В статье рассматривается проблема оптимального управления движением поезда (ОУДП) с позиций современной теории автоматического управления. Эта проблема многие годы является актуальной, однако к настоящему времени окончательно не решена, что связано с большим числом случайных факторов, влияющих на характер движения поезда, а также развитием в последние годы скоростного и высокоскоростного, а также тяжеловесного и длинносоставного движения. Представлены математическая модель движения поезда и постановка задачи ОУДП, предложена классификация известных методов её решения. Разработана имитационная модель в среде Matlab/Simulink, позволяющая исследовать различные модели и законы управления. Предложен метаэвристический алгоритм оптимизации режимов ведения поезда, использующий имитационную модель, реализованный в виде программного модуля на языке Matlab. Приведены результаты вычислительных экспериментов, подтверждающие сходимость алгоритма.

Ключевые слова: оптимальное управление, автоведение, математическая модель, имитационная модель, метаэвристический алгоритм

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)

Выборочный метод расчёта из-за своей экономичности уже несколько столетий успешно применяется. Однако при расчётах безотказности в случае усталостных разрушений (часто внезапных), когда существует значительная степенная связь m=10-15 для сверхмногоцикловой области нагружения между прочностью (твердость, предел выносливости) и действующим напряжением, снижение минимального ресурса деталей составит 10-100 и более раз. Это получается из-за неучтенной основной части генеральной совокупности. В нашем примере 104-50=9950 шт таких деталей, т. е. их потенциальных отказов. Поэтому для этого случая выборочный метод – промежуточный этап расчетов.

Ключевые слова: выборка, усталостный ресурс, генеральная совокупность конечного объема, степенная связь

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям) , 05.22.10 - Эксплуатация автомобильного транспорта

Рассмотрена значимость сквозных технологий в лесозаготовительной отрасли. Рассмотрена значимость создания геоинформационных систем, позволяющих рационально осваивать арендованные участки лесного фонда с учетом требований лесного законодательства РФ и минимизацией себестоимости единицы заготавливаемой древесины, с целью увеличения прибыли лесозаготовительных предприятий.

Ключевые слова: таксация леса, аэрофотосъемка, лесопользование, лесосырьевая подготовка, сквозные технологии, геоинформационные системы

05.02.08 - Технология машиностроения , 05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)

Выполнен анализ эксплуатационной работы участковой станции Сальск в условиях увеличения объемов грузовых перевозок на направлении Котельниково-Тихорецкая-9км. Разработаны мероприятия, способствующие развитию инфраструктуры и совершенствованию технологии работы станции и обеспечивающие пропуск растущего объема движения грузовых поездов. Дана оценка экономической эффективности работы станции в условиях реализации предлагаемых мер.

Ключевые слова: участковая станция, анализ работы, пропускная способность, проблемы, мероприятия, технология работы, экономическая эффективность

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям) , 05.13.10 - Управление в социальных и экономических системах

В настоящее время можно наблюдать общемировую тенденцию к внедрению так называемой цифровой энергетики в целях оптимизации распределения и использования энергоресурсов с помощью современных технологий сбора и обработки информации. При этом особую актуальность приобретает задача прогнозирования потребления электричества для обеспечения его бесперебойной подачи в условиях постоянного роста числа потребителей. Целью данной работы было сравнение методов классического регрессионного анализа с нейросетевыми алгоритмами при решении задачи прогнозирования энергопотребления домохозяйствами. Для исследования использовались данные, полученные с приборов учета 47 домохозяйств, расположенных в Ростовской области, за период 730 дней. Были рассмотрены прогнозирующие модели на основе регрессии; порядок модели варьировался от 1 до 3, а также модель на основе рекуррентной нейронной сети. Горизонт прогнозирования выбирался как 20% от имеющейся выборки данных (80% оставалось на обучение модели), что в среднем соответствовало трем месяцам. Из рассмотренных моделей наилучший результат продемонстрировала нейронная сеть, для которой относительная погрешность прогноза не превышала 5%.

