SCI Библиотека

Работа посвящена сравнительному анализу моделей прогнозирования урожайности сельскохозяйственных культур. Сравнивались многоуровневые тренды и авторегрессионные модели. В качестве исходных данных в работе использованы ряды урожайности различных сельскохозяйственных культур (пшеница, ячмень, овес) по трем муниципальным (Иркутский, Усольский, Черемховский) и одному агроландшафтному (Юго-Восточный лесостепной) районам за 1996-2023 гг. Исходная обработка данных состояла в построении многоуровневых трендов выбранных характеристик. При этом из значений исходного ряда выделены последовательности локальных максимумов и минимумов. В качестве функции тренда использовано логистическое выражение. Выбор функции основан на оценке точности по коэффициенту детерминации R2, значимости уравнений и его коэффициентов по F-критерию Фишера и t-статистике Стьюдента. Кроме этих критериев, дополнительно определено число благоприятных и неблагоприятных событий. После завершения статистической обработки урожайности сельскохозяйственных культур эти характеристики подвергались моделированию с помощью авторегрессионного анализа. Для рядов, обладающих значимым высоким первым коэффициентом автокорреляции (R1>0.70), построены уравнения авторегрессии с оценкой их точности и значимости. Для сравнения результатов, прилученных на основании многоуровневых трендов и авторегрессионных моделей временных рядов, рассчитаны значения ретроспективного прогноза на 2023 год. Расчетные значения сопоставлены с фактическими данными, определены их относительные погрешности. Установлено, что потенциал многоуровневых трендов значительно шире, чем у авторегрессионных зависимостей. Во-первых, можно прогнозировать разные уровни для усредненных, благоприятных и неблагоприятных условий в отличие от авторегрессионных уравнений, позволяющих получать прогностические результаты с упреждением один год. Сравнительные результаты согласно относительной погрешности и ретроспективному прогнозу показали преимущество многоуровневых трендовых моделей. Между тем некоторые ряды не могут быть описаны многоуровневыми трендами, но характеризуются значимыми авторегрессионными уравнениями. Поэтому выбор той или иной модели нужно обосновывать особенностями изменчивости рядов.

В работе приводится анализ временных рядов характеристик с динамико-стохастическими свойствами, связанных с производственными процессами – волнообразным изменением уровней со значимой тенденцией роста или спада. К таким характеристикам относится урожайность сельскохозяйственных культур. Помимо биопродуктивности рассмотрены другие характеристики по отраслевому принципу – животноводство, растениеводство, вылов рыбы и добыча водных биоресурсов и заготовка пищевых дикорастущих ресурсов. Поскольку производство аграрной продукции осуществляется разными категориями хозяйств, затронуты вопросы моделирования временных рядов характеристик, отражающих деятельность всех категорий хозяйств, сельскохозяйственных организаций и крестьянских (фермерских) хозяйств. Оценка статистических свойств исследуемых характеристик позволила определить адекватные модели для описания изменчивости временных рядов. Характеристики животноводства, описывающие динамику поголовья животных и их продуктивность, как правило, изменяются без флуктуаций и могут быть описаны на разных временных отрезках трендами роста или падения. Тем не менее, встречаются примеры динамико-стохастической изменчивости, что показано на примере хронологии поголовья свиней в России. Вылов рыбы и добыча водных биоресурсов в России за многолетний период характеризуется волнообразной тенденцией роста и может быть описана с помощью многоуровневых трендов. Заготовка дикоросов, в частности, ягод имеет тенденцию роста в годы высоких урожаев. Из климатических характеристик с помощью многоуровневых трендов можно описать продолжительность безморозного периода и температуры воздуха. В частности, абсолютная зимняя минимальная температура в Иркутске может рассматриваться в виде динамико-стохастической характеристики, локальные минимумы и максимумы которой описываются линейными трендами. Таким образом, производственные и климатические характеристики, связанные с производством продовольственной продукции, можно разделить на две группы. К одной из них относятся временные ряды характеристик с динамико-стохастическими свойствами, а к другой – динамические ряды без случайных флуктуаций.

Монгольская железная дорога - одна из ведущих отраслей Монголии, от работы которой во многом зависит экономическое развитие всей страны. В свзи с ежегодным увеличением объема перевозок возникает необходимость повышения безопасности работы устройств сигнализации, централизации и блокировки. Для Улан-Баторской железной дороги актуально разработать и внедрить информационную систему мониторинга и диагностики технического оборудования на станциях и разъездах. При этом важно автоматизировать процессы контроля напряжения рельсовых цепей, изоляции кабелей, напряжения электропитания и контроля управления светофорами. Целью работы является проектирование и разработка в виде веб-приложения информационной системы для осуществления мониторинга и диагностики технических устройств. В работе анализируются информационные системы, функционирующие в центральном управлении перевозками Улан-Баторской железной дороги, и приводится обзор доступных исходных данных, необходимых для функционирования информационной системы мониторинга и диагностики технических устройств. Рассматривается структурная схема системы централизованного контроля напряжения рельсовой цепи. Приведены функции проектируемой системы, функциональные диаграммы и их спецификации. Рассмотрены алгоритм функционирования контроллера, осуществляющего непрерывный мониторинг параметров рельсовых цепей, и алгоритм принятия решений по диагностики текущего состояния рельсовой цепи. Программное обеспечение разработанной информационной системы ZTH создано с использованием веб-программ PHP, HTML и Javascript. База данных реализована в системе MySQL. Приведена схема представления данных, элементы пользовательского интерфейса. Спроектированная и разработанная информационная система ZTH, функционирующая в составе программного обеспечения центрального управления перевозками Улан-Баторской железной дороги, позволит минимизировать риски для безопасности железнодорожной системы на станциях и разъездах, значительно повысить общую безопасность перевозок и производительность железнодорожной системы.

