Полоцкий государственный университет

Полоцкий
государственный
университет

ИНФОРМАТИКА

Глухов Д.О., Глухова Т.М., Кундас С.П. Мягкие вычисления для организации компьютерного представления
номограмм на примере вычисления предельного коэффициента ползучести

Рассматриваются мягкие вычисления для организации компьютерного представления номограмм на примере вычисления предельного коэффициента ползучести. Номограммы как способ представления знаний о сложных многомерных зависимостях получили широкое распространение в практике проектирования строительных элементов и конструкций. Использование номограмм для определения того либо иного параметра обусловлено удобством и малым временем приближенной оценки искомого параметра при относительной погрешности оценки порядка 5…10 %. Точное цифровое представление номограммы для ее использования в компьютерных вычислениях требует знания заложенных в нее математических моделей и зависимостей, что на практике, чаще всего, не применимо. В работе предлагается метод оцифровки номограмм с применением аппарата мягких вычислений.

Косяк Л.Н., Кухта С.В., Точило В.В., Хейфец М.Л. Статистическая обработка данных
в системе поддержки принятия решений с учетом ошибок классификации и кодирования объектов и процессов

Рассматриваются процедуры формирования ограничительных перечней объектов и процессов производства, создания регламентов технологических операций. Показана их зависимость от специфики конкретного производства. Для предприятий, выпускающих большую номенклатуру продукции и оказывающих широкий спектр услуг, предложены различные методы формирования ограничительных перечней. Выбор ограниченного числа позиций для унификации и последующей регламентации рекомендовано производить в определенной последовательности по частоте применения или продолжительности использования объектов и процессов производства. Наивысшим приоритетом обладают наиболее часто встречающиеся объекты производства, а также объекты, длительность использования которых в производственных процессах максимальна. В первую очередь сокращается номенклатура объектов и устраняются процессы, которые редко используются в производстве и которые можно заменить наиболее эффективными.

Чичко А.Н., Сачек О.А. О методах математического описания изображений микроструктур перлитных сталей

Предложен метод для математического описания микроструктур перлитных сталей, основанный на обработке изображений и расчетах функции плотности распределения межпластиночных расстояний. С использованием данного метода исследованы характеристики микроструктур катанки перлитных сталей, используемой в металлургическом производстве для изготовления бортовой проволоки. Показано, что использование предлагаемой методики для расчета усредненного межпластиночного расстояния в эвтектоидных колониях перлитной стали позволяет устранить субъективный фактор при выборе колонии, снизить время обработки микроструктуры, автоматизировать процесс определения расстояния по сравнению с традиционным методом. Предложена группа интегральных параметров для количественного описания микроструктур перлитной стали на базе значений функции распределения межпластиночных расстояний. На основе метода таксономии показано, что микроструктуры перлитной стали могут быть разделены на различные классы с помощью характеристик изображений. Показаны пути использования функции плотности распределения для исследования взаимосвязей между характеристиками микроструктуры и свойствами перлитной стали.

Богуш Р.П., Лысенко В.Ю., Волков А.В., Бровко Н.В.
Система обработки информации для интеллектуального видеонаблюдения

Разработана автоматизированная система обработки видеоинформации для интеллектуального видеонаблюдения. Захват видеопотока и извлечение кадра для обработки в программной реализации осуществляется на основе технологии DirectShow. Для обнаружения движения используется метод вычитания фонового кадра, требующий значительно меньших вычислительных затрат по сравнению с методом вычисления оптического потока. Для получения фонового кадра применяется модифицированный алгоритм на основе смеси нормальных распределений, который обеспечивает достаточную производительность при хорошем качестве изображения кадра фона. Локализация объектов осуществляется на основе волнового алгоритма, сопровождение выполняется с применением фильтра Калмана. Для эффективного использования вычислительных ресурсов современных многоядерных процессоров реализована технология параллельной обработки данных OpenMP. Описаны основные функциональные возможности системы.

