Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения (ГУАП)

Цель: показать значение матриц начального приближения, задающих структуру в задачах поиска ортогональных многоуровневых матриц глобально го и локального максимумов детерминанта. Методы: поиск матриц глобального и локального максимумов детерминанта ведется итерационной вычислительной процедурой, ориентированной на ми- нимизацию максимального абсолютного значения элементов ортогональной матрицы с предвычислением ее началь- ного приближения в заданной априори структурированной форме. Результаты: предложенный подход, учитывающий на начальном этапе вычислений структуру и симметрию, существенно повышает эффективность поиска ортогональных по строкам (столбцам) обобщенных взвешенных матриц. Показана целесообразность учета как явной, так и неявных симметрий матриц. Приведены примеры скрытых симметрий матриц и указаны связанные с ними преобразования, эквивалентные по отношению к значению детерминанта матрицы. Практическая значимость: обобщенные взве- шенные матрицы глобального и локального максимумов детерминанта ортогональны и имеют практическое значение в решении задач помехоустойчивого кодирования, сжатия и маскирования видеоинформации

Введение: применение многопозиционных радиолокационных систем требует наилучшего, с точки зрения до- стижения заданных значений показателей качества, взаимного расположения их элементов. Для решения этой задачи необходимо оптимизировать пространственную структуру системы, предварительно определив и задав критерий оптимальности. Цель: поиск оптимального варианта размещения элементов многопозиционной радио- локационной системы с некооперируемым источником подсвета, который обладает наилучшим значением пока- зателя качества из заданного конечного количества вариантов пространственной структуры. Результаты: методом полного перебора получен алгоритм оптимизации пространственной структуры многопозиционной радиолокацион- ной станции. Определено количество вариантов и получены результаты оптимизации пространственной структуры многопозиционной радиолокационной системы с некооперируемым источником подсвета и двумя приемными по- зициями. При этом определены точки местоположения приемных пунктов, обеспечивающие максимальное значе- ние целевой функции — площади сечения рабочей зоны при заданных ограничениях и для различных высот полета целей. Эффективность использования алгоритма оценена значением коэффициента увеличения площади рабо- чей зоны.

Введение: FIFO-очередь является очень распространенной структурой данных: ее применяют во многих аппарат- ных и программных приложениях. При разработке различных сетевых устройств и встроенных операционных систем требуется работа с несколькими FIFO-очередями, расположенными в общем пространстве памяти. Также существуют архитектуры многоядерных процессоров, где каждому ядру выделено две FIFO-очереди. Целью исследования являет- ся построение и анализ математической модели процесса работы с двумя последовательными циклическими FIFO- очередями в общей памяти, когда на нечетном шаге происходят операции включения элементов в одну из очере- дей, а на четном шаге — исключения (возможно как последовательное, так и параллельное выполнение операций). Результаты: сформулирована задача оптимального разбиения общей памяти FIFO-очередей как задача целочисленного программирования, где функция критерия оптимальности задается алгоритмически. Построены математическая и ими- тационная модели этого процесса для двух очередей и проведены численные эксперименты, основывающиеся на тео- ретических данных. Математическая модель представлена в виде случайного блуждания по двухмерной целочисленной решетке, имеющей отражающие экраны, т. е. мы имеем дело с регулярной однородной марковской цепью. Критерием оптимальности является минимальная средняя доля потерянных при переполнении элементов очередей. Особенностью данного исследования является специфическое выполнение операций над очередями: включение и исключение элемен- тов происходит в зависимости от шага (сделаны поправки для сохранения качеств однородности и регулярности цепи) и выполнение операции возможно параллельно. Практическая значимость: с помощью разработанной модели можно найти оптимальное разделение ограниченной общей памяти для повышения стабильности работы системы. Предло- женные модели, алгоритмы и разработанный программный комплекс могут применяться при проектировании сетевых устройств, например маршрутизаторов, где потери пакетов являются допустимой, но нежелательной ситуацией. Разделяя общую память для очередей оптимально, мы теряем меньше пакетов, и, как следствие, данные доставляются быстрее.

Постановка проблемы: несовершенство существующих методов обнаружения вторжений, а также изменяющийся характер вредоносных действий со стороны атакующего приводят компьютерные системы в небезопасное состояние, поэтому важно идентифицировать новые типы атак и своевременно реагировать на них. Цель: разработка гибридной схемы обнаружения и классификации сетевых атак на основе комбинирования адаптивных классификаторов. Резуль- таты: предложена обобщенная схема комбинирования классификаторов для обнаружения сетевых атак. На ее основе разработано программное средство, которое позволяет анализировать сетевой трафик на наличие аномальной сете- вой активности. Для уменьшения числа используемых признаков предлагается применять метод главных компонент. Основными особенностями предлагаемого подхода является многоуровневый анализ сетевого трафика, а также ис- пользование различных адаптивных модулей в процессе обнаружения атак. Проведены вычислительные эксперименты на двух открытых наборах данных с использованием различных способов комбинирования классификаторов. Практи- ческая значимость: разработанные модули могут быть использованы для обработки данных, полученных от сенсоров системы управления информацией и событиями безопасности.

