Учебное пособие 2221
.pdfISSN 2618 - 7167
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
ВСТРОИТЕЛЬНЫХ, СОЦИАЛЬНЫХ
ИЭКОНОМИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ
НАУЧНО - ТЕХНИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ
Выпуск №1 (19)
Апрель, 2020
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И УСТОЙЧИВОСТЬ ДИНАМИЧЕСКИХ СИСТЕМ
ОПТИМИЗАЦИЯ, НЕЙРОННЫЕ СЕТИ И НЕЧЕТКИЕ СИСТЕМЫ
ПРИКЛАДНЫЕ ЗАДАЧИ И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
ПРИКЛАДНАЯ МАТЕМАТИКА И МЕХАНИКА
ВОРОНЕЖ
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
ВСТРОИТЕЛЬНЫХ, СОЦИАЛЬНЫХ
ИЭКОНОМИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ
ВЫХОДИТ ЧЕТЫРЕ РАЗА В ГОД
НАУЧНО - ТЕХНИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ
Учредитель и издатель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Воронежский государственный технический университет»
Территория распространения - Российская Федерация
РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ ЖУРНАЛА:
Главный редактор - Д.К. Проскурин, канд. физ.-мат. наук, доц.
Зам. главного редактора - Д.В. Сысоев, канд. техн. наук, доц.
Ответственный секретарь - Н.В. Акамсина, канд. техн. наук, доц.
ЧЛЕНЫ РЕДКОЛЛЕГИИ:
Авдеев В.П., д-р техн. наук, проф.(ВГТУ)
Алгазинов Э.К., д-р техн. наук, проф.(ВГУ)
Баркалов С.А., д-р техн. наук, проф.(ВГТУ)
Голиков В.К., канд. техн. наук, доц.(РАП)
Головинский П.А., д-р физ.-мат. наук, проф.(ВГТУ)
Зольников В.К., д-р техн. наук, проф.(ВГЛТУ)
Князева Т.Н., д-р техн. наук, проф.(ВГМУ)
Курипта О.В., канд. техн. наук, доц.(ВГТУ)
Лавлинский В.В., д-р техн. наук, доц.(ВГЛТУ)
Ряжских В.И., д-р техн. наук, проф.(ВГТУ)
Хаустов И.А., д-р техн. наук, проф.(ВВА)
Хвостов А.А., д-р техн. наук, проф.(ВВА)
Статьи, поступившие в редакцию, рецензируются. За достоверность сведений, изложенных с статьях,
ответственность несут авторы публикаций. Мнение редакции может не совпадать с мнением авторов материалов.
Перепечатка без разрешения редакции запрещена, ссылки на журнал при цитировании обязательны.
Материалы публикуются в авторской редакции.
16+ |
© ВГТУ, 2020 |
Дата выхода в свет 30.04.2020. Формат 60х84/8. Бумага писчая. Усл.-печ.л. 21,8. Уч.-изд.л. 16,1.
Тираж: 500 экз. Заказ № 245. Цена свободная.
ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет» 394026 Воронеж, Московский проспект, 14
Отпечатано: отдел оперативной полиграфии издательства ВГТУ 394006, г.Воронеж, ул. 20-летия Октября, 84
ВЫПУСК № 1 (19), 2020 |
ISSN 2618-7167 |
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И УСТОЙЧИВОСТЬ ДИНАМИЧЕСКИХ СИСТЕМ
Гильмутдинов В.И., Кононов А.Д., Кононов А.А.
Анализ пространственно-временных характеристик отраженного двумерного сигнала и моделирование распознавания объектов в сложной
помеховой обстановке ……………………………… 7
Сазонова С.А., Кораблин С.Н., Звягинцева А.В.
Анализ прикладных задач управления функционированием системами теплоснабжения ... 12
Акимов В.И., Полуказаков А.В., Старых М.И.
Исследование температурных процессов с помощью программы схемотехнического
моделирования ………………………………………. 19
Марданова А.М., Будникова И.К. Моделирование финансовой деятельности страховой компании ….. 24
Глущенко С.В. О ресурсной задаче как подсистеме анализа конфликта ………………………………….. 27
Сысоев Д.В., Гуляева Д.А. Взаимодействие стационарных условий функционирования систем за обладание ресурсом ……………………………… 30
Емельянова И.А., Ефимова О.Е. Моделирование введения инновационной продукции на предприятие …………………………………………. 33
Николенко С.Д., Сазонова С.А., Звягинцева А.В.
