Архив номеров

Эффективность проектных решений во многом зависит от оперативности обработки большого объема данных из различных источников, что определяет целесообразность использования информационных систем поддержки решений (ИСППР) в области проектного менеджмента. Особенности информационных процессов при управлении проектами в значительной степени затрудняют или даже делают невозможным реализацию на практике методов построения аналитических, а также вероятностно- статистических зависимостей между характеристиками моделируемой системы проектного управления и показателями ее внутренней и внешней среды. В этой связи в качестве алгоритмического обеспечения ИСППР по управлению проектами перспективным является использование прецедентных методов анализа информации, основанных на знаниях об аналогичных ситуациях, наблюдавшихся ранее в практике проектного менеджмента, и представлении знаний в виде онтологий. Анализ практических ситуаций в области проектного управления позволяет обосновать целесообразность организации процедуры мониторинга базы знаний ИСППР, по результатам которой принимаются решения по ее адаптации. В статье предложены основные пути указанной адаптации: изменение структуры и основных элементов (в первую очередь, концептов) онтологий; уточнение структуры описания текущих ситуаций, а следовательно, и прецедентов. Описан разработанный алгоритм мониторинга базы знаний ИСППР по проектному управлению для анализа и идентификации типовых ситуаций целесообразности ее изменения. Алгоритм отличается возможностью выработки на основе нечеткой классификации результатов поиска и использования релевантных текущим ситуациям прецедентов рекомендаций по модификации онтологий. Предложена процедура изменения структуры описания прецедентов с учетом результатов оценки показателей нечеткого соответствия характеристик имеющихся прецедентов характеристикам реализуемого проекта. Приведены описание компьютерной программы, реализующей предложенный алгоритм и его составляющие, а также результаты ее применения.

В статье рассматривается актуальная научно-практическая задача развития аналитических инструментов для обоснования выбора и трансформации бизнес- модели экономической организации в условиях быстро изменяющейся деловой среды. Для ее решения предлагается использовать математический аппарат когнитивного моделирования, что позволяет на основе анализа причинно-следственных связей между наиболее значимыми условиями и факторами, влияющими на экономическую эффективность и конкурентоспособность ведения бизнеса, повысить обоснованность и снизить субъективность решений, принимаемых его владельцами и топ-менеджерами. Предложен алгоритм обоснования выбора бизнес-модели организации на основе построения и анализа нечетких когнитивных карт (НКК) бизнес-моделей. Определен общий перечень факторов бизнеса (концептов) и множество отношений причинности между каждой парой концептов, разработана базовая НКК бизнес-модели, являющая основой для конструирования НКК моделей конкретных бизнесов. Рассмотрен пример применения разработанного инструментария в ходе стратегического анализа условий и факторов деятельности организации, осуществляющей производство мебели, проводимого для обоснования изменения конкурентной стратегии и связанной с этим трансформации бизнес- модели. Анализ выполнен с использованием специализированного программного средства когнитивного моделирования, разработанного на кафедре информационных технологий в экономике и управлении филиала ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский университет "МЭИ"» в г. Смоленске. Предложенный инструментарий развивает методы и алгоритмы интеллектуальной поддержки принятия решений в области управления экономическими и социальными объектами и может найти практическое применение в процессе стратегического управления коммерческими организациями различных сфер деятельности, а также использоваться профессиональными консультантами в ходе подготовки рекомендаций по изменению бизнес-модели.