В статье рассматривается технология и технические средства возделывания яровых зерновых культур на семенные, продовольственные и фуражные цели при ранних и поздних сроках высева. Приобретаемые хозяйствами почвообрабатывающие орудия, сеялки, посевные комплексы, машины по уходу за посевами, недостаточно полно адаптированы к почвенно-климатическим условиям Приангарья. Для региона характерно, что до 70% имеют тяжелый гранулометрический состав, недостаточна теплообеспеченность, повторяющиеся весенне-летние засухи снижают влагообеспеченность и развитие культурных растений. Встречаются различные виды технологий возделывания: традиционная (интенсивная), минимальная и “No-Till”. Главным в растениеводстве является технология, которая изменяется от интенсивной к ресурсосберегающей. При этом недопустимо снижение плодородия почвы и сбора урожая. В условиях дефицита ресурсов производства требуется эффективная предпосевная обработка почвы, адаптированный способ посева и рациональный уход за посевами.

Для устойчивого производства зерновых культур разработаны макетные образцы, комбинированное почвообрабатывающее орудие, посевная машина с модернизированными сошниками для посева в гряды и борона с активными пружинными зубьями для довсходового боронования посевов в грядах. Применение комбинированного почвообрабатывающего орудия и сеялки для посева в гряды на уплотненное ложе шириной 0.08 м и бороны с пружинными зубьями обеспечивают влагосберегающие приемы возделывания зерновых культур и поддерживают эффективный тепловой режим почвы в грядах. Температурный режим в грядах на 2-3С выше, чем при рядовом посеве, посевная всхожесть семян в грядах на 14.4% выше, чем при рядовом высеве. Это позволило прибавить биологический урожай на 1.18 т/га в сравнении с существующими технологиями возделывания.

Полевые испытания показали, что повышение урожайности происходит за счет улучшения теплообеспечения семян на ранних сроках и их влагообеспечения в течение всего периода вегетации, а также за счет снижения засоренности поля.

При восстановлении посадочных отверстий в корпусных деталях техники полимерными композитами их допустимый износ не более 0,3 мм, поэтому разовое количество для перемешивания не превышает 100 г материала. Вопрос перемешивания механизированным способом таких малых объемов ранее не рассматривался и требует исследования. Аппараты с мешалками, производимые по ГОСТ 20680-200, невозможно использовать при перемешивании т. к. они имеют избыточный объем сосудов (более 0,01 м3). Ученые ЛГТУ разработали метод расчета конструкции и режимов работы турбинной мешалки при перемешивании раствора нанокомпозита, предназначенного для восстановления посадочных мест подшипников. В статье приведены параметры конструкции трех аппаратов перемешивания различного типоразмера. Описан технологический режим 3D-печати деталей аппарата и турбинной мешалки. При этом использован 3D-принтер марки Flying Bear Ghost 5, а в качестве расходного материала – пластик PETG. В ЛГТУ разработан оригинальный состав эластомерного нанокомпозита, наполненный не металлическими наночастицами. Материал обладает уникальными деформационнопрочностными свойствами. Удельная работа разрушения этого нанокомпозита больше, в отличие от эластомеров, наполненных металлическими наночастицами в 2,54 раза, углеродными нанотрубками – в 1,24 раза. Проведен эксперимент, который подтвердил применимость разработанной в ЛГТУ программы расчета к растворам эластомерных нанокомпозитов, наполненных не металлическими наночастицами. Установлена высокая сходимость расчетных значений оптимальной частоты вращения турбинной мешалки при перемешивании с фактическими данными (расхождение не более 6%). Оценка эффективности перемешивания раствора нанокомпозита проводилась по двум критериям. Первым критерием принят коэффициент пропускания t K. Определена величина t K после ручного и механизированного перемешивания и осуществлено их сравнение. Вторым критерием принята прочность образцов нанокомпозита после различных режимов перемешивания. Чем выше качество перемешивания, тем больше прочность образцов. Исследования показали непригодность первого критерия. Это объясняется оптическими свойствами наночастиц наполнителя, которые не поглощают, а отражают световой поток.

