Научный архив: статьи

В Российской Федерации создан опытный образец Государственного первичного специального эталона единицы объемного расхода природного газа при давлении до 10 МПа на основе трубопоршневой установки (поршневого прувера) с четырьмя параллельно подключенными цилиндрами, имеющими внутренний диаметр 500 мм. В конструкции эталона реализуется одновременный активный привод четырех поршней в цилиндрах посредством штоков, соединенных с общим штоком гидравлической системы.

В ходе описанного в статье исследования составлено уравнение измерений, включающее 23 влияющих параметра. Уравнение определяет величину объемного расхода через калибруемый эталон сравнения в составе Государственного первичного специального эталона с учетом (а) объемного расхода газа, воспроизводимого трубопоршневой установкой; (б) изменения объемного расхода в результате изменения количества газа в присоединенном («мертвом») объеме за время измерений; (в) объемного расхода перетечек газа между камерами цилиндров через уплотнения поршней. На основе уравнения измерений проведена оценка расширенной неопределенности (k = 2) воспроизведения объемного расхода газа и определен процентный вклад отдельных входных параметров в бюджете неопределенности измерений при различных режимах.

По результатам проведенных расчетов подтверждены показатели точности измерений Государственного первичного специального эталона, заявленные в техническом задании на его создание.

Метрологическое обеспечение газоаналитических измерений содержания компонентов в газовых средах по мере развития аналитического приборостроения сопровождается повышением требований к точности. Современные требования к аналитическому приборостроению предполагают расширение диапазонов измерений, уменьшение погрешности, возможность анализа сложных матриц. Однако не все существующие генераторы газовых смесей удовлетворяют этим требованиям.

Цель описанного в статье исследования – оценить возможности кориолисовых регуляторов расхода для создания эталонной динамической установки, способной воспроизводить и передавать единицу молярной доли компонентов в газовых средах с высокой точностью.

Отправной точкой исследования стал анализ опубликованных в литературе результатов приготовления газовых смесей статическими и динамическими способами. Выделены сильные и слабые стороны обоих способов. Проведен собственный эксперимент по приготовлению газовых смесей с применением кориолисовых регуляторов расхода газа.

Сделан вывод о преимуществах кориолисовых регуляторов расхода газа – отсутствии зависимости от физико-химических свойств газа и высокой точности измерений расхода. Представлены основные метрологические и технические характеристики кориолисовых регуляторов. Доказана возможность их применения в эталонных динамических установках для приготовления бинарных и многокомпонентных газовых смесей.

Исследование показало возможность применения кориолисовых регуляторов расхода для создания эталонной динамической установки, способной воспроизводить и передавать единицу молярной доли компонентов в газовых средах с высокой точностью. Результаты работы могут быть использованы для совершенствования метрологического обеспечения газоаналитических измерений и повышения достоверности результатов анализа.

В статье рассмотрено решение задачи метрологического обеспечения устройств синхронизированных векторных измерений. Дан обзор алгоритмов обработки сигналов, позволяющих вычислять параметры синхронизированных векторов напряжения и силы тока в электрических сетях – модуль, фазу, мгновенную частоту и скорость изменения частоты. Представлены два разработанных и исследованных авторами алгоритма. Первый алгоритм построен по структуре, рекомендованной международными стандартами для устройств синхронизированных векторных измерений. Данный алгоритм основан на переносе спектра основной гармоники сигнала на низкую частоту и выделении информативного сигнала с помощью цифрового фильтра нижних частот. Для создания алгоритма авторы использовали специально спроектированный набор фильтров, динамически выбираемых в зависимости от частоты основной гармоники входного сигнала. Второй предложенный авторами алгоритм – параметрический алгоритм, примененный к расширенной модели сигнала, включающей, кроме синусоидальных, также линейно частотно-модулированные компоненты. Изложен математический метод нахождения оптимальной оценки параметров синхронизированных векторов, соответствующий разложению сигнала в базисе линейно частотно-модулированных сигналов. Рассмотрены преимущества и ограничения разработанных алгоритмов применительно к эталонам и средствам измерений, а также даны практические рекомендации по их использованию. Представленные алгоритмы реализованы в программном обеспечении Государственного первичного эталона единиц электроэнергетических величин.

