Preview

Вестник Дагестанского государственного технического университета. Технические науки

Расширенный поиск
Том 47, № 2 (2020)
Скачать выпуск PDF
https://doi.org/10.21822/2073-6185-2020-47-2

ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ, МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЕ И ХИМИЧЕСКОЕ МАШИНОСТРОЕНИЕ 

8-17 425
Аннотация

Цель. В статье рассматривается преобразование солнечной радиации в электричество с использованием одновременно нескольких эффектов, которые дополняют друг друга и преобразуют недостатки одного способа преобразования в достоинства другого способа. Метод. Применены методы моделирования теплообменных процессов при многократном переотражении светового потока на солнечном концентраторе цилиндрической формы. Результат. Предлагается сформировать интегральную совокупность полупроводниковых преобразователей фотонов совместно с фотоэффектом на металлических электродах с низкой работой выхода электронов и термоэлектрическим эффектом, что позволит повысить энергоэффективность всей конструкции с дополнительным многократным переотражением фотонов на концентраторе солнечных лучей в виде цилиндрической поверхности с радиально расположенными зеркальными металлическими электродами. Фотоны при попадании на энергоэффективный интегральный термоэлектрический преобразователь солнечной радиации в электроэнергию будут либо преобразованы на p-n-переходе солнечной батареи, либо участвовать в фотоэффекте на электродах, либо будут поглощены материалом конструкции, нагреют её и выработают на термогенераторе также электричество. Такой подход позволяет повысить КПД до максимально возможного значения. Вывод. Проведенные исследования позволяют сделать вывод, что все попавшие фотоны на энергоэффективный интегральный термоэлектрический преобразователь солнечной радиации будут преобразованы в электричество в той или иной степени, и только незначительная часть будет рассеяна в виде тепловых потерь или переотражений наружу.

18-29 338
Аннотация

Цель. Целью исследования является анализ перспектив развития и рассмотрение областей применения термоэлектрических полупроводниковых преобразователей энергии в медицинской практике. Метод. В основу исследования положены теоретические и экспериментальные разработки по созданию конструкций приборов для теплового воздействия на отдельные зоны человеческого организма. Результат. Разработаны и созданы на основе термоэлектрических полупроводниковых преобразователей принципиально новые устройства для различных областей медицины с различными тепловыми схемами, а также проведен комплекс теоретических и экспериментальных исследований, направленных на создание теоретических основ данных устройств. Рассмотрены перспективы развития и внедрения термоэлектрических полупроводниковых устройств тепла в медицине. Описаны конструкции приборов для теплового воздействия на отдельные зоны человеческого организма. Вывод. Разработанные конструкции термоэлектрических полупроводниковых приборов и устройств для локального теплового воздействия на отдельные органы человеческого организма в силу простоты и надежности обеспечивают их применение в медицинских учреждениях различного профиля.

ИНФОРМАТИКА, ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА И УПРАВЛЕНИЕ 

30-39 325
Аннотация

Цель. В публикации описан проект интеллектуальной системы моделирования изменчивости климатических событий на основе базы данных многолетних рядов, а также базы знаний исторических свидетельств. Интеллектуальная система позволит моделировать климатические события по следующим направлениям: одно явление в одной точке; одно явление в пространстве; множество явлений в одной точке и множество явлений в пространстве. Метод. Методы обработки данных связаны со свойствами исходной информации и их объемом: ряды наблюдений за длительный, выборки за короткий период, историко-архивные материалы и т.д. Результат. В статье приведены основные функции интеллектуальной системы, расширяющие возможности оценки изменчивости климатических характеристик благодаря сочетанию количественной и качественной информации в виде историко-архивных свидетельств. К основным функциям системы относятся: формирование потоков событий; оценка вероятности появления события; физическая реконструкция данных с использованием геоинформационных систем; определение периода между двумя редкими событиями; управление аграрным производством в условиях рисков. Вывод. Преимуществом такой системы является увеличение информации об экстремальных событиях и повышение эффективности управления за счет снижения рисков.

