Выпуск 1 (56), 2018: Труды СПИИРАН

Многие исследования в области управления знаниями указывают на то, что предприятия и организации, поддерживающие систематический обмен, передачу и повторное использование знаний, могут рассчитывать на значительные выгоды. Однако не так много исследований выполнено в рамках анализа технологий для повторного использования знаний, которые применяются в организациях. Исходя из классификации подходов к повторному использованию знаний, в статье рассматривается состояние в этой области применительно к производственным сетях (с уделением особого внимания сетям малых и средних предприятий - МСП). Цель статьи двоякая: для производственных сетей это исследование того, какие виды повторно используемых знаний (с точки зрения разрабатываемой классификации) наиболее актуальны для таких сетей; для подхода к классификации методов повторного использования знаний это уточнении данного подхода и его обоснование применительно к производственным сетям. Основными результатами статьи являются: (1) анализ ситуаций повторного использования знаний в сетях МСП, (2) оценка предложенного подхода к классификации методов повторного использования знаний применительно к различным ситуациям и (3) дальнейшее уточнение и валидация предложенного подхода.

Рассматриваются алгоритмы объективной оценки качества речи, основанные на измерении динамических и статических характеристик речевых сигналов на выходе кодека источника. Обоснована функциональная схема проведения экспериментальных исследований. Приведены результаты анализа корреляции объективной и субъективной оценки качества речи. Предложены модификации показателя объективной оценки качества на основе корреляции возбуждения спектра MESC и модификации показателя на основе вычисления функции ощущения спектральной динамики MFOSD. Предложен алгоритм формирования кривых регрессии, позволяющий выполнить преобразование объективной оценки к шкале субъективной оценки качества речи. На основании использования наиболее точных модификаций показателей оценки качества речи для восстановленных речевых сигналов предложен комплексный алгоритм объективной аппаратурной оценки качества речи при воздействии на микрофон широкополосных и низкочастотных стационарных и нестационарных акустических помех. Показано, что применение комплексного алгоритма позволяет получить объективную оценку качества речи согласно ГОСТ Р 50840-95 со средней ошибкой не более 0,35 балла при отношениях сигнал-шум от 30 дБ до -10 дБ.

В этой статье представлена всеобъемлющая архитектура эмоционального и аффективного процесса, происходящего в виртуальном агенте. Соединяя визуальные, аудио- и текстовые эмоции пользователей как аффективные источники в системе, виртуальный агент может оценивать настроение клиентов. С целью имитации воздействия гормонов человека в виртуальном агенте в предлагаемой системе используется искусственная эндокринная система (ИЭС) для выявления настроения и биологических потребностей посредством контроля уровня концентрации воздействующих гормонов. Аффективный процессор агента задействует модули ИЭС, параметров личности и настроения для управления внутренним состоянием. Интеллектуальный виртуальный агент взаимодействует с клиентами в соответствии со своими аффективными состояниями. Предлагаемая система представляет собой полную платформу для захвата каналов эмоций в сети с целью анализа и обработки их в аффективном движке для определения эмоциональной окраски ответа.

В статье предлагается компьютерная модель и описание метода использования электромагнитных волн с длиной 0,1-1 мм для выявления внутренних дефектов изделий, выполненных по аддитивным технологиям. С помощью предложенной модели демонстрируется возможность бесконтактного неразрушающего контроля качества по дифракционным картинам. В настоящее время аддитивные технологии, и в частности печать на трехмерных принтерах, используют для получения изделия материалы, многие из которых свободно пропускают терагерцовое излучение (частота 3·1011-3·1012 Гц, длина волны 0,1-1 мм). В то же время дефекты, возникающие в изделиях при аддитивном производстве, имеют размеры того же порядка (0,1-1 мм), что и терагерцовые волны. Следовательно, при облучении изделий с такими дефектами монохромным миллиметровым излучением будет возникать дифракция Френеля. Это позволяет использовать дифракционный метод контроля качества изделий, выполненных методом трехмерной печати. В статье описаны схема проведения контроля, алгоритм моделирования дифракционных картин с использованием выражения Релея-Зоммерфельда и компьютерная программа, реализующая указанный алгоритм. Приведены результаты определения размеров и расположения дефектов в изделиях по дифракционным картинам. Рассматривается компьютерная модель такого дифракционного метода, который может быть реализован в виде аппаратно-программных средств, позволяющих автоматизировать процесс контроля, обеспечить его низкую себестоимость, безопасность (учитывая свойства электромагнитного излучения указанного диапазона длин волн) и может конкурировать с методами электромагнитной и звуковой томографии.

Рассмотрены особенности функционирования космических аппаратов с высоким уровнем автономности как объектов технического диагностирования. Полагается, что бортовые средства контроля и диагностирования функционируют автономно и обращаются к наземным средствам только при невозможности решить задачи распознавания нештатных ситуаций и восстановления работоспособного состояния бортовой аппаратуры. Процесс диагностирования бортовой аппаратуры описывается с помощью графа состояний, учитывающего особенности обнаружения нештатных ситуаций бортовыми и наземными средствами. Разработанная имитационная модель позволяет учитывать накопление последствий отказов бортовой аппаратуры вследствие воздействия факторов внешней среды ближнего космоса и изменение интенсивности их возникновения. Представлены результаты имитационного моделирования процесса диагностирования космических аппаратов совместно бортовыми и наземными средствами системы информационно-телеметрического обеспечения. Показана важность наземного сегмента системы информационно-телеметрического обеспечения управления космических аппаратов при проведении планово-периодического углубленного анализа их технического состояния. По результатам имитационного моделирования проведен анализ влияния достоверности диагностирования бортовой аппаратуры на уровень автономности космических аппаратов дистанционного зондирования Земли.

