных предприятиях при проектировании и изготовлении датчиков вибрации, принцип работы которых основан на пьезоэлектрическом эффекте.

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ И КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

1111
Построена математическая модель динамики денежных средств проекта. Рассмотрены основные направления расходования денежных средств вуза в рамках проектной деятельности. Выявлены проблемы, возникающие при планировании финансовых показателей проекта, и виды расходов, вносящие наибольшую неопределенность. Приведено формализованное представление решения описанных задач, допускающее программную реализацию. Модель реализована на примере планирования расходов на оплату отпуска участникам проекта. Сформулированы задачи прогнозирования расходов на отпускные расходы: расчет резерва по министерской методике, в соответствии с графиком отпусков – определение наиболее вероятной прогнозируемой суммы. Построена вероятностная модель расходования средств на выплату отпускных расходов. Предложенные методы решения поставленных задач позволили значительно уменьшить погрешность прогноза на примере данных 2015 года.
ИМИТАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ ВИРТУАЛЬНОГО КАНАЛА Татарникова Т. М., Елизаров . М.
1120
Предмет исследования. Предложен вычислительный инструмент для оценки вероятностно-временных характеристик инфокоммуникационной сети как показателей качества при выборе эффективных проектных решений. Для оценки вероятностно-временных характеристик инфокоммуникационных сетей примененоимитационное моделирование, позволяющее учесть динамические и стохастические аспекты их функционирования. Предложен подход к снижению размерности имитационной модели, основанный на декомпозиции инфокоммуникационной сети на множества виртуальных каналов. Используемые подходы. Топологически полная инфокоммуникационная сеть представляется моделью виртуального канала, соединяющего источник и адресат, а вероятностный эквивалент нерассматриваемой части сети представлен в виде генератора внешних потоков, чтобы учесть особенности взаимодействия потока рассматриваемого виртуального канала с потоками других маршрутов. Одна и та же модель виртуального канала для представления разных сегментов инфокоммуникационной сети будет отличаться только параметрами. Основные результаты. Показано, что применение объектного подхода позволяет строить вариации структур и параметров виртуального канала, соответствующие реальным сегментам инфокоммуникационной сети. Продемонстрирована сходимость результатов аналитического и имитационного моделирования, что позволяет применять имитационную модель виртуального канала как вычислительный инструмент для оценки вероятностно-временных характеристик инфокоммуникационной сети. Практическая значимость. Модельвиртуального канала может быть полезна как средство для планирования вычислительных ресурсов и прогнозирования показателей качества инфокоммуникационной сети.

КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ

1128
Рассматриваются задачи обеспечения качества механических систем на этапах проектирования, так как выбор технического решения при проектировании механических систем оказывает существенное влияние на качество изделия. В сложившейся практике процесс выбора итогового технического решения, как правило, осуществляется разработчиками, которые опираются на свой личный опыт и профессиональную интуицию. Известные методы прогноза качества опираются в основном на статистические данные, что приводит к ограничению применения таких методик для прогнозирования качества в процессе разработки оригинальных единичных механических изделий, в которых закладываются новые технические решения. Предложена методика, основанная на относительной качественно-количественной оценке вариантов конструктивного исполнения проектируемого изделия для осуществления обоснованного выбора оптимального технического решения из ряда альтернативных. Конечной целью предлагаемой и рассматриваемой методики является повышение уровня качества разрабатываемых механических изделий. Одним из отличительных элементов методики является определение основного показателя качества проектируемого изделия, базовых показателей качества, а также использование базового технического решения, относительно которого будет производиться оценка и сравнение технических решений. В основу качественной оценки вариантов заложен метод экспертных оценок в модифицированном варианте. Количественная оценка вариантов осуществляется на основе анализа конструктивно-технологических параметров, влияющих на основной показатель качества и на базовые показатели качества. Методика использована при исследовании зубчатых передач исполнительных механизмов, оптико-механических систем и конструкций механического автоматического захвата кластера. Предложенная методика позволяет повысить качество разработки изделий за счет снижения влияния субъективности разработчиков, повышения качества анализа информации и привлечения инженерного потенциала коллектива в вопросах выбора технического решения из ряда возможных. Описан алгоритм предлагаемой методики, отмечены ее отличительные особенности и сделаны выводы о целесообразности использования предложенной методики в инженерной практике.
АНТИФУНГАЛЬНАЯ АКТИВНОСТЬ ZnO, SiO2, Au И Ag АКРИЛОВЫХ НАНОКОМПОЗИТОВ Денисюк И. Ю., Васильева . Н., Фокина М. И., Бурункова Ю. Э., Успенская М. В., Зулина Н. А., Богомолова . Т., Выборнова . И.
1133
Представлены сведения о противогрибковом действии нанокомпозитного материала на основе акрилатов и функциональных наночастиц. Изучение активности материала проводили методом диффузии в агар, в качестве тест-объекта использовали штамм гриба Candidaalbicans(C. albicans).Показано антифунгальное действие полимерной матрицы, которое может быть усилено введением оксида цинка.
1137
Предмет исследования. Исследуетсяорганизация межмашинного обмена по агрегированным каналам, разделенным на группы. Для запросов на передачу пакетов организуется общая очередь. В результате множественного доступа по каждому запросу одновременно предоставляются ресурсы всех каналов группы, через каждый из которых передается копия пакета. Методология исследования. Исследование эффективности межмашинного обмена основывается на аналитическом моделировании. Ввиду идентичности каналов и одновременности их предоставления для передачи пакета предполагается, что все копии будут доставлены адресату одновременно, хотя при этом возможна передача с ошибками или потеря пакетов, что обосновывает представление группы каналов одним обслуживающим прибором.Основные результаты. Показана эффективность организации резервированных передач копий пакетов через агрегированные каналы, разделенные на группы. Определены границы целесообразного применения резервированной передачи пакетов, критичных к времени их безошибочной доставки через агрегированные каналы, разделяемые на группы. Практическая значимость. Предложенные модели могут быть использованы при выборе решений по организации резервированной передачи через агрегированные каналы. 
ВЛИЯНИЕ ТОПОЛОГИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ НА ДИНАМИКУ ТЕМПОРАЛЬНОЙ СЕТИ Гулева . В., Амуда . А., Боченина К. О., Слоот П. М.
1141
Изучено влияние начальной топологии графа на динамику темпоральной сети. Приведен пример сети рынка межбанковских кредитов. Модель рынка межбанковских кредитов представлена графом, в узлах которого лежат банки, а на ребрах – межбанковские кредиты. Динамические процессы на темпоральной сети обусловлены изменением состояний узлов и заключены в удалении узлов, в возникновении, удалении или перевязке ребер, что модифицирует состояния узлов, инициируя дальнейшую динамику. Алгоритм модификации сети в течение эволюции принят неизмененным. Приведены параметры генеративных моделей малого мира, случайных и масштабно-инвариантных графов, соответствующие различным результатам моделирования эволюции системы при фиксированных алгоритмах модификации. Показано влияние параметров генеративных моделей на динамику эволюции топологии. Полученный результат позволяет оценить время до достижения состояния с нестабильной топологией, а также оптимальную топологию для перехода в стабильное состояние при заданных  алгоритмах модификации.
1145
Исследованы методы предсказания пиков эпидемий гриппа с применением популяционных математических моделей: Барояна–Рвачева и адаптированной модели Кермака–Маккендрика, предложенной авторами статьи. Выполнен сравнительный анализ точности предсказания времени и величины пиков эпидемий на многолетних данных по заболеваемости острыми респираторными заболеваниями в Санкт-Петербурге. В основе метода сравнения лежат три критерия точности с условными названиями «квадрат», «вертикальная полоса», «горизонтальная полоса» и два варианта оценивания параметров модели. В первом варианте модель калибруется на данных первого города, охваченного эпидемией, и используется в дальнейшем для других городов, что позволяет учитывать пространственные характеристики распространения эпидемии по стране. Во втором варианте используются только ретроспективные данные, доступные на момент прогнозирования для данного города. Преимуществом предложенного подхода является отсутствие необходимости использовать дополнительные, не всегда доступные внешние данные для прогнозирования эпидемии. Результаты тестовых расчетов показали, что первый метод показывает хорошие результаты при значительных задержках между пиками эпидемий в разных городах. В случае если эпидемия в Санкт-Петербурге началась вскоре после регистрации первых эпидемических вспышек в других городах Российской Федерации, второй метод показывает сопоставимые результаты с точностью до 90%, что позволяет использовать результаты расчетов для планирования противовирусных мероприятий. Заблаговременность предсказания пиков пока остается на относительно низком уровне, что, по-видимому, связано с разнообразием шаблонов распространения вируса и постоянными изменениями транспортных связей внутри страны.
Информация 2001-2019 ©
Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики.
Все права защищены.

Яндекс.Метрика