Моделирование напряженно-деформированного состояния фибробетона …………………………….. 35
Акимов В.И., Полуказаков А.В.,. Павлов А.М.
Моделирование процессов жизнеобеспечения
«УМНОГО ДОМА» ………………………………… 41
Копунова Э.Э., Тазиева Р.Ф. Исследование влияния стохастической природы исходных данных на значение параметров протекторной
защиты на основе метода МОНТЕ-КАРЛО ………. 45
Gilmutdinov V.I., Kononov A.D., |
|
Kononov A.A. The analysis of time-spatial |
|
performances of а reflected two-dimensional |
|
signal and simulation of detecting objects in |
|
complex noise circumstances …………………. |
7 |
Sazonova S.A., Korablin S.N., |
|
Zvyagintseva A.V. Analysis of applied tasks of |
|
management of functioning of heat supply |
|
systems ………………………………………… |
12 |
Akimov V.I., Polozakakov A.V., Starykh M.I. |
|
The study of temperature processes using the |
|
program circuit simulation …………………….. |
19 |
Mardanova A.M., Budnikova I.K. Modeling of |
|
financial activity of the insurance company …... |
24 |
Gluschenko S.V. About resource task as a |
|
subsystem of conflict analysis ………………… |
27 |
Sysoev D.V., Guljaeva D.A. Interaction of |
|
stationary conditions of functioning of systems |
|
for possession of a resource …………………… |
30 |
Emelyanova I.A., Efimova O.E. Modeling the |
|
introduction of innovative products to the |
|
enterprise ………………………………………. |
33 |
Nikolenko S.D., Sazonova S.A., |
|
Zvyagintseva A.V. Simulation of the stressed- |
|
deformed condition of fiber concrete …………. |
35 |
Akimov V.I., Polukazakov A.V., Pavlov А.М. |
|
Simulation of life processes of «SMART |
|
HOUSE» ………………………………………. |
41 |
Kopunova E.E., Tazieva R.F. Study of the |
|
influence of the stochastic nature of the initial |
|
data on the value of protective protection |
|
parameters based on the MONTE-CARLO |
|
method ………………………………………… |
45 |
ОПТИМИЗАЦИЯ, НЕЙРОННЫЕ СЕТИ И НЕЧЕТКИЕ СИСТЕМЫ
Руднева А.А. Искусственный интеллект и |
Rudneva A.A. Artificial intelligence and neural |
нейронные сети ……………………………………… 48 |
networks ………………………………………… 48 |
3
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В СТРОИТЕЛЬНЫХ, СОЦИАЛЬНЫХ И ЭКОНОМИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ
Метелкин Я.В., Маковий К.А., Хицкова Ю.В.
Задача прогнозирования рабочей нагрузки в центрах обработки данных …………………………. 50
Горин А.Н. Применение программных и визуальных средств Simulink для расчета систем
управления …………………………………………... 55
Жидко Е.А., Ложников M.A. Проблема современного спроса: поиск информации на рынке
потенциальной ниши ……………………………….. 60
Добрина М.В., Белякова Е.Д., Корышева Е.А.
Анализ и прогнозирование экспорта и импорта в РФ ………………………………………... 64
Шакиров А.А., Зарипова Р.С. Особенности информационных войн в условиях глобализации ... 66
Добрина М.В., Котова А.А., Хрячкова Н.В.