Постановка проблемы: при обнаружении групповых надводных и воздушных целей, прикрытых действующими в составе групп постановщиками активных помех, определение координат целей с помощью бортовых активных ра- диолокационных станций РЛС имеет недостаточную эффективность. Одним из путей решения задачи в этих условиях является использование в бортовых системах радиотехнического наблюдения отраженных сигналов РЛС противника, работающих в районе конфликта, в качестве источника электромагнитной энергии, подсвечивающей при своей работе в штатном режиме соседние цели. Цель исследования: количественное определение условий применения в пассив- ных бортовых системах радиотехнического наблюдения переотраженных сигналов конкретных типов РЛС корабельного и авиационного базирования, при которых обеспечивается определение координат целей, составляющих группу. Методы: получение соотношений, связывающих дальности между конфликтующими объектами с погрешностями опре- деления координат целей, техническими характеристиками излучателей, эффективных поверхностей рассеивания целей и приемным потенциалом бортовой системы радиотехнического наблюдения. Результаты: построены семейства кривых для оперативной оценки возможностей применения в станциях радиотехнического наблюдения режима приема переот- раженных сигналов, когда в условиях интенсивного применения противником средств радиоэлектронного подавления, при котором определение координат объектов затруднительно или вообще невыполнимо, возможно при использовании «посторонниx» РЛС скрытное определение дальностей до них с требуемой точностью в достаточно широком диапазоне условий. Выбор условий включает, прежде всего, определение приоритетного ряда подсвечивающих РЛС по параметрам обнаружения объектов, критерием выбора является максимум произведения дальностей Rd (от наблюдателя до РЛС «под- света» и от наблюдателя до объекта), когда обеспечивается прием сигналов с заданной вероятностью. Вторым условием выбора типа РЛС является вероятность получения информации о координатах объекта с заданной точностью. Приведены соотношения и примеры графиков, с помощью которых определяются величины сомножителей в произведении Rd.

Постановка проблемы: в отечественной авиации по-прежнему сохраняется устойчивая тенденция строительства самолетов, не учитывающая потребности населения регионов и рынка авиаперевозок. Вместе с тем базовым усло- вием для формирования типов и опций региональных самолетов должна стать организованная на основании потреб- ностей регионов архитектура авиасети. Цель: разработка алгоритма принятия решений, определяющего приоритетные (базовые) принципы формирования требований к региональным самолетам. Результаты: сформулированы требова- ния к набору опций регионального самолета и на примере региональной авиации Красноярского края определены свойства отечественного самолета для региональной авиации: утилитарность, наличие многофункционального транс- формированного грузопассажирского салона, минимальная механизация и упрощенная электроника, укороченный взлет/посадка. Практическая значимость: описанный алгоритм в условиях возрождающихся промышленных основ авиастроения разрешит более системно и максимально обоснованно сформировать типологию регионального самоле- та с набором опций, необходимых для обслуживания труднодоступных территорий государства. Это, в свою очередь, по- зволит избежать в дальнейшем сложной процедуры адаптации к местным условиям самолета, при разработке которого не учитывались особенности региональной авиасети.

Постановка проблемы: для описания и исследования колориметрических свойств жидкокристаллических панелей вводится математическая модель цветопередачи, которая задается параметрически. Параметры модели зависят от технологии изготовления жидкокристаллических панелей и являются уникальными для каждого изготовителя. Цель иссле- дования заключается в разработке способа вычисления оценок параметров модели цветопередачи жидкокристалличе- ских панелей. Методы: вычисления оценок параметров модели цветопередачи проводились на основе теоретического анализа и обработки результатов светотехнических измерений. Теоретическому анализу подлежали координаты цвет- ности вершин треугольника цветового охвата и координаты точки белого цвета панели, предлагаемые изготовителем в технической документации. Координаты цвета или координаты цветности произвольных цветов, отображаемых на экране панели в тестовом режиме, получены в результате светотехнических измерений. Результаты: предложены ма- тематические выражения для вычисления оценок параметров модели цветопередачи жидкокристаллической панели тремя способами, основанными на решении системы уравнений, связывающих параметры: модели и координаты цветности точек белого, синего, красного и зеленого цветов; модели и координаты цвета трех произвольных цветов, из- меренные колориметром; модели и координаты цветности четырех произвольных цветов, измеренные колориметром. Практическая значимость: результаты исследования, полученные при выполнении опытно-конструкторской работы, используются разработчиками средств отображения информации и изготовителями жидкокристаллических панелей для выполнения колориметрических расчетов и для оценки технологического разброса координат цветности индицируемой информации по множеству серийно выпускаемых образцов дисплеев.

Цель: разработка метода обнаружения изменения локальных свойств сигналов и процессов с использованием вейвлет-преобразования в интересах решения прикладных задач обработки информации и анализа динамики систем. Методы: использование инвариантности относительно сдвига и масштабирования и частотно-временной локализации. Результаты: представлено формализованное описание метода обнаружения локальных свойств произвольных сигналов с использованием многомасштабного вейвлет-анализа. Основными операциями обработки сигналов при обнаружении их локальных свойств (особенностей) является анализ вейвлет-коэффициентов малых масштабов и определение интервала корреляции функции, описывающей сигнал. Линии локальных максимумов, объединяющие вдоль оси масштабов на частотно-временной плоскости точки, в которых модули коэффициентов вейвлет-преобразования имеют локаль- ные максимумы, сходятся к некоторым точкам, в которых присутствует особенность. Путем исследования характера изменения локальных максимумов вейвлет-преобразования на различных масштабах определяется расположение и характер локальных особенностей анализируемых сигналов и процессов. Представлен пример использования вейвлет-преобразования спектральных образов наблюдаемых объектов для выбора наиболее информативных спектральных каналов в многоспектральных системах дистанционного зондирования Земли. Практическая значимость: представленное математическое описание разработанного метода может быть положено в основу алгоритмов обработки сигналов и процессов. Метод может быть использован при обработке данных, полученных системами сбора информации, такими как системы дистанционного зондирования, телеметрии, контроля технологических процессов. doi:10.15217/issn1684-8853.2015.1.21