В статье рассматривается представления данных для предметных областей практико-ориентированной направленности, которые являются основой общей модели данных для создания единого хранилища данных. Приводится краткая характеристика предметных областей, связанных с различными направлениями деятельности людей на текущий момент времени. Предложены соответствующие модели данных, а также рассмотрена их взаимосвязь между собой в аспекте обработки данных и построения единой универсальной системы, базирующейся на информационной технологии складирования данных и которой характерны расширяемая комплексная предметная область, интегрированность данных, поступающих из различных источников, инвариантность хранимых данных во времени с обязательными темпоральными метками, относительно высокая стабильность данных, поиск необходимых компромиссов в избыточности данных, модульность отдельных блоков системы, гибкость и расширяемость архитектуры, высокие требования к безопасности хранимых данных. Предлагается общий подход к сбору и хранению данных, а также рассматриваются соответствующие модели данных с подробным описанием, которые в дальнейшем будут интегрироваться в единую схему базы данных, на основании чего будет формироваться обобщенная схема хранилища данных типа «созвездие фактов». Для получения моделей данных применяется структурная методология и учитываются общие принципы концептуального моделирования. Разработка единой комплексной системы на основе полученных моделей предметных областей, способной работать сразу со многими информативными источниками и представлять данные в удобном для пользователей виде будет востребована в дальнейшем для проведения анализа данных выбранной предметной области и установления возможных межпредметных взаимодействий.
Системный анализ и прикладная информатика
2017. — Выпуск 3
Содержание:
Рассматривается задача демпфирования случайных воздействий на подвижную платформу с размещенной на ней системой мониторинга земной поверхности, установленную на беспилотном летательном аппарате. В качестве внешнего воздействия рассматривается случайная турбулентность атмосферы, описываемая с помощью формирующего фильтра, на вход которого поступает белый шум. Система мониторинга с подвижной платформой рассматривается как система управления, критерием оптимальности которой предлагается использовать критерий качества стохастической нормы системы, которая количественно характеризует чувствительность выхода системы к случайным входным возмущениям, вероятностное распределение которых известно не точно. Это приводит к специальному варианту стохастической нормы - анизотропийной норме. Рассматривается методика построения робастной системы фазового управления с применением анизотропийного регулятора. Путем математического моделирования получены коэффициенты оптимального регулятора. В качестве примера для оценки работоспособности предлагаемого алгоритма рассматривается один из каналов управления подвижной платформы, заданный дискретной математической моделью второго порядка. Представлены качественные иллюстрации работоспособности предлагаемого алгоритма и количественные характеристики изменения выходных сигналов. Применение анизотропийных регуляторов в системах демпфирования случайных воздействий является перспективным, так как позволяет снизить влияние на качество работы системы неопределенностей, обусловленных различиями между выбранной математической моделью и реальной оптимизируемой системой.
Ключевые слова
Модель устойчивого развития территории должна находиться в состоянии контроля и управления. Система градостроительного мониторинга Украины в полной мере не обеспечивает информацией об уровне устойчивого развития населенных пунктов и регионов. Поэтому необходимо создавать системы для контроля показателей устойчивости развития населенных пунктов и регионов. Задачей этого исследования является анализ существующих программ стимулирования устойчивого развития в странах Европы и разработка рекомендаций по необходимости организации таких систем в Украине и усовершенствования системы градостроительного мониторинга. В статье описаны такие системы и программы: URBACT - программа обмена передовым опытом между городами с помощью создания тематических групп. Миссия URBACT заключается в разработке комплексных решений городских проблем путем создания тематических групп муниципалитетов городов разных стран, выявления передового опыта с целью улучшения городской политики; URBAN AUDIT - большой набор статистической информации. Основная цель системы заключается в предоставлении объективных и пригодных для сравнения статистических данных о европейских городах; URBAN ATLAS - обеспечивает общеевропейское сравнение данных о землепользовании городов. Информация ведется в виде открытых геопространственных данных. Система направлена на содействие работе по планированию территории и учету объектов. Необходимо перенимать передовой опыт внедрения технологии устойчивого развития и применять его в других странах, которые выбрали моделью своего развития модель устойчивого развития территории. Существующую сегодня в Украине систему градостроительного мониторинга необходимо усовершенствовать и наделить ее новой задачей - учетом показателей устойчивого развития территорий. Эта система наиболее подходит для выполнения такой задачи, поскольку градостроительный мониторинг ведет учет определенных показателей в виде пространственных данных.
