Вестник МГТУ
Естественно-технические науки
Аннотация. В работе рассматриваются постановки некоторых задач в рамках динамического моделирования, том числе обратных и некорректно поставленных. Установлено, что классическое решение этих задач осуществляется в рамках так называемых амплитудных методов, разрешающая способность которых принципиально ограничена длиной волны зондирующего импульса. Выполнен анализ, установивший причины малой разрешающей способности амплитудных методов анализа. Выдвинуты предложения, позволяющие на 1-2 порядка увеличить разрешающую способность методик решения некоторых некорректно поставленных задач.
Ключевые слова: обыкновенные линейные дифференциальные уравнения, обратные задачи, некорректно поставленные задачи, задачи локации, сейсморазведка, высокое разрешение; ordinary linear differential equations, opposite tasks, ill-posed tasks, tasks of location, prospecting seismology, high resolution
(на русск., cтр.10, рис. 2, ссылок 20, Adobe PDF)Драница Ю.П., Драница А.Ю., Алексеевская О.В. Спектральный анализ на основе линейной динамической модели
Аннотация. В работе поставлена и решена задача параметрической оценки спектральной плотности с высоким разрешением на основе линейной динамической модели. Высокое разрешение метода достигнуто за счет экстраполяции функции автокорреляции процесса на всю числовую ось. Оценки необходимых динамических параметров процесса (частоты и коэффициенты затухания) выполняются по текущим измеренным данным. Получаемые спектральные оценки выражаются простыми аналитическими формулами и позволяют на содержательном уровне выполнить интерпретацию результатов спектральных оценок. Разработанная методика дает возможность автоматически получать индивидуальные спектральные оценки для любой частоты, что является весьма полезным при более тонком изучении структуры процесса.
Ключевые слова: линейная модель, спектр, высокое разрешение, аналитическое представление спектра, экстраполяция, функция автокорреляции; linear model, spectrum, high resolution, analytic representation of spectrum, autocorrelation function
(на русск., cтр.8, ссылок 9, Adobe PDF)Жарких А.А. Обработка изображений на основе вейвлет-преобразования в базисе Хаара над конечным полем нечетной характеристики
Аннотация. В работе представлен алгоритм вейвлет-преобразования в базисе Хаара над полем Галуа нечетной характеристики. Предложена также методика его использования в обработке изображений формата BMP. Представлены результаты применения этого преобразования к строкам полноцветного изображения. Обсуждаются перспективы использования методики для аудио, видео и текста.
Ключевые слова: кратномасштабный анализ, вейвлеты, конечные поля, обработка изображений; the multiscale analysis, wavelets, finite fields, images processing
(на русск., cтр.5, рис. 4, ссылок 6, Adobe PDF)Жарких А.А. Двухэтапный алгоритм выделения контуров на изображении
Аннотация. В работе рассмотрен двухэтапный алгоритм выделения контуров bitmap изображения. На первом этапе выявляются фрагменты контуров в четырех различных направлениях. Этот этап является этапом без потерь, так как основан на арифметике по модулю 2Q. На втором этапе фрагменты контуров объединяются в общий контур изображения. Этот этап является этапом с потерями, так как основан на нелинейной вещественной арифметике. Приводится пример выделения контура bitmap изображения.
Ключевые слова: цифровая обработка изображений, коммутативные кольца, линейные операторы, нелинейная алгебра; digital images processing, commutative rings, linear operators, nonlinear algebra
(на русск., cтр.4, рис. 8, ссылок 15, Adobe PDF)Жарких А.А., Пластунов В.Ю. Новый метод внедрения водяного знака в аудиосигнал
Аннотация. Представлен новый метод внедрения водяного знака в аудиосигнал в виде аудиосигнала на основе преобразований конформной алгебры единичного круга. Рассматриваются результаты моделирования метода во временной области и дается оценка вычислительной сложности. Приведены интересные результаты внедрения и извлечения водяного знака с пренебрежимо малыми искажениями.
