1635 research outputs found
Sort by
Алгоритмы длительного когерентного накопления отраженного сигнала при ненулевых высших производных дальности до радиолокационной цели в спектральной области
Get PDFThe purpose of the article is to present computationally economical algorithms for long-term coherent accumulation of signals reflected from a point target with compensation for range and frequency migration and accumulation of signals in the spectral region. The algorithms include intra-period processing with simultaneous correction of range and frequency migration and inter-period processing with coherent accumulation of signals at the output of intra-period processing. In the first variant of the algorithm, intra-period processing is implemented by calculating the spectra of the received signals in each repetition period, multiplying the samples of the spectra by the samples of the amplitude-phase-frequency characteristic of the matched filter of a single signal and correcting phase coefficients determined by the number of the repetition period and the values of the range derivatives, and the inverse Fourier transform of the transformed spectra. The difference between the second version of the algorithm at the stage of intraperiod processing is the correction of only the quadratic and subsequent components of the range and frequency migration and the use of the keystone transformation, which eliminates the linear range migration. Coherent accumulation for both variants is realized due to the fast Fourier transform of the signal samples over the repetition periods for all samples over the range. The concept of “rough speed resolutionˮ is introduced, which determines the arrangement of channels when compensating for range migration. The uncertainty function in the coordinates “velocity–acceleration” is obtained. The equivalence of the two variants of the algorithm is shown and estimates for the required number of receiver channels are given. The simulation results confirming the operability of the proposed algorithms are presented.Целью статьи является изложение экономичных в вычислительном плане алгоритмов длительного когерентного накопления отраженных от точечной цели сигналов с компенсацией миграции дальности (МД) и частоты (МЧ) и накоплением сигналов в спектральной области. Алгоритмы включают внутрипериодную обработку (ВПО) с одновременной коррекцией МД и МЧ и междупериодную обработку с когерентным накоплением сигналов на выходе ВПО. В первом варианте алгоритма ВПО реализуется путем вычисления спектров принимаемых сигналов в каждом периоде повторения, умножения отсчетов спектров на отсчеты амплитудно-фазочастотной характеристики согласованного фильтра одиночного сигнала и корректирующие фазовые коэффициенты, определяемые номером периода повторения и значениями производных дальности, и обратного преобразования Фурье преобразованных спектров. Отличие второго варианта алгоритма на этапе ВПО заключается в коррекции только квадратичной и последующих составляющих МД и МЧ и использовании преобразования замкового камня, устраняющем линейную миграцию дальности. Когерентное накопление для обоих вариантов реализуется за счет быстрого преобразования Фурье отсчетов сигнала по периодам повторения для всех отсчетов по дальности. Введено понятие «разрешающая способность по грубой скорости», определяющее расстановку каналов при компенсации миграции дальности. Получена функция неопределенности в координатах «скорость – ускорение». Показана эквивалентность двух вариантов алгоритма и приведены оценки для требуемого числа каналов приемника. Приведены результаты моделирования, подтверждающие работоспособность предлагаемых алгоритмов
Клинотрон на открытом резонаторе с симметричными коническими гофрированными зеркалами – горатрон
Get PDFА further development of the radial klynoorotron idea – klynotron with symmetric conical radial corrugated resonator mirrors, is presented in the article. Strong coupling volume and surface resonance fields in the double conical mirrors in such a device is formed due to which the synchronous harmonic field is in the entire intermirror space. All saying above makes it possible to use a wide electronic flow. The conical mirror geometry provides a klynotron effect. As a result, not only the permissible device power is increased, but also its efficiency in comparison with a conventional radial klynoorotron. The article presents the calculating results of the Goratron at b0 = 0.51. The solution of the two-dimensional boundary value problem for the potentialV(r, z) = rBj(r, z), which determines Goratron resonator axisymmetric oscillation Em01, was carried out by standard packages for solving general partial differential equations using finite elements. The distribution analysis Er(r, z), Ez(r, z), Bj(r, z) shows that the field periodic component exists in the entire space between the comb mirrors. Given feature allows to use a wide (up to l/4) electron