Radio Electronics, Computer Science, Control
Not a member yet
1174 research outputs found
Sort by
АНСАМБЛЬ ПРОСТИХ СПАЙКОВИХ НЕЙРОННИХ МЕРЕЖ В ЯКОСТІ ДЕТЕКТОРІВ ДРЕЙФУ КОНЦЕПЦІЇ
No full textContext. This paper provides a new approach in concept drift detection using an ensemble of simple spiking neural networks. Such approach utilizes an event-based nature and built-in ability to learn spatio-temporal patterns of spiking neurons, while ensemble provides additional robustness and scalability. This can help solve an active problem of limited time and processing resources in tasks of online machine learning, especially in very strict environments like IoT which also benefit in other ways from the use of spiking computations.
Objective. The aim of the work is the creation of an ensemble of simple spiking neural networks to act as a concept drift detector in the tasks of online data stream mining.
Method. The proposed approach is primary based on the accumulative nature of spiking neural networks, especially Leaky Integrate-and-Fire neurons can be viewed as gated memory units, where membrane time constant Гm is a balance constant between remembering and forgetting information. A training algorithm is implemented that utilizes a shallow two-layer SNN, which takes features and labels of the data as an input layer and the second layer consists of a single neuron. This neuron’s activation implies that an abrupt drift has occurred. In addition to that, such model is used as a base model within the ensemble to improve robustness, accuracy and scalability.
Results. An ensemble of shallow two-layer SNNs was implemented and trained to detect abrupt concept drift in the SEA data stream. The ensemble managed to improve accuracy significantly compared to a base model and achieved competitive results to modern state-of-the-art models.
Conclusions. Results showcased the viability of the proposed solution, which not only provides a cheap and competitive solution for resource-restricted environments, but also open doors for further research of SNN’s ability to learn spatio-temporal patters in the data streams and other fields.Актуальність. У цій статті запропоновано новий підхід до виявлення дрейфу концепцій з використанням ансамблю простих спайкових нейронних мереж. Такий підхід використовує подієву природу та вбудовану здатність нейронів вивчати просторово-часові патерни, а ансамбль забезпечує додаткову робастність та масштабованість. Це може допомогти вирішити актуальну проблему обмеженості часових та обчислювальних ресурсів у задачах онлайн машинного навчання, особливо в дуже суворих середовищах, таких як IoT, які також мають інші переваги від використання шипінг-обчислень.
Мета роботи. Метою роботи є створення ансамблю простих спайкових нейронних мереж для роботи в якості детектора концептуального дрейфу в задачах інтелектуального аналізу потоків даних в Інтернеті.
Метод. Запропонований підхід в першу чергу базується на накопичувальній природі спайкових нейронних мереж, особливо негерметичних нейронів інтеграції-та-пострілу, які можна розглядати як одиниці пам’яті із затворами, де мембранна постійна часу m є константою балансу між запам’ятовуванням та забуванням інформації. Реалізовано алгоритм навчання, який використовує неглибоку двошарову SNN, що використовує ознаки та мітки даних як вхідний шар, а другий шар складається з одного нейрона. Активація цього нейрона означає, що відбувся різкий дрейф. Крім того, така модель використовується як базова модель в ансамблі для покращення робастності, точності та масштабованості.
Результати. Ансамбль неглибоких двошарових SNN було реалізовано та навчено для виявлення різкого дрейфу концепції в потоці даних SEA. Ансамблю вдалося значно підвищити точність порівняно з базовою моделлю та досягти конкурентних результатів із сучасними передовими моделями.
Висновки. Результати показали життєздатність запропонованого рішення, яке не тільки забезпечує дешеве і конкурентоспроможне рішення для середовищ з обмеженими ресурсами, але і відкриває двері для подальших досліджень здатності спайкових нейромереж вивчати просторово-часові патерни в потоках даних та інших областях.Актуальність. У цій статті запропоновано новий підхід до виявлення дрейфу концепцій з використанням ансамблю простих спайкових нейронних мереж. Такий підхід використовує подієву природу та вбудовану здатність нейронів вивчати просторово-часові патерни, а ансамбль забезпечує додаткову робастність та масштабованість. Це може допомогти вирішити актуальну проблему обмеженості часових та обчислювальних ресурсів у задачах онлайн машинного навчання, особливо в дуже суворих середовищах, таких як IoT, які також мають інші переваги від використання шипінг-обчислень.
Мета роботи. Метою роботи є створення ансамблю простих спайкових нейронних мереж для роботи в якості детектора концептуального дрейфу в задачах інтелектуального аналізу потоків даних в Інтернеті.
Метод. Запропонований підхід в першу чергу базується на накопичувальній природі спайкових нейронних мереж, особливо негерметичних нейронів інтеграції-та-пострілу, які можна розглядати як одиниці пам’яті із затворами, де мембранна постійна часу Гm є константою балансу між запам’ятовуванням та забуванням інформації. Реалізовано алгоритм навчання, який використовує неглибоку двошарову SNN, що використовує ознаки та мітки даних як вхідний шар, а другий шар складається з одного нейрона. Активація цього нейрона означає, що відбувся різкий дрейф. Крім того, така модель використовується як базова модель в ансамблі для покращення робастності, точності та масштабованості.
Результати. Ансамбль неглибоких двошарових SNN було реалізовано та навчено для виявлення різкого дрейфу концепції в потоці даних SEA. Ансамблю вдалося значно підвищити точність порівняно з базовою моделлю та досягти конкурентних результатів із сучасними передовими моделями.