40-51 457
Аннотация

Цель. Одной из ключевых задач теории и практики защиты информации является анализ процесса функционирования защищенных автоматизированных систем при их эксплуатации на объектах информатизации органов внутренних дел. С целью идентификации потенциальных угроз конфиденциальному информационному ресурсу и их источников, оценки опасности реализации угроз и формирования на этой основе перечня актуальных угроз и их модели для конкретной автоматизированной системы на объекте информатизации органа внутренних дел необходимо проанализировать состав и архитектуру автоматизированных систем, выявить ключевые особенности их функционирования в защищенном исполнении на объектах информатизации органов внутренних дел, определить уязвимости программноаппаратного обеспечения систем. Метод. Методом решения данной задачи является всесторонний анализ процесса функционирования защищенных автоматизированных систем при их эксплуатации на объектах информатизации органов внутренних дел. Результат. На основе анализа нормативно-методической и научной литературы, посвященной защите информации в автоматизированных системах, ведомственной документации МВД России, регламентирующей требования по защите информации на объектах информатизации органов внутренних дел, определены типовые структура и архитектура защищенной автоматизированной системы органов внутренних дел, выявлены потенциальные каналы реализации угроз, имеющих определяющее значение для ее функционирования, — сетевых атак. По результатам опроса экспертов в области обеспечения информационной безопасности проведены анализ, классификация и систематизация уязвимостей компонентов и программного обеспечения автоматизированной системы на объекте информатизации органов внутренних дел с точки зрения реализации сетевых атак. Вывод. Результаты проведенного исследования могут быть использованы в процессе проектирования и эксплуатации средств и систем информационной безопасности на объектах информатизации ОВД в целях повышения их защищенности.

52-64 414
Аннотация

Цель. Целью работы является сравнение достоверности и объективности оценок при составления рейтингов университетов мировыми лидерами Time Higher Education World University Rankings (THE WUR) и Quacquarelli Symonds World University Rankings (QS WUR), а также эффективности оценки публикационной активности организаций и авторов системами индексации такими, как Google Scholar, Scopus и РИНЦ. Оценка авторитетности и достоверность этих систем индексации трудов учёных, составленных на их основе рейтингов профессорско-преподавательского состава (ППС) университетов Беларуси и, в частности, Гродненского университета. Метод. В статье впервые анализируются и сравниваются различные системы индексирования, что крайне актуально из-за повсеместного применения в Беларуси системы оценки Google Scholar, Scopus и РИНЦ. Результат. Дана общая характеристика вышеназванных систем индексации и их значимость в оценке ППС университета. Осуществлена сравнительная характеристика систем индексации, представлены их особенности положительные и отрицательные стороны предлагаемой системы оценки. Анализ идеологии построения системы индексации Google Scholar, механизм сбора информации подтвердил недостоверность, несостоятельность такого подхода к оценке трудов авторов публикаций, а также ошибочность принятия этой системы для оценки публикационной активности ППС университета. Вывод. Анализ системы индексации, принятой РИНЦ, также выявил значительные несовершенства и этой системы, но в то же время использование РИНЦ в качестве оценке публикационной активности авторов и организаций позволяет дать достаточно объективную всестороннюю оценку, позволяет проанализировать структуру показателей, что совершенно невозможно сделать в Google Scholar и в Scopus.

65-74 355
Аннотация

Цель. В статье рассмотрены физические основы формирования технического канала утечки информации, возникающего за счет низкочастотных акустоэлектрических преобразований. Метод. Исследование основано на методах имитационного моделирования. Применена методика инструментально-расчетного контроля защищенности речевой информации в рассматриваемом канале утечки информации. Результат. На основе разработанной имитационной модели, используя паттерн проектирования MVP, разработано программное средство. Представлены основные классы программного средства, реализующего модель. Продемонстрирован функционал разработанного программного средства и даны рекомендации по возможному применению имитационной модели идентификации угроз нарушения информационной безопасности, возникающих за счёт низкочастотных акустоэлектрических преобразований. Вывод. Разработанная имитационная модель может использоваться специалистами по безопасности, как крупных, так и малых предприятий, реализующих мероприятия по защите информации. Модель создает условия для её активного внедрения в образовательный процесс подготовки специалистов в области информационной безопасности, с применением, как традиционных (в виде контактной работы), так и дистанционных форм обучения.