В статье рассмотрены информационно-технические аспекты управления инновационной автономной комплексной энергетической установкой, включающей в себя альтернативные источники энергии и дизель-генераторную установку, а также управляемые инверторы, обеспечивающие энергообеспечение потребителей различных категорий приоритета, которая может быть использована в арктических районах РФ. Рассмотрены основные аспекты создания инновационных систем и определено, что создание комплексных энергетических систем требует существенного углубления кооперации национальных производителей с целью обеспечения масштабируемости комплексных энергетических систем путем обеспечения единства информационных средств обмена данных между отдельными модулями и системой управления. Показано, что специфическим требованием к системам управления комплексными энергетическими установками является требование высокой автономности, в том числе способность обеспечивать потребителей электроэнергией при переменных условиях окружающей среды без непосредственного вмешательства оперативного персонала. Обосновано разбиение информационно-алгоритмического обеспечения системы управления комплексной энергетической установкой на два модуля – аналитический и управляющий. Для аналитического модуля предложен алгоритм, обеспечивающий выработку управляющих решений в комплексной энергетической системе, обеспечивающий стабильность обеспечения энергией наиболее важных потребителей. Одновременно алгоритм обеспечивает повышение надежности используемого в системе накопителя энергии на базе Li- Ion аккумуляторов не только на основе исключения избыточного заряда и глубокого разряда, но также путем сокращения количества циклов заряд/разряд. Решение задачи автономности системы обеспечивается многовариантным алгоритмом прогнозирования погодных условий с использованием статистических данных и методов анализа нечетких временных рядов.

В статье рассматриваются метод, математическая модель и компьютерная программа эксплуатационной диагностики электромеханической системы (ЭМС). В ходе эксплуатации ЭМС в результате эксплуатационного старения изменяются свойства параметрических матриц обмоток и, как результат, свойства векторного пространства ЭМС. Периодическое тестирование векторного пространства позволяет получить актуальные и достоверные сведения о текущем техническом состоянии ЭМС, о его изменениях в ходе эксплуатации и о рисках потери работоспособности. В качестве объекта исследования в статье рассматривается асинхронный электродвигатель (АЭД). Автоматизация процесса оценки текущего состояния АЭД, а также организация хранения информации о его состояниях на различных этапах жизненного цикла является актуальной задачей. Для ее решения на языке Python было разработано программное обеспечение (ПО), позволяющее осуществлять накопление эксплуатационной информации и производить оценку основных технических показателей АЭД. В основу работы данного ПО заложен топологический подход к диагностике, который основан на анализе токовых реакций обмоток ротора двигателя на импульсные воздействия фазных напряжений. Указанное ПО позволяет определять показатели темпа эксплуатационного старения изделия, вероятности сохранения работоспособности и остаточного ресурса изделия, получать доступ к историческим данным предыдущих диагностик, а также визуализировать динамику изменения указанных технических показателей в ходе эксплуатации. Разработанное ПО может быть использовано для повышения эффективности применения АЭД, планирования технологических и ремонтных работ.

Статья посвящена моделированию участков и элементов электрических сетей для тестирования логики работы терминалов релейной защиты и автоматики с целью их проверки, настройки и дальнейшего ввода в эксплуатацию. При большом разнообразии устройств появляется проблема наладки их взаимодействия в реальных условиях. Авторами предлагается решение данной проблемы путем создания верифицированной модели на базе цифрового двойника участка электроэнергетической сети в программном комплексе MatLab и изучения функционирования исследуемых комплектов защит в номинальных, ремонтных, аварийных и послеаварийных режимах работы оборудования. Для выбранной подстанции была создана модель, отображающая все требуемые для исследования свойства оригинала, и произведен анализ требований к работе основного и резервного комплектов защит для трехобмоточных трансформаторов. В качестве основного комплекта использована дифференциальная релейная защита трансформатора, а резервного – максимальная токовая защита в количестве трех комплектов на один защищаемый объект: в цепи высшего, среднего и низшего напряжений. Модель позволяет производить анализ селективности работы релейных защит путем проверки текущих уставок, загружая их из XML-документов, выгруженных из действующих терминалов, а также благодаря оценке правильности расчета новых уставок с возможностью их ручного ввода в модель. В результате моделирования для исследуемого объекта был проведен трехэтапный анализ работы дифференциальной и максимальной токовой защит, который показал их селективную работу как в случае номинальных, так и ненормальных режимов, в том числе и при неисправности основного комплекта защиты трансформатора. Данная методика может быть распространена на другие объекты электроэнергетической сети.