Щаденкова М.Ф. Системы анализа движений на основе видеозахвата

Рассмотрены основные этапы построения систем видеозахвата, а также существующая система анализа движений. В зависимости от способа передачи данных от объекта осуществлена классификация существующих систем. На основе классификации проведен анализ, отмечены их недостатки и сформулированы свойства (универсальность, экономичность, эргономичность) современной отечественной системы анализа движений на основе видеозахвата. Определены дальнейшие этапы построения систем, описаны их функциональные назначения. Показаны области применения систем видеозахвата, такие как медицина, спорт, анимационное искусство. Применение в данных областях систем видеозахвата может существенно повлиять на результаты работы.

Краснобаев Е.А. Оптимальные реализации методов обнаружения пространственно
разделенных объектов в бинарных видеопоследовательностях

Рассматриваются методы маркирования связанных компонент цифровых бинарных изображений. На их основе в результате исследования разработаны оптимальные программные алгоритмы выделения пространственно разделенных объектов в бинарных изображениях, полученных при сегментации движущихся объектов в видеопоследовательностях. Данные программные алгоритмы позволяют определять координаты центра масс объектов, выделять их прямоугольными рамками и выполнять их распознавание. Важным этапом исследования явилась оценка времени работы алгоритмов с целью выполнения требований работы в режиме реального времени. Установлено, что время обработки одного кадра видеоряда составило 25…28 мс, а точность распознавания силуэта человека – 72 %.

Матюш М.В., Глухов Д.О. Анализ методов распознавания диалектов протокола ISO 8583

Статья посвящена решению актуальных прикладных задач совместимости программного обеспечения процессинговых центров и подключенного к ним оборудования, использующего различные диалекты протокола ISO 8583. Показана своевременность проведения исследований в области распознавания диалектов протокола ISO 8583. Стандартная задача распознавания образов адаптирована применительно к распознаванию диалектов протокола ISO 8583; определены: априорное и рабочее признаковое пространства, критерий эффективности. Произведена классификация и общая характеристика методов распознавания образов применительно к диалектам протокола ISO 8583 по типовой и по специфике способа представления знаний типологии, отражена эффективность использования методов решения поставленной задачи по обеим типологиям, а также показана эффективность методов, основанных на комбинаторном анализе признаковых описаний сообщений диалектов протокола ISO 8583.

Зевелева Е.З., Гайко В.А., Бородавко В.И., Пынькин А.М.
Автоматизация выбора конструкторско-технологических решений при электрофизической обработке

Рассмотрена системная модель технологии, представлена классификация методов обработки. Предложено для формализации условий целенаправленного формирования новых методов обработки каждую совокупность одноименных компонентов описывать как некоторое множество технологических решений, в качестве критериев выбора использовать свойства конструкторско-технологических решений, а значения этих свойств рассматривать как значения критериев выбора; в качестве целевой функции использовать критерии процессов совместного действия конструкторско-технологических факторов. Рекомендовано при создании новых технологических приемов и методов формообразования представлять процессы обработки, формообразования и методы обработки в виде кортежей; при выборе конструкторско-технологических решений электрофизической обработки рациональные параметры унификации принимать либо аналитически по электрофизическим и термомеханическим критериям переноса, либо статистически по массивам информации о конкретной производственной системе с учетом технико-экономического анализа.

 

МАТЕМАТИКА

Воробьев Н.Т., Залесская Е.Н. Инъекторы конечных ?-разрешимых групп

Рассматривается локальный метод Хартли и его применение к решению задачи описания строения новых классов сопряженных F-инъекторов ?-разрешимых групп для произвольного непустого множества простых чисел ?. Доказано, что любая конечная ?-разрешимая группа G имеет единственный класс сопряженных ?-нильпотентных инъекторов, каждый из которых является произведением ?-радикала группы G и нильпотентного ?-инъектора некоторой ?-холловской подгруппы из G. В частности, любая конечная ?-разрешимая группа G имеет инъекторы ограниченной ?-нильпотентной длины и любые два из них сопряжены в G.

