bluuebunny/crossref_metadata_2025 huggingface dataset:
ДВУХЭТАПНАЯ МОДЕЛЬ ОПТИМИЗАЦИИ СТРУКТУРЫ ПОСЕВОВС УЧЕТОМ РИСКОВ
Authors: Я.М. Иваньо , С.А. Петрова , М.Н. Полковская
Published: November 2024

Сельскохозяйственное производство подвержено воздействию значительного количества внешних факторов, влияющих на результаты деятельности аграрных предприятий, из которых наиболее значимо воздействуют разные гидрометеорологические явления. Эффективное планирование получения аграрной продукции связано с учетом, прежде всего, природных рисков. В работе рассматривается двухэтапная модель оптимизации размещения посевов сельскохозяйственных культур, которая учитывает влияние негативных природных явлений на производство аграрной продукции. Использование многоэтапной экстремальной задачи обусловлено тем, что планирование на последующем шаге (как правило, год) зависит от предшествующего результата. При этом в модели использованы параметры, характеризующие влияние одного или нескольких экстремальных климатических явлений на получение сельскохозяйственной продукции. Предложенная двухэтапная модель с вероятностными параметрами реализована для сельскохозяйственного предприятия Иркутской области с учетом влияния сильной засухи.
МОДЕЛИРОВАНИЕ АНТРОПОГЕННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА СРЕДНЮЮ КОТЛОВИНУ ОЗ. БАЙКАЛ
Authors: М.С. Зароднюк , Р.А. Иванов , Е.В. Кучменко
Published: November 2024

Обобщены экспериментальные исследования загрязнения атмосферы промышленных центров и моделирование его влияния на побережье cредней котловины Байкала. Информация о содержании минералов диоксида серы, сульфатов, оксидов азота, нитратов в атмосфере и атмосферных отложений (аэрозоль, осадки, снежный покров) анализируется для определения влияния региональных источников на состав атмосферы над cредним Байкалом. Количество оксидов серы и азота, поступающих в cреднюю котловину озера Байкал из крупных источников, оценивается на основе математического моделирования.
МЕТОД СИНХРОНИЗАЦИИ СПРАВОЧНИКОВ ТРЕХМЕРНЫХ МОДЕЛЕЙПРИ ПЕРЕДАЧЕ ДОКУМЕНТАЦИИ МЕЖДУ ПРЕДПРИЯТИЯМИ
Authors: Д.Б. Козырев , О.В. Ульянин
Published: November 2024

В данной работе представлена структура и показана необходимость передачи электронной конструкторской документации между предприятиями. Предложен метод синхронизации справочников трехмерных моделей стандартных и прочих изделий при передаче документации между предприятиями, основанный на передаче трехмерных моделей с привязкой к записям справочника принимающего предприятия.
МОДЕЛИ БАЗОВЫХ КОМПОНЕНТОВ СИСТЕМЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ АГЕНТНЫХ ИМИТАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ И ИХ РЕАЛИЗАЦИЯ В ПРОГРАММНОМ КОМПЛЕКСЕ ADSKIT
Authors: А.И. Павлов , А.Б. Столбов
Published: November 2024

В статье обсуждаются вопросы разработки моделей базовых компонентов, обеспечивающих функционирование системы проектирования агентныхимитационных моделей Adskit (agent development support kit). Согласно используемому в статье подходу агентная имитационная модель рассматривается как программная система, обладающая специфической функциональностью, которую можно свести к множеству операций, которые связанны с жизненным циклом имитационной модели, коммуникацией между элементами модели; логическим выводом на основе баз знаний; организацией вызова внешних подпрограмм и т.п.. В статье приведены примеры программной реализации моделей в программном комплексе Adskit с использованием Java, Jess, Drools, Madkit.
РОЛЬ И ВОЗМОЖНОСТИ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ ТЕЗАУРУСОВВ КОГНИТИВНЫХ ТЕХНОЛОГИЯХ
Authors: Н.П. Тучкова
Published: November 2024

Рассматриваются проблемы восприятия информации в обучении, науке, критических ситуациях в контексте когнитивных технологий. Учесть семантику предметных областей при использовании когнитивных технологий одна из задач цифровой среды. Эту задачу предлагается решать путем привлечения специализированных предметных тезаурусов. Отмечается, что в цифровую эпоху возрастает роль специализированных тезаурусов, как основы для онтологического представления данных в информационных системах. На базе тезаурусов легко сформировать онтологию ситуации и использовать ее как модель данных для когнитивных агентов.
ПРИМЕНЕНИЕ МЕТАПРОГРАММИРОВАНИЯВ ИНТЕГРИРОВАННОЙ ГРАФИЧЕСКОЙ СРЕДЕ ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ТРУБОПРОВОДНЫХ СИСТЕМ ЭНЕРГЕТИКИ
Authors: Е.А. Барахтенко , Д.В. Соколов
Published: November 2024

В статье представлен методический подход, позволяющий средствами метапрограммирования автоматизировать построение интегрированной графической среды для компьютерного моделирования трубопроводных систем энергетики различного типа. Автоматизированное построение интегрированной графической среды выполняется в рамках концепции Model-Driven Engineering на основе компьютерной модели трубопроводной системы и онтологий.
ТЕХНОЛОГИЯ БЕЗОПАСНОЙ КОММУНИКАЦИИ УСТРОЙСТВ С ОГРАНИЧЕННЫМИ РЕСУРСАМИ
Authors: А.Р. Махмутов , Н.И. Высоцкий , К.В. Миронов , М. Майзель , Т. Сотер
Published: November 2024

