Новости

Назначение - Программа предназначена для автоматического поиска спектральных линий переходов в Фурье-спектрах высокого разрешения и подгонки к ним модельных контуров.

Область применения - Молекулярная спектроскопия, физика молекул, измерение состава газовых смесей.

Используемый алгоритм - Метод Потенциальных Функций из теории распознавания образов. Подробное описание методов, используемых в программе, - в статьях [1,2]. Распознавание пиков производится перемещением сканирующего окна установленной ширины, по всему спектру. Ширина окна устанавливается в зависимости от ширины искомых спектральных линий. В каждый момент времени, строго фиксированное количество N равномерно распределённых в окне точек используются для взятия значений поглощения в этих точках, для формирования N-мерного, нормированного на максимум, вектора признаков. Вектор признаков используется алгоритмом распознавания [4]. Количество точек N в сканирующем окне всегда одинаково, а их равномерное распределение по окну производится с использованием интерполяции между отсчётами спектра. Подгонка модельных контуров производится по методу наименьших квадратов, с использованием регуляризации, базовые принципы которой описаны в [4].Модифицированная процедура подгонки описана в [1]. Автоматическая процедура подгонки управляет параметрами регуляризации.

1. Т. В. Круглова, А. П. Щербаков. Автоматический поиск линий в молекулярных спектрах на основе методов непараметрической статистики. Регуляризация в оценке параметров спектральных линий. //Оптика и спектроскопия. - 2011. - Т. 111, N 3. - С. 383-386.

2. Shcherbakov A.P., Pshenichnicov A.M. Computer-aided system for automatic peak searching and contour fitting in molecular spectra. //SPIE, 2000, No 4341, P.60-63.

3. М.А.Айзерман, Э.И.Браверман,Л.И.Розоноэр, Метод потенциальных функций в задачах обучения машин. М.Наука 1970.

4. Тихонов А.Н., Арсенин В.Я., Методы решения некорректных задач. М:Наука, Главная редакция физико-математической литературы. 1979, 2-е изд.

Функциональные возможности - В качестве входных данных программа использует текстовые файлы, описывающие спектральную кривую. В каждой строке файла содержатся данные - частота и коэфициент поглощения. Вместо коэффициента поглощения может использоваться другое входное данное - пропускание. В программе имеется функция преобразования данных (коэффициент пропускания преобразуется в коэффициент поглощения). Выходные файлы представляют собой список спектральных линий в текстовом виде. В каждой строке перечисляются параметры линий - частота центра, интенсивность, полуширина и др., и ошибки оценки этих параметров.

Программа обучается поиску линий на примерах пользователя, позволяет проводить автоматический поиск пиков в спектральной кривой и подгонку к ним модельных контуров Воигта, Лоренца, Доплера и Разенкранца. Алгоритм может автоматически опознавать спектральные линии, не имеющие явного максимума, наблюдающиеся в виде выпуклости на склоне более сильной линии. В программе есть возможность учёта аппаратной функции Фурье-спектрометра.

Инструментальные средства создания - Компилятор Microsoft Visual C++ 6.0, Свободно распространяемая интерфейсная библиотека wxWidgets

2013-02-11

Вычисление неопределенности информации с использованием математических выражений Шеннона и В-энтропии

Назначение - Вычисление неопределенности информации с использованием математических выражений Шеннона и В-энтропии.

Область применения - теория информации, информационные дисциплины в Вузах.

Созданное программное обеспечение позволяет:

произвести сравнение плановых и фактических показателей потребления электроэнергии на основе математического аппарата и математических выражений Шеннона и В-энтропии.
проанализировать полученные результаты и определить "узкие" места при использовании формулы Шеннона и формулы В-энтропии.
проверить закономерность и правильность вычислений по формулам определения энтропии информации относительно погрешности измерений.

С помощью результатов, полученных в программе, появляется возможность сравнивать возможные варианты исхода события между собой, для выявления наилучшего.

Функциональные возможности: расчеты производятся с использованием файлов с данными формата .xls, количество строк с данными в файле использовалось более 8500. В программе реализована возможность представления обработанных и рассчитанных данных в графическом виде. Программа осуществляет загрузку входных данных в виде файла формата .xls и производит считывание информации согласно колонок и строк в этом файле.
Инструментальные средства создания: C#

2012-12-30

V12 – программа для обработки, анализа и визуализации сейсмических сигналов

Назначение - многофункциональная компьютерная программа V12 предназначена для обработки, анализа и визуализации записей сейсмических сигналов (сейсмотрасс).

Область применения - геофизические эксперименты в области активной сейсмологии с использованием мощных сейсмических вибраторов и промышленных взрывов.
Используемый алгоритм - использованы как классические алгоритмы обработки и анализа сейсмических сигналов, так и разработанные автором.

Функциональные возможности - Программа работает с файлами в геофизических форматах SEG-Y, РС-А (ЛГИ) и с синтетическими сейсмотрассами в формате SCT. Анализ сигналов осуществляется во временной, частотной, частотно-временной и пространственной областях. Особенностью программы является использование временного и частотного окон, которые могут перемещаться по сейсмограмме вперед-назад вручную или автоматически с одновременной обработкой, анализом и визуализацией результатов в пределах текущего окна. В состав программы входит процедура выделения слабых сигналов на фоне помех на основе разработанного автором алгоритма направленного суммирования со взвешиванием по энергии.