Козлов А.А. О выпуклости множества достижимости линейных управляемых систем Пфаффа

Одним из актуальных направлений развития теории управления систем обыкновенных дифференциальных уравнений является изучение геометрических свойств множества достижимости таких систем (выпуклость, замкнутость и др.). Свойство выпуклости множества достижимости управляемых дифференциальных систем означает, что для таких систем в качестве управляющего воздействия можно выбирать не только отдельные допустимые управления, но и их линейные комбинации. Поэтому наличие такого свойства позволяет существенно упростить и облегчить решение многих прикладных задач теории управления систем обыкновенных дифференциальных уравнений. В данной статье для линейной управляемой системы в полных дифференциалах (системы Пфаффа) введено понятие множества достижимости и доказана выпуклость этого множества в случае выпуклости множества всех допустимых для этой системы управлений.

Аниськов В.В. Об одном свойстве локальных формаций p-разложимого дефекта 2

Исследуется свойство локальных формаций p-разложимого дефекта 2. Формация – класс групп, замкнутый относительно взятия гомоморфных образов и конечных подпрямых произведений. Показано, что решетки разрешимых локальных формаций с p-разложимым дефектом 2 имеют достаточно простое строение. Этот факт позволяет широко использовать такие решетки в различных вопросах классификации локальных формаций конечных групп. В данной работе устанавливается одно решеточное свойство локальных формаций, имеющих p-разложимый дефект 2: тогда и только тогда разрешимая приводимая локальная формация Ф имеет p-разложимый дефект 2, когда она содержит ровно 2 различные неприводимые не p-разложимые локальные формации.

Нетбай О.В. О конечных группах с заданными системами Xn-полуперестановочных подгрупп

Рассматриваются конечные группы с заданными системами Xn-полуперестановочных подгрупп. Изучается влияние условия Xn-полуперестановочности для выделенной системы подгрупп на строение основной группы. Пусть G – конечная группа. Подгруппа A называется Xn-полуперестановочной в G, если A имеет такое добавление T в G, что A X-перестановочна с каждой нильпотентной подгруппой из T для некоторого подмножества X. Показано, что если каждая циклическая примарная подгруппа из M Xn-полуперестановочна в G, тогда G сверхразрешима; если каждая циклическая подгруппа простого порядка из M X-полуперестановочна в G, тогда G сверхразрешима; если каждая циклическая подгруппа простого порядка из M перестановочна в G, тогда G сверхразрешима.

Лукьяненко В.О. Конечные группы с заданными системами слабо ?-квазинормальных подгрупп

Пусть H – подгруппа конечной группы G. Тогда мы говорим, что подгруппа H является: (1) ?-квазинормальной подгруппой в группе G, если H перестановочна с каждой силовской подгруппой Q из G такой, что (|Q|, |H|) = 1 и (|H|, |QG|) ? 1; (2) слабо ?-квазинормальной подгруппой в G, если группа G содержит такую субнормальную подгруппу T, что HT = G и T ? H ? H?G, где H?G – подгруппа, порожденная всеми подгруппами из H, которые ?-квазинормальны в G. Пусть U – класс всех сверхразрешимых конечных групп, Z(G) – наибольшая нормальная подгруппа группы G, в которой все нефраттиниевы G-главные факторы цикличны. Основным результатом данной работы является следующий результат (теорема 1.2): Пусть E – нормальная подгруппа группы G, и пусть P – силовская p-подгруппа из E, где p – наименьший простой делитель порядка |E|. Предположим, что каждая максимальная подгруппа из P или каждая циклическая подгруппа из P порядка p и порядка 4 (если P является неабелевой 2-группой), не имеющая сверхразрешимого добавления в G, слабо ?-квазинормальна в G. Тогда E/Op’(E) ? Z(G/Op’(E)).

Андрушкевич И.Е., Шиёнок Ю.В. О представлении решений системы уравнений Максвелла
в виде суммы произведений матриц-функций одной переменной

Рассматривается система уравнений Максвелла в матричном представлении. Исследуется во-прос о возможности применения к ней алгебраического метода разделения переменных, разработанного ранее применительно к ковариантному обобщению уравнения Дирака. На основе использования теоремы Колмогорова «о представлении функции многих переменных в виде суперпозиции произведений функций одной переменной» сформулированы и доказаны леммы, устанавливающие закономерности представления решений в виде суммы произведений матриц, элементами которых являются функции одной переменной; показано, что количество слагаемых в двумерном случае равно двум, трехмерном – трём, четырехмерном – четырём. Предлагаемый вид решения охватывает широкий класс функций, непрерывных на заданном отрезке, и представляет интерес как для решения прикладных задач электродинамики, так и для развития и улучшения алгебраического метода разделения переменных.