В статье представлена технология защищенной передачи данных, которая может быть применена при построении различных маломощных беспроводных сетей, например, в системах умного дома, промышленных беспроводных сенсорных сетях, коммуникационных сетей SmartGrid. Особенность таких сетей в том, что устройства, из которых они состоят, не обладают достаточной мощностью, чтобы поддерживать быстрое выполнение асимметричных криптоалгоритмов. В связи с этим предлагается использование инфраструктуры ключей, основанной на применении исключительно симметричной криптографии.
ОЦЕНКА РИСКОВ КИБЕРБЕЗОПАСНОСТИ ИНФОРМАЦИОННО-КОММУНИКАЦИОННОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ
Authors: И.Н. Колосок , Л.А. Гурина
Published: November 2024

Парадигма цифровой энергетики ориентирована на создание кибер-физических систем и широкомасштабное использование технологий SmartGrid. Наряду с большими возможностями такого перехода отмечается чувствительность интеллектуальной энергосистемы (ИЭС) к все возрастающим киберугрозам. Необходимость обеспечения и сохранения надежного функционирования ИЭС в условиях внешних и внутренних кибер-атак требует анализа и учета возможных рисков кибербезопасности ИЭС и разработки дальнейших мер ее поддержания.В данной работе рассмотрена информационно-коммуникационная инфраструктура ИЭС и проанализированы свойства кибербезопасностиSCADA,WAMS, являющихся частью инфраструктуры. Особое внимание уделено анализу факторов риска кибербезопасности, учитываемых в дальнейшем при разработке алгоритма оценки рисков кибербезопасности информационно-коммуникационной инфраструктуры ЭЭС на основе теории нечетких множеств, что является (результат исследования авторов). Работоспособность алгоритма в условиях неопределенности показывает его эффективность.
О ПРИМЕНЕНИИ ЕДИНОЙ ДИНАМИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ДЛЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ РАЗВИТИЯ ЭНЕРГЕТИКИ И ЭКОНОМИКИ НА УРОВНЕ СТРАНЫ И ОТДЕЛЬНЫХ РЕГИОНОВ
Authors: Г.В. Агафонов
Published: November 2024

В статье представлены результаты апробации нового подхода к моделированию взаимосвязей между энергетикой и экономикой, основанного на использовании теории систем при выполнении долгосрочного прогнозирования национальной экономики России. Автор описывает модель, дает схему взаимосвязей, уточняет последовательность модельных расчетов и делится опытом разработки модели на основе агрегированного представления национальной экономики России. Также оцениваются возможности использования разработанного подхода к моделированию экономики отдельных регионов и территорий и формулируются требования к исходным статистическим данным, необходимым для построения моделей.
РАЗВИТИЕ МЕТОДОВ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ОПТИМАЛЬНОЙ СТРУКТУРЫ ЭНЕРГОПРОИЗВОДСТВА РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕТОДОВ НЕЧЕТКОГО МАТЕМАТИЧЕСКОГО ПРОГРАММИРОВАНИЯ
Authors: Г. ЗОРИНА Т , В. КАШНИКОВА И , Т. БОГДАН И
Published: November 2024

В статье дается характеристика энергетической системы Республики Беларусь, предложена и решена задача моделирования оптимальной структуры энергопроизводства с нечеткими параметрами. В качестве нечетких параметров были использованы спрос на электро и теплоэнергию. В результате использования предложенной модели была получена оптимальная структура энергопроизводства Республики Беларусь, в которой объемы производства каждой станции принимают нечеткое значение.
ОЦЕНКА РИСКОВ ПРИРОДНЫХ И ТЕХНОГЕННЫХ УГРОЗ УСТОЙЧИВОСТИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ, ЭКОЛОГИЧЕСКИХ И СОЦИАЛЬНЫХ СИСТЕМ НА ОСНОВЕ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
Authors: Л.В. Массель , Н.П. Комендантова
Published: November 2024

В статье рассматриваются предпосылки выполнения совместного проекта, планируемого коллективами Института систем энергетики им. Л.А. Мелентьева СО РАН (Россия, Иркутск) и Международного института прикладного системного анализа (МИПСА) (Лаксенбург, Австрия). Представляет интерес сравнение подходов к исследованию устойчивости, развиваемых в ИСЭМ СО РАН и МИПСА. Приводятся определение разных видов устойчивости, рассматриваемые в международной практике, анализируются исследования области энергетической и экологической безопасности и качества жизни (РФ). С Российской стороны предполагается выполнение проекта для Байкальской природной территории, частично включающей территории Иркутской области, республики Бурятия и Забайкальского края. Будут применены разрабатывающиеся в коллективе научных сотрудников ИСЭМ СО РАН интеллектуальные информационные технологии, основанные, в первую очередь на методах когнитивного и вероятностного (на основе Байесовских сетей доверия) моделирования.
АНАЛИЗ ТРЕБОВАНИЙ К СТРУКТУРЕ АНСАМБЛЯ МОДЕЛЕЙ ДЛЯ ОБРАБОТКИ МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИХ ДАННЫХ
Authors: А.А. Захарова , А.Г. Подвесовский , В.П. Толстенок
Published: November 2024