Висновки. Результати показали життєздатність запропонованого рішення, яке не тільки забезпечує дешеве і конкурентоспроможне рішення для середовищ з обмеженими ресурсами, але і відкриває двері для подальших досліджень здатності спайкових нейромереж вивчати просторово-часові патерни в потоках даних та інших областях
УДОСКОНАЛЕНА МАТЕМАТИЧНА МОДЕЛЬ СПОСОБУ ПОВНОЇ ПІДГОТОВКИ ВИЗНАЧЕННЯ УСТАНОВОК ДЛЯ СТРІЛЬБИ НА УРАЖЕННЯ ІНФОРМАЦІЙНО-РОЗРАХУНКОВОЇ СКЛАДОВОЇ АВТОМАТИЗОВАНОЇ СИСТЕМИ УПРАВЛІННЯ ВОГНЕМ БОЙОВИХ МАШИН РЕАКТИВНОЇ АРТИЛЕРІЇ
No full textContext. As part of the automation of the fire control system of rocket artillery combat vehicles, in relation to the preparation of data for firing and fire control, the information and computing process of this system has been improved, namely, the mathematical model of the method of fully preparing the determination of installations for firing projectiles used in rocket salvo fire systems has been improved. In the system of differential equations of the mathematical model of the information and computing process of the component of the automated fire control system of combat vehicles of jet artillery, weighting functions for air temperature, wind influence for the active and passive sections of the projectile flight trajectory and the section of the opening of combat elements have been introduced, which allows determining the weighting coefficients for them for each projectile type.
Objective. To improve the information and calculation component of the automated fire control system of combat vehicles of reactive artillery, by improving the mathematical model of the method of full preparation of the determination of installations for firing on damage. Having proposed a system of differential equations that will take into account the weighting functions of air temperature, wind influence for active and passive sections of the projectile flight path and the section of the opening of combat elements, and will also give the opportunity to determine weighting coefficients for each type of projectile based on them, which in turn will lead to an increase the accuracy of determining firing settings.
Method. The proposed analytical method allows: to calculate the weighting coefficients for each type of rocket, characterizing the process of the approach of the rocket flight to the tabular trajectory and to set the initial conditions necessary for solving the differential equations of the mathematical model of the information-computing process of the component of the automated fire control system of combat vehicles of rocket artillery; to increase the accuracy of determining firing positions when performing firing tasks, which makes it possible to quickly respond to a change in the combat situation by means of changes in the softwaremathematical process of the automated fire control system; effectively and efficiently ensure the development or clarification of textual and graphic administrative and combat documents based on the results obtained using differential equations of the mathematical model of the information-computational process of the component of the automated fire control system.
Results. The improved information and calculation component of the automated fire control system of combat vehicles of jet artillery was tested during the conduct of hostilities. The system of differential equations of the mathematical model of the information-computing process of the component of the automated fire control system of combat vehicles of reactive artillery ensures a timely response to a change in the situation in the information-computational process of the component of the automated fire control system of combat vehicles of reactive artillery during firing and fire control. Provides an opportunity to efficiently and quickly ensure the development or clarification of textual and graphic administrative and combat documents based on the information received during the execution of fire missions.
Conclusions. The calculations based on the proposed system of differential equations confirm the improvement of the information-calculation component of the automated fire control system of jet artillery combat vehicles and allow timely response to changes in tasks in the information-calculation process during firing and fire control, as well as effectively and quickly ensure the formation of formalized messages and documents based on the information received during the execution of a fire mission by units of reactive artillery. Prospects for further research are the creation of agreed mathematical methods, models, algorithms and programs for the implementation of the goals and tasks of firing and fire control when compiling Firing Tables for prospective or received combat vehicles of reactive artillery from partners. Актуальність. У рамках автоматизації системи управління вогнем бойових машин реактивної артилерії, щодо підготовки даних для стрільби та управління вогнем, удосконалено інформаційно-обчислювальний процес цієї системи, а саме удосконалено математичну модель способу повної підготовки визначення установок для стрільби снарядами які застосовуються в реактивних системах залпового вогню. В систему диференційних рівнянь математичної моделі інформаційно-обчислювального процесу складової автоматизованої системи управління вогнем бойових машин реактивної артилерії, введено вагові функції по температурі повітря, впливу вітру для активної, пасивної ділянок траєкторії польоту снаряду та ділянки розкриття бойових елементів, що дозволяє визначати по ним вагові коефіцієнти для кожного типу снаряду.
Мета роботи. Удосконалити інформаційно-розрахункову складову автоматизованої системи управління вогнем бойових машин реактивної артилерії, шляхом покращення математичної моделі способу повної підготовки визначення установок для стрільби на ураження. Запропонувавши систему диференційних рівнянь яка буде враховувати вагові функції по температурі повітря, впливу вітру для активної, пасивної ділянок траєкторії польоту снаряду та ділянки розкриття бойових елементів, а також дасть можливість визначати по ним вагові коефіцієнти для кожного типу снаряду, що в свою чергу призведе до підвищення точності визначення установок для стрільби.
Метод. Запропонований аналітичний метод дозволяє: провести розрахунок вагових коефіцієнтів для кожного типу реактивного снаряду, що характеризують процес наближення польоту реактивного снаряду до табличної траєкторії та задати початкові умови необхідні для вирішення диференціальних рівнянь математичної моделі інформаційнообчислювального процесу складової автоматизованої системи управління вогнем бойових машин реактивної артилерії; підвищити точності визначення установок для стрільби при виконанні вогневих завдань, що надає змогу оперативно реагувати на зміну бойової обстановки шляхом змін у програмно-математичному процесі автоматизованої системи управління вогнем; ефективно та оперативно забезпечити розробку або уточнення текстуальних і графічних розпорядчих та бойових документів на основі отриманих результатів за допомогою диференціальних рівнянь математичної моделі інформаційно-обчислювального процесу складової автоматизованої системи управління вогнем.
Результати. Система диференціальних рівнянь математичної моделі інформаційно-обчислювального процесу складової автоматизованої системи управління вогнем бойових машин реактивної артилерії забезпечує своєчасне реагування на зміну обстановки в інформаційно-обчислювальному процесі складової автоматизованої системи управління вогнем бойових машин реактивної артилерії під час стрільби та управління вогнем. Надає можливість ефективно та оперативно забезпечити розроблення або уточнення текстуальних і графічних розпорядчих та бойових документів за інформацією, отриманою під час виконання вогневих завдань.