Ключевые слова
Алгоритмы адаптивного управления, применяющиеся на сегодняшний день, существуют уже несколько десятилетий. За это время интенсивное развитие получили информационные технологии и сегодня все более актуальным является их применение в сфере транспорта. В статье анализируются современные тенденции развития адаптивных методов управления транспортными потоками. Выполнен обзор наиболее перспективных направлений в сфере интеллектуальных транспортных систем, таких как высокоскоростное беспроводное взаимодействие автомобилей друг с другом и с дорожной инфраструктурой, основанное на использовании технологий DSRC и WAVE, прогнозирование заторов по признакам, включающим информацию о дорожном потоке, степени занятости дороги, скоростях транспортных средств, с помощью методов машинного обучения, правил нечеткой логики и генетических алгоритмов, внедрение систем содействия водителю для повышения автономности транспортных средств. Приведены преимущества, предоставляемые этими технологиями, для повышения безопасности, эффективности и удобства использования транспорта. Описан мультиагентный подход, использующий V2I-взаимодействие между автомобилями и контроллером перекрестка для повышения эффективности управления за счет более полной информации о транспортном потоке и возможности отдавать команды отдельным автомобилям через сообщения. Представлен ряд алгоритмов, использующих этот подход для создания нового поколения адаптивных транспортных систем.
Ключевые слова
В данной статье предлагается модель биотехнической системы и алгоритм управления облучением по поведению поросят-отъемышей с использованием технологий машинного зрения. Эффективная температура внутреннего воздуха является косвенным показателем благоприятности условий содержания животных. В данной статье выдвинута гипотеза: управление микроклиматом в животноводческом помещении должно основываться на прямых показателях благоприятности содержания. Данным показателем целесообразно считать поведение животных. Разработаны структурно функциональные схемы функционирования биотехнической системы животноводческого комплекса в нотации IDEF0. Представлен алгоритм управления облучением поросят-отъемышей по этологическому признаку расположения животных по площади пола. Задача применения технического зрения в системе управления микроклиматом ранее не решалась. Алгоритмы автоматического управления электротехнологическими процессами в сельском хозяйстве в литературе ранее не встречались. Разработанный принцип интеллектуального управления позволяет оптимально обеспечивать комфортные условия содержания животных в режиме реального времени. Результаты исследования могут быть использованы при создании и проектировании современных систем автоматического управления микроклиматом.
Ключевые слова
Преобразование солнечной энергия непосредственно в электрическую осуществляется солнечными модулями в составе фотоэлектрической станции (ФЭС). Каждый модуль имеет свою характеристику зависимости генерируемой мощности от напряжения (P-V) при определенных условиях окружающей средыинтенсивности солнечного излучение и температуры. Характеристика P-V имеет уникальную точку максимальной выходной мощности (МВМ) и ее отслеживание является достаточно сложной проблемой. В мировой практике предложено большое разнообразие алгоритмов, обеспечивающих функционирование ФЭС при МВМ. Предложено рассматривать решение этой задачи в два этапа: 1 - выбор алгоритма идентификации отклонения и 2 - пректирование контроллера управления преобразователем постоянного тока, обеспечивающего величину напряжения, соответствующей точке МВМ. Наиболее совершенными характеристиками обладает предложенный адаптивный нечеткий агент, функции принадлежности (ФП) которого разработаны с учетом характерных уникальных свойств ФЭС-нелинейности характеристики P-V и ее несимметричности относительно точки МВМ. Приведен пример формирования ФП. Эффективность предложенных решений подтверждается результатами проведенного численного эксперимента на разработанной имитационной модели в среде MATLAB-Simulink. При этом адаптивный нечеткий агент обеспечивает сокращение времени выхода на заданную траекторию примерно вдвое.
Целью данной работы является создание автоматизированной системы учёта наличия и использования природных ресурсов в Республике Беларусь. Для достижения поставленной цели решались следующие основные задачи: провести аналитический обзор подобных информационных систем, выделить их достоинства и недостатки, разработать новую усовершенствованную версию системы с учётом предыдущего опыта использования, апробировать полученный инструмент для оценки экологичности природоёмких производств и технологий. В статье приводится аналитический обзор современных программных средств автоматизации учёта и рационального использования природных ресурсов. Показано, что их применение не возможно для качественного решения актуальных задач в нашей стране. Последовательно описаны три версии автоматизированной системы, предназначенной для сбора, хранения, обработки и представления предметных данных о наличии и использовании природных ресурсов. Выполнен сравнительный анализ с существующими аналогами. Указаны отличительные особенности и преимущества предложенного решения. С использованием разработанной системы выполнена оценка природоёмкости проектов в составе Государственной программы инновационного развития Республики Беларусь на 20011-2015 годы. Выделено Министерство энергетики - как государственный заказчик наиболее природоёмких проектов и технологий. Таким образом, показано, что предлагаемая автоматизированная информационная система учёта наличия и использования природных ресурсов позволяет выполнять сбор, хранение, анализ и отображение предметной информации, а также является актуальной основой для поддержки принятия управленческих решений в области рационального природопользования и охраны окружающей среды. Полученные результаты использованы Государственным комитетом по науке и технологиям для оценки проектов в составе Государственной программы инновационного развития Республики Беларусь на 2011-2015 годы на предмет природоёмкости.