В статье рассматриваются особенности медико-биологических данных и их влияние на выбор методов при разработке ансамбля моделей. Все медико-биологические данные условно делятся на пять групп, так как могут иметь различную природу, а для их систематизации необходимо применять шкалирование. Так же в статье приведен ряд особенностей медико-биологических данных, которые оказывают непосредственное влияние на выбор способа формирования ансамбля (в зависимости от требуемых результатов), а также на выбор методов, входящих в ансамбль. В статье приведены следующие методы: корреляционный анализ, ассоциативные правила, карты Кохонена и деревья решений. Таким образом, особенности входных данных при формировании ансамбля необходимо учитывать на начальном этапе, чтобы избежать дальнейших ошибок при работе над ансамблем и интерпретации результатов.
Математическое моделирование и численный анализ влияния толщины радиальных рабочих лопаток на долговечность энергетических турбомашин
Authors: О.В. Репецкий , Д.К. Хоанг
Published: November 2024

Данная статья посвящена компьютерному моделированию и численному анализу изменения толщины лопаток для исследования влияния преднамеренной расстройки на долговечность радиальных рабочих колес энергетических турбомашин. Объектом исследования является радиальное рабочее колесо с 10-ю лопатками, изготовленное фирмой “Schiele”, специализирующейся на производстве агрегатов для химической промышленности и вентиляционного оборудования. Использован метод конечных элементов с применением конечного элемента ТЕТ10 из программы ANSYS WORKBENCH. Исследованы несколько вариантов изменения геометрии (толщины лопаток) для анализа прочности рабочих колес, которые могут дать точные прогнозные модели для вынужденной динамической реакции, характеристик расстроенных рабочих колес и оценки ресурса в циклических симметричных системах. Данный анализ является лишь небольшим фрагментом комплексного исследования влияния геометрических и жесткостных параметров на ресурсные характеристики радиальных рабочих колес и выбран из соображений минимального изменения аэродинамических характеристик роторных конструкций. По результатам исследования, два из пяти вариантов показали повышение количества циклов до разрушения рабочего колеса, минимальное процентное изменение массы и собственных частот радиального рабочего колеса. Полученные расчеты позволяются сократить объем дорогостоящих экспериментальных исследований и уменьшить сроки конструирования новых машин по критериям эффективности, надежности, технологии и ресурсосбережения высоконагруженных агрегатов.
Моделирование интегрированной фотоэлектрической системы в условиях развития частной микрогенерации
Authors: И.А. Мальцев , Д.Н. Карамов
Published: November 2024

В статье приведены результаты детального практического изучения законодательной базы Российской Федерации (на текущий момент ее реализации) по вопросу «развития микрогенерации». Выполнено исследование, включающее в себя моделирование системы электроснабжения, построенной на базе частной бытовой фотоэлектрической системы без использования накопителей энергии. Моделирование осуществляется с помощью компьютерной программы, которая учитывает климатические условия Иркутской области. На основе полученных данных даны рекомендации по совершенствованию действующих нормативно-правовых актов законодательства Российской Федерации с последующими предложениями по повышению эффективности стимулирования развития направления «микрогенерация» в России.
Интеллектуальный анализ образовательных данных учебной дисциплины с использованием программы Orange
Authors: О.И. Китаева
Published: November 2024

В статье рассмотрено понятие интеллектуального анализа образовательных данных и выполнен анализ на основе данных учебной дисциплины ВУЗа. Актуальность темы обусловлена необходимостью повышения качества образовательного процесса. Основным методом является получение интеллектуально улучшенных визуальных форм данных для более эффективного понимания скрытых в них закономерностей. В работе рассмотрены возможности применения программного продукта с открытым кодом «Orange» для реализации интеллектуального анализа данных текущей и промежуточной аттестаций студентов-бакалавров по учебной дисциплине «Исследование операций». В результате проведенного анализа выявлены проблемы в процессе освоения дисциплины и предложены пути их решения.
Эффективность редукции ограничений существования свойств в задаче идентификации признаков объекта
Authors: С.В. Смирнов , В.А. Семенова
Published: November 2024

В статье рассматривается проблема учета знания об ограничениях существования в часто встречающейся на практике задаче выявления присущих объекту свойств (признаков, или атрибутов) из априори определяемого набора измеряемых у объекта свойств в случае неполноты и противоречивости результатов измерений. Ставится вопрос о возможности повысить производительность разработанного для решения этой задачи авторского методического обеспечения за счет сокращения размерности описания ограничений существования свойств, измеряемых у объекта. Естественной моделью ограничений существования является множество сущностей (например, признаков объекта) с двумя заданными на нём бинарными отношениями сосуществования – несовместимостью и обусловленностью; размерность такой модели определяется количеством сущностей и мощностью отмеченных экзистенциональных отношений. Показано, что желаемая редукция модели ограничений существования измеряемых у объекта свойств осуществима на основе выделения во множестве измеряемых свойств классов эквивалентности и определения расширенных бинарных отношений несовместимости и обусловленности на множестве выделенных классов. Количественная оценка эффективности редукции ограничений существования выполнена путём машинных имитационных статистических экспериментов. Самостоятельный интерес представляет примененная тактика имитационного моделирования, обусловленная многосвязной структурой ограничений существования, а также многоплановое использование для оценки надлежащего количества статистических испытаний неравенства Хёфдинга, устанавливающего экспоненциально убывающие оценки вероятности отклонений сумм независимых случайных величинот среднего этих сумм. Результаты проведенного исследования подтвердили значимость сокращения размерности модели ограничений существования и выявили характер зависимости получаемого выигрыша от параметров, определяющих конфигурацию указанных ограничений.
Моделирование алгоритмов позиционирования в сенсорной сети на основе DV-HOP
Authors: Г.П. Виноградов , Д.А. Шаронов
Published: November 2024