Висновки. Проведені розрахунки на основі запропонованої системи диференційних рівнянь підтверджують покращення інформаційно-розрахункової складової автоматизованої системи управління вогнем бойових машин реактивної артилерії та дозволяють своєчасно реагувати на зміну завдань в інформаційно-розрахунковому процесі під час стрільби і управління вогнем, а також ефективно і швидко забезпечують формування формалізованих повідомлень і документів на основі отриманої інформації під час виконання вогневого завдання підрозділами реактивної артилерії. Перспективами подальших досліджень є створення узгоджених математичних методів, моделей, алгоритмів і програм для реалізації цілей і завдань стрільби і управління вогнем при складанні Таблиць стрільби для перспективних або отриманих бойових машин реактивної артилерії від партнерів.Актуальність. У рамках автоматизації системи управління вогнем бойових машин реактивної артилерії, щодо підготовки даних для стрільби та управління вогнем, удосконалено інформаційно-обчислювальний процес цієї системи, а саме удосконалено математичну модель способу повної підготовки визначення установок для стрільби снарядами які застосовуються в реактивних системах залпового вогню. В систему диференційних рівнянь математичної моделі інформаційно-обчислювального процесу складової автоматизованої системи управління вогнем бойових машин реактивної артилерії, введено вагові функції по температурі повітря, впливу вітру для активної, пасивної ділянок траєкторії польоту снаряду та ділянки розкриття бойових елементів, що дозволяє визначати по ним вагові коефіцієнти для кожного типу снаряду.
Мета роботи. Удосконалити інформаційно-розрахункову складову автоматизованої системи управління вогнем бойових машин реактивної артилерії, шляхом покращення математичної моделі способу повної підготовки визначення установок для стрільби на ураження. Запропонувавши систему диференційних рівнянь яка буде враховувати вагові функції по температурі повітря, впливу вітру для активної, пасивної ділянок траєкторії польоту снаряду та ділянки розкриття бойових елементів, а також дасть можливість визначати по ним вагові коефіцієнти для кожного типу снаряду, що в свою чергу призведе до підвищення точності визначення установок для стрільби.
Метод. Запропонований аналітичний метод дозволяє: провести розрахунок вагових коефіцієнтів для кожного типу реактивного снаряду, що характеризують процес наближення польоту реактивного снаряду до табличної траєкторії та задати початкові умови необхідні для вирішення диференціальних рівнянь математичної моделі інформаційнообчислювального процесу складової автоматизованої системи управління вогнем бойових машин реактивної артилерії; підвищити точності визначення установок для стрільби при виконанні вогневих завдань, що надає змогу оперативно реагувати на зміну бойової обстановки шляхом змін у програмно-математичному процесі автоматизованої системи управління вогнем; ефективно та оперативно забезпечити розробку або уточнення текстуальних і графічних розпорядчих та бойових документів на основі отриманих результатів за допомогою диференціальних рівнянь математичної моделі інформаційно-обчислювального процесу складової автоматизованої системи управління вогнем.
Результати. Система диференціальних рівнянь математичної моделі інформаційно-обчислювального процесу складової автоматизованої системи управління вогнем бойових машин реактивної артилерії забезпечує своєчасне реагування на зміну обстановки в інформаційно-обчислювальному процесі складової автоматизованої системи управління вогнем бойових машин реактивної артилерії під час стрільби та управління вогнем. Надає можливість ефективно та оперативно забезпечити розроблення або уточнення текстуальних і графічних розпорядчих та бойових документів за інформацією, отриманою під час виконання вогневих завдань.
Висновки. Проведені розрахунки на основі запропонованої системи диференційних рівнянь підтверджують покращення інформаційно-розрахункової складової автоматизованої системи управління вогнем бойових машин реактивної артилерії та дозволяють своєчасно реагувати на зміну завдань в інформаційно-розрахунковому процесі під час стрільби і управління вогнем, а також ефективно і швидко забезпечують формування формалізованих повідомлень і документів на основі отриманої інформації під час виконання вогневого завдання підрозділами реактивної артилерії. Перспективами подальших досліджень є створення узгоджених математичних методів, моделей, алгоритмів і програм для реалізації цілей і завдань стрільби і управління вогнем при складанні Таблиць стрільби для перспективних або отриманих бойових машин реактивної артилерії від партнерів
ДВОФРАГМЕНТНІ НЕЛІНІЙНО-ЧАСТОТНО МОДУЛЬОВАНІ СИГНАЛИ З КОРІНЬ-КВАДРАТИЧНИМ ТА ЛІНІЙНИМ ЗАКОНАМИ ЗМІНИ ЧАСТОТИ
No full textContext. The rapid development of the technology of digital synthesis and processing of radar signals, which has been observed in recent decades, has practically removed restrictions on the possibility of implementing arbitrary laws of frequency modulation of radio oscillations. Along with the traditional use of linearly-frequency-modulated signals, modern radar means use probing signals with non-linear frequency modulation, which provide a lower level of maximum side lobes and a higher rate of their descent. These factors, in turn, contribute to improving the detection characteristics of targets under conditions of passive interference, as well as increasing the probability of detecting small targets against the background of targets with larger effective scattering surfaces. In this regard, a large number of studies are conducted in the direction of further improvement of existing and synthesis of radar signals with new laws of frequency modulation. The use of multifragment nonlinear-frequency-modulated signals, which include fragments with both linear and nonlinear modulation, provides an increase in the number of possible versions of the laws of frequency modulation and synthesis of signals with predicted characteristics. Synthesis of new multifragment signals with a reduced level of side lobes of autocorrelation functions and a higher rate of their descent is an important scientific and technical task, the solution of which is devoted to this article.
Objective. The purpose of the work is to develop mathematical models of the current and shifted time of two-fragment nonlinear-frequency modulated signals for the case when the first fragment has a root-quadratic, and the second linear frequency modulation and determine the feasibility of using such a signal in radar applications.