Ключевые слова
Дальнейшее развитие криптографических алгоритмов, основанных на принципах многозначной логики, требует более тщательного изучения недвоичных криптографических примитивов - S-блоков. Одной из перспективных конструкций для синтеза S-блоков является конструкция Ниберг, обеспечивающая высокое качество конструируемых S-блоков в двоичном случае. Недостатком конструкции Ниберг являются малые мощности конструируемых классов S-блоков. Тем не менее, данный недостаток удается преодалеть за счет рассмотрения всех изоморфных представлений основного поля, существенно расширив выбор доступных высококачественных S-блоков. Проведенные в настоящей статье исследования показали, что преимущества конструкции Ниберг могут быть легко перенесены на многозначный случай. Так, в работе построены полные множества S-блоков конструкции Ниберг над всеми изоморфными представлениями полей GF(pk), p = 3,5 и исследованы их нелинейные характеристики. В качестве критерия нелинейности выбран метод, основанный на измерении расстояния нелинейности: расстояния от компонентных функций многозначной логики до множества функций Виленкина-Крестенсона, являющихся наиболее линейными. Рассчитаны также коэффициенты корреляции векторов выхода и входа полученных S-блоков. Проведенные исследования показали высокое качество построенных криптографических примитивов и позволяют рекомендовать их к использованию в криптоалгоритмах, основанных на принципах многозначной логики.
Ключевые слова
Рассматривается проблема поиска кратчайших путей между всеми парами вершин взвешенного ориентированного графа. Известны алгоритмы Дейкстры и Флойда-Уоршелла, однородные блочные и параллельные алгоритмы и другие алгоритмы решения этой проблемы. Предлагается новый разнородный блочный алгоритм, рассматривающий различные типы блоков и учитывающий разделяемую иерархическую организации памяти и многоядерность процессоров при вычислении блока каждого типа. На теоретическом и экспериментальном уровнях проводится сравнение предлагаемых разнородных алгоритмов вычисления блоков с общепринятым однородным универсальным алгоритмом пересчета блока. Основной акцент делается на использовании вариантов неоднородности, взаимодействия блоков во время вычислений и вариаций в размере блока, размере матрицы блоков и общего количества блоков с целью выявления возможности сокращения объема вычислений, производимых при расчете блока, сокращения активности работы с кэш памятью процессора и выявления влияния времени расчета каждого типа блока на общее время выполнения разнородного блочного алгоритма. Предложен рекуррентный ресинхронизированный алгоритм расчета диагонального блока (D0), улучшающий использование кэш памяти процессора и сокращающий количество итераций и размер данных, необходимых для расчёта диагонального блока до 3 раз, что дает ускорение в расчете диагонального блока до 60%. Для более эффективной работы с кэш памятью предложены варианты перестановки основных циклов k-i-j алгоритмов расчета блоков креста (C1, C2) и обновляемых блоков (U3), использование которых в комбинации с алгоритмом расчета диагонального блока сокращает общее время работы разнородного блочного алгоритма на 13% в среднем по сравнению с однородным блочным алгоритмом.
Ключевые слова
Исследуется применение DLP-системы для защиты конфиденциальной информации, предлагается методика адаптации DLP-системы к специфике деятельности организации, проводится сравнительный анализ результатов работы стандартной и адаптированной DLP-систем в Банке. Разработаны: методика анализа событий информационной безопасности, алгоритм реагирования на выявленные события, а также методика и процедуры адаптации стандартной DLP-системы к специфике деятельности Банка. Методика адаптации стандартной DLP-системы к специфике работы Банка состоит из следующих мероприятий: определение категорий критичной корпоративной информации, аудит информационных систем, описание актуальных рисков и их оценка, введение регламентов обращения с информацией ограниченного распространения и настройку DLP-системы в соответствии со спецификой работы Банка. Модернизация конфигурации стандартной DLP-системы включает в себя следующие процедуры: селекцию конфиденциальной информации Банка по критерию принадлежности, настройку детектирования, создание периметров и разработку алгоритма реагирования на выявленные события информационной безопасности в Банке. Алгоритм предназначен для повышения эффективности реагирования сотрудниками службы информационной безопасности в случаях выявления инцидентов и описывает этапы последующих действий. Результаты исследований доказывают, что использование адаптированной DLP-системы значительно снижает количество ложных срабатываний, повышая точность детектирования конфиденциальной информации и снижая риск утечки критичной информации за пределы корпоративной сети. Применение адаптированной DLP-системы в Банке позволило повысить быстродействие реагирования специалистов службы информационной безопасности на выявленные адаптированной DLP-системой события информационной безопасности в Банке, а также позволило осуществить переход работы DLP-системы из режима копирования в режим блокирования нелегитимной передачи информации.