Ключевые слова: Водяной знак, ЦВЗ, аудиосигнал, конформная алгебра, watermark, DWM, audio signal, conformal algebra
(на русск., cтр.6, рис. 6, ссылок 13, Adobe PDF)Жарких А.А., Павлов И.А. Анализ алгоритма кодирования аудио волны на основе спектрограмм
Аннотация. Рассмотрен алгоритм кодирования аудио волны (АКАВ), а также алгоритм восстановления аудио волны после АКАВ для её хранения в стандартных форматах и воспроизведения. Описывается множество признаков, формируемых на основе АКАВ. Это множество содержит вектор модулей ординат глобальных экстремумов и вектор разностей абсцисс соседних глобальных экстремумов. Анализируется возможность использования данного множества в системе распознавания аудио сигналов. На основе различных показателей проводится сравнение исходного аудио сигнала и восстановленного после АКАВ.
Ключевые слова: распознавание аудио сигналов, распознавание речи, распознавание изолированных слов, информативные признаки, анализ во временной области, алгоритм кодирования аудио волны, спектральный анализ, дискретное преобразование Фурье, спектрограмма; audio signals recognition, speech recognition, isolated words recognition, informative features, time-domain analysis, algorithm of audio wave coding, frequency-domain analysis, discrete Fourier Transform, spectrogram
(на русск., cтр.6, рис. 3, ссылок 9, Adobe PDF)Жарких А.А., Квашенко В.А. Сравнение точности представления гауссовых вейвлетов различных порядков
Аннотация. В статье представлены формулы для расчетов ошибок, возникающих при ограничении гауссовых вейвлетов по времени и по частоте. Оба показателя ошибок ?(n)err, a (?) и ?(n)err, a (?U) вычисляются на основе метрики L2 как отношения нормы сигнала ошибки ограничения вейвлета к норме вейвлета. Для гауссовых вейвлетов 1-6 порядков представлены зависимости ?(n)err, a (?) и ?(n)err, a (?U) от временной длительности ограничения ? и верхней частоты ограничения fU = ?U / 2? соответственно. Обсуждается возможность использования результатов для анализа и распознавания одномерных аналоговых сигналов.
Ключевые слова: обработка сигналов; вейвлеты Гаусса; вейвлет-преобразование; точность представления; ошибка аппроксимации; signal processing; Gaussian wavelets; wavelet-transformation; representation accuracy; approximation error
(на русск., cтр.6, рис. 3, ссылок 6, Adobe PDF)Маслобоев А.В. Модели и алгоритмы взаимодействия программных агентов в виртуальной бизнес-среде развития инноваций
Аннотация. В работе представлены модели и алгоритмы взаимодействия программных агентов субъектов инновационной деятельности в виртуальной бизнес-среде, позволяющие сократить время отклика агентов на изменения среды, имитирующей инновационное поле, за счет повышения интенсивности информационного обмена между агентами и снижения общей нагрузки на сеть. Рассмотрены различные подходы к реализации механизмов коммуникации агентов. Предложены способы повышения эффективности информационного обмена между мобильными агентами в распределенной системе информационной поддержки инноваций. Описаны механизмы информационного обмена между мобильными агентами в виртуальной бизнес-среде, основанные на расширении адресной структуры агента и использовании агентов-посредников, их брокерских и антрепренерских функций.
Ключевые слова: мультиагентная система, модели взаимодействия агентов, алгоритмы информационного обмена, информационная поддержка инноваций; multi-agent system, agent communication models, data exchange algorithms, information support of innovations
(на русск., cтр.11, рис. 3, табл 1, ссылок 11, Adobe PDF)Калитёнков А.Н., Суслов А.Н., Калитёнков Н.В., Милкин В.И., Кучура А.Н., Иванюгин М.С. К вопросу об оптимальном плавании судна во льдах. Использование радиотеплолокации
Аннотация. Решается задача о нахождении минимального времени прохождения через ледовую область маршрута плавания, при условии, что плотность льда в акватории является функцией обеих координат.