75-85 370
Аннотация

Цель. Современное промышленное производство остро нуждается в повышении технического уровня управления информацией, для обеспечения чего предлагается формирование информационного пространства по модели виртуального предприятия. Метод. В статье дается представление разработанной базовой структуры виртуального предприятия для индустриальных предприятий, построенного по интеграционной методик, на основе выбранной в результате сравнительного анализа системы обеспечения жизненного цикла изделия «Лоцман», с использованием основных элементов решения корпорации «Аскон». Виртуальное предприятие рассматривается как многоагентная система, дается описание ее уровней, организационных единиц, их отношений, действий, входов и выходов, выполняемых ею задач, её среды и состояний. Каждое множество представлено в виде формулы с необходимыми для понимания пояснениями и комментариями. Результаты. В завершении статьи представлен пример алгоритма разработки единичного изделия машиностроения, демонстрирующей простоту и удобство проектирования в рамках представленного варианта формы организации производства. Вывод. В статье продемонстрирована разработанная модель виртуального предприятия на основе PLM-системы «Лоцман» в виде многоагентной системы, описаны ее элементы и взаимодействия между ними, а также дан пример разработки изделия в ее рамках.

86-97 308
Аннотация

Цель. В настоящее время, строительство сетей передачи данных ускоряется и для поддержания их в актуальном состоянии требуется своевременное обслуживание, ремонт и модернизация сетевого оборудования. В этой статье мы предоставляем поэтапное описание системы поддержки принятия решения для оценки элементов систем передачи данных, которые используются для повышения эффективности обслуживания сетей электросвязи. Метод. В исследовании использовались методы системного анализа, теории нечетких множеств, нейронных сетей, теории графов и математического моделирования. Результат. Разработана система поддержки принятия решений для оценки эксплуатационных состояний элементов систем передачи данных в процессе эксплуатации сетевой инфраструктуры оператора связи. Вывод. Разработанная система поддержки принятия решения позволит снизить нагрузку на высококвалифицированный персонал и повысить качество принимаемых решений при развитии сетей передачи данных.

98-107 339
Аннотация

Цель. Цель исследования - получение достоверных сведений о запасах урана на технологических блоках рудника на основе разработанных методов и моделей переинтерпретации геофизических данных с изменением и коррекцией радиологических параметров морфологических элементов рудной залежи. Метод. Произведено моделирование основных параметров функционирования технологического блока и рассчитаны усредненные показатели переоценки запасов на месторождении. Результат. Анализ динамики коэффициента обеспеченности вскрытых запасов показал, что по расчетным данным за период исследования его значения были значительно ниже критического уровня готовых запасов, необходимых предприятию для эффективной работы. Осуществлено формирование и оценка исходного множества факторных признаков, определяющих объемы вскрытых запасов месторождения: интервал эффективной мощности закисляемого продуктивного горизонта; группировка технологических скважин блока; площадь технологического блока. На основе сводки и группировки показателей в факторных группах реализована процедура пересчета запасов технологического блока. Результаты пересчета запасов показали, что реальные запасы урана в недрах не соответствуют фактической отработке. Кроме того, было выявлено, что систематическая недооценка вскрытых запасов связана еще и с расчетом содержания урана в рудных интервалах, т.е. с принятым в расчет значением коэффициента радиоактивного равновесия. В этой связи были выявлены значимые корреляционные зависимости коэффициента радиоактивного равновесия от средней массовой доли радия с разделением по морфологическим элементам залежи и от среднего значения мощности рудных интервалов. Произведен расчет запасов технологического блока по сформированной совокупности вариантов с учетом интервалов в эффективной мощности, площади по проекциям фильтров и группировок сближенных скважин. Проведенный в рамках разработанной информационной модели анализ геологической и технологической информации, а также оценка эволюции запасов в процессе отработки блоков месторождения показали, что 76% функционирующих технологических блоков на месторождении демонстрируют переизвлечение по фактическим показателям или ожидаемое в ближайшее время по прогнозным оценкам. Вывод. Основная проблема переоценки запасов месторождения заключается в обработке и анализе радиологических данных и в интерпретации на их основе значений коэффициента радиоактивного равновесия, а также объемных и качественных показателей запасов урана.