Ключевые слова: энергоресурсы, прибор учета, жилищно-коммунальное хозяйство, прогнозирование энергопотребления, анализ данных, регрессия, временной ряд, рекуррентная нейронная сеть, машинное обучение, «умный город»

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)

Рассматриваются наиболее востребованные виды статистического анализа. В статье внимание уделено аналитическому обзору статистических методов, достоинствам, недостаткам. Показаны этапы статистического обследования технологического объекта. На примере исследования механической части газоперекачивающего агрегата показано преимущество применения статистических методов.

Ключевые слова: статистический анализ, техническая диагностика, нефтегазохимический комплекс, газоперекачивающий агрегат, распределение, метод минимального риска, метод минимального числа ошибок, метод минимакса, метод Неймана−Пирсона, метод наибольшего правдоподобия

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям) , 05.13.11 - Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей

Задачи повышения эффективности производства и качества выпускаемой продукции являются актуальными для любого предприятия. Одним из решений данного вопроса может быть оптимизация процессов автоматизации производственных процессов на предприятиях. В данной статье предлагается решение, которое позволит спроектировать наиболее оптимальные маршруты сетевых соединений на всех уровнях АСУ ТП, что в свою очередь обеспечит значительную экономию ресурсов и тем самым позволит повысить эффективность процессов автоматизации на предприятиях

Ключевые слова: повышение эффективности, теория графов, автоматизированная система управления технологическими процессами (АСУ ТП), остов графа, методы оптимизации

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)

В данной работе рассмотрен биореактор для выращивания микроводоросли Chlorella. Приведены показатели качества процесса, а также описание конструкции данного биореактора. Произведен расчет передаточной функции системы поддержания температуры воды в основной емкости по методу Ротача

Ключевые слова: автоматизация, биореактор, биотехнологии, Chlorella, система регулирования, расчет передаточной функции, метод Ротача

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)

Для улучшения состояния безопасности труда в России необходима систематизация и упорядочение работ по организации охраны труда, разработка программ с использованием современных методических подходов в форме системного комплексного целевого планирования и создание на этой основе информационно-аналитических систем по охране труда. В статье рассмотрены основные функции системы по охране труда в образовательных учреждениях, приведены задачи исследования организации охраны труда, а также актуальность развития данной области научных интересов. Информационное обеспечение охраны труда является важной составной частью системного подхода к обеспечению безопасности, улучшения условий труда и снижения профессиональных рисков.

Ключевые слова: диверсификация управления, диверсификации производства, финансово-экономические цели диверсификации, производственно-технические цели обеспечения гибкости производства

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям) , 05.13.11 - Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей

Описан процесс обработки заявок единой службы поддержки пользователей (ЕСПП) ОАО «РЖД», представлены цели проекта. Приведены нормы времени на работы, выполняемые в ЕСПП. Разработана модель оценки своевременности обработки заявок пользователей ЕСПП, создан программный комплекс. Проведена оценка своевременности и оперативности представления информации из ЕСПП пользователям системы. Наименьшая вероятность своевременного получения информации ЕСПП в течение суток будем наблюдать с 8.00 – 9.00 утра в понедельник и с 17.00 – 19.00 часов вечера в пятницу. Оптимальным числом каналов обслуживания по заявленным критериям к своевременности обработки заявок является 7

Ключевые слова: информационная технология, ЕСПП, ITSM, обращение, своевременность, обработка заявок, регистрация обращения, модель ЕСПП, канал обслуживания, ИВЦ

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

В статье рассматриваются научные и практические аспекты процесса внедрения BIM-технологии на предприятиях строительной отрасли. Проведен анализ рисков внедрения технологии информационного моделирования на основе опыта российских компаний, способы его уменьшения, сформулированы основные положения и преимущества внедрения BIM-технологий с использованием методологии управления проектами.

Ключевые слова: управление проектом, BIM-технология, риск, информационное моделирование, команда проекта, жизненный цикл проекта

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям) , 05.23.08 - Технология и организация строительства

Низкое качество строительной продукции является одной из главных проблем строительной отрасли. На любом этапе жизненного цикла изделий может возникнуть дефект. От того, насколько в компании налажен процесс управления несоответствующей продукцией и диалог с потребителем, зависит репутация фирмы и ее место на рынке. В статье рассмотрен метод управления качеством «8D», который способен выявить не только причины сбоев, но и предотвратить их появление в дальнейшем, то есть реализует один из принципов менеджмента качества – постоянное улучшение.