Кроме стандартного набора процедур анализа и визуализации сейсмических сигналов программа содержит средства, ориентированные на работу с данными экспериментов в области активной сейсмологии с мощными сейсмическими вибраторами. К таким средствам относятся специальные процедуры для выделения слабых сигналов на фоне помех и процедуры фазовых измерений, разработанные в Лаборатории геофизической информатики ИВМиМГ СО РАН.

Описание работы программы - в публикациях:

[1] Grigoruk A.P. Wavelet filtration of the vibroseismic signals // Proceedings of the 3rd International Forum on Strategic Technologies – IFOST2008 (June 23–29, 2008, Novosibirsk-Tomsk, Russia). IEEE 2008. P. 276-279

[2] Григорюк А.П., Брагинская Л.П. Информационное обеспечение вибросейсмического мониторинга. // Труды 11-й Всероссийской конференции «Электронные библиотеки: перспективные методы и технологии, электронные коллекции» - RCDL’2009, Петрозаводск, 2009, стр.408-413.

Инструментальные средства создания: Borland C++ Builder

2012-12-30

Web-ориентированная информационная система «Активная сейсмология с мощными вибрационными источниками»

Назначение – комплексная информационная поддержка научных исследований в области активной сейсмологии.

Область применения - исследование структуры земной коры верхней мантии.

Информационная система представляет собой web-ориентированную виртуальную рабочую среду, объединяющую следующие информационные ресурсы:

база экспериментальных данных, содержащая на сегодняшний день порядка 30000 сейсмотрасс, зарегистрированных в ходе экспериментов по вибросейсмическому просвечиванию Земли;
информационно-вычислительная система для анализа и визуализации данных в режиме on-line (зарегистрирована в Каталоге ФАП, номер DB10021);
база данных научных работ – электронная библиотека, содержащая тезисы и полные тексты статей, информацию об авторах и научных организациях;
библиографический каталог публикаций с возможностью поиска по авторам, названию, виду издания, году издания;
социальная сеть для создания рабочих групп, публикации статей пользователями, обсуждения размещенных на сайте материалов и т.д.

Подробное описание системы можно посмотреть в публикациях:

[1] Григорюк А.П., Брагинская Л.П. Интернет-ресурс по вибросейсмическому мониторингу. Современное состояние и перспективы развития // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2009. Т. 18. № 12. С. 200 – 204.

[2] Григорюк А. П., Брагинская Л. П. Информационная система для комплексной поддержки научных исследований в области активной сейсмологии // Вестник Кемеровского государственного университета № 4 (52) Т.2, 2012, С.43-48.

Функциональные возможности - каждая сейсмотрасса описывается 16 полями.
Инструментальные средства создания - web-сервер Apache, СУБД MySQL, интерпретатор PHP, С++ компилятор gcc, CMS Joomla.

Система доступна на сайте http://opg.sscc.ru

2012-12-30

Расчет одного показателя надёжности для сетей с отказами узлов

Назначение - вычисление одного из показателей надёжности многополюсных сетей с отказами узлов.
Область применения - анализ надёжности и живучести сетей различного назначения.

Рассматриваются сети с надёжными каналами связи и ненадёжными узлами, которые отказывают достаточно часто. Один из примеров таких сетей - беспроводные сенсорные сети, предназначенные для сбора разного рода информации. Такие сети одержат один или более узлов–полюсов (стоков, базовых станций), куда поступает собранная информация. Узлы-полюсы достаточно надежны в отличие от остальных узлов – сенсоров, которые могут выходить из строя. Для нормального функционирования (сбора информации и ее передачи) в сети должно оставаться достаточное количество узлов-сенсоров.

Задача рассматривалась для следующих условий: для функционирования сети необходимо, чтобы связанных с полюсами работающих сенсоров оставалось не менее T, и чтобы полюса образовывали связное множество. Вероятность функционирования сети в этом смысле и есть рассчитываемый показатель надёжности сети.

Входные данные программы – структура сети в виде графа, список полюсов, значения надёжности узлов, т.е. вероятности их присутствия (по умолчанию предполагается, что полюса абсолютно надёжны, но эти значения можно ввести вручную), количество узлов T, необходимых для функционирования сети. Выходные данные программы – значение надёжности сети.

Программа работает с двумя представлениями графов – полный файл предшественников (списки KAO,FO) и список рёбер. Вводить списки представления графов и редактировать их можно в соответствующих окнах программы, возможна загрузка (сохранение) графов из текстовых файлов (в текстовые файлы). Информация в файле должна располагаться следующим образом: первая строка – количество вершин, вторая строка – количество рёбер, третья и четвёртая строка – списки представления графа (элементы списка разделяются запятыми). Есть возможность генерации связных графов. Реализованный в программе метод опубликован в [1].

[1] Мигов Д.А. Об одном показателе надежности для сетей с отказами узлов // Труды 2-й Международной конференции молодых ученых "Математическое моделирование фрактальных процессов, родственные проблемы анализа и информатики", Нальчик, 2012. С. 172-175.

Функциональные возможности - расчет надёжности сетей с количеством элементов до сотни.
Инструментальные средства создания - Delphi