ivdon3@bk.ru
Одной из тем автоматизации и мониторинга, которая набирает популярность, является технология построения системы «Умный дом». Эта технология представляет из себя систему домашней автоматизации, которая относится к удаленному мониторингу и управлению бытовой техникой. С ростом Интернета и развитием таких технологий, как искусственный интеллект, Интернет вещей и облачные технологии, существует большой потенциал и возможности для удаленного доступа, контроля и мониторинга сетевых устройств. В данной статье будут рассмотрены различные системы и технологии интеллектуальной домашней автоматизации с точки зрения различных функций. В исследовании, основной акцент сделан на концепцию системы домашней автоматизации, в которой операции управления и мониторинга осуществляются с помощью беспроводных средств связи.
Ключевые слова: интернет вещей, умный дом, автоматизация NB-IoT, кибербезопасность.
2.3.6 - Методы и системы защиты информации, информационная безопасность
Концепция Интернета вещей (IoT) позволяет устройствам взаимодействовать друг с другом и совместно использовать ресурсы, пользуясь интернетом в качестве беспроводной среды. В умных домах IoT позволяет владельцу, находящемуся далеко от дома, управлять им через интернет. Простота использования и широкие возможности систем домашней автоматизации сделали их популярными. Некоторым людям нужны системы домашней автоматизации, чтобы сделать их бытовую технику проще и удобнее в эксплуатации, а также они очень полезны для людей с ограниченными физическими возможностями и пожилых людей. Однако, полезные характеристики и функциональные возможности устройств Интернета вещей, не ограничиваются этим. Формируются научные направления по анализу эффективности расходования энергии и методам предотвращения различных катастроф, где главную роль играют технологии Интернета вещей. В данной статье проведен анализ стандартных моделей устройств автоматизации умного дома. В работе рассматриваются функциональные возможности устройств Интернета вещей посредством виртуальной среды построения моделей сети Cisco Packet Tracer.
Ключевые слова: интернет вещей, IoT, автоматизация, анализ данных, сбор данных, кибербезопасность
2.3.6 - Методы и системы защиты информации, информационная безопасность
в современном мире количество разных сложных технических систем с каждым годом только возрастает, при этом любая система имеет в своем составе или использует стороннюю систему связи. Нарушение функционирования системы связи и ее элементов может привести к возникновению ситуации невозможности сложной технической системы реализовать свои функции. Требуется обеспечить гарантированное функционирование системы связи и ее элементов. Одним из способов обеспечения устойчивого функционирования сложных технических систем является реализация системой управления функции контроля, при этом в процессе функционирования системы необходимо учитывать не характеристики и параметры отдельных элементов, описывающих их функционирование, а способность системы выполнять задачи и функции. В работе предложен подход к описанию функционирования системы связи через формирование профиля функционирования системы, представляющий собой совокупность матриц, который используется в системе контроля.
Ключевые слова: функциональная устойчивость, критичность, система связи, система управления, сложная техническая система, функции, задачи, профиль, регламент
2.3.6 - Методы и системы защиты информации, информационная безопасность
В данной работе описаны результаты моделирования тепловых процессов и воздушных потоков, протекающих в универсальном источнике питания (УИП) с цифровой системой регулирования выходных параметров при заданных условиях эксплуатации. УИП предназначен для проведения научных исследований в области электрохимического осаждения меди с целью формирования сквозных и переходных отверстий печатных плат, трехмерных микросборок, металлизации эпоксидных смол, органических материалов. В статье рассмотрены особенности разработки универсального источника питания, представлены ключевые результаты проектирования и исследования термодинамических характеристик макетного образца.
Ключевые слова: универсальный источник питания, микроконтроллер, система автоматизированного проектирования, печатная плата, коэффициент полезного действия, вычислительная гидродинамика, система автоматизации механического проектирования
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
Работа посвящена проблематике защиты системы документооборота органов государственного управления. Целью работы является построение имитационной модели реализации целевой компьютерной атаки с учетом одновременного (протекающего с незначительным запаздыванием) реагирования средств защиты системы документооборота. Для моделирования предложено использовать аппарат сетей Петри-Маркова, сочетающий в себе представление смены состояний атакуемой системы в виде марковских (полумарковских) процессов и выразительные возможности сетей Петри для описания взаимодействия процессов. Построенная модель отражает как специфику атак с повышением привилегий пользователя, так и особенности процессов обработки документов, а также используемые механизмы противодействия в получении неправомерного доступа. Вычислительные эксперименты, проводимые с использованием построенной имитационной модели, позволяют оценить возможные риски и принять решение по выбору наиболее эффективной системы защиты от рассмотренного типа атак.