Method. The article theoretically confirms that for the mathematical model of the current time, when moving from the first fragment to the second at the junction of fragments, jumps of instantaneous frequency and phase (or only phases for the mathematical model of shifted time) occur, which can significantly distort the resulting signal. Determination of value of frequency-phase jumps for their further elimination is performed by finding difference between value of initial phase of second fragment and final value of phase of first fragment. A distinctive feature of the developed mathematical models is the use of the first fragment of the signal with root-quadratic, and the second – linear frequency modulation.
Results. Comparison of the signal, the first fragment of which has root-square frequency modulation, and the signal with two linearly-frequency-modulated fragments, provided that the total duration and frequency deviation are equal, shows that for the new synthesized signal the maximum level of side lobes decreased by 1.5 dB, and their rate of decay increased by 6.5 dB/dec.
Conclusions. A new two-fragment signal was synthesized, the first fragment of which has root-quadratic, and the second – linear frequency modulation. Mathematical models of the current time and with a time shift for calculating the values of the instantaneous phase of such a signal have been developed. A distinctive feature of these models is the presence of components to compensate for frequency-phase distortions, taking into account the modulation law of the frequency of the first fragment. The resulting oscillograms, spectra and autocorrelation functions of the synthesized two-fragment signals do not contradict the known theoretical position, which indicates the reliability and adequacy of the proposed mathematical models.Актуальність. Бурхливий розвиток техніки цифрового синтезу та обробки радіолокаційних сигналів, який спостерігається у останні десятиліття, практично зняв обмеження щодо можливості реалізації довільних законів частотної модуляції радіоколивань. Поряд з традиційним застосуванням лінійно-частотно-модульованих сигналів в сучасних радіолокаційних засобах використовуються зондувальні сигнали з нелінійною частотною модуляцією, які забезпечують нижчий рівень максимальних бічних пелюсток та більшу швидкість їх спадання. Ці фактори в свою чергу сприяють покращенню характеристик виявлення цілей за умов дії пасивних завад, а також підвищенню ймовірності виявлення малорозмірних цілей на тлі цілей з більшими ефективними поверхнями розсіювання. У зв’язку з цим велика кількість досліджень проводиться у напрямку подальшого удосконалення існуючих та синтезу радіолокаційних сигналів з новими законами частотної модуляції. Використання багатофрагментних нелінійно-частотно-модульованих сигналів, до складу яких входять фрагменти як з лінійною, так і з нелінійною модуляцією забезпечує збільшення кількості можливих варіантів законів частотної модуляції та синтез сигналів з прогнозованими характеристиками. Синтез нових багатофрагментних сигналів зі зниженим рівнем бічних пелюсток автокореляційних функцій та більшою швидкістю їх спадання є важливою науково-технічною задачею, вирішенню якої присвячено дану статтю.
Мета роботи – розробка математичних моделей поточного і зсунутого часу двофрагментних нелінійно-частотно модульованих сигналів для випадку, коли перший фрагмент має корінь-квадратичну, а другий лінійну частотну модуляцію та визначення доцільності використання такого сигналу в радіолокаційних застосуваннях.
Метод. В статті теоретично підтверджено, що для математичної моделі поточного часу, при переході від першого фрагменту до другого на стику фрагментів виникають стрибки миттєвої частоти та фази (або тільки фази для математичної моделі зсунутого часу), які можуть суттєво спотворити результуючий сигнал. Визначення величини частотно-фазових стрибків для їх подальшого усунення виконується шляхом знаходження різниці між значенням початкової фази другого фрагменту та кінцевим значенням фази першого. Відмінною особливістю розроблених математичних моделей є використання першого фрагменту сигналу з корінь-квадратичною, а другого – лінійною частотною модуляцією.
Результати. Порівняння сигналу, перший фрагмент якого має корінь-квадратичну частотну модуляцію, та сигналу з двома лінійно-частотно модульованими фрагментами за умови рівності сумарної тривалості та девіації частоти показує, що для нового синтезованого сигналу максимальний рівень бічних пелюсток знизився на 1,5 дБ, а швидкість їх спадання збільшилася на 6,5 дБ/дек.
Висновки. Синтезовано новий двофрагментний сигнал, перший фрагмент якого має корінь-квадратичну, а другий – лінійну частотну модуляцію. Розроблено математичні моделі поточного часу та зі зсувом часу для розрахунку значень миттєвої фази такого сигналу. Відмінною особливістю цих моделей є наявність складових для компенсації частотнофазових спотворень з урахуванням закону модуляції частоти першого фрагменту. Отримані осцилограми, спектри та автокореляційні функції синтезованих двофрагментних сигналів не протирічать відомим теоретичним положенням, що свідчить про достовірність та адекватність запропонованих математичних моделей.Актуальність. Бурхливий розвиток техніки цифрового синтезу та обробки радіолокаційних сигналів, який спостерігається у останні десятиліття, практично зняв обмеження щодо можливості реалізації довільних законів частотної модуляції радіоколивань. Поряд з традиційним застосуванням лінійно-частотно-модульованих сигналів в сучасних радіолокаційних засобах використовуються зондувальні сигнали з нелінійною частотною модуляцією, які забезпечують нижчий рівень максимальних бічних пелюсток та більшу швидкість їх спадання. Ці фактори в свою чергу сприяють покращенню характеристик виявлення цілей за умов дії пасивних завад, а також підвищенню ймовірності виявлення малорозмірних цілей на тлі цілей з більшими ефективними поверхнями розсіювання. У зв’язку з цим велика кількість досліджень проводиться у напрямку подальшого удосконалення існуючих та синтезу радіолокаційних сигналів з новими законами частотної модуляції. Використання багатофрагментних нелінійно-частотно-модульованих сигналів, до складу яких входять фрагменти як з лінійною, так і з нелінійною модуляцією забезпечує збільшення кількості можливих варіантів законів частотної модуляції та синтез сигналів з прогнозованими характеристиками. Синтез нових багатофрагментних сигналів зі зниженим рівнем бічних пелюсток автокореляційних функцій та більшою швидкістю їх спадання є важливою науково-технічною задачею, вирішенню якої присвячено дану статтю.