Прогнозирование уровня безработицы в воронежской области ……………………………….. 69
Ошивалов А.В., Акамсина Н.В. Анализ систем расчета основных параметров индивидуального
жилого дома …………………………………………. 71
Пырнова О.А., Зарипова Р.С. Когнитивные технологии и их роль в развитии современного
общества ……………………………………………... 74
Давлетшина Л.А., Будникова И.К. Задачи сетевого обслуживания службы предоставления
IT-услуг ……………………………………………… 76
Епрынцева Н.А. Искусственный интеллект, разработка и области применения …………………. 79
Metelkin Y.V., Makoviy K.A., Khitskova Yu.V. |
|
The task of predicting the workload in data |
|
centers …………………………………………. |
50 |
Gorin A.N. Using Simulink software and visual |
|
media for calculating control systems ………… |
55 |
Zhidko E.A., Lozhnikov М.А. The problem of modern demand: search for information on the potential niche market …………………………. 60
Dobrina M.V., Belyakova E.D., Korysheva |
|
E.A. Analysis and forecasting of exports and |
|
imports in Russia ……………………………… |
64 |
Shakirov A.A., Zaripova R.S. Peculiarities of |
|
information wars in the context of globalization |
66 |
Dobrina M.V., Kotova А.А., Khryachkova N.V. |
|
Forecasting the unemployment rate in Voronezh |
|
region ………………………………………….. |
69 |
Oshivalov A.V., Akamsina N.V. Analysis of systems of calculation of the main parameters of
an individual house ……………………………. 71
Pyrnova O.A., Zaripova R.S. Cognitive technologies and their role in the development
of modern society ……………………………... 74
Davletshina L.A., Budnikova I.K. Tasks of |
|
network service of the provision of IT-services |
76 |
Eprintseva N.A. Artificial intelligence, |
|
development and applications …………………. |
79 |
ПРИКЛАДНЫЕ ЗАДАЧИ И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
Жидко Е.А., Степанников В.А. Статистическое регулирование технологических процессов хозяйствующего субъекта ………………………….. 82
Розенфельд В.Н., Филимонова Т.К.
Автоматизация процесса формирования наконечников различных деталей на оборудовании гидравлической формовки с помощью логического
модуля управления ………………………………….. 85
Копытина Е.А., Петрикеева Н.А., Чудинов Д.М.
Определение тенденции развития строительной организации на основе прогнозирования временных рядов …………………………………… 87
Звягинцева А.В., Сазонова С.А., Кульнева В.В.
Аналитический контроль воздействия вредных производственных факторов ГОК на окружающую среду и совершенствование природоохранных мероприятий ………………………………………… 92
Zhidko E.A., Stepannikov V.A. Statistical |
|
regulation of technological processes of the |
|
economic subject ……………………………… |
82 |
Rozenfeld V.N., Filimonova T.K. Automation |
|
of process of formation of tips of various |
|
components on the equipment of hydroforming |
|
using of the logical control module …………… |
85 |
Kopytina E.A., Petrikeeva N.A. |
|
Chudinov D.M. Determination of the tendency |
|
of development of the construction organization |
|
based on time series forecasting ………………. |
87 |
Zvyagintseva A.V., Sazonova S.A., |
|
Kulneva V.V. Analytical control of the |
|
influence of harmful production factors of the |
|
GOK on the environment and improvement of |
|
nature and protective actions ………………….. |
92 |
4
ВЫПУСК № 1 (19), 2020 |
ISSN 2618-7167 |
Добрина М.В., Самбулов В.О., Рожков И.Н.
Методологические основы социальноэкономического прогнозирования …………………. 99
Галиуллина Э.Р., Зарипова Р.С. Использование фоторефрактивных материалов в системах связи, хранения и обработки информации ………………... 102
Васильев А.В., Васильева Н.А. Анализ данных в программном комплексе Autodesk Revit на примере сведений об арматуре в проекте раздела
«конструкции железобетонные» …………………… 104
Епрынцева Н.А. Фабрики будущего - неотъемлемая часть индустрии 4.0. ………………... 108
Алемасов Е.П., Зарипова Р.С. Основные аспекты развития сферы разработки мобильных приложений ………………………………………….. 110
Гимадиев А.Р., Тазиева Р.Ф. Суперприложения.
Перспективы развития и основные законы существования успешной экосистемы сервисов ….. 113
Жидко Е.А., Кирьянов К.А. Подход к алгоритму реализации методологии информационной безопасности хозяйствующего субъекта ………….. 116
Смородинов П.А. Применение теории распознавания образов для поиска возможных
точек посадки летательных объектов ……………… 119
Кузнецова Л.Д., Тувдэндорж Б. Математическое моделирование оптимальной логистики военно – транспортных средств ………………………………. 121
Парт А.А. Численный анализ математических моделей пульсовых процессов на носителях
сетеподобного типа …………………………………. 123
Звягина Л.Н., Мозговой Н.В., Ефремов В.В.