Ключевые слова: система электронного документооборота, компьютерная атака, имитационное моделирование, сеть Петри-Маркова
2.3.6 - Методы и системы защиты информации, информационная безопасность
В работе представлено исследование проблем организации процесса проектирования технических средств, которые задействованы в технологическом процессе выпуска продукции производственными предприятиями. Под техническими средствами предлагается понимать как программные, аппаратные, так и программно-аппаратные решения. Определена главная проблема – несоответствие функционала технических средств технологическому процессу. В этой связи проводится исследование процессов связывания технологического процесса выпуска продукции производственных предприятий с процессами проектирования и разработки технических средств. Обосновывается необходимость и выдвигается гипотеза о возможности решения двух выявленной проблемы.
Ключевые слова: технологический процесс, актор, разработчик, функции технологического процесса, процедуры выполнения функций, модель формирования потребности в техническом средстве, модель использования технических средств, модель проектирования технических средств
2.3.1 - Системный анализ, управление и обработка информации , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
В статье решена задача определения влияния формы газовых завихрителей с различными вариантами сочетания направления каналов на скорость и температуру плазменного потока. Создана математическая модель плазменной установки. Выполнен сравнительный анализ применения газовых завихрителей с каналами, которые направлены в одну сторону и в противоположные. Поставленная задача решена путем проведения компьютерного эксперимента методом конечных элементов при помощи программного пакета SolidWorks. Итоги расчетного эксперимента были верифицированы путем проведения натурного эксперимента при помощи экспериментальной плазменной установки, которая применяется для получения порошка, нанесения покрытий и модификации поверхностей изделий, с учетом ее конструктивных особенностей. Предложены рекомендации по ведению этих процессов. Результаты имеют практическую пользу для разработчиков и потребителей технологического оборудования.
Ключевые слова: математическая модель, плазменный поток, температура, скорость, газовый завихритель, плазменный метод, получение порошка, нанесение покрытия, модификация поверхности
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
Инвестиционно-строительные проекты (ИСП) представляют собой сложный комплекс отдельных бизнес-процессов, на которые затрачиваются значительные средства, время и людские ресурсы. Основной задачей каждого заказчика ИСП является снижение этих затрат при сохранении качества проекта. В настоящее время с этой целью с успехом применяются цифровые технологии, которые на каждом этапе разработки ИСП снижают его себестоимость. Однако, следует учитывать ряд проблем, которые свойственны современным системам цифровизации процессов проектирования. К таким проблемам относятся: ограниченный выбор специализированных программных продуктов на российском рынке; отсутствие четкого механизма взаимодействия нескольких программных продуктов, предназначенных для решения технических, технологических и экономических задач ИСП; низкий уровень адаптации для построения BIM-модели; отсутствие эффективных инструментов для обработки больших объемов информации. Решение подобных проблем представляет собой сложную и многовекторную задачу.
Ключевые слова: ресурсы, база данных, ключевые показатели проекта, метод анализа иерархий
Жизненный цикл объекта капитального строительства – это экономически обоснованная программа проектирования, строительства, эксплуатации и ликвидации здания или сооружения. В данной статье раскрывается роль проекта жизненного цикла при редевелопменте индустриальных объектов, таких как надземные заводы и фабрики в черте города и объекты горной промышленности. В статье дается методика составления программы жизненного цикла при редевелопменте индустриальных (надземных и подземных) объектов, шахтного поля.
Ключевые слова: жизненный цикл, программа редевелопмента, подземные сооружения, моделирование, информационное строительство, индустриальный объект, горные выработки, объект горной промышленности
В статье рассматривается проектирование подпорного сооружения в сложных инженерно-геологических условиях с учётом зарубежных и российских нормативных требований. Авторами представлено два конструктивных решения подпорной стены из ряда буровых свай, выполненных по российским и зарубежным нормативным предпосылкам. Для обоих вариантов сооружения определены и сопоставлены параметры НДС. В заключении сделан вывод, что конструкция подпорной стенки, выполненная по зарубежным нормативным предпосылкам, получилась значительно экономичнее.
Ключевые слова: подпорная стенка, грунтовый анкер, расчёт, защитное сооружение, проектирование, удерживающее сооружение, буронабивные сваи, автомобильная дорога, устойчивость, конструкция, дорожное строительство
Рассмотрена проблема прогнозирования значений физического износа многоквартирных домов (далее - МКД) в течение заданного периода времени для практических целей (планирования проведения ремонтных работ, работ по эксплуатационному контролю и т.д.). Выполнен обзор существующих нормативно-технических документов по определению физического износа жилых зданий. Рассмотрены различные методики по прогнозированию физического износа за определенный промежуток времени. Сделан вывод о линейном нарастании физического износа со значением среднегодового прироста в среднем в пределах 1%. Даны рекомендации по использованию полученных данных при планировании эксплуатационных мероприятий по ремонту и содержанию МКД.