Ключевые слова: оптимальный маршрут плавания, ледовая обстановка, радиотеплолокатор, скорость движения судна во льдах; optimum navigation route, ice condition, thermal radar, vessel velocity in ice
(на русск., cтр.4, Adobe PDF)Суслов А.Н., Пятси А.Х., Калитёнков Н.В. Перспективы использования на судах радиотеплолокаторов в современных условиях судоходства
Аннотация. В работе рассматриваются особенности теплового радиоизлучения земных объектов, анализируется возможность применения на судах морского флота радиотеплолокаторов для повышения безопасности мореплавания, оценивается эффективность предлагаемых решений.
Ключевые слова: радиотеплолокатор, имитационное моделирование, безопасность мореплавания; thermal radar, imitation modelling, navigation safety
(на русск., cтр.11, рис. 24, табл 1, ссылок 2, Adobe PDF)Кораблев В.Г., Пашенцев С.В., Юдин Ю.И. Проверка достоверности определения координат движущегося судна с помощью двух разнесенных приемников GPS
Аннотация. В работе рассмотрен принцип обработки данных о местоположении движущегося судна, поступающих от двух разнесённых на объекте приёмников глобальной спутниковой навигационной системы (GPS). Определен метод "отсеивания" недостоверных измерений по сравнению полученных по результатам измерений расстояний между приёмниками с заранее известной величиной разнесения.
Ключевые слова: спутниковые навигационные системы, точность определения местоположения судна; satellite navigation systems, accuracy of vessel position localization
(на русск., cтр.5, рис. 5, табл 2, ссылок 2, Adobe PDF)Барахта А.В., Юдин Ю.И. Структура и принципы работы систем динамического позиционирования
Аннотация. Производится анализ структуры и принципов работы системы динамического позиционирования как высокотехнологичного комплекса управления. Рассматриваются проблемы повышения надежности эксплуатации систем динамического позиционирования при освоении арктического континентального шельфа.
Ключевые слова: динамическое позиционирование, системы ДП, удержание судна; dynamic positioning, systems of DP, vessel holding
(на русск., cтр.4, рис. 1, ссылок 3, Adobe PDF)Юдин Ю.И., Барахта А.В. Проблемы обеспечения функционирования, безопасности и качества при эксплуатации судов с динамическими системами управления
Аннотация. В статье рассматриваются показатели качества и функционирования динамических систем управления, проблемы безопасной эксплуатации специализированных судов. Приводится анализ комплекса технических средств, использующих динамические системы управления в процессе освоения морских нефтегазовых месторождений.
Ключевые слова: динамические системы управления, показатели качества и функционирования, безопасность эксплуатации судов; dynamic control systems, parameters of quality and functioning, safety of vessel operation
(на русск., cтр.4, ссылок 4, Adobe PDF)Маслов А.А., Власов А.В., Кайченов А.В., Власова А.Р., Яценко В.В. Совершенствование стерилизационной установки на базе модернизированного медицинского стерилизатора ВК-30
Аннотация. В статье описываются результаты экспериментов по определению эффективности стерилизационной установки АВК-30, разработанной на базе стерилизатора ВК-30. Предлагаются пути ее повышения.
Ключевые слова: Автоматика, стерилизация, автоклав, замкнутый цикл, automatic, sterilization, autoclave, closed loop
(на русск., cтр.5, рис. 3, ссылок 5, Adobe PDF)Маслов А.А., Яценко В.В., Власова А.Р., Власов А.В. Метод спектроскопического исследования вещества в системах непрерывного контроля состава коптильных препаратов
Аннотация. В статье рассматривается способ контроля состава коптильных препаратов, заключающийся в пропускании электромагнитной волны через измерительную ячейку с последующим построением и анализом ее амплитудно-частотной характеристики.