Электромагнитная безопасность жителей городов .. 125
Крюкова Н.А., Спесивый О.В., Бутрин Н.А.
Экологическое состояние земельных ресурсов воронежской области и пути их рационального природопользования ………………………………... 128
Володкин Д.А. Интеграция лабораторной информационной системы на основе программы "НЕОСКРИНРЕГИСТР" с медицинскими информационными системами ……………………... 133
Dobrina M.V., Sambulov V.O., Rozhkov I.N. |
|
Methodological foundations of socio-economic |
|
forecasting ……………………………………... |
99 |
Galiullina E.R., Zaripova R.S. Use of |
|
photorefractive materials in communication, |
|
storage and processing systems ……………….. |
102 |
Vasiliev A.V., Vasilieva N.A. Data Analysis in |
|
the Autodesk Revit software package on the |
|
example of information about reinforcement in |
|
the project section " reinforced concrete |
|
structures» ……………………………………... |
104 |
Eprintseva N.A. Factories of the future - an |
|
integral part of industry 4.0. …………………... |
108 |
Alemasov E.P., Zaripova R.S. Main aspects of |
|
mobile application development ………………. |
110 |
Gimadiev A.R., Tazieva R.F. Superapps. |
|
Prospects of development and the basic laws of |
|
existence of a successful ecosystem of services |
113 |
Zhidko E.A., Kiryanov К.А. Approach to the |
|
methodology implementation algorithm |
|
information security of the economic subject …. |
116 |
Smorodinov P.A. Application of pattern |
|
recognition theory to search for possible landing |
|
points of flying objects ………………………... |
119 |
Kuznetsova L.D., Tuvdendorzh B. |
|
Mathematical simulation of optimal logistics of |
|
military vehicles ……………………………….. |
121 |
Part A.A. Numerical analysis of mathematical |
|
models of pulse processes on the carriers of a |
|
network-type …………………………………... |
123 |
Zvyagina L.N., Mozgovoj N.V., Efremov V.V. |
|
Еlectromagnetic safety of citizens …………….. |
125 |
Krukova N.A., Spesivy O.V., Butrin N.А. |
|
Еcological condition of land resources of the |
|
voronezh region and ways of their rational |
|
natural use ……………………………………... |
128 |
Volodkin D.A. Integration of laboratory |
|
information system based on |
|
"NEOSCREENREGISTER" program with |
|
medical information systems ………………….. |
133 |
ПРИКЛАДНАЯ МАТЕМАТИКА И МЕХАНИКА
Глазкова М.Ю., Барсуков А.И., Гриднева И.В. |
|
О замкнутости операторных матриц ……………… |
137 |
Чернышов А.Д., Горяйнов В.В. Особенности |
|
распределения напряжений в кольцевом секторе … |
138 |
Костина Т.И. Бифуркационный анализ |
|
периодических решений уравнения Белецкого …… |
141 |
Glazkova M.Yu., Barsukov A.I., Gridneva I.V. |
|
Оn the closure of operator matrices …………… |
137 |
Chernyshov A.D., Goryainov V.V. Features of |
|
stress distribution in the ring sector …………… |
138 |
Kostina T.I. Bifurcation analysis of periodic |
|
solutions of the Beletsky equation …………….. |
141 |
5
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В СТРОИТЕЛЬНЫХ, СОЦИАЛЬНЫХ И ЭКОНОМИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ
Лобода А.В. О голоморфной эквивалентности двух семейств однородных поверхностей в
трехмерном комплексном пространстве …………... 144
Бырдин А.П., Сидоренко А.А., Соколова О.А.,
Прач В.С. Разрешающий функционал для нелинейных функциональных и функционально - дифференциальных уравнений в задачах
наследственной механики ………………………...... 146
Некрасова Н.Н. Расчетная модель пространственного контакта прямоугольных плит
и упругого основания ………………………………. 149
Борщ Н.А., Переславцева Н.С., Курганский С.И.
