Статьи в выпуске: 8
Проанализированы статистические данные по авиационным инцидентам, возникающим в зоне аэродрома, и исследования современных программных решений, предназначенных для предотвращения конфликтных ситуаций при рулении в зоне аэродрома. Приведен обзор технологий для бортового оборудования, таких как функции “Движущаяся карта аэропорта” (Airport Moving Map, AMM), “Оповещение на поверхности” (Surface Alerting Function, SAF), система предупреждения о положении относительно взлетно-посадочной полосы (Runway Awareness and Advisory System, RAAS), система предотвращения выкатывания за пределы взлетно-посадочной полосы (Runway Overrun Prevention System, ROPS). Определены ключевые функции рассматриваемых технологий, которые направлены на повышение ситуационной осведомленности, снижение рабочей нагрузки и оперативное информирование о возможных угрозах безопасности пилотов (экипажа). В результате проведенного анализа выявлены перспективы разработки нового программного обеспечения, способного уменьшить рабочую нагрузку в условиях интенсивного воздушного и наземного трафиков, а также неблагоприятных погодных условий. Решения ориентированы на снижение рисков, обусловленных воздействием человеческого фактора, таких как несанкционированные выезды на взлетно-посадочную полосу и выкатывание за ее пределы, потеря ориентации на аэродроме
Рассмотрены влияние модуля имитации сетчатки глаза человека на возможность распознавания образов нейронной сетью, существующие программные модели сетчатки и их применение в задаче распознавания образов. Разработан модуль имитации сетчатки глаза человека. Модуль состоит из трех слоев. Первый слой имитирует рецепторы сетчатки глаза человека, предложены варианты расположения на этом слое программных рецепторов. Второй и третий слои модуля имитируют слои биполярных и ганглиозных клеток сетчатки. Для этих слоев разработан вариант организации рецептивных полей нейронов. Выполнена оценка качества работы модуля сетчатки глаза человека на задаче распознавания образов. Тестирование проведено на полносвязной нейронной сети. Создано две модели с одинаковыми параметрами. Одна обучалась на выборке изображений фруктов, сфотографированных с разных ракурсов, в оттенках серого, другая — на той же выборке, но предварительно обработанной с помощью модуля имитации сетчатки глаза человека. Приведены графики обучения нейронной сети на обеих выборках, результаты распознавания образов нейронной сетью и рекомендации по использованию описанного модуля
Стремительное развитие технологий глубокого обучения и их широкое внедрение в различных областях требует эффективных решений для аппаратного ускорения вычислительно сложных моделей нейронных сетей. В качестве аппаратной платформы для акселерации задач глубокого обучения особый интерес представляют программируемые пользователем вентильные матрицы, сочетающие гибкость перепрограммирования и эффективность аппаратной реализации. Вентильные матрицы обеспечивают возможность тонкой настройки вычислительных конвейеров и совершенствования иерархии памяти, что позволяет достичь существенного снижения латентности и повышения энергоэффективности при выполнении фазы обучения и логического вывода. Приведены теоретические и практические достижения в усовершенствовании компонентов и архитектуры программируемых пользователем вентильных матриц для эффективного ускорения алгоритмов глубокого обучения. Рассмотрены различные подходы к построению акселераторов: от структурно-фиксированных ускорителей до программно-конфигурируемых аппаратных ускорителей, обеспечивающих баланс между производительностью и адаптивностью ускорителя. Особое внимание уделено усовершенствованию компонентов программируемых пользователем вентильных матриц и их специализации для эффективной реализации базовых операций глубокого обучения, включая матричные вычисления и операции умножения с накоплением различной точности Отдельные результаты работы получены в рамках выполнения государственного задания (FSFN-2024-0086)
Оценка функционального состояния человека выполняется при оптимизации производственных процессов, распределении трудовых ресурсов, определении соответствующей физической и нервно-психической нагрузки, повышении нервно-психической устойчивости и проведении профилактических мероприятий против различных заболеваний. Рассмотрены подходы к оценке функционального состояния человека, а также данные, используемые для оценки состояния, и методы их сбора. Описаны метрики состояния человека и способы их интерпретации в контексте таких аспектов состояния, как вовлеченность и стресс. Предложен метод автоматизированной оценки состояния как свертки показателей, определяемых на основе разнородных данных, собираемых в процессе деятельности человека, что позволяет учитывать различные аспекты состояния и повышать степень уверенности в результатах его оценки. Из-за сложности интерпретации и интеграции разнородных данных обобщенная оценка состояния проводится с использованием механизма нечеткого вывода. Приведена архитектура интеллектуальной системы, включающая в себя подсистему оценки состояния, интерфейс прикладного программирования (API) и подсистему сбора данных. Разработана подсистема сбора данных пользователя, работающего за компьютером. Определены направления дальнейших исследований, связанные с расширением набора оцениваемых состояний человека и модификацией показателей оценки