Ключевые слова: коптильные препараты, спектроскопический метод ; smoke liquid,measuring cell,spectroscopy
(на русск., cтр.3, рис. 5, ссылок 3, Adobe PDF)Совлуков А.С., Маслов А.А., Яценко В.В., Власова А.Р. Резонаторный метод измерения физических свойств жидкостей с применением полосковых линий
Аннотация. Предлагается резонаторный метод измерения физических свойств жидкостей, основанный на применении модифицированных полосковых линий в качестве датчиков. Отрезок несимметричной полосковой линии рассматривается в качестве резонаторного датчика. Приводятся структурные схемы измерительных устройств с такими датчиками.
Ключевые слова: измерение, жидкость, физическое свойство, резонатор, полосковая линия; measurement, liquid, physical property, resonator, stripline
(на русск., cтр.5, рис. 4, ссылок 12, Adobe PDF)Висков А.Ю., Крупорницкий Д.А. Основные подходы к оптимальному автоматическому управлению холодным копчением рыбы
Аннотация. В статье описываются основные подходы к автоматическому процессу холодного копчения рыбы, анализируются возникающие при этом проблемы и приводятся возможные пути их решения. Также уделяется внимание собственным разработкам в этой области, служащим интенсификации процесса копчения.
Ключевые слова: холодное копчение; копчение; индуктивный датчик влажности; автоматизация копчения; автоматизация; cold smoking, smoking, humidity variable-induction pickup, smoking automation, automation
(на русск., cтр.3, ссылок 3, Adobe PDF)Маслобоева С.М., Дубошин Г.Н., Арутюнян Л.Г. Исследования получения гептафтортанталата калия из фторидно-сернокислых растворов
Аннотация. Проведены лабораторные исследования и опытные испытания экстракции тантала из фторидно-сернокислых растворов октанолом-1. Найдены условия осаждения высокочистого гептафтортанталата калия (ФТК) из танталовых реэкстрактов. Разработана технологическая схема переработки металлических танталсодержащих отходов с получением ФТК и определены оптимальные условия проведения отдельных стадий процесса. В ходе испытаний наработано около 500 кг ФТК высокого качества, из которого натриетермическим восстановлением получены высокоемкие танталовые порошки, отвечающие современным требованиям производителей конденсаторов.
Ключевые слова: тантал; фторидно-сернокислые растворы; экстракция; октанол; циклогексанон; смесительно-отстойный экстрактор; промывка; реэкстракция; реэкстракт; гептафтортанталат калия; осаждение; натриетермическое восстановление; танталовый порошок; tantalum, fluoride-sulphuric acid solutions, solvent extraction; octanol; cyclohexanol; mixer-settler extractor; scrubbing; re-extraction; re-extract; potassium heptafluorotantalate; precipitation; sodium-thermal reduction; tantalum powder
(на русск., cтр.7, рис. 7, табл 3, ссылок 3, Adobe PDF)Власов А.Б. Оценка влияния ветровой нагрузки при термографической диагностике объектов энергетики
Аннотация. Проведен экспериментальный и теоретический анализ теплового состояния исследуемых объектов, оценка их температуры на основе данных количественной термографической (тепловизионной) диагностики. Показано, что возможно с достаточной степенью точности произвести учет воздействующих диагностических факторов в широком диапазоне значений, применяя программное обеспечение, позволяющее провести подобные расчеты.
Ключевые слова: термография; тепловизионная диагностика; электрическое оборудование; провод; фарфоровая покрышка; влияние ветра; экспертный анализ; факторный анализ, техническое состояние; IR thermography; thermovision diagnostics; electric equipment; the wire; the porcelain covering; the wind influence; expert analysis, factorial analysis, technical condition
(на русск., cтр.11, рис. 9, табл 5, ссылок 10, Adobe PDF)Ракутько С.А. Компенсация реактивной мощности как способ снижения энергоемкости энергетической системы потребителя
Аннотация. В работе энергоемкость энергетической системы потребителя рассматривается как величина, обратная коэффициенту мощности. Предложен метод снижения энергоемкости и устройство для его реализации.