В Российской Федерации идет работа по созданию национального эталона единицы объемного расхода сточных вод наивысшей точности. За основу создания эталона взята практика измерений количества сточных вод в напорных и безнапорных трубопроводах (открытых каналах). При измерениях расхода воды в напорных трубопроводах накоплен значительный опыт и выстроена система метрологического обеспечения средств измерений. Однако измерения расхода воды в безнапорных трубопроводах – пока достаточно сложная метрологическая задача в силу гидродинамических особенностей формирования безнапорного небурного потока воды и недостатков существующей системы метрологического обеспечения.

Авторы статьи рассмотрели результаты первого этапа создания эталона единицы объемного расхода сточных вод наивысшей точности – создания макета исходного эталона.

Создание макета началось с анализа публикаций (Роспатент, Espacenet, Scopus, eLIBRARY. RU, ФГИС Росстандарта и др.) по заявленной теме. На основании обзора были выбраны технические и технологические решения, реализованные в основных системах макета и затем апробированные. Например, представлены подходы, которые позволят сформировать развитое небурное течение потока в открытом канале (лотке) с близким к двумерному профилем скорости в его поперечном сечении и обеспечат заданные метрологические характеристики в диапазоне объемного расхода QV от 1 до 100 м3/ч.

Апробированные перспективные технические решения в основных системах макета эталона позволили реализовать небурное течение потока в открытом канале (лотке); обеспечить заданные метрологические характеристики в заявленном диапазоне объемного расхода QV от 1 до 100 м3/ч; обеспечить поддержание температуры воды в баке накопительном и водяном контуре в заданном диапазоне температур от 15 до 25 °C; разработать инженерные рекомендации по определению тепловых притоков к воде в контуре макета эталона для формирования требований к мощности системы охлаждения воды на основе промышленно выпускаемых холодильных установок (чиллеров). Представленные в статье результаты экспериментальных исследований позволят приступить к проектированию и созданию исходного эталона единицы объемного расхода сточных вод.

Создание собственного национального эталона единицы объемного расхода сточных вод наивысшей точности укрепит метрологический суверенитет и авторитет Российской Федерации на международной арене.

In this work, an ab initio study of a triangulated boron nanotube as an anode material for lithium-ion and sodium-ion batteries was performed for the first time. In the work, two boron nanotubes of “armchair” type (21, 0) and “zigzag” type (14, 0) were considered. The parameters such as Li / Na adsorption energy, electrical conductivity, specific capacitance, diffusion barriers and open-circuit voltage in a boron nanotube were calculated for varying Li / Na concentration upon three charge / discharge cycles. The study revealed that: a) Li / Na atoms are strongly bonded to the atomic structure of boron nanotube and their adsorption energy does not exceed the cohesive energy for bulk Li / Na; b) the energy barrier for Li / Na diffusion in the boron nanotube is 26.2 meV for Li and 17.0 meV for Na; c) the specific capacitance of a boron nanotube is 619.8 mAhg−1 at an average open circuit voltage of 0.70 V (relative to Li / Li+) and 0.66 V (relative to Na / Na+); d) calculation of electrical conductivity showed an increase in the resistance of the boron nanotube after three charge / discharge cycles up to 931 Ohm for Li and 632 Ohm for Na; e) after three charge / discharge cycles, the total energy of the boron nanotube reduced by 273 meV (Li) and 364 meV (Na) indicating an improvement in the equilibrium state after cycling. Analysis of the results confirms that triangulated boron nanotube is a very promising anode material for lithium-ion and sodium-ion batteries.

С развитием компьютерных технологий выросла потребность в интеграции корпоративных приложений и систем, наиболее удобным и простым в разработке является интеграция по API. В свою очередь, данный подход имеет большое количество реализаций, наиболее популярными способами взаимодействия систем являются REST, SOAP, GraphQL и WebSocket. В данной статье представлен краткий обзор каждого из вышеперечисленных способов, выделены основные преимущества и недостатки. Сделан вывод о том, что каждый из подходов имеет свои сильные и слабые стороны и подходит для решения конкретных задач.