Энергия связи анионных кремний-ниобиевых кластеров …………………………………………….. 150
Рукин Ю.Б., Лопатин А.Ю., Шершнева Ю.А.
Исследование собственных колебаний модели крыла самолета методом конечных элементов …… 152
Ряжских В.И., Ряжских А.В., Рябцев В.А.
Плоское напряженное состояние пластины c отверстием при изменении диаметра отверстия
деформированием …………………………………... 154
Стенюхин Л.В. О бифуркациях в задаче капиллярности ………………………………………. 157
Елисеев В.В., Хливненко Л.В. Валидация результатов эксперимента на одноосное растяжение с помощью конечно - элементного
моделирования в пакете Аbaqus …………………… 160
Сумера С.С. Характеристика решения начальной задачи со случайным коэффициентом …………….. 164
Чесноков А.С. Влияние геометрических параметров водоиспарительных охладителей на
их холодопроизводительность ……………………... 165
Хван Д.В., Воропаев А.А., Рукин Ю.Б. Повышение несущей способности валов пластической осадкой их заготовок …………………………………………. 167
Шаруда В.А. Задача о нормальном ударе по нелинейному упругому полупространству ………... 171
Сапожкова Н.А., Комарова Э.П. Анализ возможностей математического моделирования в
процессе формирования системного мышления ….. 173
Седаев А.А. Математическое моделирование взаимодействия фундамента и грунтового основания ……………………………………………. 175
Кущев А.Б. О существовании периодических решений одного класса дифференциальных уравнений шестого порядка в случае отсутствия третьей производной и одинаковости знаков
других нечетных производных в линейной части ... 178
Loboda A.V. Оn holomorphic equivalence of two families of homogeneous surfaces in a
three-dimensional complex space ……………... 144
Byrdin A.P., Sidorenko A.A., Sokolova O.A., Prach V.S. Resolving functional for nonlinear functional and functional - differential equations
in problems of hereditary mechanics ………….. 146
Nekrasova N.N. A computational model of spatial contact of a rectangular elastic plates and
the base ………………………………………... 149
Borsch N.A., Pereslavtseva N.S., Kurgansky S.I. Вinding Energy of anionic
silicon-niobium clusters ……………………….. 150
Rukin Y.B., Lopatin A.Yu., Shershneva Y.A.
Investigation of natural oscillations of a model
aircraft wing by finite element method ………... 152
Ryazhskikh V.I., Ryazhskikh A.V.,
Ryabtsev V.A. Flat stress state of a plate with a hole when the hole diameter changes by
deformation ……………………………………. 154
Stenyuhin L.V. Вifurcations in the problem of capillarity ……………………………………… 157
Eliseev V.V., Khlivnenko L.V. Validation of the results of the experiment for uniaxial stretching using finite element modeling in the
Abaqus package ……………………………….. 160
Sumera S.S. Characteristics of solving the
initial problem with a random coefficient …….. 164
Chesnokov A.S. Influence of geometric parameters of water evaporating coolers on their
cooling capacity ……………………………….. 165
Hwan D.V., Voropaev A.A., Rukin Y.B.