Предметом исследования являются алгоритмы локализации узлов в реагирующих беспроводных сенсорных сетях (RWSN), которые имеют большую перспективу применения во многих областях. Актуальность работы связана с тем, что задача локализации узлов является одной из ключевых в RWSN. Алгоритмы локализации должны быть энергоэффективными, не требовать дополнительных аппаратурных решений и больших вычислительных ресурсов, использовать встроенный протокол маршрутизации, быть защищенными от помех. Перспективными в этом плане является варианты алгоритмов локализации перехода по вектору расстояния (DV-Hop), однако они характеризуется достаточно большой ошибкой при оценке местоположения сенсорных узлов. Целью работы является анализ точности существующих алгоритмов DV-Hop при определении местоположения неизвестных узлов внутри области размещения с использованием инфраструктуры сети, технологии радиообмена между узлами для оценки степени их пригодности при решении задач локального позиционирования после выполнения этапа выброса узлов на местности. Метод. В процессе анализа использован метод последовательного усложнения моделируемых алгоритмов локализации сенсорных узлов в RWSNс учетом типов узлов и режимов их работы. Основные результаты. Исследования показали, что наиболее эффективным является алгоритм, в котором минимальный переход корректируется путем использования технологии определения расстояния на основе мощности принимаемого сигнала (RSSI), а среднее расстояние перехода корректируется средневзвешенным значением ошибки расстояния перехода и ошибки оцененного расстояния. Имитационный эксперимент показал значительное улучшение характеристик классического алгоритма DV-Hop при определении местоположения и уменьшение до приемлемых величин ошибки определения местоположения узлов. При проведении имитационного эксперимента в среде NetTopo использован алгоритм CKN. Результаты эксперимента показывают, что улучшенный алгоритм уменьшает ошибку определения местоположения и обладает более высокой точностью определения местоположения. Практическая значимость. Обоснована целесообразность применения полученных результатов при проектировании RWSN.
О применимости математической модели Нобла к исследованию потенциала действия клеток миокарда
Authors: Т.Т. Нгуен , Л.У. Бахтиева
Published: November 2024

Представлены результаты компьютерной реализации базовой модели потенциала действия нервных волокон Ходжкина-Хаксли и предложенной Ноблом модифицированной модели электрической активности клеток сердца (волокон Пуркинье). Для решения дифференциальных уравнений моделей в среде высокоуровневого программирования Matlab разработаны пользовательские интерфейсы, позволяющие работать с моделями в интерактивном режиме. Симуляция моделей проводилась для различных значений параметров. Анализ полученных результатов и их сравнение с имеющимися экспериментальными и теоретическими данными других авторов подтвердили вывод о том, что модель Нобла (в отличие от модели Ходжкина-Хаксли) достаточно адекватно описывает электрические процессы, происходящие в клетках миокарда, однако для использования этой модели в практических целях необходимо ее дополнить некоторыми параметрами, учитывающими, например, влияние ионов кальция. Авторами настоящей статьи предложена модификация модели Нобла, включающая внешний стимулирующий ток, проведены численные эксперименты. Приведены графические результаты, сделаны практически важные выводы.
Восстановление вектора скорости ветра по данным лидарного зондирования методом сплайн-аппроксимации
Authors: Н.А. Баранов
Published: November 2024

В работе рассматривается задача восстановления скорости горизонтального ветра по данным лидарного сканирования, которые обеспечивают измерения радиальной составляющей. Предложен подход, при котором компоненты скорости ветра вычисляются не в отдельной точке, а в заданном наборе узлов, расположенных вдоль заданного направления. Предлагаемый алгоритм использует идею покоординатного вычисления компонент вектора. Каждая компонента вычисляется методом сплайн-аппроксимации специальным образом выделенного подмножества измерений. Представлены результаты численных расчетов.
Применение регрессионных моделей для определения надежности контрагента
Authors: П.А. Туктарова , С.М. Давлетшина , Д.И. Хамидуллина
Published: November 2024

В статье представлена реализация математической модели множественной регрессии, с помощью которой можно оценить надежность контрагента. Оценка надежности контрагентов – это одна из главных задач при осуществлении работы с контрагентами на предприятии. Проведение оценки надежности позволит организации избежать финансовых рисков и нежелательных проверок налоговой инспекции. Предложенный подход использования множественной регрессии при оценке надежности контрагента в организации подходит для применения на 6 месяцев текущей работы, поэтому, для большей эффективности, рекомендуется проводить данную работу с периодичностью раз в полгода. Значения коэффициентов оборачиваемости дебиторской задолженности и показателя рентабельности продаж можно использовать при оценке надежности контрагентов предприятия.
Программное средство извлечения сущностей из семантически аннотированных табличных данных
Authors: И.В. Амирасланов , Н.О. Дородных , А.Ю. Юрин
Published: November 2024

В настоящее время графы знаний широко применяются в различных предметных областях, например, в промышленности, торговле, финансах и социальных сетях. Граф знаний представляет собой мощное средство объединения и представления информации с использованием стандартизированных методов моделирования знаний. Однако, разработка графов знаний и, в частности, пополнение их новыми конкретными сущностями (фактами) остается сложной задачей. Использование различных информационных источников может облегчить этот процесс. Таким источником могут быть таблицы, которые потенциально содержат богатую семантическую информацию. В статье предлагается подход и его программная реализация для автоматизированного извлечения значимой информации из табличных данных в виде фактов и пополнения ими целевого графа знаний. Основной особенностью предлагаемого подхода является сочетание эвристических методов с моделями глубокого машинного обучения для семантического аннотирования табличных данных. Применимость подхода продемонстрирована на двух примерах: при анализе рынка труда Иркутской области и оценке технического состояния нефтехимического оборудования.
Визуализация и анализ данных метеорологического температурного профилемера
Authors: М.И. Малимонов , О.Э. Якубайлик
Published: November 2024