flow. Goratron electron flow modelcontains 16 layers along z, the equations of motion were relativistic. The electronic efficiency averaged over all layers is more than 30 %, which is 1.5 times higher than that obtained in the radial klynotron efficiency calculations. В настоящей статье представлено дальнейшее развитие идеи радиального клинооротрона – клинотрон с симметричными коническими радиально гофрированными зеркалами резонатора – горатрон (ГОфрированные РАдиально зеркала, ТРОН – прибор). В таком приборе образуется сильная связь объемного поля и поверхностных резонансных полей сдвоенных конических зеркал, благодаря чему поле синхронной гармоники присутствует во всем межзеркальном пространстве. Это делает возможным использование широкого электронного потока (ЭП). Коническая же геометрия зеркал обеспечивает клинотронный эффект. В результате повышается не только допустимая мощность прибора, но его КПД по сравнению с обычным радиальным клинооротроном. В статье приведены результаты расчета варианта горатрона при 0 = 0,51. Решение двумерной краевой задачи для потенциала V(r, z) = rB(r, z), определяющего осесимметричное колебание резонатора горатрона Em01, проводилось с использованием стандартных пакетов для решения общих дифференциальных уравнений в частных производных с использованием конечных элементов. Анализ распределений Er(r, z), Ez(r, z), B(r, z) показывает, что периодическая компонента поля существует во всем пространстве между гребенчатыми зеркалами. Такая особенность позволяет использовать широкий (до /4) ЭП. Модель ЭП горатрона содержала 16 слоев по z, уравнения движения – релятивистские. Средний по всем слоям электронный КПД составил более 30 %, что в 1,5 раза выше, чем получено в расчетах КПД радиального клинотрон
Анализ технико-дозиметрических характеристик аппаратов контактной лучевой терапии. Кольцевой аппликатор
Get PDFA study of the technical and dosimetry characteristics of brachytherapy afterloaders and applicators was carried out. Ring applicator has been taken as an example, the correctness of positioning of a radiation source (RS) inside the applicators was tested as part of the comissioning and quality control procedure of the brachytherapy applicators. The magnitudes of inconsistencies in the position of RS were established when planning and implementing treatment plans for radiation therapy. The identification of the values of the discrepancy was carried out using the obtained X-ray images of the applicator at the time of the implementation of the irradiation plans. The treatment plan was a sequential positioning of RS in the body of the applicator in each active position with a minimum step from the tip to the vaginal part of the applicator. The X-ray image was obtained by locating the source sequentially at each active position of the applicator. When carrying out dosimetric planning, 3 methods of applicator reconstruction were used. The analysis revealed that the applicator reconstruction method affects the magnitude of the discrepancy in determining the position of the source in the lumen of the applicator ring. Using the methods of statistical analysis, the mean, median, maximum and minimum values of the detected deviations were calculated. The results are presented in the form of tables and graphs for all investigated stop positions of IRS. Based on the results of the study, we consider it expedient to carry out quality control procedures when putting applicators into clinical operation. Based on the results obtained, we consider it acceptable to conduct a quality control procedure for the positioning accuracy of radiation sources in the applicators at least 1 time per month. Taking into account the results of the study when carrying out dosimetric planning will improve the quality of the irradiation sessions using the brachytherapy method, thereby improving the quality of oncological care for the population.Проведено исследование технико-дозиметрических характеристик аппаратов и аппликаторов для брахитерапии. На примере кольцевого аппликатора выполнено тестирование корректности позиционирования источника ионизирующего излучения (ИИИ) внутри аппликаторов как часть процедуры ввода в эксплуатацию и контроля качества аппликаторов для проведения лечения. Были установлены величины несоответствий в положении ИИИ при планировании и реализации дозиметрических планов облучения для лучевой терапии. Выявление величин несоответствия проводилось с использованием полученных рентгеновских изображений аппликатора в момент реализации планов облучения. Дозиметрический план представлял собой последовательное расположение ИИИ в теле аппликатора в каждой активной позиции с минимальным шагом на протяжении от кончика до вагинальной части аппликатора. Рентгеновское изображение было получено при нахождении источника последовательно в каждой активной позиции аппликатора. При проведении дозиметрического планирования использовались три метода