Increasing the carrying capacity of the shafts of
plastic with a draft of their blanks …………….. 167
Sharuda V.A. The problem of normal impact on
a nonlinear elastic half-space ………………….. 171
Sapozhkova N.A., Komarova E.P. Analysis of mathematical modeling possibilities in the
process of system thinking formation …………. 173
Sedaev A.A. Mathematical modeling of interaction between the Foundation and the
ground base ……………………………………. 175
Kushchev A.B. Оn the existence of periodic solutions of a class of sixth order differential equations in the absence of a third derivative and the similarity of signs of other odd
derivatives in the linear part …………………... 178
6
ВЫПУСК № 1 (19), 2020 |
ISSN 2618-7167 |
УДК 621.396.2.019.4
Воронежский государственный технический университет |
Voronezh State Technical University |
канд. техн. наук, доц. В.И. Гильмутдинов, |
Ph. D. in Eng., assistant prof. V.I. Gilmutdinov, |
тел.: 8-473-271-5270, Россия, г. Воронеж |
ph.:8-473-271-5270, Russia, Voronezh |
Воронежский государственный технический университет |
Voronezh State Technical University |
канд. физ.-мат. наук, доц. А.Д. Кононов, |
Ph. Phy.-Mat. in Eng., as. prof. A.D. Kononov, |
тел.: 8-473-271-5918, Россия, г. Воронеж |
ph.: 8-473-271-5918, Russia, Voronezh |
Воронежский государственный технический университет |
Voronezh State Technical University |
д-р техн. наук, проф. А.А. Кононов, |
D. Sc. in Eng., Prof. A.A. Kononov, |
е-mail: kniga126@mail.ru, Россия, г. Воронеж |
e-mail: kniga126@mail.ru, Russia, Voronezh |
В.И. Гильмутдинов, А.Д. Кононов, А.А. Кононов
АНАЛИЗ ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ОТРАЖЕННОГО ДВУМЕРНОГО СИГНАЛА И МОДЕЛИРОВАНИЕ РАСПОЗНАВАНИЯ ОБЪЕКТОВ В СЛОЖНОЙ ПОМЕХОВОЙ ОБСТАНОВКЕ
Аннотация: на основе анализа процесса деполяризации двумерного радиолокационного сигнала при отражении от воздушных целей получены статистические характеристики поляризационно-ортогональных компонент и квадратурных составляющих поля частично поляризованной электромагнитной волны
Ключевые слова: информационный сигнал, радиолокация, поляризация, ортогональные компоненты волн, случайные функции
V.I. Gilmutdinov, A.D. Kononov, A.A. Kononov
THE ANALYSIS OF TIME-SPATIAL PERFORMANCES OF
AREFLECTED TWO-DIMENSIONAL SIGNAL AND SIMULATION OF DETECTING OBJECTS IN COMPLEX NOISE CIRCUMSTANCES
Abstract: based on analyzing of process of a two-dimensional radiolocation signal depolarization at reflecting from the air targets, the statistical performances of polarization-orthogonal components and quadrature components of the field of a partially polarized electromagnetic wave are obtained
Keywords: information signal, radiolocation, polarization, orthogonal components of waves, random functions
Проблема 1 идентификации объектов в |
Анализ процесса сопровождения показы- |
|
управлении воздушным движением является |
вает, что реализованные в современных радио- |
|
весьма актуальной [1–3]. Пока число таких объ- |
локационных комплексах алгоритмы дают боль- |
|
ектов (целей) в контролируемом воздушном про- |
шие ошибки при маневрировании воздушных |
|
странстве было относительно невелико, широкое |
целей вследствие недостаточности информаци- |
|
развитие получил оптимальный прием сигнала |
онного обеспечения указанных систем, а также |
|
на фоне помех, которого вполне хватало для об- |
расхождения моделей, заложенных в фильтр, с |
|
наружения и идентификации объекта. Однако, |
реальным поведением цели, что может привести |
|
значительное увеличение воздушных целей, и |
к срыву автосопровождения [4–6]. |
|
необходимость принятия решений при критиче- |
Целесообразным здесь является использо- |
|
ском ограничении во времени привело к суще- |
вание поляризационных эффектов электромаг- |
|
ственному возрастанию важности максимально |
нитных волн, так как сигналы с вращающейся |
|
полного и надежного информационного обеспе- |
поляризацией обладают большими информаци- |
|
чения и соответствующего математического и |
онными возможностями по сравнению с линей- |
|
программного обеспечения для точного и устой- |
но-поляризованными колебаниями [7]. Дополни- |
|
чивого сопровождения цели. |
тельная информация об объектах распознавания, |
|
|
|
получаемая при анализе поляризационной струк- |
|
|
туры отраженных сигналов, позволяет повысить |
|
|
7
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В СТРОИТЕЛЬНЫХ, СОЦИАЛЬНЫХ И ЭКОНОМИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ
скорость поиска, сократить время принятия решения о принадлежности воздушной цели к определенному классу и повысить оперативность средств управления и зашиты.