В статье рассматривается программная структура веб-приложения для отображения данных температурного профилемера. Описаны модули для формирования и получения данных, которые используются для построения графических материалов и проиллюстрированы примеры построенных графиков. Также рассмотрены инструменты и библиотеки, которые были использованы для создания данного веб-приложения.
Индикативный метод оценки энергетической безопасности регионов Республики Беларусь
Authors: В.В. Панасюк
Published: November 2024

В статье рассмотрено применение индикативного метода оценки энергетической безопасности регионов Республики Беларусь, выполняется расчет интегрального показателя энергетической безопасности регионов с использованием индикативного подхода.
Анализ эффективности применения нелинейных моделей тепловых электростанций при исследовании надежности энергоснабжения потребителей
Authors: В.М. Пискунова , Д.С. Крупенёв
Published: November 2024

В данной работе представлен сравнительный анализ эффективности использования линейной и нелинейной моделей ТЭС при исследовании надежности энергоснабжения территории. В моделях представлены различные типы генерирующего оборудования, описанные в виде аналитических зависимостей, полученных путем аппроксимации графиков и диаграмм типовых характеристик и руководящих документов. Это позволяет учитывать изменение расхода топлива в зависимости от производимого объема тепла и электроэнергии. Результаты вычислительного эксперимента показали, что применение нелинейных моделей позволяет более точно оценить уровень надежность энергоснабжения, что может быть полезно при планировании и проектировании энергетических систем.
Математическая модель балочного конечного элемента Тимошенко
Authors: М.А. Дудаев
Published: November 2024

В статье рассмотрен вывод основных физико-математических зависимостей метода конечных элементов для балочного конечного элемента Тимошенко, работающего в условиях поперечного изгиба при статическом и динамическом нагружении и позволяющего более точно аппроксимировать поле перемещений по сравнению с классической теорией изгиба. Показано, что в этом случае податливость конечного элемента складывается из двух составляющих: «изгибной», вызванной действием изгибающего момента и «сдвиговой», вызванной действием поперечной силы, а угол поворота поперечного сечения отличается от угла наклона касательной к упругой оси изогнутой балки; при этом податливость сдвига существенно проявляется в коротких балках, длина которых соизмерима с высотой поперечного сечения. Математическая модель построена на основе вариационно-энергетического принципа теории упругости и метода конечных элементов. Для указанного типа конечного элемента получены полиномиальные функции формы, служащие для аппроксимации поля перемещений, с применением дифференциальных зависимостей, известных из курсов сопротивления материалов и теории упругости. Получены матрица градиентов функций форм, позволяющая определить вектор деформаций по известным значениям поля узловых перемещений, и матрица жесткости, имеющая ключевое значение в решении разрешающей системы линейных алгебраических уравнений метода конечных элементов, выражение вектора напряжений и внутренних силовых факторов при поперечном изгибе, позволяющее определить их на основании узловых перемещений. Для полученной модели конечного элемента проведен анализ точности численного решения метода конечных элементов по отношению к аналитическому и представлено расхождение результатов расчета при использовании модели чистого изгиба балки и модели Тимошенко.
Моделирование системы управления электроприводом шагающего экскаватора
Authors: М.П. Дунаев , С.У. Довудов
Published: November 2024

В статье представлена функциональная схема системы управления электроприводом шагающего экскаватора. Разработаны структурно-параметрические модели электроприводов постоянного тока экскаватора с системой импульсно-фазового управления и системой частотно-импульсного управления. Проведено моделирование электроприводов постоянного тока экскаватора с системой импульсно-фазового управления и системой частотно-импульсного управления в среде Matlab/Simulink. Приведено сравнение результатов моделирования систем управления.
Быстрые преобразования и самоподобные нейронные сети глубокого обучения. Часть 1. Стратифицированные модели самоподобных нейронных сетей и быстрых преобразований
Authors: А.Ю. Дорогов
Published: November 2024

В работе показано, что в основе построения быстрых преобразований (подобных БПФ) лежат самоподобные структуры, которые в равной степени можно использовать и для построения быстрых нейронных сетей (БНС). Показано, что класс быстрых преобразований определяется системными инвариантами морфологического уровня и может быть описан, как морфогенез терминальных проекций нейронных модулей. Предложены лингвистические модели для описания морфологии, структуры и топологии регулярных самодобных нейронных сетей. Модели легко обобщаются на многомерные варианты нейронных сетей данного типа. Благодаря своей структуре БНС обладают особыми алгоритмами обучения, которые принципиально отличаются от классического ErrorBackPropagation отсутствием механизма обратного распространения ошибки. Алгоритмы обучения основаны на предложенных в работе методах мультипликативной факторизации образов и быстрых преобразований. Разработанные алгоритмы завершаются за конечное число шагов с гарантируемой сходимостью (будет показано в части 2 статьи). Последовательное развитие концепции самоподобия приводит к разработке методов создания быстрых нейронных сетей с глубокой степенью обучения. Самоподобные нейронные сети обладают уникальной возможностью дообучения к новым данным без потери ранее приобретённых знаний. Показано, что БНС могут быть использованы для создания быстродействующей памяти образов с произвольным доступом и сложных устройств комбинационной логики. В работе представлены результаты исследований автора по следующим вопросам: биологические предпосылки самоподобия нейронных сетей; самоподобные многослойные структуры, морфогенез, стратификация модельных представлений; алгоритмы быстрых преобразований, быстрые нейронные сети (БНС), методы настройки; обучение БНС к эталонным функциям; пластичность БНС; пирамидальные нейронные сети глубокого обучения; многоканальные корреляторы; реализация памяти и комбинационной логики на пирамидальных структурах. Результаты исследований будут представлены статьями в трёх частях.
Идентификация внутреннего теплового источника и определение теплового состояния объекта по динамическим граничным измерениям
Authors: Н.М. Япарова , Ю.Е. Капелюшин
Published: November 2024