Мета роботи – розробка математичних моделей поточного і зсунутого часу двофрагментних нелінійно-частотно модульованих сигналів для випадку, коли перший фрагмент має корінь-квадратичну, а другий лінійну частотну модуляцію та визначення доцільності використання такого сигналу в радіолокаційних застосуваннях.
Метод. В статті теоретично підтверджено, що для математичної моделі поточного часу, при переході від першого фрагменту до другого на стику фрагментів виникають стрибки миттєвої частоти та фази (або тільки фази для математичної моделі зсунутого часу), які можуть суттєво спотворити результуючий сигнал. Визначення величини частотно-фазових стрибків для їх подальшого усунення виконується шляхом знаходження різниці між значенням початкової фази другого фрагменту та кінцевим значенням фази першого. Відмінною особливістю розроблених математичних моделей є використання першого фрагменту сигналу з корінь-квадратичною, а другого – лінійною частотною модуляцією.
Результати. Порівняння сигналу, перший фрагмент якого має корінь-квадратичну частотну модуляцію, та сигналу з двома лінійно-частотно модульованими фрагментами за умови рівності сумарної тривалості та девіації частоти показує, що для нового синтезованого сигналу максимальний рівень бічних пелюсток знизився на 1,5 дБ, а швидкість їх спадання збільшилася на 6,5 дБ/дек.
Висновки. Синтезовано новий двофрагментний сигнал, перший фрагмент якого має корінь-квадратичну, а другий – лінійну частотну модуляцію. Розроблено математичні моделі поточного часу та зі зсувом часу для розрахунку значень миттєвої фази такого сигналу. Відмінною особливістю цих моделей є наявність складових для компенсації частотнофазових спотворень з урахуванням закону модуляції частоти першого фрагменту. Отримані осцилограми, спектри та автокореляційні функції синтезованих двофрагментних сигналів не протирічать відомим теоретичним положенням, що свідчить про достовірність та адекватність запропонованих математичних моделей
МЕТОД ПРОАКТИВНОГО ГОРИЗОНТАЛЬНОГО МАСШТАБУВАННЯ В KUBERNETES
No full textContext. The problem of minimizing redundant resource reservation while maintaining QoS at an agreed level is crucial for modern information systems. Modern information systems can include a large number of applications, each of which uses computing resources and has its own unique features, which require a high level of automation to increase the efficiency of computing resource management processes.
Objective. The purpose of this paper is to ensure the quality of IT services at an agreed level in the face of significant dynamics of user requests by developing and using a method of proactive automatic application scaling in Kubernetes.
Method. This paper proposes a proactive horizontal scaling method based on the Prophet time series prediction algorithm. Prometheus metrics storage is used as a data source for training and validating forecasting models. Based on the historical metrics, a model is trained to predict the future utilization of computation resources using Prophet. The obtained time series is validated and used to calculate the required number of application replicas, considering deployment delays.
Results. The experiments have shown the effectiveness of the proposed proactive automated application scaling method in comparison with existing solutions based on the reactive approach in the selected scenarios. This method made it possible to reduce the reservation of computing resources by 47% without loss of service quality compared to the configuration without scaling.
Conclusions. A method for automating the horizontal scaling of applications in Kubernetes is proposed. Although the experiments have shown the effectiveness of this solution, this method can be significantly improved. In particular, it is necessary to consider the possibility of integrating a reactive component for atypical load patterns.Актуальність. Інформаційні системи можуть включати велику множину додатків, кожен з яких використовує обчислювальні ресурси та має свої унікальні особливості роботи, що вимагає високого рівня автоматизації задля підвищення ефективності виконання процесів управління обчислювальними ресурсами. Проблема мінімізації збиткового резервування ресурсів при підтриманні показників QoS на узгодженому рівні є важливою для сучасних інформаційних систем.
Мета роботи. Метою даної роботи є забезпечення якості ІТ-сервісів на узгодженому рівні в умовах суттєвої динаміці запитів користувачів шляхом розробки та використання методу проактивного автоматичного масштабування додатків в Kubernetes.
Метод. В даній роботі пропонується метод проактивного горизонтального масштабування на основі алгоритму передбачення часових рядів Prophet. Як джерело даних пропонується використовувати сховище метрик Prometheus. На основі історичних метрик використання обчислювальних ресурсів отримується модель для передбачення майбутніх об’ємів використання за допомогою Prophet. Отримані значення валідуються, після чого застосовуються для обрахунку необхідної кількості реплік додатку з врахуванням затримок розгортання подів.
Результати. Проведені досліди показали ефективність запропонованого методу для проактивного автоматичного масштабування додатків у порівнянні з існуючими рішеннями з використанням реактивного методу в обраних сценаріях. Даний метод дозволив зменшити резервування обчислювальних ресурсів на 47% без втрати в якості обслуговування у порівнянні з конфігурацією без масштабування.
Висновки. Запропоновано метод автоматизації горизонтального масштабування додатків в Kubernetes. Хоча проведені досліди показали ефективність даного рішення, даний метод може бути значно доповнений. Зокрема, необхідно розглянути можливість інтеграції реактивної складової для нетипових шаблонів навантаження.Актуальність. Інформаційні системи можуть включати велику множину додатків, кожен з яких використовує обчислювальні ресурси та має свої унікальні особливості роботи, що вимагає високого рівня автоматизації задля підвищення ефективності виконання процесів управління обчислювальними ресурсами. Проблема мінімізації збиткового резервування ресурсів при підтриманні показників QoS на узгодженому рівні є важливою для сучасних інформаційних систем.
Мета роботи. Метою даної роботи є забезпечення якості ІТ-сервісів на узгодженому рівні в умовах суттєвої динаміці запитів користувачів шляхом розробки та використання методу проактивного автоматичного масштабування додатків в Kubernetes.