При отражении от материальных объектов имеют дело с частично-поляризованными волнами (ЧПВ), которые представляют собой суперпозицию многих лучей, рассеянных различными участками одного (или нескольких) отражающих объектов [7]. Ортогонально-поляризованные компоненты таких ЧПВ, не являясь полностью монохроматическими, в то же время не отвечают условиям неполяризованности волны, а параметры поляризации принимаемого колебания являются случайными функциями времени и пространства.
Представим плоскую монохроматическую волну в виде суперпозиции двух ортогональнополяризованных компонент [7]
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
t , |
|
||
|
|
|
|
|
(1) |
||
|
S t e1S1 t e2S2 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
где |
|
|
– |
единичные |
орты, |
определяю- |
|
e1, |
e2 |
щие произвольный эллиптический базис разложения;
|
i 1, 2 , |
(2) |
Re Si t Ei t cos 0t i t , |
Ei t , i t – огибающие и фазы ортогонально-
поляризованных компонент соответственно. Считаем, что каждая из ортогонально-
поляризованных компонент отраженного сигнала представляет собой сумму n элементарных волн, спектры которых совпадают по форме и имеют ширину, много меньшую величины средней частоты спектра процесса ωср.
Тогда ЧПВ (1) можно записать в ортонор- |
||
|
|
|
|
|
] в виде |
мированном базисе [ e1, |
e2 |
|
|
km |
|
km |
|
|
|
k cos k 0t k 2 , |
|
||
|
|
|
|
(3) |
|
S t e1E1 |
k cos(k 0t k 1) e2 E2 |
||||
|
|
k k1 |
|
k k1 |
|
огибающие и фазы поляризационно - ортогональных компонент
|
|
|
i arctg |
yi |
; (4) |
|
Ei |
xi2 yi2 , |
|||||
|
||||||
|
|
|
|
xi |
xi , yi – квадратурные составляющие этих ком-
понент; i2 / 2 – интенсивность процесса, соот-
ветствующая частоте (km k1) 0 ср , аргу-
мент t в дальнейших выкладках опущен.
Из (3), (4) следует, что огибающие и фазы ортогонально-поляризованных компонент полностью характеризуют статистические свойства ЧПВ, отраженных от исследуемых объектов, и содержат информацию о флуктуациях их поляризационных параметров. Записав (3) как
|
|
km |
km |
|
|
|
|
|
k sin k 0t k ] |
|
|||
|
|
k cos(k 0t k ) y1 |
|
|||
S t e1[x1 |
|
|||||
|
|
k k1 |
k k1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
km |
km |
|
|
|
|
[x2 |
k cos(k 0t k ) y2 |
k sin k 0t k , (5) |
|
|
|
e2 |
|||
|
|
|
|
|
k k1 |
k k1 |
видим, что для анализа статистической структуры ЧПВ в этом представлении необходимо знание статистических характеристик квадратурных составляющих ортогонально - поляризованных компонент xi и yi. Учитывая, что число складываемых элементарных волн в точке приема велико, и применяя центральную предельную теорему вероятностей, можно считать, что распределения случайных величин xi и yi являются нормальными.
Задачу обнаружения истинной цели среди помеховых сигналов в первом приближении
можно рассматривать как более традиционную задачу выделения информационного сигнала [8– 10] на фоне помех от сопутствующих ложных целей. Таким образом, в этом плане логично оперировать отношением полезного сигнала к суперпозиции отражений от ложных целей – флуктуирующей составляющей, затрудняющей идентификацию объектов.