В статье рассмотрена задача идентификации внутреннего теплового источника и оценки его влияния на изменения температуры контролируемого объекта. Проблема идентификации теплового источника возникает при тепловом контроле передачи электроэнергии, при термообработке, при неразрушающем контроле зданий, конструкций и материалов. Математическая модель теплопереноса внутри объекта представлена уравнением теплопроводности с неизвестной функцией источника, начальными условиями, а также граничными условиями, сформированными на основе результатов зашумленных температурных измерений, полученных вблизи поверхности объекта. В статье предложен подход к идентификации внутреннего теплового источника, основанный на переходе от обратной задачи к интегральному уравнению, численный метод его решения, а также алгоритм расчета нестационарных внутренних тепловых полей, учитывающий влияние теплового источника. Устойчивость метода идентификации относительно погрешности исходных данных обеспечивается выбором параметров регуляризации. Предложенные подход и методы, в отличие от существующих, позволяют установить явную зависимость искомой функции внутреннего теплового источника от граничных измерений в ситуации, когда температурные поля вблизи поверхности объекта изменяются относительно времени. В статье приведены оценки погрешности численных решений, найденные в результате сравнительного анализа с тестовыми значениями. Результаты эксперимента свидетельствуют о том, что предложенные методы снижают негативное влияние шума на точность обработки данных и позволяют определять внутреннее тепловое состояние объекта из косвенных измерений с достаточным уровнем точности и могут служить основой для определения влияния внутреннего теплового источника на формирование внутренних нестационарных температурных полей.
Разработка и апробация методики картирования знаний наукоемкой организации
Authors: Э.Я. Гринберг , Е.А. Верзин
Published: November 2024

Систематическое картирование, категоризация и сравнительный анализ знаний организации позволяют принимать информированные управленческие решения. Проблемой в формировании системы интеллектуальной поддержки принятия решений на основе картирования знаний является разрозненность и неоднородность источников знаний, а также отсутствие унификации их оценки. В качестве решения описанной проблемы в данной работе представлены разработка и апробация методики картирования знаний. Отличительной особенностью представленного подхода является методологическая опора на онтологический инжиниринг. Онтология была разработана и предложена для актуализации рабочей группе. В ней были учтены следующие направления: функциональные знания, углубленные профильные знания, владение специализированным ПО, обладание знаниями о контрагентах, знания, полученные в результате работы над проектами. Сбор данных для цифровой карты осуществлялся с помощью опроса сотрудников и дополнялся информацией, предоставленной подразделением. В результате картирования созданы переиспользуемые системы организации знаний. Итогом апробации методики стал набор рекомендаций по стратегическому позиционированию картируемого подразделения.
Мониторинг и накопление данных в информационно-прогностической системе ГеоГИПСАР
Authors: В.С. Гасан , Н.В. Абасов , Е.Н. Осипчук
Published: November 2024

В статье рассматриваются исходные данные, их структура и методы обработки, применяемые в информационно-прогностической системе ГеоГИПСАР, которая была разработана в Институте систем энергетики им. Л.А. Мелентьева (ИСЭМ) СО РАН и продолжает развиваться. Она успешно использует данные современных глобальных климатических моделей (таких как NOAA, GPCC) для прогнозирования притока воды в крупные водохранилища и озера с оценкой их уровенных режимов. В статье приводится описание структур и типов показателей глобальных климатических моделей, используемых на практике при прогнозировании стока в бассейнах рек. Рассмотрены основные шаги для сбора данных, их обработки и анализа. Демонстрируются результаты работы системы с использованием разработанного визуализатора карт. Отмечается необходимость проведения исследований по прогнозированию полезного притока для эффективного управления уровневым режимом озера Байкал. По результатам работы планируется расширение системы с включением веб-интерфейса для анализа и формирования прогностических показателей.
Система онтологий научного портала знаний для системных исследований энергетики
Authors: Т.Н. Ворожцова , Д.В. Пестерев
Published: November 2024

В работе рассматриваются вопросы структурирования знаний в области исследований энергетики и предлагается система онтологий для обеспечения доступа к знаниям с использованием разрабатываемого онтологического портала научных знаний. Научный портал знаний для исследований энергетики разрабатывается на основе технологии построения порталов научных знаний, созданной в Институте систем информатики им. А.П. Ершова СО РАН в Новосибирске. Предлагаемая система онтологий формируется с учетом системного подхода как общей методологии системных исследований, выполняемых в Институте систем энергетики им. Л.А. Мелентьева (ИСЭМ СО РАН). Приведены примеры онтологий, отражающих взаимосвязи между направлениями исследований и сложной структурой объектов исследования.
Численный анализ статистических закономерностей теплового зажигания в стохастической среде
Authors: И.Г. Донской , Е.И. Гросс
Published: November 2024