Трубников Ю.В. Развитие метода собственного времени в задаче двух тел

В данной работе получено параметрическое представление решений задачи двух тел в терминах параметра, который естественно назвать собственным временем данной динамической системы. Найденные соотношения позволяют в удобном аналитическом виде находить радиальную составляющую и декартовы координаты гравитирующих тел. Кроме того, соответствующие дифференциальные уравнения позволяют утверждать, что задача двух тел в эллиптическом случае эквивалентна задаче о линейном гармоническом осцилляторе, что, по нашему мнению, представляет интересный теоретический факт. Полученная явная зависимость декартовых координат от параметра дает возможность находить в явном виде различные характеристики движения: скорость, ускорение, кривизну орбиты, а в гиперболическом случае – угол между асимптотами, что представляет интерес в теории рассеяния.

 

ФИЗИКА

Антонович Д.А., Груздев В.А., Залесский В.Г., Русецкий И.С.
Способы повышения эффективности извлечения электронов в источниках с плазменным эмиттером

Представлены некоторые результаты экспериментального исследования способов повышения эффективности извлечения электронов при сохранении стабильности параметров разряда и тока эмис-сии, на примере плазменного эмиттера с анодным потенциалом эмиттерного электрода. Предложенные способы основаны на физических особенностях формирования эмиттирующей плазмы и эмиссионного тока в плазменных эмиттерах. В одном из рассматриваемых способов реализуется автосмещение потенциала эмиттерного электрода разрядной камеры плазменного эмиттера, что позволяет не только повысить эффективность извлечения, но и обеспечить автостабилизацию тока эмиссии. Другой способ определяется процессами в плазме и основан на перераспределении параметров плазмы в разрядной камере и формировании дополнительных потоков плазменных электронов в область эмиссии за счет изменения конфигурации электрических и магнитных полей без изменения конструкции плазменного эмиттера.

Вабищевич С.А., Вабищевич Н.В., Бринкевич Д.И.
Физико-механические свойства кремния, облученного электронами и нейтронами

Методом микроиндентирования исследованы облученные электронами (энергия 4 МэВ, доза Ф = 5?1012…1?1015 см–2) и нейтронами (доза Ф = 5?1016…5?1018 см–2) монокристаллы кремния, легирован-ного германием. Установлено, что изовалентная примесь германия при концентрации выше 1?1019 см–3 снижает трещиностойкость монокристаллов кремния и приводит к увеличению микрохрупкости материала. Экспериментальные результаты объяснены с учетом влияния внутренних полей упругих напряжений, обусловленных неоднородным распределением атомов германия в монокристаллах кремния. Указанные деформационные поля способствуют образованию трещин и сколов. Показано, что облучение электронами слабо влияет на микрохрупкость кремния, что обусловлено, вероятнее всего, тем, что при электронном облучении вводятся только точечные дефекты, которые неспособны создавать поля напряжений, существенно изменяющие микротвердость монокристаллов кремния. Установлено, что формирующиеся при облучении нейтронами области пространственного заряда увеличивают микро-хрупкость монокристаллов кремния. Изовалентная примесь Ge подавляет указанный эффект.