Ключевые слова: методика, качество, потребитель, улучшение, сбой, дефект,предприятие, продукция, ИСО, группа, принцип, строительство, металл, ограждение

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям) , 05.23.08 - Технология и организация строительства

В статье определены задачи, которые могут решаться роботами сельскохозяйственного назначения. Проведена постановка задачи по роботизации дождевальной машины (ДМ) типа «Фрегат» за счет нечеткого управления технологическими процессами полива, что позволяет контролировать поливную норму на протяжении всего поливного сезона вне зависимости от различных неопределенных факторов, влияющих на качество полива. Предложено использовать в ДМ кран-задатчик аналогового действия, работающий от электричества, нечеткое управление которым будет осуществляться системой управления с подсистемой диагностики, включающей датчики измерения влажности почвы и наклона ДМ на различных участках поля. Разработана математическая модель нечеткого управления дождевальной машиной за счет программного регулирования подачи воды в зависимости от формы рельефа поля, скорости перемещения машины по полю и влажности почвы с целью уменьшения расхода воды и повышения эффективности ДМ. В качестве алгоритма нечеткого вывода предложен алгоритм Мамдани, который реализуется в пакете MATLAB. Формализация описания показателей машины проведена при помощи лингвистических переменных. Предлагаемая математическая модель может быть использована при проектировании систем управления другими роботизированными сельскохозяйственными машинами.

Ключевые слова: роботизированная дождевальная машина, нечеткое управление, математическая модель, алгоритм нечеткого вывода, лингвистическая переменная, терм-множество лингвистической переменной, базовое множество

05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям) , 05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)

Актуальность исследования обусловлена риском отравления должностных лиц таможенных органов и иных видов государственного контроля, осуществляющих досмотр морских контейнеров в пунктах пропуска через таможенную границу. На основе анализа международного опыта обеспечения безопасности при работе с морскими контейнерами проведена разработка организационных и технических принципов профилактики отравлений при осуществлении таможенного досмотра. Материалы статьи представляют практическую ценность для должностных лиц таможенных органов и иных видов государственного контроля в морских пунктах пропуска, осуществляющих досмотр морских контейнеров.

Ключевые слова: фумиганты, морские контейнеры, вредные химические вещества, газоанализ. Безопасность

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям) , 05.13.10 - Управление в социальных и экономических системах

Рассматриваются проблемы формирования объектных моделей городских транспортных систем для адекватного отражения объектно-сущностных связей для достижения целей управления. Технико-технологический аспект представления объектов решают задачи надежности и устойчивости функционирования транспортной системы, экономический – решает задачи снижения потерь в организации транспортных и пассажирских потоков, социально-экономический – снижение экологического воздействия на среду, обеспечение безопасности дорожного движения. Проводится вариантный анализ представления объектных моделей с разной целевой установкой в задачах оптимального управления.

Ключевые слова: объектная модель, транспортная система города, оптимальное управление, безопасность движения, управление транспортными потоками

05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям) , 05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)

Использование современных инновационных систем контроля теплоснабжением в системе ЖКХ является задачей сегодняшнего дня. В рамках программы энергосберегающих технологий предлагается автоматизированная система контроля и управления параметрами теплоносителя в ЖКХ. В основе предлагаемой системы лежат промышленные контроллеры имеющие интерфейсы Ethernet 100 Base-T, RS-232 и RS-485 и программное обеспечение, созданное в свободно распространяемой версии пакета CoDeSys фирмы Овен.

Ключевые слова: запорно-регулирующий клапан, запорно-регулирующая арматура, CoDeSys, пропорционально-интегрально-дифференцирующий регулятор, трубопроводная арматура

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)

Целью данного исследования является создание алгоритмов статического анализа, для поиска всевозможных последовательностей вызовов функций, приводящих к определенной точке в программе. Для достижения данной цели проводится анализ графа явных вызовов функций, в котором происходит поиск всевозможных путей между двумя вершинами. Анализ проводится в два этапа: 1) на подготовительном этапе строится новый граф на основе графа вызовов, из которого удаляются избыточные вершины и дуги; 2) на втором этапе происходит поиск в новом графе возможных путей от корневой вершины к заданной. Также в работе представлено экспериментальное сравнение разработанных алгоритмов с ближайшим аналогом – алгоритмом Йена.