В работе с помощью численного моделирования исследуется поведение реагирующих сред со стохастическим пространственным распределением реакционной способности. Для таких систем ставится задача определения границ тепловой устойчивости и поведения в закритических условиях. Эти задачи решаются численно с помощью метода Монте-Карло. Проводится анализ результатов моделирования, оцениваются статистические характеристики процессов зажигания в стационарной и нестационарной постановках. Новизна работы заключается в установлении зависимостей между разбросом реакционной способности и дисперсией характеристик зажигания. Результаты работы могут быть полезны при анализе поведения химических систем со случайным распределением реагирующих компонентов.
Математическое моделирование интенсивности водопотребления различными типами водоразборных устройств
Authors: Д.Е. Поливанов , А.А. Семенов , О.Н. Яркова
Published: November 2024

В статье представлены результаты исследования интенсивности водопотребления различными типами водоразборных устройств (смесителями кухонной мойки и ванны (душевой кабины), унитазом со смывным бачком, стиральной и посудомоечной машинами), использующими воду из системы водоснабжения. Выполнена оценка теоретических законов распределения величины секундного расхода воды и их параметров. Выполнена оценка однородности эмпирических выборок значений секундного расхода воды и теоретических законов распределения. Выполнен выбор наилучших теоретических законов распределения при уровне значимости . В результате исследования была предложена классификация водоразборных устройств по изменчивости интенсивности водопотребления, а также оценены и обоснованы теоретические законы распределения, наилучшим образом описывающие интенсивность водопотребления различными типами водоразборных устройств.
Разработка виртуальных пространств с интеллектуальным адаптивным интерфейсом для цифровых геологических систем
Authors: В.С. Ерёменко , В.В. Наумова , А.А. Загумённов
Published: November 2024

Статья посвящена разработке и последующей программной реализации подхода по созданию виртуального рабочего пространства с интеллектуальным адаптивным интерфейсом. В статье рассматриваются существующие решения для организации виртуальных рабочих мест, формулируются основные требования к виртуальному рабочему пространству и предлагается структура программного решения. Демонстрируется прототип разработанной программной платформы.
Influence of Technical Characteristics of Solid Fuels at Estimation of Emissions from Small Boiler Plants
Authors: E.P. Maysyuk , A.N. Kozlov , I.Yu. Ivanova
Published: November 2024

The paper is concerned with the small-scale boiler plants, located in the coastal area of Lake Baikal. There are about 70 boilers of such kind (less than 1 Gcal/h) in the region. The fuel used by the boilers is wood and coal from various deposits. There is no data on harmful emissions into the atmosphere from the small-scale boiler plants in the Baikal natural territory. One of the indices that influence the amount of air pollutant emissions is technical characteristics of fuels. Normally, these characteristics are given in reference books and represent averaged data on coal grade and deposit. The experimentally determined technical characteristics of solid fuels from fuel storages of boiler plants differ greatly from the averaged reference ones. The calculations of the emission quantities, based on the reference and experimental data on technical characteristics show that the maximum single emission can differ by 1.5-2 times for various emission components (particulate matter, sulfur and nitrogen oxides). The research made it possible to draw a conclusion that the use of technical characteristics of fuels from reference sources distorts the results of the research. In order to receive reliable environmental estimates, technical characteristics of coals should be determined directly at energy facilities.
Analysis of approaches to solving problems of flow distribution and shortage minimization models to assess power system adequacy
Authors: D.V. Iakubovskii , D.S. Krupenev , D.A. Boyarkin
Published: November 2024

Continuous changes and development of power systems stipulate their complexity and aggregation. Therefore, the existing models and programs to calculate the reliability of such systems can be inefficient from the standpoint of time, accuracy and adequacy of the results. To obtain objective information we analyzed some current power shortage minimization models in the solution of adequacy assessment problems. The paper presents the results of model studies on availability of a physically incorrect power flow distribution among nodes and two-sided flows; the proof of the existence of a set of optimal solutions; the tests of existing approaches, which take into consideration adequate power flow distribution. To tackle the described challenges we suggest additional constraints on power flows and a two-stage method for power flow optimization, which, in the end, solved the revealed challenges.
Modeling of Decreasing Short-term Marginal Costs and Corresponding Supply Functions of Condensing Power Plants at a Day-Ahead Electricity Market
Authors: M. Vasilyev
Published: November 2024

The paper presents calculation and analysis of short-term marginal costs and corresponding supply functions of a condensing power plant. The calculation can be applied in power plant control systems or bidding support software to improve plant efficiency at the day-ahead market. A certain power turbine is considered. Mathematical modeling is applied to derive short-term marginal costs first and then the supply function of a price-taker from the energy unit performance characteristics. It is shown that the short-term marginal costs function of a unit can be decreasing or can have decreasing segments. In this case the supply function of a price-taker is not the same as the short-term marginal costs function. It is shown also that the supply function can be undefined for the output below the minimum safe output of the unit as well as within the range of decreasing short-term marginal costs. And the form of the supply function does not correspond with amount of units that the supplier runs.
Distributed Ancillary Services in Smart Distribution Grids: Demand, Requirements and Benefits
Authors: M. Richter , P. Trojan , A. Naumann , P. Komarnicki
Published: November 2024