Кузнечик О.О. Моделирование процесса электроимпульсного спекания порошков тугоплавких металлов на стадии упругой подпрессовки

На основании предположения о существовании в контактных зонах порошковых частиц барьерных переходов с прозрачностью, влияющей на диффузию электронов и атомов в момент появления импульсного электрического тока, представлена модель электроимпульсного спекания (ЭИС) электропроводных порошков на стадии упругой подпрессовки. Используя Mathcad, на примере ЭИС модельных порошков с физико-механическими свойствами тугоплавких металлов, показано, что высокая (107…108 В/м) напряженность высоковольтного (1…1,5 103 В) электрического поля в течении одного периода импульсного тока делает барьерный переход прозрачным сначала для электронов, а затем и для атомов. Из-за непрозрачности барьерного перехода при относительно низкой (105…106 В/м) напряженности электрического поля в контактных зонах частиц порошка при ЭИС низковольтным (1…2 В) импульсным током с частотой 50 Гц жидкофазные металлические контакты формируются после протекания через порошок серии импульсов тока длительностью 3…5 с. Появление жидкометаллической фазы в контактных зонах может уменьшить на один порядок силу трения между порошковыми частицами.

Давыдовская В.В., Шепелевич В.В. Взаимодействие двумерных ортогонально поляризованных квадратных супергауссовых световых пучков в фоторефрактивном кристалле класса симметрии 4mm

Теоретически исследовано распространение и взаимодействие ортогонально поляризованных двумерных супергауссовых световых пучков в фоторефрактивном кристалле ниобат бария-стронция (SBN), когда к кристаллу в направлении оптической оси приложено внешнее электрическое поле. Рассмотрены случаи параллельного и перпендикулярного расположения входных пучков относительно направления вектора напряженности внешнего электрического поля. Показано, что с помощью вспомогательного светового пучка, поляризованного ортогонально основному пучку, можно эффективно осуществлять адресную локализацию основного пучка, распространяющегося в квазисолитонном режиме. Найдены оптимальные значения толщины кристалла для максимизации отклонения основного светового пучка.

Мальцев С.В., Чертков В.М. Использование фазоманипулированного сигнала в задачах нелинейной радиолокации

Рассмотрен процесс переизлучения фазоманипулированного сигнала нелинейным вибратором. На основе кусочно-степенной аппроксимации вольт-амперной характеристики нелинейного элемента определены особенности преобразования зондирующего сигнала квадратичным и кубическим членом аппроксимирующего полинома. Приводится обобщенная диаграмма расположения всех частотных компонент. Определены уровни мощности второй и третьей гармоник. Представлена структура математической модели процесса переизлучения в среде MATLAB для диода Д220. Приводятся результаты моделирования для диода Д220. Рассмотрен способ решения обратной задачи, т.е. синтез вольт-амперной характеристики нелинейного элемента по измерению амплитудных соотношений гармонических компонент.

Гончаров Э.И., Королёва Т.И., Зафатаев В.А. Нагрев твёрдых тел в высокотемпературной газовой среде

Анализируется математическая модель процессов нагрева материалов и изделий в промышленных печах, где из-за высокой температуры греющей среды основная часть теплоты передаётся тепловым излучением. Актуальные значения температур в нагреваемых изделиях описываются дифференци-альным уравнением теплопроводности с нелинейным граничным условием, для приближённого решения которого весь процесс нагрева разделён на две фазы, в первой из которых собственное излучение заменяется постоянным потоком, во второй – линейным приближением граничного условия. Для этих случаев получены аналитические решения задачи и оценена погрешность расчётов, на основе анализа полученных данных установлена линейная зависимость температурных полей от начального распределения температуры в нагреваемых изделиях. Указанная зависимость позволила построить инженерные номо-граммы для оперативного расчёта актуальных значений температур поверхности, центра и средней по массе для плоского и цилиндрического изделий. Приведены примеры расчёта по номограммам температур и времени прогрева изделий.

Мальцев С.В., Янушкевич В.Ф. Георазведка углеводородных залежей методом измерения характеристик антенн

Приведена модель для исследования взаимодействия двухчастотных сигналов со средой над углеводородной залежью. Рассчитаны компоненты поверхностного импеданса среды над залежью углеводородов. Рассмотрены два режима взаимодействия. Для расчетов используются экспериментально полученные данные параметров среды над залежью углеводородов. Исследуется изменение контраста поверхностного импеданса. Установлены наиболее значимые соотношения частот и амплитуд воздействующих сигналов для оптимального поиска и окунтирования углеводородных залежей. Проведены экспериментальные исследования отношения коэффициентов отражения на двух частотах. Даны рекомендации по оптимизации устройств георазведки.