Ключевые слова: статический анализ кода, граф вызовов, алгоритм поиска путей, алгоритм Йена, стек вызовов

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям) , 05.13.11 - Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей

Анализ существующих систем управления инвестиционно-строительными проектами показал, что используемые для разработки календарных планов организационно-технологические модели статичны и не отражают изменения в ходе производства работ в реальном режиме времени, что не позволяет синхронизировать сроки производства работ и поставки ресурсов и приводит к значительным потерям в использовании трудовых ресурсов и строительных машин. Адаптивность организационно-технологических моделей в разрабатываемой интеллектуальной системе управления строительством обеспечивается за счет применения специальных алгоритмов и моделей по дезагрегированию плановой и агрегированию фактической информации по работам, расчету отклонений фактических характеристик от планируемых значений, выработки и принятия решений по приведению модели к организационно-технологической нормали практически в реальном режиме времени

Ключевые слова: управление инвестиционно-строительными проектами, организационно-технологические модели, адаптивные системы, интеллектуальные системы управления, оперативное управление объектом строительства, темп работ

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям) , 05.23.08 - Технология и организация строительства

В данной работе производится оценка имеющихся на рынке расходомеров воды, приводятся их достоинства и недостатки. Приведена классификация счетчиков воды и оценка специфики их применения. Основной проблемой на сегодняшний момент в измерении расхода водных ресурсов является точность измерения на всех диапазонах расхода без существенного роста цены за розничную продажу счетчика. Показано, что наиболее проблемной зоной диапазона является минимальный и капельный расход. Вторым по важности является максимальный расход и сопутствующий ему гидроудар (в случае когда время перехода от нулевого расхода до максимального пренебрежимо мало). В работе отмечено, что на сегодняшний момент на рынке отсутствуют приборы учета решающие обе описанные проблемы. Также показано, что сделать счетчик более привлекательным для потребителя можно с помощью дополнительных (не метрологических функций). Так, например, важной функцией является сигнализация о долговременных утечках в системе.

Ключевые слова: расходомер воды, счетчик, измерения, крыльчатый, акустический

05.11.13 - Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий , 05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)

В настоящий момент одной из наиболее передовых гибких методологий управления IT-проектами является SCRUM технология. Ее особенность – разбиение всей работы на непродолжительные итерации (спринты), каждая из которых представляет собой цикличный процесс, повторяющийся постоянно на всем пути разработки продукта. Это позволяет постоянно отслеживать появляющиеся риски и минимизировать их последствия. Каждый спринт начинается с планирования, которое задает темп работ и стимулирует высокую производительность. Ключевым моментом планирования является прогнозирование уровня сфокусированности команды на выполнении поставленных задач, так называемый фокус-фактор. Он представляет собой отношение производительности к трудоемкости. В работе представлены результаты численных экспериментов по выявлению оптимальных методов прогноза этого показателя. В их основу положены производственные данные одной из проектных групп реальной коммерческой фирмы в сфере IT. Исследованы экстраполяционные методы прогнозирования, со скользящей базой по предыдущим фактическим результатам. При этом варьировались как ширина базы (от одного до семи предыдущих периодов), так и вид экстраполирующей функции. Рассмотрены аппроксимирующие полиномы нулевой, первой и второй степени. Определенное внимание уделено также методу экспоненциального сглаживания и Байесовскому подходу к диагностике и прогнозированию. Для интегральной характеристики качества прогнозирования использовалась величина среднеквадратичной относительной ошибки оценки производительности. По результатам экспериментов отобраны три оптимальных варианта. Первым является прогноз по скользящему арифметическому среднему фактических фокус-факторов за 3-4 предыдущих периода. Во втором варианте опять же берется скользящее среднее фактических фокус-факторов за 3-5 спринта, но не арифметическое, а геометрическое. В третей методике для предсказания используется произведение теоретического фокус-фактора на фактический. Берется скользящее геометрическое среднее за 1-2 спринта. В среднеквадратичной норме для обеих методик ошибка прогноза одинакова, порядка 5,8%. Если ее оценивать не по среднему квадратичной метрике, а по максимальному отклонению, то последний вариант чуть лучше. Полученные результаты предназначены для уточнения интуитивного планирования спринтов при выполнении реальных проектов.