Ключевые слова: прогнозирование, физический износ, многоквартирный дом, эксплуатация зданий, среднегодовой прирост, техническое обследование, метод хронологического возраста, экспертный метод, срок службы, оценка технического состояния
Эффективное усиление балки покрытия, посредством сооружения вокруг нее обрамляющего каркаса, предполагает обоснованный выбор конструктива из сортамента металлопроката. Каркас создает с балкой покрытия единую систему посредством натяжных приспособлений, изменение усилий в которых обеспечивает управление состоянием. В статье к сравнительному исследованию предложен сопоставительный анализ моментов в каркасе из балки двутавровой и швеллера стального специального, как обладающих потенциально равными рабочими характеристиками. Исследования проведены на основе численного моделирования методом конечных элементов с применением программного продукта Etabs. Результатом эксперимента явились определенные во вновь образованной системе – балка покрытия плюс каркас – поперечные усилия и моменты от приложенных нагрузок и процента армирования балки при учете каркаса. Взятый за основу массив цифр, полученный в результате численного эксперимента, был обработан посредством цифрового математического анализа при использовании программного комплекса wxMaxima. Полученные математические модели процессов, происходящих в системах при их реализации посредством швеллера или двутавра, позволили на основе анализа установить степень влияния на момент в балке факторов принятых к исследованию, а также определить конструктивно-технологические параметры устройств, акцентировав внимание на эффективном.
Ключевые слова: железобетонная балка, усиление двутавром, усиление швеллером, момент, процент армирования, нагрузка, численный метод, математическая модель, сравнение результатов, программные комплексы Etabs и wxMaxima
Представлен обзор методик оценки состояния окружающей среды. Изучение методик оценки состояния окружающей среды и влияния производственных объектов является важнейшим фактором, способствующим снижению негативного воздействия на экологию. Рассмотрен пример комплексного оценивания атмосферного воздуха Мотовилихинского района города Перми с применением программного комплекса Джобс-Декон.
Ключевые слова: экология, окружающая среда, субъектно-ориентированное управление, производственные объекты, оценка, Джобс-Декон, загрязнение среды
2.1.10 - Экологическая безопасность строительства и городского хозяйства
Целью данной статьи является рассмотрение понятия «полимербетон», его классификации, особенностей его использования, роли в современном строительстве и вероятности замены им традиционных строительных материалов. Так же изучен и структурирован теоретический материал на тему «бетоны на основе полимерных вяжущих», классификация полимербетонов по В.В. Патураеву, практический опыт его применения. Рассмотрена возможность применения полимербетонов в современных реалиях и будущем. Сделаны общие выводы о целесообразности его повсеместного применения с практической и экономической точек зрения.
Ключевые слова: полимербетоны, полимер, вяжущий материал, наполнитель, смолы, термореактивность, термопластичность, термопластичные вещества, термореактивные вещества, фибробетоны
В статье рассмотрены методы для определения частоты собственных колебаний и коэффициента динамичности консольно закреплённой стальной балки. В качестве методов использовался аналитический, метод конечных элементов в программной среде ANSYS и экспериментальный на вибростенд при двух способах нагружения: синусоидальной вибрацией методом качающейся частоты и широкополосной случайной вибрацией. Полученные значения частот собственных колебаний согласуются в рамках относительной погрешности 15%, значения коэффициентов динамичности – в рамках относительной погрешности 5%. Метод конечных элементов хорошо согласуется с аналитическим, притом требует выполнения меньшего количества операций для более сложных конструкций. Отличия в результатах экспериментов вытекают из различий методов нагружения объекта исследования.