В последние годы наблюдается рост научных публикаций по логированию программного обеспечения, что указывает на увеличивающийся интерес к этой теме. В частности, в областях, такие как авиация, где надежность критически важна, требования к мониторингу программ еще выше, что подчеркивает значимость работы с логами для обеспечения безопасности и стабильности программных систем. Качественное логирование обеспечивает точность, полноту и удобство логов для обнаружения и устранения ошибок, мониторинга работы программы и анализа событий. Исследования в этой области могут привести к разработке более эффективных методов логирования, улучшая процессы разработки и обслуживания программного обеспечения. В целях повышения эффективности логирования в статье предлагается новый инструмент для рефакторинга логов в исходном коде программы, основанный на их приведении к единому формату путем автоматизации методом статического анализа. Предлагаемый инструмент проходится по файлам программы и выполняет три основные задачи: находит переменные, используемые для ведения логов, добавляет аргументы в вызовы логгера и анализирует сообщения, записываемые логгером, на наличие переменных. Такой подход позволяет стандартизировать процесс логирования и улучшить информативность логов. Также в статье рассматриваются общие недостатки существующих решений, которые заключаются в том, что добавление дополнительных параметров в существующие логи не предполагает стандартизации формата, что усложняет анализ данных, поскольку различные форматы соответствуют разным типам информации и их структурам, что затрудняет выявление проблемных мест и отладку ошибок.

Раскрываются особенности диагностики сетевого оборудования провайдера на базе предиктивной аналитики с использованием искусственного интеллекта. Выявлены условия работы сетевого оборудования, способствующие диагностике оборудования. Предложена надстройка над процессом предиктивной диагностики на основе искусственного интеллекта.

Данная статья посвящена подготовке к процессу разработки программного обеспечения построения карт эмоций для организации аффективного поиска по медиаконтенту. Приведено описание предметной области и разрабатываемого программного обеспечения для построения карт эмоций в пространстве валентности и возбуждения, для оценки медиаконтента и организации аффективного медиапоиска. Для подготовки к разработке ПО были построены модели и диаграммы методологий IDEF0, DFD и UML для описания различных аспектов ПО и приведены описания построенных моделей и диаграмм. В результате работы определены процессы, выполняемые программой, входные и выходные данные ПО, смоделированы сценарии использования.

Рассматриваются системы счисления с иррациональным основанием, представимые своим минимальным квадратичным полиномом. Используя методы прямого кодирования, можно раскладывать целые числа в конечные представления с целыми коэффициентами. Рассмотрен алгоритм кодирования любых целых чисел по иррациональной системе счисления (система счисления с основанием чисел Пизо), а также представлено множество всех квадратичных полиномов, старшие корни которых являются основанием системы счисления с конечными разложениями. Такие системы счисления дают конечные разложения целых чисел в систему счисления с плавающей точкой. Разработанный алгоритм не уступает по скорости работы с альтернативными алгоритмами разложения по целочисленным системам счисления.

В статье представлены результаты исследования, посвященного решению научно-технической проблемы повышения надежности многофакторной биометрической аутентификации и защищенности биометрических систем от компьютерных атак. Объект исследования – системы биометрической аутентификации на основе методов, моделей и алгоритмов доверенного ИИ. Предмет исследования – нейросетевые модели и алгоритмы машинного обучения на малых выборках для высоконадежной биометрической аутентификации и защиты биометрических данных от компрометации. Цель работы – повысить надежность многофакторной биометрической аутентификации на основе защищенного исполнения нейросетевых моделей доверенного ИИ и алгоритмов их автоматического синтеза и обучения на малых выборках биометрических данных. Для достижения цели были выполнены следующие задачи: 1. Разработка концепции защищенного исполнения нейросетевых алгоритмов ИИ. 2. Разработка моделей искусственных нейронов и нейросетевого преобразователя биометрия-код, потенциально устойчивых к деструктивным воздействиям, и алгоритмов их робастного автоматического обучения на малых выборках. 3. Разработка адаптивной модели ИИ и алгоритмов ее обучения, позволяющих предупредить или снизить влияние концептуального дрейфа данных в системах биометрической аутентификации. 4. Разработка методов многофакторной аутентификации на базе тайных биометрических образов с обеспечением конфиденциальности биометрических данных. 5. Разработка технологии автоматического синтеза и обучения нейросетевых моделей для высоконадежной многофакторной биометрической аутентификации.

Перемещение предметов перебросом — это перспективный способ робототехнической транспортировки деталей в гибких производственных системах. В данном обзоре рассматриваются задачи, связанные с реализацией этого подхода. В кратком введении в современные системы транспортировки обсуждаются недостатки традиционного конвейерного подхода. Дается обзор исследований по транспортировке путем броска и захвата (Transport-by-Throwing, TbT). Обсуждается важный аспект перемещения перебросом, связанный с прогнозированием траектории летящего тела. Рассматриваются соответствующие задачи и подходы к их решению.