реконструкции аппликатора. В ходе проведении анализа было выявлено, что метод реконструкции аппликатора влияет на величину несоответствия при определении позиции источника в просвете кольца аппликатора. При помощи методов статистического анализа проведено вычисление средних, медианных, максимальных и минимальных значений величин выявленных отклонений. Результаты представлены в виде таблиц и графиков для всех исследуемых позиций остановки ИИИ. На основании результатов исследования сделан вывод о целесообразности проведения процедур контроля качества при вводе аппликаторов в клиническую эксплуатацию. Основываясь на полученных результатах, приемлемым является проведение процедуры контроля качества точности позиционирования ИИИ в аппликаторах не реже одного раза в месяц. Учет полученных результатов исследования при проведении дозиметрического планирования позволит повысить качество проведения сеансов облучения методом брахитерапии, тем самым улучшить качество оказания онкологической помощи населению
Сравнительный численный анализ байесовского решающего правила и вероятностной нейронной сети для распознавания образов
Get PDFAt present, neural networks are increasingly used to solve many problems instead of traditional methods for solving them. This involves comparing the neural network and the traditional method for specific tasks. In this paper, computer modeling of the Bayesian decision rule and the probabilistic neural network is carried out in order to compare their operational characteristics for recognizing Gaussian patterns. Recognition of four and six images (classes) with the number of features from 1 to 6 was simulated in cases where the images are well and poorly separated. The sizes of the training and test samples are chosen quiet big: 500 implementations for each image. Such characteristics as training time of the decision rule, recognition time on the test sample, recognition reliability on the test sample, recognition reliability on the training sample were analyzed. In framework of these conditions it was found that the recognition reliability on the test sample in the case of well separated patterns and with any number of the instances is close to 100 percent for both decision rules. The neural network loses 0,1–16 percent to Bayesian decision rule in the recognition reliability on the test sample for poorly separated patterns. The training time of the neural network exceeds the training time of the Bayesian decision rule in 4–5 times and the recognition time – in 4–6 times. As a result, there are no obvious advantages of the probabilistic neural network over the Bayesian decision rule in the problem of Gaussian pattern recognition. The existing generalization of the Bayesian decision rule described in the article is an alternative to the neural network for the case of non-Gaussian patterns.В настоящее время для решения многих задач все чаще используются нейронные сети (НС) вместо традиционных методов их решения. Это предполагает сравнение нейронной сети и традиционного метода на конкретных задачах. В данной работе выполняется компьютерное моделирование Байесовского решающего правила (БРП) и вероятностной нейронной сети с целью сравнения их операционных характеристик по распознаванию гауссовских образов. Моделировалось распознавание четырех и шести образов (классов) с числом признаков от 1 до 6 в случаях, когда образы хорошо и плохо разделены. Размеры обучающей и тестовой выборок выбраны достаточно большими: 500 реализаций для каждого образа. Анализировались такие характеристики, как время обучения решающего правила, время распознавания тестовой выборки, достоверность распознавания тестовой выборки, достоверность распознавания обучающей выборки. В рамках данных условий установлено, что достоверность распознавания тестовой выборки в случае хорошо разделяемых образов с любым числом признаков близка к 100 % для нейронной сети и БРП. Для плохо разделяемых образов нейронная сеть проигрывает Байесовскому решающему правилу по достоверности распознавания тестовой выборки на 0,1–16 %. Время обучения нейронной сети превышает время обучения Байесовского решающего правила в 4–5 раз, а время распознавания – в 4–6 раз. В результате не обнаружено явных преимуществ вероятностной нейронной сети по сравнению с классическим Байесовским решающим правилом в задаче распознавания гауссовских образов. Для негауссовских образов альтернативой нейронной сети может быть существующее обобщение Байесовского решающего правила
Мощная высокоорбитная гиро-ЛБВ