Ключевые слова: управление, IT-проект, SCRUM технология, планирование спринта, прогноз, фокус-фактор, скользящее среднее, линейная и квадратичная регрессия, экспоненциальное сглаживание, Байесовский подход, среднеквадратичная ошибка, оптимальный вариант

05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям) , 05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)

В статье проанализировано применение методов искусственного интеллекта для управления роботами. Представлена концепция многоуровневой интеллектуальной системы управления мобильным роботов, в рамках которой предложено строить интеллектуальную систему управления из трех уровней, исходя из модели мышления и классификации задач по уровню информации. В контуре предлагаемой системы циркулируют восходящий и нисходящий потоки, осуществляется управление системой на своем уровне, а часть информации обобщается и передается на более высокий уровень оценки обстановки, после чего в результате детализации постепенно от стратегии поведения до команд на исполнительные органы робота осуществляется движение вниз при выборе вариантов решения на перемещения или другие какие-либо действия мобильного робота. Приведены функционально-структурная схема данной системы, а также принципы построения и аппаратурная реализация этой системы на базе многоуровневой вычислительной системы мобильного робота.

Ключевые слова: искусственный интеллект, новая информационная технология, мобильный робот, интеллектуальный робот, интеллектуальная система управления, концепция, многоуровневая вычислительная система

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям) , 05.13.11 - Математическое и программное обеспечение вычислительных машин, комплексов и компьютерных сетей

Изложены основные этапы развития автоматизированной системы оперативного управления (далее АСОУП) на железнодорожном транспорте, проблематика эффективности работы указанной системы. Описаны методы повышения эффективности АСОУП, представлена модель обработки информационных потоков.

Ключевые слова: АСОУП, АСОУП-2, АСОУП-3, дорожно-сетевая база данных, таблица текущего состояния, информационное сообщение, транспортная система, тематическая таблица, эффективность, железнодорожный транспорт

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям) , 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

Проведен обзор способов сварки элементов кузовов автомобилей. Рассмотрены достоинства и недостатки точечной контактной сварки и способа сварки с использованием высококонцентрированных источников энергии. Детально рассмотрены процессы, проходящие в зоне сварного шва при использовании лазерной сварки.

Ключевые слова: сварка металла, сварной шов, лазерная сварка

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям) , 05.22.10 - Эксплуатация автомобильного транспорта

Рассматривается развитие информационных технологий по обеспечению грузовых перевозок. Элементы современных технологий, использование которых повышает эффективность перевозок. Внедрение в производственный процесс автоматизированных информационных систем. Достижения полной экономической прозрачности и инвестиционной привлекательности организации.

Ключевые слова: производство, предприятие, транспортировка, эффективность, информационная система, автоматизация, транспорт, технология, грузоперевозка, интернет, современная техника

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)

Рассматривается последовательный периферийный интерфейс SPI (serial-to-parallel interface) на основе токовой логики, в котором за счет токовых зеркал стабильных к напряжению питания и работе транзисторов в активном режиме реализуется повышенная надежность и стойкость к дестабилизирующим факторам. Приводится схемотехника D-триггеров и результаты моделирования на 0,25 мкм КМОП техпроцессе. В разработанном устройстве реализуется регулировка тока потребления с помощью резистора источника опорного тока, а внешние резисторы нагрузки позволяют подобрать необходимую амплитуду выходного сигнала.

Ключевые слова: токовая логика, SPI интерфейс, последовательный периферийный интерфейс, линейная алгебра

05.12.04 - Радиотехника, в том числе системы и устройства радионавигации, радиолокации и телевидения , 05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)