Метод. В даній роботі пропонується метод проактивного горизонтального масштабування на основі алгоритму передбачення часових рядів Prophet. Як джерело даних пропонується використовувати сховище метрик Prometheus. На основі історичних метрик використання обчислювальних ресурсів отримується модель для передбачення майбутніх об’ємів використання за допомогою Prophet. Отримані значення валідуються, після чого застосовуються для обрахунку необхідної кількості реплік додатку з врахуванням затримок розгортання подів.
Результати. Проведені досліди показали ефективність запропонованого методу для проактивного автоматичного масштабування додатків у порівнянні з існуючими рішеннями з використанням реактивного методу в обраних сценаріях. Даний метод дозволив зменшити резервування обчислювальних ресурсів на 47% без втрати в якості обслуговування у порівнянні з конфігурацією без масштабування.
Висновки. Запропоновано метод автоматизації горизонтального масштабування додатків в Kubernetes. Хоча проведені досліди показали ефективність даного рішення, даний метод може бути значно доповнений. Зокрема, необхідно розглянути можливість інтеграції реактивної складової для нетипових шаблонів навантаження
РОЗРОБКА МЕТОДИКИ ОЦІНЮВАННЯ ЗНАЧЕНЬ ФУНКЦІЇ НАЛЕЖНОСТІ НА ОСНОВІ ГРУПОВОЇ ЕКСПЕРТИЗИ У МЕТОДІ НЕЧІТКОГО ДЕРЕВА РІШЕНЬ
Get PDFContext. Recently, fuzzy decision trees have become widely used in solving the classification problem. In the absence of objective information to construct the membership function that shows the degrees of belongingness of elements to tree nodes, the only way to obtain information is to involve experts. In the case of group decision making, the task of aggregation of experts’ preferences in order to synthesize a group decision arises. The object of the study is group expert preferences of the degree of belonging (membership function) of an element to a given class, attribute, which require structuring and aggregation in the process of construction and analysis of a fuzzy decision tree.
Objective. The purpose of the article is to develop a methodology for determining the membership degree of elements to a given class (attribute) based on the group expert assessment in the process of construction and analysis of fuzzy decision trees.
Method. The research methodology is based on the complex application of the mathematical apparatus of the theory of plausible and paradoxical reasoning and methods of fuzzy logic to solve the problem of aggregating fuzzy judgments of the classification attribute values in the process of construction and analysis of a fuzzy decision tree. The proposed approach uses the mechanism of combination of expert evidences (judgments), formed within the framework of the Dezert-Smarandache hybrid model, based on the PCR5 proportional conflict redistribution rule to construct a group solution.
Results. The issues of structuring fuzzy expert judgments are considered and the method of synthesis of group expert judgments regarding the values of membership degree of elements to classification attributes in the process of construction and analysis of fuzzy decision trees has been proposed.
Conclusions. The models and methods of structuring and synthesis of group decisions based on fuzzy expert information were further developed. In contrast to the existing expert methods for the construction of membership function in context of group decision making, the proposed approach allows synthesizing a group decision taking into account the varying degree of conflict mass in the process of combination of original expert evidenced. This approach allows to correctly aggregate both agreed and contradictory (conflicting) expert judgments.Актуальність. Останнім часом нечіткі дерева рішень набули широкого застосування при вирішенні задач класифікації та регресії. У випадку відсутності об’єктивної інформації для побудови функції належності елементів вузлам дерева, єдиним шляхом отримання інформації є залучення експертів. У випадку залучення групи фахівців виникає задача агрегування думок експертів з метою синтезу групового рішення. Об’єктом дослідження є групові експертні оцінки ступеню належності елемента заданому класу, атрибуту, що потребують структуризації та агрегування при побудові та аналізі нечіткого дерева рішень.
Метою роботи є розробка методики визначення значень функції належності елемента заданому класу (атрибуту) за результатами опитування групи експертів при побудові та аналізі нечітких дерев рішень.
Метод. Методика дослідження ґрунтується на комплексному застосуванні математичного апарату теорії правдоподібних та парадоксальних міркувань та методів нечіткої логіки для вирішення задачі агрегування нечітких експертних оцінок значень атрибутів (ознак) класифікації при побудові та аналізі нечіткого дерева рішень. Запропонований підхід використовує механізм комбінування експертних свідоцтв, сформованих в рамках гібридної моделі Дезера-Смарандаке, на основі правила перерозподілу конфліктів PCR5 для побудови групового рішення.
Результати. Розглянуті питання структуризації нечіткої експертної інформації та запропонована методика синтезу групової експертної оцінки відносно значень атрибутів (ознак) класифікації при побудові та аналізі нечіткого дерева рішень.
Висновки. Дістали подальшого розвитку моделі та методи структуризації та синтезу групових рішень в умовах нечіткої експертної інформації. На відміну від існуючих експертних методів визначення значень функції належності в умовах групового вибору, запропонований підхід дозволяє синтезувати групове рішення з різним значенням конфліктної маси при комбінуванні вихідних експертних свідоцтв. Такий підхід дозволяє коректно агрегувати як узгоджені, так і суперечливі (конфліктні) експертні свідоцтва.Актуальність. Останнім часом нечіткі дерева рішень набули широкого застосування при вирішенні задач класифікації та регресії. У випадку відсутності об’єктивної інформації для побудови функції належності елементів вузлам дерева, єдиним шляхом отримання інформації є залучення експертів. У випадку залучення групи фахівців виникає задача агрегування думок експертів з метою синтезу групового рішення. Об’єктом дослідження є групові експертні оцінки ступеню належності елемента заданому класу, атрибуту, що потребують структуризації та агрегування при побудові та аналізі нечіткого дерева рішень.
Метою роботи є розробка методики визначення значень функції належності елемента заданому класу (атрибуту) за результатами опитування групи експертів при побудові та аналізі нечітких дерев рішень.
Метод. Методика дослідження ґрунтується на комплексному застосуванні математичного апарату теорії правдоподібних та парадоксальних міркувань та методів нечіткої логіки для вирішення задачі агрегування нечітких експертних оцінок значень атрибутів (ознак) класифікації при побудові та аналізі нечіткого дерева рішень. Запропонований підхід використовує механізм комбінування експертних свідоцтв, сформованих в рамках гібридної моделі Дезера-Смарандаке, на основі правила перерозподілу конфліктів PCR5 для побудови групового рішення.