Get PDFThis paper presents the results of a search for the optimal design of a high-orbit gyro-TWT, which would make it possible to reduce the magnetostatic field when operating at high frequencies close to the millimeter wavelength range, increase the gain and gain bandwidth, and increase the efficiency of the gyro-TWT. To search for the optimal configuration of the high-orbit gyro-TWT, the Gyro-K program was used, in which the equations for the excitation of an irregular waveguide by an electron beam are constructed on the basis of the coordinate transformation method of A.G. Sveshnikov, which is based on replacing the problem of exciting an irregular waveguide with the problem of exciting a regular waveguide with a unit radius. This method allows one to search for the solution of wave equations in the form of expansions in terms of the system of basis functions of a regular cylindrical waveguide. To solve Maxwell's equations, the Galerkin method was used, which is also called the orthogonalization method. The coefficients of the expansion of the field in terms of eigenbasic functions are determined in this method from the condition of the orthogonality of the residuals of the equations for the eigenbasis functions of a regular waveguide. The boundary conditions at the open ends of the waveguide are determined for each mode of the regular waveguide separately, which eliminates the incorrectness of setting the boundary conditions for the full field, as is the case when using the “picˮ technology. As a result, we obtain a system of ordinary differential equations for the expansion coefficients, which now depend only on the longitudinal coordinate. This approach makes it possible to transform the threedimensional problem of excitation of an irregular waveguide into a one-dimensional problem. Ohmic losses in the walls of the waveguide are taken into account on the basis of the Shchukin – Leontovich boundary conditions. For a self-consistent solution of the problem of excitation of an irregular waveguide by an electron beam, the iterative method of sequential lower relaxation was used. An optimized version of a high-orbit gyroTWT has been obtained, which has an electronic efficiency of 28 %, a wave efficiency of 23 %, a gain of 34 dB and a gain band of 11 % at an operating frequency of more than 30 GHz. This was achieved by introducing an additional conducting section of the waveguide into the absorbing part of the waveguide, which led to an improvement in the azimuthal grouping of electrons in the Larmor orbit and, as a consequence, to an increase in the lamp efficiency. A twofold increase in the waveguide length made it possible to increase the lamp gain. Ohmic energy losses in the walls of the waveguide reach 5 % of the power of the electron beam. The implementation of such a powerful gyro-TWT (2 MW) in the millimeter wavelength range will significantly increase the capabilities of radar at long distances and increase the resolution of the radar.В работе приведены результаты поиска оптимальной конструкции высокоорбитной гиро-ЛБВ, которая бы позволила уменьшить значение магнитостатического поля при работе на высоких частотах, близких к миллиметровому диапазону длин волн, повысить коэффициент и полосу усиления и увеличить КПД гиро-ЛБВ. Для поиска оптимальной конфигурации высокоорбитной гиро-ЛБВ была использована программа Gyro-K, где уравнения возбуждения электронным потоком нерегулярного волновода строятся на основе метода преобразования координат А.Г. Свешникова, который основан на замене задачи возбуждения нерегулярного волновода задачей возбуждения регулярного волновода с единичным радиусом. Этот метод позволяет искать решение волновых уравнений в виде разложений по системе базисных функций регулярного цилиндрического волновода. Для решения уравнений Максвелла был использован метод Галеркина, который также называется методом ортогонализации. Коэффициенты разложения поля по собственным базисным функциям определяются в этом методе из условия ортогональности невязок уравнений собственным базисным функциям регулярного волновода. Граничные условия на открытых концах волновода определяются для каждой моды регулярного волновода отдельно, что устраняет некорректность задания граничных условий для полного поля, как это происходит при использовании «pic» технологии. В результате получаем систему обыкновенных дифференциальных уравнений для коэффициентов разложения, зависящих теперь только от продольной координаты. Такой подход позволяет преобразовать трехмерную задачу возбуждения нерегулярного волновода в одномерную задачу. Омические потери в стенках волновода учитываются на основе граничных условий Щукина – Леонтовича. Для самосогласованного решения задачи возбуждения нерегулярного волновода электронном потоком использовался итерационный метод последовательной нижней релаксации. Получен оптимизированный вариант высокоорбитной гиро-ЛБВ, который обладает электронным КПД 28 %, волновым КПД 23 %, коэффициентом усиления 34 Дб и полосой усиления 11 % при рабочей частоте более 30 ГГц. Это было достигнуто за счет введения дополнительного проводящего участка волновода в поглощающую часть волновода, что привело к улучшению азимутальной группировки электронов на ларморовской орбите и, как следствие, к повышению КПД лампы. Увеличение в два раза длины волновода позволило увеличить коэффициент усиления лампы. Омические потери энергии в стенках волновода достигают 5 % от мощности электронного потока. Реализация такой мощной гиро-ЛБВ (2 Мвт) в диапазоне миллиметровых длин волн позволит существенно увеличить возможности радиолокации на дальних расстояниях и повысить разрешающую способность радиолокатора