Будем полагать, что последовательность отраженных сигналов совместно с шумами (природными и внутренними шумами системы поляризационной селекции) и помехой представляют
8
ВЫПУСК № 1 (19), 2020 ISSN 2618-7167
собой для каждой из поляризационно- |
деляемого сигнала одинаковы [14] (это справед- |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ортогональных |
компонент |
|
|
поля |
|
нормальный |
ливо и для помехи) то есть |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||
случайный процесс, который можно описать на |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
выходе узкополосной системы в виде аддитив- |
|
|
2 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
xci , t |
yci , t ci , |
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ной смеси полезного сигнала Uci t , |
шума Uшi t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(7) |
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
и внешней помехи Uni t |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
xni , t |
yni , t ni |
. |
|
|
||||||||||||||||||||||||||
Ui t Uci t Uшi t Uni t , |
i 1,2 . |
(6) |
|
Так как полезный сигнал, помеха и шумы |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Функцию Ui t будем называть суммар- |
статистически независимы [14, 15], и последние |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
имеют нормальные законы распределения, то и |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ным сигналом для соответствующей ортогональ- |
квадратурные |
составляющие |
флуктуирующей |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
но поляризованной компоненты. Кроме того, |
части ортогонально поляризованных компонент |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
необходимо учесть, что селекция объекта на |
суммарного сигнала |
xi |
|
и |
yi |
подчиняются нор- |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
фоне рассеяния радиолокационного сигнала от |
мальному распределению с дисперсиями |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ложных целей происходит в условиях многолу- |
|
|
|
i2 |
ci2 |
ni2 . |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
чевости. Это приводит к тому, что на вход при- |
|
|
|
|
|
|
|
(8) |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
емной |
|
системы |
поступает |
|
электромагнитная |
|
Определим |
|
|
среднее |
значение |
квадрата |
||||||||||||||||||||||||||||||||
волна с нормальным законом распределения [11- |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
интенсивности |
|
ортогонально |
поляризованных |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
13] ортогонально - поляризованных компонент |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
[7]. Считаем, что центральная частота помехи |
компонент суммарного сигнала |
ui2 |
, |
численно |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
совпадает с частотой сигнала, |
а дисперсии раз- |
равное |
мощности, |
развиваемой в |
единичной |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ноименных квадратурных составляющих каждой |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
нагрузке |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
ортогонально - поляризованной компоненты вы- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(9) |
|
где р – регулярные; ф – флуктуирующие компо- |
|
|
|
|
|
Ecip / |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
ненты. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ci |
|
2 ci , |
|
|
|
|
(11) |
|||||||||||
В случае, когда регулярные составляющие |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
за время наблюдения Т остаются постоянными, |
|
|
|
ni |
Enip / |
|
|
|
|
|
|
|
(12) |
|||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
2 ni . |
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
выражение (9) с учетом (8) можно представить |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
равенством |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Их величина может изменяться от беско- |
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
E p 2 |
E p 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
нечности (случай регулярного сигнала или регу- |
||||||||||||||||||||||||||||
|
u2 |
2 |
|
2 |
, |
|
|
(10) |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
ci |
|
|
лярной помехи) до нуля (случай сильного флук- |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
i |
2 |
|
|
ci |
|
ni |
|
|
|
|
ni |
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
туирующего сигнала или помехи). |
|
|
||||||||||||||||||||||
где |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В качестве величины, характеризующей |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
Ecip |
|
|
xcip2 |
ycip2 |
|
Enip |
|
|
xnip2 |
ynip2 . |
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
, |
|
|
отношение сигнал/помеха (С/П) в каждом из ор- |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тогональных каналов, примем отношение сред- |
|||||||||||||||||||||
Степень флуктуации полезного сигнала и |
него значения квадрата амплитуды поляризаци- |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
помехи удобно характеризовать коэффициента- |
онной компоненты полезного сигнала к среднему |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ми флуктуации, которые представляют собой |
значению квадрата интенсивности поляризаци- |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
отношение регулярных составляющих сигнала и |
онной компоненты помехи |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||
помехи к флуктуирующим составляющим: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p |
p 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
. |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
2 |
|
|
2 |
2 |
2 |
|
|
2 |
|
|
2 |
|
|
|
|
(13) |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
С / П i U ci t |
/ U ni t |
Eci |
Eni ni |
1 ni ci |
ni 1 ni |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
Из (13) следует, что, в общем случае, от- |
ношения флуктуирующей составляющей полез- |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ношение (С/П) зависит от отношения регулярной |
ного сигнала к флуктуирующей составляющей |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
составляющей полезного сигнала к регулярной |
|
|
|
ф |
|
|
|
2 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С / П p |
E p |
|
|
2 , от- |
помехи С / П i |
ci / ni и коэффициента флук- |
|||||||||||||||||||||||||||
составляющей |
помехи |
/ E p |
туации |
помехи |
|
|
|
ni |
. |
При |
детерминированном |
|||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
i |
|
|
ci |
ni |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
9