Результати. Розглянуті питання структуризації нечіткої експертної інформації та запропонована методика синтезу групової експертної оцінки відносно значень атрибутів (ознак) класифікації при побудові та аналізі нечіткого дерева рішень.
Висновки. Дістали подальшого розвитку моделі та методи структуризації та синтезу групових рішень в умовах нечіткої експертної інформації. На відміну від існуючих експертних методів визначення значень функції належності в умовах групового вибору, запропонований підхід дозволяє синтезувати групове рішення з різним значенням конфліктної маси при комбінуванні вихідних експертних свідоцтв. Такий підхід дозволяє коректно агрегувати як узгоджені, так і суперечливі (конфліктні) експертні свідоцтва
ПОБУДОВА МЕТОДІВ ТА МОДЕЛЕЙ ДЛЯ ПОПЕРЕДЖЕННЯ ПОМПАЖНИХ ЯВИЩ У ГАЗОТУРБІННОМУ ДВИГУНІ
No full textThe aim of existing stall prevention systems in a gasturbine engine is an automatic restoration of the engine operating conditions after a surge ceasing rather than prevention of a gas-dynamic instability in turbo machines. The model of a surge prevention modulus based on the method of wavelet-analysis and Kohonen's SOM maps is suggested. A comparative analysis for stall detection results is carried out with the help of such an approach and simplified models.Целью существующих систем защиты газотурбинного двигателя от срывных процессов является автоматическое восстановление режима работы двигателя после устранения помпажа, а не предотвращение возникновения газодинамической неустойчивости в турбомашинах. Предложенная модель модуля предотвращения помпажа основана на методе вейвлет-анализа и картах Кохонена SOM. Приводится сравнительный анализ результатов обнаружения срывных процессов с помощью данного подхода и упрощенных моделей.Метою існуючих систем захисту газотурбінного двигуна від зривних процесів є автоматичне відновлення режиму роботи двигуна після усунення помпажу, а не запобігання виникненню газодинамічної нестійкості у турбомашинах. Запропонована модель модуля попередження помпажу ґрунтується на основі вейвлет-аналізу та карт Кохонена SOM. Приводиться порівняльний анал із результатів виявлення зривних процесів за допомогою даного підходу та спрощених моделей
УНІВЕРСАЛЬНА АЛГОРИТМІЧНА МОВА ПРОГРАМУВАННЯ МІКРОКОНТРОЛЕРІВ
No full textThe existing methods of creation of algorithmic languages of programming are investigated. The universal programming language of microcontrollers that allows to translate the program from one microcontroller to another and also to set common algorithm of the program at work with any kind of microcontrollers is developed.Исследованы существующие методы создания алгоритмических языков программирования. Разработан универсальный алгоритмический язык программирования микроконтроллеров, который позволяет переводить программы с одного микроконтроллера в другой, а также задавать общий алгоритм программы при работе с любым видом микроконтроллеров.Досліджено існуючі методи створення алгоритмічних мов програмування. Розроблено універсальну мову програмування мікроконтролерів, що дозволяє переводити програми з одного мікроконтролера в інший, а також задавати загальний алгоритм програми при робот і з любим видом мікроконтролерів
ОЦІНКА ФОРМАНТНОЇ ІНФОРМАЦІЇ З ВИКОРИСТАННЯМ АВТОКОРРЕЛЯЦІЙНОЇ ФУНКЦІЇ ГОЛОСОВОГО СИГНАЛУ
No full textContext. The current scientific problem of extracting biometric characteristics of a user of a voice authentication system, which can significantly increase its reliability, is considered. There has been performed estimation of formant information from the voice signal, which is a part of the user template in the voice authentication system and is widely used in the processing of speech signals in other applications, including in the presence of interfering noise components. The work is distinguished by the investigation of a polyharmonic signal.
Objective. The purpose of the work is to develop procedures for generating formant information based on the results of calculating the autocorrelation function of the analyzed fragment of the voice signal and their subsequent spectral analysis.
Method. The procedures for generating formant information in the process of digital processing of voice signal are proposed. Initially, the autocorrelation function of the analyzed fragment of the voice signal is calculated. Based on the results of the autocorrelation function estimation, the amplitude-frequency spectrum is calculated, from which the formant information is extracted, for example, by means of threshold processing. When the signal-to-noise ratio of the analyzed voice signal fragment is low, it is advisable to iteratively calculate the autocorrelation function. The latter allows increasing the signal-to-noise ratio and the efficiency of formant information extraction. However, each subsequent iteration of the autocorrelation function calculation is associated with an increase in the required computational resource. The latter is conditioned by the doubling of the amount of processed data at each iteration.
Results. The developed procedures for generating formant information were investigated both in the processing of model and experimental voice signals. The model signals had a low signal-to-noise ratio. The proposed procedures allow to determine more precisely the width of the spectrum of extracted formant frequencies, significantly increase the number of extracted formants, including cases at low signal-to-noise ratio.
Conclusions. The conducted model experiments have confirmed the performance and reliability of the proposed procedures for extracting formant information both in the processing of model and experimental voice signals. The results of the research allow to recommend their use in practice for solving problems of voice authentication, speaker differentiation, speech and gender recognition, intelligence, counterintelligence, forensics and forensic examination, medicine (diseases of the speech tract and hearing). Prospects for further research may include the creation of procedures for evaluating formant information based on phase data of the processed voice signal.Актуальність. Розглядається актуальне наукове завдання отримання біометричних ознак користувача системи голосової автентифікації, які дозволяють істотно підвищити її надійність. Виконано оцінка формантної інформації з голосового сигналу, яка входить в шаблон користувача системи голосової автентифікації і широко використовується при обробці мовних сигналів в інших додатках, у тому числі і за наявності шумових складових, що заважають. Особливістю роботи є те, що дослідженню піддається полігармонійний сигнал.