А/В тестирование как эффективное средство для адаптации пользовательского интерфейса при итерационной модели разработки приложений для мобильных устройств
Get PDFChanging the user interface always entails risks of decreasing application ergonomics and user churn. The purpose of this work is to find methods for changing the user interface without the need to use and increase the number of active users. Using Alpha/Beta testing and analysis of application metrics, it is possible to include design in each iteration and remotely manage the application configuration, which improves the user interface of the application. The way to integrate the UI modification and adaptation phase into an iterative software development model is proposed in this article. The successful user interface improvement experiments that have improved application metrics are described. In this work, the problem was highlighted, lack of information and control over user purchases, which negatively affected the number of purchases. A hypothesis is put forward that the user must have an effective visualization and control tool in the application. As a result of the experiment, the hypothesis was confirmed by an increase in the number of purchases and user activity. There was also a data security issue in the application, which put users at risk of data loss. An experiment was conducted to change the default value of user settings, which led to an increase of the positive metrics for using the data reservation functionality. The problem of polling users is also considered, which is an important component in the process of improving the ergonomics of an application. The method of remote user polling was used, which allowed to receive quick feedback from users and quickly respond to requests from users. The result of the work is the confirmation of the hypothesis of changes in the user interface in the cycles of the iterative development model, the positive dynamics of application metrics, as well as the satisfaction of users with the changes.Изменение пользовательского интерфейса всегда влечет риски уменьшения эргономики приложения и оттока пользователей. Целью данной работы является поиск методов изменения пользовательского интерфейса без ущерба удобству пользования и увеличению количества активных пользователей. При помощи Alpha/Beta тестирования и анализа метрик приложения возможно включить проектирование в каждую итерацию и удаленно управлять конфигурацией приложения, что позволяет улучшать пользовательский интерфейс приложения. В статье предложен способ интеграции этапа изменения пользовательского интерфейса и адаптации в итеративную модель разработки программных средств, а также описаны успешно проведенные опыты улучшения пользовательского интерфейса, которые позволили улучшить метрики приложения. В данной работе была выделена проблема недостаточной информативности и контроля за покупками пользователя, что негативно влияло на количество покупок. Выдвинута гипотеза о том, что пользователь должен иметь эффективный инструмент визуализации и контроля в приложении. В результате проведения эксперимента гипотеза была подтверждена увеличением количества покупок и активностью пользователей. В приложении также существовала проблема безопасности данных, что подвергало риску потери данных пользователей. Был проведен эксперимент по изменению значения по умолчанию пользовательской настройки, что привело к увеличению положительных метрик использования функционала резервации данных. Также рассмотрена проблема опроса пользователей, что является важной составляющей в процессе улучшения эргономики приложения. Была использована методика удаленного опроса пользователей, что позволило получать быструю обратную связь от пользователей и быстро реагировать на их запросы. Результатом работы является подтверждение гипотезы изменения пользовательского интерфейса в циклах итеративной модели разработки, положительная динамика метрик приложения, а также удовлетворение пользователей изменениями
Методика оптимизации положения робота-манипулятора в технологическом процессе лазерной резки