The progressing distribution of the electricity supply necessitates redesigning the mechanism for providing ancillary services particularly by the distribution grid. Methods of voltage regulation and congestion management particularly have to satisfy new standards since, although the development of renewables is increasing the number of resources with an impact, these resources’ individual contribution is comparatively slight. Taking the state-of-the-art and the basic regulatory conditions in Germany as a point of departure, this paper analyzes the requirements for algorithms and communication systems that provide distributed support to distribution grid operation. A novel mathematical method that prevents voltage range deviations and feeder overloads based on sensitivities is presented and validated in simulations by a case study. An analysis of the communications systems for monitoring and control technologies for distributed energy resources, including the available communication channels, serves as the basis for an evaluation of the suitability of current control mechanisms in the future. The findings of a live field test in a real 110 kV distribution grid corroborate the necessity for coordinated grid support by distributed energy resources and demonstrate the limits of current methods.
An Approach to the Modeling of Decentralized Integrated Energy Systems with Renewable Energy Sources
Authors: P. Sergei , P. Marina
Published: November 2024

This paper is concerned with the possibility of using renewable energy sources for power supply to an industrial enterprise (a mechanical plant). We assessed the climatic conditions of the area and explored if it is possible to install renewable energy facilities (solar panels and wind turbines) at this plant. The assessment of climatic conditions in Irkutsk revealed that the use of wind turbines is not reasonable due to the weak wind activity in the city. However, this area has a relatively high potential of solar energy. The paper presents an indepth analysis of the integration of solar panels into the power supply system of a mechanical plant. Their actual output depending on solar activity was calculated. Based on the area of the buildings roofs, the number of solar modules, inverters and other equipment pieces connected to them was calculated. The payback period of installed equipment was determined to assess the economic effectiveness. According to the assessment results, the economic effectiveness of their use is currently quite low. However, with the expected reduction in the equipment cost and an increase in electricity prices, renewable energy sources will become more costeffective in the future.
Effects Of The Adoption Of Renewable Energy Sources Within The “Baikal-Khövsgöl” Cross-Border Recreation Area
Authors: I. Ivanova , V. Shakirov , N. Khalgaeva
Published: November 2024

The study provides an analysis of the current state of the power supply system within the Baikal-Khvsgl cross-border recreation area, which stands for the area spanning from the southern part of Lake Baikal to Lake Khvsgl through the Republic of Buryatia (Tunkinsky and Okinsky districts). There are a fairly large number of consumers connected to the end sections of transmission lines, as well as decentralized consumers in the area in question. The operating parameters of the power grid were evaluated in terms of a prospective increase in electrical loads. To ensure reliable power supply to consumers and compliance with the requirements of GOST R 32144-2013 with regard to voltage deviations, the feasibility of using renewable energy sources was investigated. Given the geographical location and the presence of special areas of conservation, the use of renewable energy is a strategic area of Russian-Mongolian cooperation. The wind energy and solar energy potential in the Baikal-Khvsgl cross-border recreation area was assessed using the NASA POWER project datasets. A comparative analysis of the financial viability of solar power plants, wind power plants, and small HPPs was made for the conditions of this geographical area. Calculations of the power grid operating parameters were carried out to determine the sites for installation and installed capacity of renewable energy sources, taking into account the prospects for the growth of electrical loads.
A Method And An Algorithm For Comparing The Performance Of Reciprocating Engine Power Plants In Electric Power Systems
Authors: E. Farhadzadeh , A. Muradaliyev , S. Abdullayeva
Published: November 2024

An increase in the performance of thermal power plants is the most important and pressing issue. Its importance is due to both a permanent rise in the fuel cost and an increase in the fleet of equipment whose service life has expired. In this context, traditional methods designed to maintain the efficient operation of the equipment call for improvement. A good example of that is the recommendations of operating rules and regulations, which suggest establishing the amount of planned maintenance based on the technical condition of the equipment rather than on a set periodicity. This increases the significance of measurements of the equipment diagnostic parameters and justifies the transition to the equipment longevity parameters. Intensive aging leads to an intensive change in energy characteristics of power units and a growing risk of their being improperly loaded. The improvement in the methods of quantitative estimation of plant performance tends to lower the risk of a wrong solution. Some operational problems, however, today are still solved at a qualitative level. These include the identification of significant kinds of attributes, i.e. significant factors influencing the performance an estimation of the parameters of individual reliability, i.e. reliability of specific equipment ranking the same equipment according to performance an assessment of the repair quality, and some others. The improvement in the methods for solving these problems reduces the risk of erroneous solutions, and in the end, decreases the operational costs and enhances the overall performance. One of the most important facilities in electric power systems is a reciprocating engine power plant (REPP). The undoubted advantages of these plants are mobility, environmental compatibility, reliability, and cost-effectiveness of operation. There are however neither data on the experience of their operation, nor the methods of comparing their efficiency. The paper presents a method and an algorithm for periodic (monthly) comparison of the performance of large-power reciprocating engine power plants manufactured by Wartsila (Finland) by calculating an integrated index of the significance of realizations of monthly average values of technical and economic indices (TEIs). As a result, the Heads of these power plants (PPs) and the Management of the electric power system are provided with the data on technical and economic indices and receive recommendations for increasing the performance of the plant as methodological support.
Generalized technology of hierarchical modeling of complex energy systems
Authors: N. Voropai
Published: November 2024

This study aims at investigating the technology of hierarchical modeling of large energy systems when substantiating their development and control over their operation. To build the hierarchy of models of an energy system, we rely on the property of heterogeneity of the structure of complex systems. As a proof of concept of the technology, we present a two-level hierarchy of models employed for solving the problem of substantiating the development of the Unified Energy System of Russia.