Пассивные радиолокационные системы позволяют обнаруживать и сопровождать источники радиоизлучения на значительно большей дальности, чем активные системы, обеспечивая при этом повышение скрытности и живучести носителей. Однако для эффективной реализации процесса наведения на источник радиоизлучения необходимо иметь на борту кроме оценок угловых координат оценки дальности и скорости. В случае однопозиционных пассивных систем такие оценки можно получить при полете по специальной траектории, однако их точность даже при сопровождении неподвижных объектов низка. Наиболее рациональным решением данной проблемы является использование многопозиционных пассивных систем. В статье рассмотрена задача оценивания координат в многопозиционных пассивных радиолокационных системах. На основе аппарата линейной аналого-дискретной фильтрации получен алгоритм оценивания дальности и скорости в двухпозиционной пассивной радиолокационной системе. Проведенное имитационное моделирование полученного алгоритма подтвердило его эффективность при существенно меньшей вычислительной сложности, чем у нелинейных вариантов.

В статье описан инструментальный программный комплекс, позволяющий строить, исполнять и интегрировать имитационные модели функционирования бортовой аппаратуры космических систем. В основу положена технология повторного использования, определенная в международном стандарте Simulation Model Portability (SMP2). Наряду с реализацией стандартных правил построения интегрируемых моделей разработаны дополнительные оригинальные средства информационно-графического и интеллектуального моделирования. Таким образом, обеспечиваются возможности графически строить модели архитектуры бортовых систем, задавать методы функционирования моделей и определять варианты выполнения команд управления бортовой аппаратурой. Работы ведутся в рамках создания программного обеспечения проблемно-ориентированной инфраструктуры имитационного моделирования в космической отрасли. Разработанный программный комплекс позволит конструкторам не только строить собственные модели бортовых систем, но и объединять имитаторы устройств различных производителей, проводить имитационные эксперименты для подготовки и анализа технических проектов. Предложенный подход обеспечивает экономические и технологические преимущества для развития наукоемкого производства космической техники.

В статье рассматривается вопросы синтеза адаптивных математических моделей применительно к задачам технического диагностирования бортовых радиоэлектронных систем (БРЭС) космических аппаратов (КА). Сформулирована задача синтеза адаптивной модели БРЭС КА в общем виде с использованием преобразования исходной математической структуры в гомологичную структуру меньшей размерности. Представлен подход к синтезу адаптивных моделей на основе использования математического аппарата конечных автоматов. Новизна подхода заключается в том, что гомологичная структура меньшей размерности синтезирована за счет преобразования отношений между элементами множества телеметрируемых (контролируемых) параметров (выходных переменных конечно-автоматной модели). Приведен пример синтеза адаптивной к процессу контроля технического состояния математической модели центрального блока бортовой радиотелеметрической системы. Выполнено оценивание эффективности синтезированной адаптивной модели БРЭС КА по показателю оперативности путем решения задачи «китайского почтальона».

Настоящая работа посвящена численным методам решения задачи распространения электромагнитных волн вблизи поверхности Земли. Построены дискретные нелокальные граничные условия для конечно-разностной аппроксимации Паде однонаправленного уравнения Гельмгольца. Полученные условия позволяют учитывать линейно растущий по высоте коэффициент преломления выше расчетной области, что делает их полезными для применения в задачах распространения радиоволн в неоднородной тропосфере. Предложенный метод не требует введения искусственного поглощающего слоя в окрестности верхней границы расчетной области. Использование аппроксимаций Паде позволяет проводить расчеты с достаточно большим шагом по продольной координате, что положительно влияет на производительность. Метод не накладывает существенных ограничений на максимальный угол распространения и может использоваться в среде с наличием горизонтальных препятствий. Выполнено сравнение с методом расщепления Фурье и конечно-разностной схемой Кранка-Николсон.

Проведено моделирование полей излучения плоского однородного слоя произвольной оптической толщины при сильно вытянутых индикатрисах рассеяния. Для реализации этой задачи использовалась модификация классического принципа инвариантности Амбарцумяна — Чандрасекара, позволившая получить новые нелинейные интегральные уравнения для азимутальных Фурье-гармоник обобщенной единой фотометрической функции излучения и фотометрических инвариантов, которые объединяют интенсивности восходящего и нисходящего излучения на произвольных зеркально-симметричных оптических уровнях в зеркальных направлениях визирования при фиксированных азимутах и зенитных расстояниях Солнца. Параметризация полученных нелинейных интегральных уравнений показала, что при отсутствии отражающей подстилающей поверхности на уровне нижней границы слоя пространственно-угловые свойства фотометрических инвариантов и единой фотометрической функции в случае сильно вытянутых индикатрис рассеяния с максимальными значениями вблизи малых углов рассеяния при малом истинном поглощении излучения в среде позволяют приближенно представить общее поле излучения в виде интенсивностей однократно рассеянного излучения с адаптивными поправочными множителями. Эти функциональные поправки обусловлены многократным рассеянием излучения и имеют четкое физическое обоснование. Использование принципа зеркального отображения (симметрии) позволило учесть указанные особенности реальных индикатрис рассеяния при численном моделировании фотометрических инвариантов и единой фотометрической функции. Проведенный анализ показал доминирующую роль однократного рассеяния при формировании полей излучения анизотропно рассеивающего однородного слоя в случае слабого поглощения излучения при сильно вытянутых индикатрисах рассеяния.