Get PDFA promising direction for the production processes modernization which uses laser cutting of metal blanks is the creation of the robotic lines that perform cutting operations with high productivity and accuracy. Modern robotic manipulators with rotational axes allow to orientate the tool quite effectively when performing laser cutting operations, however, their widespread adoption isconstrained by the low efficiency of the known approaches to the layout of robotic lines. Such approaches are based on the use of standard design solutions with a further search for the robot links movements by trial and error, and often do not allow to ensure the required quality of the cutting tool path. In this paper, we propose a new technique for optimizing the robot-manipulator position relative to the cutting contour, which takes into account, compared with known approaches, constraints on the possibilities of the cutting tool movements, as well as kinematic and geometric constraints on the movements of the robot itself. The proposed technique is based on a kinematic model of a robot manipulator and a cutting tool and allows finding the coordinates of the robot manipulator base position, at which it can move the cutting tool along the cutting contour with a minimum range of movements in the joints. The search of the optimal coordinates of the robotic manipulator base position iscarried out in two stages. At the first stage, the area of admissible values of the coordinates of the base isdiscretized with a certain step and for each discrete value it is a trajectory sought on which the range of movements in the joints of the robot is minimized. This allows to take into account technological constraints on the orientation of the cutting tool relative to the cutting contour, as well as kinematic and geometric restrictions on the movements of the robot manipulator. At the second stage a position of the base is selected which corresponds to the minimal volume of movement when the technological tool is moving along the cutting contour. The effectiveness of the proposed method is demonstrated on model examples. The technique can be used inthe design of new layouts of robotic systems for laser cutting of metal blanks for mechanical engineering enterprises.Перспективным направлением модернизации производственных технологических процессов, использующих лазерную резку металлических заготовок, является создание роботизированных линий, выполняющих операции резки с высокой производительностью и точностью. Современные роботы-манипуляторы с вращательными осями позволяют достаточно эффективно ориентировать инструмент при выполнении операций лазерной резки, однако их широкое внедрение сдерживается низкой эффективностью известных подходов к компоновке роботизированных линий. Такие подходы основаны на применении типовых конструктивных решений с дальнейшим поиском движений звеньев робота методом проб и ошибок и зачастую не позволяют обеспечить необходимое качество траектории режущего инструмента. В данной работе предложена новая методика оптимизации положения робота-манипулятора относительно контура резки, учитывающая, по сравнению с известными подходами, ограничения на возможности движений режущего инструмента, а также кинематические и геометрические ограничения на движения самого робота. Предложенная методика основана на кинематической модели робота-манипулятора и режущего инструмента и позволяет найти координаты положения базы робота-манипулятора, при которых он сможет перемещать режущий инструмент вдоль контура резки с минимальным объемом движений всочленениях. Поиск оптимальных координат положения базы робота-манипулятора производится в два этапа. На первом этапе область допустимых значений координат базы дискретизируется с некоторымшагом, и для каждого дискретного значения ищется траектория, на которой минимизируется объем движений в сочленениях робота. При этом учитываются технологические ограничения на ориентацию режущего инструмента относительно контура резки, а также кинематические и геометрические ограничения на движения робота-манипулятора. На втором этапе выбирается такая позиция базы, которой соответствует наименьшей объем движения при перемещении технологического инструмента вдоль контура резки. Эффективность использования предложенной методики продемонстрирована на модельных примерах. Методика может быть применена при проектировании новых компоновок роботизированных комплексов лазерной резки металлических заготовок для предприятий машиностроения
Фильтрация гистограммной оценки плотности вероятности на основе нечеткой принадлежности интервалу группирования
Get PDFThe paper proposes a histogram estimate of the probability density based on fuzzy data belonging to a grouping interval. A methodology for constructing a histogram estimate using a histogram smoothing filter is presented. The technique of constructing such a filter is described. The main filter parameter is established – the coefficient of the statistical relationship between the amount of data falling into the grouping interval for a single inclusion function and when approaching to use the membership function. The use of an iterative procedure for a histogram filter allows for a greater “smoothness” of the histogram. The simulation results show the effectiveness of using a histogram filter for different data volumes. At the same time, the choice of the number of grouping intervals for the “correct” recognition of probability density becomes not critical. The histogram filter is a simple tool that can easily be built into any algorithm for constructing histogram estimates.