108-122 415
Аннотация

Цель. Web-ресурсы являются неотъемлемой частью жизни современного человека, которые в настоящее время все чаще подвергаются хакерским атакам, такими как внедрение операторов SQL, межсайтовое выполнение сценариев и др. DDоS-атаки продолжают входить в топ-10 сетевых атак и приводить к серьезным сбоям и отказам работы web-ресурсов, наиболее распространенным типом DDоS-атак является UDP-flооd атаки, основанные на бесконечной посылке UDP-пакетов на порты различных UDP-сервисов. Основанием для проведения эмпирического исследования являются факторы: отсутствие эффективных средств защиты от DDоS-атак, специфика UDP-flооd атак, отсутствие моделей прогнозирования, адекватно описывающих исследуемый процесс. Целью исследования является повышение уровня защищённости web-ресурсов, за счет своевременного обнаружения аномалий в их работе, обнаружении информационных угроз безопасности на основе методов анализа и прогнозирования. В качестве объекта исследования был выбран тип атак UDP-flооd из семейства DDоS атак. Метод. Методами корреляционного анализа и моделирования были рассчитаны индекс сезонности UDP-flооd атак, автокорреляция временного ряда данного типа атак, на основе моделей простого экспоненциального сглаживания и нейросетевого прогнозирования построен прогноз UDP-flооd атак. Результат. В работе предложена классификация DDоS-атак, описаны способы защиты. На основе корреляционного анализа рассчитаны прогнозные значения воздействия UDP-flооd атак на web-ресурсы, выявлен фактор - сезонность. Анализ результатов прогнозирования показал, что разброс прогнозных значений не значительный, наибольшее количество атак ожидается в IV квартале 2020 года. Для DDоS-атак длительностью до 20 минут также выявлена сезонность в I квартале календарного года, а значит, в I квартале 2020 года следует ожидать наибольшее количество атак данной Длительности. Вывод. Перспективы дальнейшего исследования проблемы защиты от DDоS атак представляются в дальнейшей проработке методики противодействия UDP-flооd атакам, алгоритмов информационной безопасности web-ресурсов, что позволит сократить количество инцидентов UDP-flооd атак, планировать мероприятия по повышению уровня защищенности web-ресурсов, повысить уровень их защищенности.

СТРОИТЕЛЬСТВО И АРХИТЕКТУРА 

123-130 321
Аннотация

Цель. Целью исследования является разработка математических моделей оценки надежности двухэтажных рамных систем при сейсмическом воздействии с охватом всех возможных путей перехода в состояние механизма из-за образования пластических шарниров в узлах рам. Метод. Исследование основано на применении теории марковских случайных процессов с непрерывным временем и дискретными состояниями для описания процессов перехода системы в разные состояния, в том числе и отказовые, в процессе образования пластических шарниров в узлах рам. Результат. Описаны возможные схемы образования пластических шарниров в двух типах статически неопределимых рам при горизонтальном сейсмическом воздействии: в раме 2-х этажного промышленного здания с большепролетным верхним этажом и с опиранием фермы покрытия на оголовки колонн и двухэтажной двухпролетной рамы простой регулярной структуры с жесткими узлами. Отмечены возможные состояния и составлены графы переходов, характерные для рассматриваемых рам при жестких дисках перекрытий в процессе сейсмического воздействия, представленного в виде стационарного случайного процесса. Представив переходы систем в рассматриваемые состояния, вызванные образованием пластических шарниров в той или иной последовательности при сейсмическом воздействии в виде марковского случайного процесса с непрерывным временем и дискретными состояниями, получены системы дифференциальных уравнений первого порядка, описывающие данные переходы. Решив их путем применения преобразования Лапласа, получены аналитические выражения для оценки вероятностей нахождения рамных систем в рассматриваемых состояниях и выражения для оценки вероятностей безотказности этих систем. Вывод. Построив графы переходов, охватывающие все возможные состояния рамных систем в процессе образования пластических шарниров в узлах при сейсмическом воздействии и описав процесс переходов рам из одних состояний в другие марковским случайным процессом с непрерывным временем и дискретными состояниями, можно получить аналитические выражения для оценки вероятностей состояний этих систем, а также их надежности и живучести при сейсмическом воздействии.