Повышая качество выпускаемой продукции, отечественная промышленность разработала и внедрила в производство комплекс конструктивных и технологических мероприятий, направленных на дальнейшее повышение надёжности и долговечности сельскохозяйственной техники. В результате значительно увеличился срок службы машин и их узлов.

К настоящему времени накоплен значительный опыт по безразборным методам проверки технического состояния машин. Разработано и изготовлено много диагностических приборов и приспособлений, но применение их в практике эксплуатации ограничено. Это объясняется в основном сложностью их устройства, не универсальностью, дороговизной, не подготовленностью обслуживающего персонала.

Мероприятия, направленные на уменьшение простоев машинно-тракторных агрегатов (МТА) и повышение их работоспособности, имеют большое значение. Важное место в комплексе мероприятий, направленных на поддержание МТА в исправном состоянии, принадлежит технической диагностике. Она является важнейшим направлением научно-технического прогресса в области эксплуатации, обслуживания и ремонта машинно-тракторного парка в агропромышленном комплексе. При применении безразборных методов и средств определения технического состояния машин по сравнению с разборными почти вдвое сокращаются затраты труда и значительно экономится время на техническое обслуживание, уменьшается трудоемкость выявления и устранения неисправностей. Особенно ощутимо значение диагностики MTA в напряжённые периоды полевых работ.

В процессе эксплуатации наблюдаются большие простои MTA по техническим неисправностям. Кроме того, не полностью используются его энергетические возможности. Даже в напряжённые периоды полевых работ простаивают около 15% МТА. Из всего времени смены на полезную работу используется только 5 часов. Хозяйства несут от такой эксплуатации большие убытки.

В статье рассмотрены теоретические аспекты перспектив разработки фотонных аккумуляторов на основе нанотехнологий. Нами предлагается использование наноматериалов для солнечных батарей в качестве зарядного устройства с целью резкого сокращения времени зарядки и совершенствования аккумуляторных батарей для автотракторной техники – электромобилей. Исследования направлены на замену жидких электролитов, подверженных испарению, и предназначены к внедрению в сенсибилизированные солнечные элементы органических твердотельных электролитов – материалов. В сенсибилизированных солнечных элементах осуществляется транспортировка носителей, включающих узкий слой диоксида титана, нанесенного на подложку с проводящим слоем, на котором находится дополнительный, уплотненный блокирующий слой диоксида титана. Фотоанод имеет меньшую толщину с хорошим заполнением пор транспорта раствором полимера, где можно выявить нужную диффузионную длину носителей. Перспективным направлением является использование полипиридиновых комплексов кобальта. Активным катализатором для восстановления формы кобальта является углерод и проводящие полимеры на основе производных политиофена. Блокирующий слой исключает непосредственный контакт между проводящими слоями, что также направлено на уменьшение рекомбинации на поверхности. Процесс преобразования солнечного (или любого источника) света в электрическую энергию более эффективен при условии высокого показателя значения эффективности сбора. В качестве электрода фотоэлектрохимического преобразователя предлагается использовать оксид цинка n-типа мезопористого нанокристалического диоксида титана. В результате поглощения света Si переходит в возбужденное электронное состояние S*, при этом он может инжектировать электрон в зону проводимости полупроводника. Значение удельного переходного сопротивления омических контактов уменьшается с увеличением работы выхода электрона использованных металлов.

Текст брошюры представляет собой обработанные и дополненные записи лекции, прочитанной автором 2 октября 1999 года на Малом мехмате для школьников 9—11 классов.

В брошюре, в частности, рассказывается об основных теоремах теории выпуклых многогранников. Это — теорема Коши о единственности выпуклого многогранника с заданными гранями и теорема Александрова о том, из каких разверток можно склеить выпуклый многогранник.

В основной части брошюры излагаются основные результаты и идеи их доказательства. В Приложении содержатся подробные доказательства нескольких теорем о многогранниках, в том числе доказательство знаменитой теоремы Эйлера.

Географические полюса нашей планеты располагаются в Арктике и Антарктиде. А куда мы в конце концов придём, если будем идти по компасу точно на север? На северный географический полюс? Нет, магнитный северный полюс не совпадает с географическим. И в разные годы стрелка компаса может привести нас в разные места: магнитные полюса, в отличие от географических, не стоят на месте!

В брошюре рассказывается о магнитном поле Земли, об истории изучения магнитных полюсов, а также об истории перемещения полюсов и нынешнем их движении.

Текст брошюры подготовлен по материалам лекции, прочитанной автором 5 октября 2002 года на Малом мехмате для школьников 7—8 классов.

Брошюра рассчитана на широкий круг читателей: школьников, студентов, учителей.

Оказывается, позициям в самых разных играх можно сопоставить своеобразные числа, оценивающие положение игроков. Возникающие «сюрреальные числа» включают в себя все действительные числа (но не только). В брошюре рассказывается, как возникающая теория помогает проанализировать ним, хакенбуш и другие игры.

Брошюра написана по материалам лекций, прочитанных автором на летней школе «Современная математика» в Дубне в июле 2009 года. Она доступна школьникам старших классов