В работе предложена гистограммная оценка плотности вероятности на основе нечеткой принадлежности данных интервалу группирования. Приведена методика построения гистограммной оценки с применением гистограммного сглаживающего фильтра. Описана методика построения такого фильтра. Установлен основной параметр фильтра – коэффициент статистической взаимосвязи между количеством данных, попавших в интервал группирования при единичной функции включения и при подходе с использованием функции принадлежности. Применение итерационной процедуры для гистограммного фильтра позволяет обеспечить большую «сглаженность» гистограммы. Результаты моделирования показывают эффективность применения гистограммного фильтра для разных объемов данных. При этом становится некритичным выбор числа интервалов группирования для «правильного» распознавания плотности вероятности. Гистограммный фильтр является простым инструментом, который легко может быть встроен в любой алгоритм построения гистограммных оценок
ОПТИМИЗАЦИОННЫЙ МЕТОД НЕЧЕТКОЙ АВТОМАТИЧЕСКОЙ КЛАССИФИКАЦИИ В ЗАДАЧЕ ОБЪЕДИНЕНИЯ ОЦЕНОК ТРАЕКТОРНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ В РАДИОЛОКАЦИОННОЙ СИСТЕМЕ
Get PDFThe paper describes the application of the optimization method of fuzzy automatic classification in the problem of combining estimates of trajectory measurements in a radar system. By a radiolocation system the author mean an automated hierarchical technical complex that combines, using communication tools, a set of asynchronously functioning radiolocation tools, as well as central and intermediate points that collect, process and issue trajectory radiolocation information. It must be borne in mind that in conditions of tracking tight groups of air targets, with relatively small intervals and distances, it is not always possible to obtain trajectory information of the required quality. The main reason for this is the difficulty in determining the values of the correlation matrices of errors in estimating the parameters of the state vector of air targets. The task becomes more complicated as the number of intermediate processing points increases when it is brought to the final consumer. The main goal of the article is to increase the accuracy of estimates of trajectory measurements in a radiolocation system. The research is done by means of the mathematical tool of fuzz-set theory, namely, by optimizing fuzzy automatic classification. The article demonstrates that using fuzzy automatic classification under a priori parametrical uncertainty in the law of trajectory measurement errors, when determining weight coefficients, can improve the accuracy of estimates in these conditions up to 30 % compared with methods based on the application of the probabilistic approach. The results obtained allow us to justify the prospects of using optimization methods of fuzzy automatic classification in the tasks of processing trajectory information. In addition, the advantage of the proposed method is its low computational complexity and ease of implementation, which is especially important while maintaining a large number of airborne objects.В статье рассмотрено применение оптимизационного метода нечеткой автоматической классификации в задаче объединения оценок траекторных измерений в радиолокационной системе. Под радиолокационной системой будем понимать единый автоматизированный иерархический технический комплекс, объединяющий с помощью средств связи совокупность асинхронно функционирующих средств радиолокации, а также центрального и промежуточных пунктов, осуществляющих сбор, обработку и выдачу траекторной радиолокационной информации. Следует отметить, что в условиях сопровождения плотных групп воздушных объектов с относительно небольшими интервалами, дистанциями или превышениями, не всегда удается получить траекторную информацию требуемого качества. Основной причиной этого является сложность определения значений корреляционных матриц ошибок оценок параметров вектора состояния воздушных объектов. При этом задача усложняется по мере увеличения числа промежуточных пунктов обработки при ее доведении до конечного потребителя. Целью настоящей статьи является повышение точности оценок траекторных измерений в радиолокационной системе. Для исследования используется математический аппарат теории нечетких множеств, в частности, оптимизационный метод нечеткой автоматической классификации. Показано, что в условиях априорной неопределенности параметров закона распределения ошибок траекторных измерений применение результатов нечеткой автоматической классификации при определении весовых коэффициентов позволяет повысить точность оценок в указанных условиях до 30 % по сравнению с методами, основанными на применении вероятностного подхода. Полученные результаты позволяют обосновать перспективность применения оптимизационных методов нечеткой автоматической классификации в задачах обработки траекторной информации. Кроме того, достоинством предложенного метода является его низкая вычислительная сложность и простота реализации, что особенно важно при одновременном сопровождении большого количества воздушных объектов