Ключевые слова: амплитудно-частотная характеристика, метод конечных элементов, ANSYS, частота собственных колебаний, метод качающейся частоты, широкополосная случайная вибрация
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.1.9 - Строительная механика
Статья посвящена актуальной проблеме автоматизации процессов жизнеобеспечения системы «Интеллектуальное здание», решаемой за счёт внедрения модулей телеметрии, с целью соблюдения требований контроля, надзора и мер предосторожности. На примере технического обслуживания водопроводных сетей, рассматривается сфера разграничений и ответственности за эксплуатацию инженерных сетей и сооружений (между поставщиками и потребителями) с обеспечением анализа качества воды. Анализ АСДКУ (автоматизированной системы диспетчерского контроля и управления) водозаборного узла показывает, что хотя вопросам контроля и распределения водоснабжения в городе посвящено много работ (как российских, так и зарубежных исследователей), сузив объект исследования до комплекса автоматизированной системы дозирования гипохлорита натрия (ГН) становится видна возможность её оптимизации (с учетом конкретных состояний системы). Приведённые в работе формулы расчёта открывают возможность в системе обезораживания (СО) чётко следить и детально анализировать основные параметры (СО). Автоматическое управление комплексом осуществляется контроллером и персональным компьютером (ПК), актуальность же состоит в расширении функционала работы водозаборного узла (за счёт использования технологических и управляющих модулей телеметрии, системы телеизмерений и телеуправления) с организацией бесперебойной, дистанционной работы диспетчерской службы. Разработанные модули (посредством пространственных моделей и моделей временных рядов) обеспечивают ряд дополнительных функций по контролю качества воды (остаточный хлор, учёт случайных факторов загрязнения), поддержке маршрутной технологии системы диспетчеризации, дистанционному управлению исполнительными механизмами, самодиагностике (программно - технического комплекса) и планированию (профилактических, ремонтно-восстановительных) работ инженерных систем. В результате оперативного мониторинга качества воды (с использованием модуля телеметрии) в хлораторной автоматически обеспечиваются оптимальные соотношения попадающего хлора в воду. При этом автором доказывается, что применение предложенного способа контроля и передачи данных позволяет выполнять непрерывную удалённую диагностику (каналов связи, работоспособности всех систем), отпадает необходимость направлять специалистов непосредственно на объект (параметризация, калибровка устройств осуществляется дистанционно). При этом быстрая установка предельных уровней и режимов работы позволяет гибко управлять производственным процессом, а при смене задач - перенастраивать и переоснащать систему.
Ключевые слова: Система телеметрии и телеуправления, Интеллектуальное здание, АСДКУ, система телемеханики, технологический модуль, модуль телеметрии, система диспетчерского контроля и управления, маршрутная технология системы диспетчеризации, управление производственным
2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения , 2.3.3 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами
В данной работе представлены результаты исследования подъема грузоподъемного борта грузового автомобиля с гидроприводом, осуществляющим подачу рабочей жидкости в цилиндры последовательно для двух положений центра тяжести груза на грузоподъемной платформе. Приведена схема гидропривода, осуществляющая подачу рабочей жидкости в гидроцилиндры последовательно. Составлены математические модели, описывающие работу гидропривода. Осуществлено имитационное моделирование с помощью среды MATLAB Simulink.
Ключевые слова: грузовой автомобиль, грузоподъемный борт, гидропривод, гидросистема, MATLAB Simulink, математическая модель, моделирование
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.5.11 - Наземные транспортно-технологические средства и комплексы
В статье рассматриваются области и перспективы использования низкополигональных геометрических моделей в строительной сфере. Приведены данные о зарубежных исследованиях в рассматриваемой области. Перечисляются основные отличия подобного типа моделей от трехмерных составляющих информационных моделей, описывается различие способов их разработки. Проведен анализ актуальных на сегодняшний день сфер применения данных моделей в строительной сфере, названы ключевые особенности, которыми должны обладать модели для использования их в данных сферах
Ключевые слова: гражданское строительство, низкополигональные модели, архитектурные и градостроительные решения, виртуальная реальность, 3D-кадастр, геоинформационные системы
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения
Статья посвящена исследованию кривых, не представимых пересечением двух поверхностей. В современной архитектурной практике очень часто отходят от классических форм, заменяя их сложными поверхностями. В последнее время наблюдается развитие такого архитектурного стиля, как архитектурная бионика или биотек. Столкнувшись с проблемами устойчивого развития и его воздействия на окружающую среду, строительный сектор сталкивается с настоятельной потребностью в инновациях. Архитектура представлена, как одна из многообещающих областей использования знаний, основанных на биологических исследованиях, и способных реагировать на текущие экологические проблемы. Действительно, многие виды животных и растений знают, как применять стратегии адаптации к окружающей среде и ее преобразованиям, формируя вместе с ней устойчивую экосистему. Технические достижения в наблюдении в очень малых масштабах позволяют получить более глубокие знания о том, как работает природа, и предлагают новый источник знаний и вдохновения для архитектуры.
Ключевые слова: архитектура, пространственные кривые, аксонометрические проекции кривых, заузленные кривые, бионика, биомимикрия, экоинновация
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения
Векторными полями в акустике океана называют поля колебательной скорости и плотности потока мощности. Методами векторного анализа проводится теоретический анализ и классификация особых точек в гидроакустическом волноводе. Моделирование поля потока мощности осуществляется как произведение полей давления и компонент поля вектора колебательной скорости. Поля давления и колебательной скорости вычисляются методом нормальных волн. Осуществляется моделирование поля потока мощности в гидроакустических волноводах с различными профилями скорости звука и различными акустическими свойствами дна. Выявляются некоторые закономерности расположения особых точек.
Ключевые слова: гидроакустический волновод, поле давления, поле колебательной скорости, поле потока мощности, сингулярные точки
1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 1.3.7 - Акустика