Мета роботи – розробка процедур формування формантної інформації на основі результатів розрахунку автокореляційної функції аналізованого фрагмента голосового сигналу та подальшого їх спектрального аналізу.
Метод. Пропонуються процедури формування формантної інформації у процесі цифрової обробки голосового сигналу. Спочатку розраховується автокореляційна функція аналізованого фрагмента голосового сигналу. На основі результатів оцінки автокореляційної функції розраховується амплітудно-частотний спектр, з якого вилучається формантна інформація, наприклад, за допомогою порогової обробки. При низькому відношенні сигнал/шум аналізованого фрагмента голосового сигналу розрахунок автокореляційної функції доцільно виконувати ітераційно. Останнє дозволяє підвищити співвідношення сигнал/шум та ефективність виділення формантної інформації. Однак кожна наступна ітерація розрахунку автокореляційної функції пов’язана зі збільшенням необхідного обчислювального ресурсу. Останнє зумовлено подвоєнням кількості даних, що обробляються при кожній ітерації.
Результати. Розроблені процедури формування формантної інформації досліджено як при обробці модельних, так і експериментальних голосових сигналів. При цьому модельні сигнали мали низьке відношення сигнал/шум. Запропоновані процедури дозволяють більш точно визначити ширину спектра вилучаємих формантних частот, значно збільшити кількість формант, що виділяються, в тому числі і при низькому відношенні сигнал/шум.
Висновки. Проведені модельні експерименти підтвердили працездатність і достовірність запропонованих процедур отримання формантної інформації як при обробці модельних, так і експериментальних голосових сигналів. Результати досліджень дозволяють рекомендувати їх до використання на практиці для вирішення завдань голосової автентифікації, розрізнення дикторів, розпізнавання мови та статі, розвідки, контррозвідки, криміналістики та судової експертизи, медицини (хвороби мовного тракту та слуху). Перспективи подальших досліджень можуть включати створення процедур оцінки формантної інформації на основі фазових даних, оброблюваного голосового сигналу.Актуальність. Розглядається актуальне наукове завдання отримання біометричних ознак користувача системи голосової автентифікації, які дозволяють істотно підвищити її надійність. Виконано оцінка формантної інформації з голосового сигналу, яка входить в шаблон користувача системи голосової автентифікації і широко використовується при обробці мовних сигналів в інших додатках, у тому числі і за наявності шумових складових, що заважають. Особливістю роботи є те, що дослідженню піддається полігармонійний сигнал.
Мета роботи – розробка процедур формування формантної інформації на основі результатів розрахунку автокореляційної функції аналізованого фрагмента голосового сигналу та подальшого їх спектрального аналізу.
Метод. Пропонуються процедури формування формантної інформації у процесі цифрової обробки голосового сигналу. Спочатку розраховується автокореляційна функція аналізованого фрагмента голосового сигналу. На основі результатів оцінки автокореляційної функції розраховується амплітудно-частотний спектр, з якого вилучається формантна інформація, наприклад, за допомогою порогової обробки. При низькому відношенні сигнал/шум аналізованого фрагмента голосового сигналу розрахунок автокореляційної функції доцільно виконувати ітераційно. Останнє дозволяє підвищити співвідношення сигнал/шум та ефективність виділення формантної інформації. Однак кожна наступна ітерація розрахунку автокореляційної функції пов’язана зі збільшенням необхідного обчислювального ресурсу. Останнє зумовлено подвоєнням кількості даних, що обробляються при кожній ітерації.
Результати. Розроблені процедури формування формантної інформації досліджено як при обробці модельних, так і експериментальних голосових сигналів. При цьому модельні сигнали мали низьке відношення сигнал/шум. Запропоновані процедури дозволяють більш точно визначити ширину спектра вилучаємих формантних частот, значно збільшити кількість формант, що виділяються, в тому числі і при низькому відношенні сигнал/шум.
Висновки. Проведені модельні експерименти підтвердили працездатність і достовірність запропонованих процедур отримання формантної інформації як при обробці модельних, так і експериментальних голосових сигналів. Результати досліджень дозволяють рекомендувати їх до використання на практиці для вирішення завдань голосової автентифікації, розрізнення дикторів, розпізнавання мови та статі, розвідки, контррозвідки, криміналістики та судової експертизи, медицини (хвороби мовного тракту та слуху). Перспективи подальших досліджень можуть включати створення процедур оцінки формантної інформації на основі фазових даних, оброблюваного голосового сигналу
ПРОТОКОЛИ КОЛЕКТИВНОГО ЦИФРОВОГО ПІДПИСУ НА ЕЛЛІПТИЧНИХ І ГІПЕРЕЛІПТИЧНИХ КРИВИХ
No full textNew collective digital signature protocols on elliptic and hyperelliptic curves are proposed. Computational algorithms are illustrated with numerical examples.В статье представлены новые протоколы коллективной цифровой подписи на эллиптических и гиперэллиптических кривых. Вычислительные схемы проиллюстрированы примерами.В статті пропонуються нові протоколи колективного цифрового підпису на еліптичних та гіпереліптичних кривих. Обчислювальні схеми проілюстровані на прикладах
ПРОСТИЙ МЕТОД ОЦІНКИ ПОТОКОЗЧЕПЛЕНЬ АСИНХРОННОГО ДВИГУНА
No full textNew algorithm for flux estimations, corresponding they synchronous speeds and modules, which able to work on the all frequency was developed. Proposing integrator of two faze signals is the simple with respect to calculation and provide high precision of showing variable estimation.Разработан новый алгоритм для оценки потокосцеплений, соответствующих им синхронных скоростей и модулей, работоспособный при всех частотах. Предложенный интегратор двухфазных сигналов прост в вычислительном отношении и обеспечивает высокую точность оценки указанных переменных.Розроблено новий алгоритм для оцінки потокозчеплень, відповідних їм синхронних швидкостей та модулів, працездатний при всіх частотах. Наведений інтегратор двофазних сигналів простий для розрахунку та забезпечує високу точність оцінки вказаних змінних