Влияние точности позиционирования онкологических пациентов в положении проведения лучевой терапии с использованием медицинских линейных ускорителей электронов на параметры доставляемого им индивидуального трехмерного дозового распределения
Get PDFDue to the rapid development and further improvement of radiation treatment technologies oncologists have an opportunity to precisely deliver individual dose distributions to the tumor, minimizing the doses obtained by critical organs and healthy structures. For the correct and successful application of these complex methods of radiation therapy, it was necessary to enforce the requirements for the technical and dosimetric parameters of the radiotherapy equipment. The purpose of the research is to determine the magnitude of the possible error for patients’ positioning during their radiotherapy treatments using medical linear accelerators by modeling the impact of the patient’s body on the treatment couch. To determine the values of a possible error, the authors have considered the design and characteristics of a typical treatment couch, developed a model of the “average” patient’s body (phantom), which allowed changing the load to the treatment couch with a step of 1 kg. The position parameters of treatment couches were determined for the main types of localization of radiation therapy for malignant tumors: head and neck tumors, breast tumors and pelvic tumors. Numerical values of the treatment coach deviations from prescribed horizontal position were experimentally established for a load from 40 to 180 kg for a treatment couch used at the N.N. Alexandrov National Cancer Centre of Belarus. Based on the obtained experimental data, the necessity to correct the patient's treatment conditions at the stage of treatment planning were confirmed in order to ensure the delivery accuracy of individual dose distributions as required by the radiation therapy protocols. Authors stated that an analysis of the dependence of the deviations in the dose delivered to the patients on the deviation of the radiotherapy table from its horizontal position should be carried out for each radiotherapy table used in clinical practice. The development and implementation of a mechanism that will allow considering this information when choosing the parameters of the patient’s treatment session and prescribing the dose for any localization of malignant neoplasms is needed.В результате развития лучевой терапии онкологических заболеваний у врачей – радиационных онкологов появилась возможность прецизионно доставлять индивидуальные дозовые распределения в объем опухоли, максимально снизив дозовые нагрузки на критические органы, находящиеся в непосредственной близости к зоне облучения. Однако для корректного применения таких методов терапии необходимо было ужесточить требования, предъявляемые к технико-дозиметрическим параметрам радиотерапевтического оборудования, точности настройки и калибровки его геометрических, механических и радиационных параметров. Цель работы – определение величины возможной ошибки при позиционировании пациента в положении проведения лучевого лечения с использованием медицинских линейных ускорителей электронов путем моделирования воздействия тела пациента на радиотерапевтический стол (РТС). Для определения величин ошибки авторами рассмотрена конструкция и характеристики типовых РТС, разработана модель «среднего» тела пациента, позволяющая изменять нагрузку на терапевтическую поверхность (ТП) РТС с шагом 1 кг. Определены параметры положения ТП для основных локализаций лучевой терапии злокачественных новообразований: опухолей головного мозга и шеи, опухолей грудной клетки и малого таза. Экспериментально установлены численные величины отклонения ТП в изоцентре радиационного поля от предписанного горизонтального положения при нагрузке на нее от 40 до 180 кг для ТП, используемых в РНПЦ онкологии и медицинской радиологии им. Н.Н. Александрова. На основании полученных экспериментальных данных показана необходимость проведения коррекции условий облучения пациента на этапе моделирования параметров его лечения для обеспечения требуемой протоколами лучевой терапии точности доставки индивидуальных дозовых распределений, для чего следует провести анализ зависимости отклонений в дозе, доставляемой пациентам, от величины отклонения ТП РТС от горизонтального положения для каждого используемого в клинической практике РТС, а также разработать и внедрить механизм, который позволит учитывать эту информацию при выборе параметров сеанса облучения и предписания дозы для любой локализации злокачественных новообразовани