Ключевые слова: энергоемкость, коэффициент мощности, энергетическая система потребителя;power consumption, power factor, consumer power system
(на русск., cтр.3, рис. 1, ссылок 4, Adobe PDF)Асминг В.Э., Евтюгина З.А., Виноградов Ю.А., Федоров А.В. Анализ инфразвуковых сигналов, генерируемых техногенными источниками
Аннотация. Проведены эксперименты по локации источников инфразвука при помощи сети инфразвуковых групп, включающих Апатиты и шведско-финскую сеть. С помощью созданной в КФ ГС РАН программы ACL (ассоциатор приходов и локатор акустических сигналов) несколько событий по пересечению азимутов слоцированы в район космодрома Плесецк. На примере повторяющихся взрывов, происходивших на полигоне в северной Финляндии, проведен анализ вариаций оценок азимутов и кажущихся скоростей приходов звуковых волн на датчики Апатитской группы. Получены оценки точности локации этих взрывов. Показано, что связь между погодными условиями и фактом наличия или отсутствия первого прихода инфразвуковой волны действительно существует.
Ключевые слова: источники инфразвука; детектирование; локация; ассоциация фаз; взрывы; infrasound sources, detection, location, phase association, explosions
(на русск., cтр.8, рис. 9, ссылок 4, Adobe PDF)Намгаладзе А.А., Золотов О.В., Захаренкова И.Е., Шагимуратов И.И., Мартыненко О.В. Вариации полного электронного содержания в ионосфере, наблюдаемые перед землетрясениями: возможный физический механизм и моделирование
Аннотация. На основе GPS наблюдений полного электронного содержания (TEC) ионосферы с использованием глобальных и региональных карт TEC, а также отдельных спутниковых измерений, обнаружены возмущения TEC, предшествующие сильным землетрясениям. Для сильных среднеширотных землетрясений сейсмо-ионосферные аномалии выглядят как области локального увеличения или уменьшения TEC в окрестности эпицентра готовящегося землетрясения. Такие структуры формируются в ионосфере за несколько дней до основного сейсмического события. Величина наблюдаемых модификаций ионосферной плазмы достигает 30-90 % по сравнению с невозмущенными фоновыми значениями. Область максимального проявления аномалии имеет пространственные размеры более 1500 км по широте и 3500-4000 км по долготе. В случае сильных низкоширотных землетрясений обнаруживаются эффекты, связанные с модификацией экваториальной аномалии: углубление или "заполнение" ионосферного провала электронной концентрации на магнитном экваторе. Предложен физический механизм формирования указанных аномалий. Мы полагаем, что наиболее вероятной причиной наблюдавшихся перед землетрясениями возмущений NmF2 и TEC является вертикальный дрейф ионосферной плазмы в F2-области под воздействием зонального электрического поля сейсмического происхождения. Для проверки этой гипотезы проведен ряд модельных расчётов при помощи глобальной самосогласованной численной модели верхней атмосферы Земли UAM (Upper Atmosphere Model). Предложено пространственное распределение электрического потенциала на границе эпицентральной области, необходимое для существования указанного электрического поля. Параметры верхней атмосферы, предшествующие готовящемуся сильному землетрясению, моделировались путём включения дополнительных источников электрического поля в уравнение для электрического потенциала модели UAM, которое решалось численно совместно со всеми остальными уравнениями модели (непрерывности, движения и теплового баланса) для нейтрального и ионизованных газов. Эффективность предложенного механизма исследовалась путём численного моделирования отклика ионосферы на воздействие зонального электрического поля, порождённого сейсмогенными источниками для случаев средних и низких широт. Представлены результаты соответствующих модельных расчётов электрического поля и генерированных им эффектов в F2-области ионосферы и плазмосфере Земли. Результаты моделирования хорошо согласуются с данными наблюдений TEC перед сильными землетрясениями как в случае средних, так и низких широт, как по пространственному масштабу, так и по магнитуде наблюдаемых аномалий.