В статье рассматриваются математическая основа и имитационное моделирование процессов насыщения трансформаторов тока апериодическими составляющими токов короткого замыкания. Процессы насыщения трансформаторов тока могут повлиять на правильное действие защит. На электростанциях, в частности атомных, число трансформаторов тока может составлять несколько сотен с различными нагрузками, длинами подводящих кабелей и реализацией релейной защиты. При этом определение времени до насыщения имеет существенное значение для построения схем и принципов построения систем релейной защиты и автоматики электростанций. В статье подробно рассмотрены модели динамических процессов в первичной и вторичной цепях трансформаторов тока в динамике. Приведено математическое описание динамических процессов трансформатора тока в номинальном режиме и при коротком замыкании в первичной его цепи. С учетом результатов моделирования дано обоснование целесообразности использования гипотезы о прямоугольной характеристике намагничивания при упрощенных расчетах процессов насыщения. С помощью компьютерной модели продемонстрирована возможность использования характеристик намагничивания в имеющихся на практике протоколах испытаний в режиме холостого хода для моделирования процессов насыщения. Осуществлено моделирование трансформаторов тока для опыта холостого хода и питания трансформатора тока со вторичной стороны, а также при его работе в условиях короткого замыкания на первичной стороне и известной нагрузке на вторичной стороне. Таким образом, с помощью компьютерного эксперимента можно снять вольт-амперные характеристики и перенести их в модели с насыщением трансформаторов тока уже в режиме короткого замыкания. Показана эффективность динамического моделирования трансформаторов тока. Программная реализация модели выполнена средствами структурного имитационного моделирования в пакете MatLab, основанном на решении уравнений матричных структур и эмуляции. Получена эффективная и адекватная реальному трансформатору тока имитационная модель для определения времени его намагничивания.

В статье рассматривается реализация способа моделирования процессов в сложных образовательных системах на основе предложенной разновидности нейронечетких темпоральных сетей Петри. Рассматриваются образовательные системы уровня высших учебных заведений, которые, безусловно, относятся к классу сложных систем. Необходимость способа, моделей и средств моделирования продиктована тем, что современные образовательные процессы требуют постоянной модернизации в связи с постоянно растущими объемами информации, изменениями в законодательстве, ужесточением требований к специалистам, бурным развитием технологий, постоянными открытиями в различных сферах, а также в связи с влиянием внешних факторов. Сформулированы требования к инструментарию моделирования процессов в сложных системах, обосновано применение сетей Петри в качестве основы таких моделей. Рассмотрены существующие образовательные процессы на примере цикла обучения в магистратуре Белорусско-Российского университета. Представлена модель образовательных и информационно-аналитических процессов обучения в магистратуре на основе нейронечеткой темпоральной сети Петри. Предлагаемый способ позволяет повысить гибкость выбора индивидуальных траекторий обучения в магистратуре, эффективность дисциплин по выбору и осуществить переход к комплексному подходу в подготовке магистрантов. Предлагаемый способ также может быть использован как основа для мониторинга состояния и управления информационно-аналитическими процессами в образовательных системах. Описан подход к построению программно-инструментальных средств проектирования и модификации информационно-аналитических процессов, направленный в том числе и на ликвидацию семантического разрыва между экспертами, архитекторами и разработчиками информационно-аналитических процессов.

