Системный анализ и прикладная информатика

Представлены результаты корреляционного анализа причин дорожно-транспортных происшествий в условиях современного такого современного мегаполиса, как г. Минск. Выявлены наиболее частые причины дорожно-транспортных происшествий, включая наезды на пешеходов по вине водителей (23,7%), столкновение на перекрестках (11,7%), инциденты на регулируемых (12,2%) и нерегулируемых (16,3%) пешеходных переходах, а также на проезжей части (43,34%). Исследована зависимость транспортных инцидентов от времени суток, дня недели и месяца года. Показаны периоды, когда дорожно-транспортные инциденты происходят с 3.00 до 6.00 ч, с 15.00 до 18.00, а также с 21.00 до 24.00 в понедельник, пятницу и воскресенье в январе, марте, июне, сентябре, октябре и ноябре. Методы корреляционного и множественного регрессионного анализа могут быть основой превентивного управления безопасностью дорожного движения в условиях современного мегаполиса.

Ключевые слова

В работе предложена математическая модель, описывающая динамику метаболического процесса образования молока в вымени коровы в зависимости от значения промежутка времени, прошедшего с момента окончания последнего доения. Интенсивность процесса образования молока в вымени коровы, а, следовательно, и ее молочная продуктивность, зависит, в том числе, от оптимального выбора кратности доений в сутки с определенными интервалами времени между доениями. Предлагаемая модель позволит учитывать данные факторы при анализе и оптимизации условий содержания молочного стада крупного рогатого скота (КРС). Результаты исследований применимы при диагностике состояния коровы, при сравнительной оценке эффективности кратности доения и т. д. Коэффициент детерминации, при использовании в качестве модели апериодического звена, составил 0,82. Преимуществом предлагаемого подхода к идентификации биологического объекта – коровы – является использование методики пассивного эксперимента на основе статистической обработки массивов экспериментальных данных по надоям, регистрируемых современными информационными системами управления стадом КРС на действующих молочно-товарных комплексах.

При значительным развитии полупроводниковой техники, создающей миниатюрные устройства с мощной способностью в обработке данных и обладающими сетевыми возможностями, в настоящее время Интернет вещей (Internet of Things) (IoT) стал одной из самых горячих тем в промышленности и в коммуникации. Идея IoT состоит в том, чтобы постоянно соединять физические объекты, такие как микроволновая печь, двери, отопительные приборы, освещение, холодильники и так далее-все, что среди нас. Техническое понятие IoT позволяет этим различным физическим объектам быть представленными информацией о себе за счет сигналов датчиков и хранить эту информацию на сервере. Промышленный Industrial IIoT должен объединить различные технологии, чтобы улучшить коммуникации от машины к машине. У каждого из промышленных элементов IoT есть свои собственные коммуникационные требования, которые характеризуют надежность и качество обслуживания (QoS). Согласно развитию промышленной автоматизации, промышленный Интернет вещей IIoT широко используется на “умных” предприятиях, чтобы собрать данные, обработать их и оптимально управлять производством. Один из самых важных компонентов IIoT-беспроводная сеть датчиков, которую легко развернуть в уже имеющихся производственных условиях для решения большого количества задач, таких как контроль хода производственного процесса и контроль окружающей среды.В статье сосредоточено внимание на 3D-навигации мобильного робота в 5G-коммуникации совместно с сетью датчиков для планирования пути робота. Мобильный робот может быстро перемещаться в трехмерной (3D) внутренней промышленной среде для решения многих задач, таких как мониторинг возможных поломок оборудования на предприятии [3], сбор данных и их передача по каналам беспроводной связи [4], решение транспортных задач [5].

Ключевые слова

В статье даётся классификация основных компонентов систем беспилотного летательного аппарата (БЛА), даётся обоснование фильтру Калмана и необходимость использования его для точного получения координат беспилотных летательных аппаратов. Беспилотные летательные аппараты (БПЛА) все чаще используются в военных и научных исследований. Некоторые миниатюрные БПЛА полагаются полностью на глобальной системе позиционирования (GPS). GPS уязвим для случайного или преднамеренного вмешательства что может привести к его сбою. Для БПЛА, полагающихся исключительно на GPS для навигации такое событие может быть катастрофическим. В настоящем документе предлагается расширенный подход фильтра Калмана для оценки местоположения БПЛА, когда его GPS-соединение потеряно. Приводится альтернативное использование частичного фильтра. В конце делается вывод о необходимых направлениях дальнейших научных исследований.