Ключевые слова: ионосферные предвестники землетрясений, эпицентр, сейсмогенное электрическое поле, полное электронное содержание; ionospheric earthquake precursors, epicenter, seismogenic electric field, total electron content
(на англ., cтр.8, рис. 6, ссылок 29, Adobe PDF)Зубова Ю.В., Намгаладзе А.А. Эффекты учёта колебательных состояний молекулярного азота при численном моделировании поведения F2-области ионосферы Земли в период сильных магнитных бурь
Аннотация. В работе проводится исследование влияния учёта зависимости скорости ионно-молекулярной реакции переработки ионов О+ в молекулярные ионы от колебательных состояний молекулярного азота на результаты модельных расчётов вариаций электронной концентрации и температуры на высотах F2-слоя в период 15-20 апреля 2002 года, включавший две геомагнитные бури. Результаты численных расчётов, выполненных с помощью модели UAM, сопоставлялись с данными наблюдений, полученными сетью радаров некогерентного рассеяния радиоволн. Сделан вывод о том, что учёт зависимости скорости реакции О+ с N2 от распределения молекул азота по колебательным уровням улучшает согласие результатов модельных версий как с данными наблюдений, так и между собой.
Ключевые слова: численное моделирование; ионосфера Земли; геомагнитные бури; ионосферно-термосферное взаимодействие; колебательное возбуждение молекулярного азота; концентрация и температура электронов; numerical modelling, the Earth ionoshpere, geomagnetic storms, ionospheric-thermospheric interconnection, vibrational excitation of molecular nitrogen, concentration and temperature of electrons
(на русск., cтр.12, рис. 14, табл 1, ссылок 24, Adobe PDF)Сергеева Н.Г., Оглоблина О.Ф., Черняков С.М. Сильные землетрясения и их влияние на полярную нижнюю ионосферу
Аннотация. Для выявления откликов землетрясений анализировались экспериментальные данные установок частичных отражений и вертикального зондирования ионосферы, полученные на Кольском полуострове и в Скандинавии. Были рассмотрены сильные землетрясения, которые произошли 17 июля 2006 г. в 08:19:25 UT на западном побережье Индонезии при очень спокойных условиях в геомагнитном полe и 26 декабря 2004 г. в 00:58:53 UT на о. Суматра при возмущенных гелиогеофизических условиях. Реакция ионосферы на эти землетрясения проявилась в основном в параметрах нижней ионосферы. В спектрах амплитуд обыкновенной компоненты частично-отраженных сигналов и других параметров нижней ионосферы обнаружены внутренние гравитационные волны с периодами несколько часов, связанные с землетрясениями.
Ключевые слова: землетрясения, нижняя ионосфера, частично-отраженный сигнал, внутренние гравитационные волны; earthquakes, lower ionosphere, partially-reflected signal, internal gravity waves
(на русск., cтр.10, рис. 13, ссылок 29, Adobe PDF)Журавлёва Н.Г. Влияние абиотических и биотических факторов среды на выживаемость эмбрионов и молоди рыб
Аннотация. Дан анализ представлений о критических периодах в раннем онтогенезе рыб. Рассмотрены особенности реактивности эмбрионов разных видов рыб на разных этапах эмбриогенеза и в связи с экологией.
Ключевые слова: критические периоды, эмбриональное развитие, стадии развития, пресноводные рыбы, морские рыбы; critical periods, embryonal development, development stages, fresh-water fish, salt-water fish
(на русск., cтр.6, ссылок 39, Adobe PDF)Ларина Т.М., Журавлёва Н.Г. Развитие марикультуры рыб в северных странах
Аннотация. В статье обобщен современный промышленный опыт разведения морских рыб в северных странах. Обсуждаются методы выращивания молоди рыб в Норвегии, Исландии, Шотландии и Канаде.
Ключевые слова: марикультура, треска, палтус, зубатка, Норвегия, Шотландия; mariculture, cod, halibut, lancet fish, Norway, Scotland
(на русск., cтр.6, табл 12, ссылок 4, Adobe PDF)