Исследуется актуальная проблема адекватного математического описания трендов глобальных процессов мирового развития на примере роста населения Земли и производства (потребления) электрической энергии. Рассматриваются различные модели, используемые для описания прошлого, настоящего и будущего различных процессов в природе, технике и экономике. Показано, что эти процессы хорошо описываются уравнениями, полученными при решении дифференциальных моделей с экспоненциально затухающими во времени темпами роста. Эти модели учитывают принятую в настоящее время доктрину устойчивого развития мировой системы с использованием технологий энергосбережения, сохранения экологической безопасности и использования возобновляемых источников энергии. Установлено подобие исследуемых глобальных процессов и возможность их описания одним критериальным уравнением. При этом их динамика характеризуется разной скоростью. Первый период характеризуется быстрым ростом. После точки перегиба темпы роста замедляются, однако объемы существенно возрастают и происходит постепенное насыщение. Выполнена оценка влияния параметров моделей на характер исследуемых процессов на фазовой плоскости, что существенно упрощает их анализ. Показано, что процесс роста населения Земли прошел точку перегиба в 1990 году и опережает рост мирового производства электроэнергии на 29 лет. Но темпы роста производства электроэнергии и ее душевого потребления существенно выше. Таким образом, предложены новые математические модели для описания рядов динамики роста населения Земли, мирового производства и душевого потребления электрической энергии.

Современное развитие средств обеспечения информационной безопасности, наряду с усовершенствованием методик удаленного доступа, позволяет производить аудит программно-аппаратных компонентов без необходимости прямого доступа к тестируемой системе. В рамках данного направления развития выделяется подход, позволяющий интегрировать дистрибутивы на базе ядра Linux представлением виртуального контейнера chroot в системе на базе Android OS и, как следствие, осуществлять тестирование на проникновение без необходимости использования персональных компьютеров. Примером реализации данного подхода является дистрибутив Kali NetHunter, позволяющий за счет модуля KeX реализовать функционал удаленного администрирования системой. Кроме очевидных преимуществ KeX функционала также следует выделить ряд недостатков – низкая скорость обработки графической оболочки за счет трансляции на удаленных хост и необходимость поддержки трансляции на уровне операционной системы. Вторая проблема – затраты энергоресурсов при использовании возможностей рабочего стола в KeX модуле. Для решения указанных проблем была разработана система виртуализации энергоэффективного контейнера тестирования уязвимостей критически важных информационных объектов, основной принцип действия которой – мульти- контейнеризация. Программная составляющая представлена двумя элементами: модулем интеграции контейнера chroot в среду DeX и модулем обеспечения энергоэффективности за счет использования предиктивных моделей нейронных сетей. В результате сравнения эффективности существующих и реализованного подхода при тестировании на проникновение отмечено, что предлагаемая система может быть использована при тестировании безопасности различных информационных объектов.

В статье предложена модель двух звеньев экзоскелета переменной длины для поддержки нижних конечностей опорно-двигательного аппарата человека. Отличие данной работы от имеющихся заключается в использовании звеньев, изменяющих свою длину, и в способе отсчета углов, которые в других моделях отсчитываются от постоянного направления: от вертикали либо от горизонтали, а в данной работе – между звеньями. При практической реализации экзоскелета такой способ отсчета углов является адекватным реальному способу работы установленных в шарнирах электрических двигателей с редукторами, которые изменяют углы между звеньями. Конструкция звена экзоскелета переменной длины представляет собой два абсолютно твердых весомых участка, расположенных на обоих концах звена, и один невесомый участок между ними в центре звена. В невесомом участке расположен привод, создающий управляющую продольную силу, реализующую увеличение или уменьшение длины звена требуемым образом и обеспечивающую необходимое поддержание длины звена при движении человека в экзоскелете. Звенья соединяются между собой при помощи сферических шарниров. В каждом шарнире установлены приводы, создающие управляющие моменты, которые обеспечивают относительное вращательное движение звеньев. Совместно управляющие продольные силы и моменты реализуют поддержание позы или перемещение звена требуемым образом и, применительно к экзоскелету, повторение основных биомеханических свойств опорно-двигательного аппарата человека. Получена модель в виде системы дифференциальных уравнений Лагранжа второго рода. Проведено исследование полученной математической модели на существование и единственность решения задачи Коши. Синтезирована кинематическая траектория движения звена, моделирующая антропоморфное движение опорной ноги во время одноопорной фазы движения, и определены управляющие воздействия, необходимые для ее реализации. Значимость заключается в возможности создавать учитывающие биомеханические особенности опорно-двигательного аппарата активные экзоскелеты и протезы.