Ключевые слова

Рассматривается задача оценивания информации, содержащейся в случайных сигналах, поступающих от различных источников – измерителей. При этом предполагается, что измерители являются дискретными и описываются, как и исходный оцениваемый процесс, дискретной математической моделью в виде разностных уравнений. В качестве алгоритма оценивания рассматривается дискретный фильтр Калмана, который в общем случае при неадекватности математических моделей реальным процессам может давать искаженную информацию. Для повышения точности оценивания предлагается применять комплексирование всех возможных измерителей с введение дополнительной априорной информации с помощью системы нечеткой логики. При этом переход от полученных расчетным путем вероятностных характеристик оцениваемого процесса к функциям принадлежности нечеткой логики предлагается производить на основе выходных параметров фильтра Калмана с помощью нормировки апостериорной плотности вероятности. Данный подход позволяет повысить точность оценивания, так как учитывает дополнительную информацию и комплексную её обработку.

Ключевые слова

Рассматривается усовершенствованный вариант алгоритма, реализующего метод пропорциональной навигации для наведения зенитных управляемых ракет в ограниченном секторе углового сопровождения, связанного с линией визирования аэробаллистической цели и обеспечивающие устойчивое наведение ракеты с максимальными углами упреждения, не превышающих предельно допустимых. Приводятся аналитические выражения, описывающие алгоритм формирования команд управления и сигналов коррекции, адаптивных к параметрам движения, реализующий сопровождение и наведение ракеты в широком диапазоне дальностей, высот и скоростей движения объекта перехвата. Представлены результаты математического моделирования задачи пространственного перехвата аэробаллистической цели, а также сравнительный анализ и предварительная оценка точности наведения существующих классических и модифицированных вариантов метода пропорциональной навигации.

Ключевые слова

Предложены способы редуцирования моделей объектов управления, содержащих колебательные и форсирующие звенья, основанные на использовании модуля квадратного уравнения и коэффициента разложения, делающих их дискриминант равным или больше нуля. Способы позволяют учитывать изменения коэффициентов передачи в процессе редуцирования моделей объектов и провести предельное упрощение квадратных уравнений колебательных и форсирующих звеньев. Порядок редуцированных моделей объектов уменьшается, а их работа близко совпадает с исходной моделью. При этом значительно упрощается синтез корректирующих устройств, работа которых в составе систем управления осуществляется с перерегулированием (не превышающим 10–17%), которое может быть уменьшено выбором общего коэффициента усиления системы. Приведены примеры редуцирования реальных моделей объектов управления, синтеза цифровых корректирующих устройств и проверки их работы путем моделирования.

Ключевые слова

Исследованы возможности использования математических моделей теории очередей с целью управления в реальном времени моделируемыми ней процессами дискретных производств. В качестве модельного примера рассматривалась система управления перестановками предметов обслуживания в очередях. Для анализа были использованы методы расчета управляемых BMAP систем и методы теории восстановления на периодах занятости для очередей с вакансиями требований.В результате исследования выяснено, что математическое моделирование в теории очередей может быть использовано для имитационного моделирования дискретного производства с целью проектирования и производственного анализа, но не может быть использовано для управления моделируемыми процессами в реальном времени.

Ключевые слова

Получено выражение для оценки достоверности информации при ее передаче по квантово-криптографическому каналу связи, содержащему счетчик фотонов с мертвым временем. По результатам математического моделирования установлены зависимости достоверности принятых данных от среднего времени однофотонной передачи информации. Выполненные исследования показали, что с ростом среднего времени однофотонной передачи информации эти зависимости растут, достигая насыщения. Причем прочих равных параметрах с ростом средней длительности мертвого времени продлевающегося типа насыщение происходит при больших значениях среднего времени однофотонной передачи информации.

Ключевые слова