Проведено сравнение методик контроля цифровых высокоскоростных интерфейсов передачи данных. Для оптимизации времени проверок применен параметрический контроль ключевых характеристик высокоскоростного интерфейса передачи данных, для отладки программного обеспечения — функциональный контроль с добавлением искажений передаваемых данных. Рассмотрены особенности контроля интерфейсов с учетом скорости передачи данных, их архитектур и функциональных особенностей. Для систематизации проверок интерфейса применен вариант разбиения методов контроля с привязкой к уровням сетевой модели OSI-интерфейса. Приведены рекомендации по выбору средств измерений для анализа сигналов. Рассмотрены аспекты методик параметрического контроля. Разрабатываемые методики параметрического контроля высокоскоростных интерфейсов позволяют контролировать параметры скоса и джиттера сигнала. Такие измерения представляют собой более сложную задачу, чем измерение времени нарастания сигнала и амплитуды. Приведены результаты сравнения параметров интерфейсов мультиплексного канала информационного обмена, SpaceWire и Serial RapidIO применительно к задаче контролепригодности — важного фактора, влияющего на стоимость и сложность такой разработки
Рассмотрены диссипативные процессы, протекающие в типовых внутренних неразъемных (клеевых и паяных) соединениях волновых твердотельных гироскопов, реализуемых при сборке резонатора с основанием и установке пьезоэлементов на его поверхность. Часть энергии колебаний резонатора рассеивается за счет объемных и термоупругих процессов в материале соединительных слоев, что существенно ухудшает характеристики прибора. Этот эффект можно уменьшить путем балансировки резонатора, увеличения площади соединения, уменьшения толщины соединительного слоя и подбора материала слоя с малым объемным внутренним трением. Осевая асимметрия такого соединения приводит к зависимости вносимых потерь от окружного угла. В соединении пьезоэлемент–резонатор, кроме объемного внутреннего трения, следует учитывать возникающие при изгибных колебаниях термоупругие потери. Определено, что использование паяных соединений предпочтительнее по сравнению с клеевыми при толщине слоя менее ~ 20 мкм, тиксотропные свойства клеев приводят к гистерезису их неупругих свойств при нагреве и охлаждении, и, следовательно, к погрешностям волновых твердотельных гироскопов. Проанализировано влияние конфигурации внутренних неразъемных соединений и свойств материала соединительного слоя на рассеяние энергии колебаний
Оценка готовности современной измерительной техники к применению по назначению основана на результатах наблюдения за множеством параметров, статистика выхода за поле допуска которых базируется на различных законах распределения. Поставлена задача — определить эффективность метрологического обеспечения измерительной техники, применяя теорию полумарковских моделей процесса их эксплуатации. Предложена полумарковская модель процесса эксплуатации измерительной техники с возможностью проведения ее поверок разными способами. Модель отражает стационарный процесс эксплуатации измерительной техники, в котором установленная на объекте измерительная техника может быть поверена отличающимися по процедуре исполнения способами (с демонтажем или без демонтажа, с использованием эталонов или встроенных мер). Приведены граф переходов измерительной техники в процессе эксплуатации в разных состояниях и матрица вероятностей переходов состояний, а также рассчитаны коэффициенты достоверности информации о состоянии измерительной техники и готовности ее к применению по назначению. Из приведенных результатов моделирования процесса эксплуатации измерительной техники следует, что комбинируя разные способы поверок, можно обеспечить необходимые значения коэффициентов достоверности информации о состоянии измерительной техники и готовности ее к применению по назначению для выполнения определенных задач
На основе экспериментально измеренных спектров отражения проведено исследование эффективности перспективного рефлектометрического метода обнаружения разливов нефтепродуктов на земной поверхности в ближнем ИК-диапазоне. Выполнено математическое моделирование работы исследуемого рефлектометрического метода с помощью аппаратуры с различным спектральным разрешением для земной поверхности с разными элементами ландшафта. При математическом моделировании использованы спектры отражения различных видов почв, загрязненных нефтью, дизельным топливом, моторным маслом и бензином, и спектры отражения чистых (незагрязненных нефтепродуктами) видов песка, глины, суглинка, свежей и сухой хвойной и лиственной растительности, мха, лишайников, пастбищ, болот. При обнаружении нефтяных загрязнений на земной поверхности наилучшие результаты получены при использовании для расчета углеводородного индекса трех узких спектральных диапазонов длин волн: 1,73, 2,095 и 2,33 мкм. Показано, что в этом случае для относительного среднеквадратического значения шума измерения, равного 3 %, рефлектометрический метод обнаружения нефтяных загрязнений на земной поверхности может потенциально обеспечить вероятность правильного обнаружения нефтяных загрязнений ~ 0,92 при вероятности ложных тревог ~ 0,03