131-143 371
Аннотация

Цель. Цель исследования состоит в поиске методов повышения качества битумных вяжущих путем их модификации. Метод. Применен метод регулирования процесса деструкции резиновой крошки в промышленных масштабах при чувствительном ее физико-химическом взаимодействии с пластифицированным битумом при температуре технологического процесса 230°С. Результат. В статье приведены Данные о состоянии вопроса исследований по модифицированию битума нефтяного дорожного вязкого различными полимерами, а в частности, резиновой крошкой, полученной из отходов переработки резинотехнической промышленности. Представлен процесс получения битума, модифицированного резиновой крошкой при двухстадийном технологическом процессе. Произведена оценка зависимостей физико-химических параметров вяжущего от технологических режимов. Приведены результаты исследований по оценке структуры модифицированного вяжущего, а также резиновой крошки до и после термомеханической обработки. Представлены сравнения физико-химических свойств битумов, модифицированных различной резиновой крошкой при двухстадийном технологическом процессе, с аналогами. Вывод. Двухстадийный технологический процесс модификации битумов резиновой крошкой способствует повышению гомогенности системы и формированию дисперсного каркаса, армирующего вяжущее, что в целом обуславливает получение вяжущего, обладающего улучшенными физико-химическими характеристиками. Частицы резиновой крошки придают повышенную температурную устойчивость и эластичность модифицированным битумам посредством мельчайших выпуклостей на поверхности частиц.

144-152 349
Аннотация

Цель. В статье представлен вывод разрешающего уравнения для определения напряженно-деформированного состояния стержня некруглого поперечного сечения при кручении с учетом ползучести материала. Метод. Решение базируется на гипотезах, введенных Сен-Венаном при рассмотрении упругого стержня. Окончательно задача сводится к дифференциальному уравнению второго порядка относительно функции напряжений. Решение данного уравнения выполняется методом конечных элементов в комбинации с методом Эйлера. Результат. В работе представлены разрешающие уравнения для треугольного конечного элемента. Приведено решение тестовой задачи для полимерного стержня прямоугольного поперечного сечения, материал которого подчиняется нелинейному уравнению Максвелла-Гуревича. Представлены графики изменения во времени относительного угла закручивания, а также максимальных величин касательных напряжений. Вывод. Установлено, что напряжения в стержне непостоянны во времени. Касательные напряжения в стержне в процессе ползучести сначала убывают с последующим возвратом к упругому решению.

153-165 302
Аннотация

Цель. Целью данной статьи является анализ возможностей, предоставляемых исследователям различными расчетными методами (в первую очередь - численными) для теоретического исследования напряженно-деформированного состояния (НДС) сложных многопроёмных вертикальных несущих систем. Метод. Раскрыта принципиальная сущность метода конечных разностей (сеток) и метода конечных элементов, описаны их преимущества и недостатки при решении плоской задачи теории упругости, в частности - при расчете НДС панельно-рамных конструкций, объединенных в единую вертикальную многосвязную систему. Результат. Изложенные в статье материалы позволяют оптимизировать методику теоретического анализа НДС сложных многосвязных систем с учетом имеющихся в наличии средств вычислительной техники и лицензионных пакетов программ автоматизированного расчета строительных конструкций. Вывод. Проведенный авторами анализ показывает, что при наличии достаточно мощных ЭВМ наиболее универсальным и эффективным является метод конечных элементов, с использованием которого составлено большое число программных пакетов, позволяющих исследовать НДС любых конструкций, сложных по своей форме, топологии, характеру нагружения и т.п.



Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2073-6185 (Print)
ISSN 2542-095X (Online)