CC BY
9
Смирнов Андрей Александрович, канд. техн. наук, докторант, an-drew_workalist. ru, Россия, Санкт-Петербург, Военная академия связи имени Маршала Советского Союза С.М. Буденного
METHODOLOGY OF RANKING OBJECTS OF MILITARY FORMATIONS
BY IMPORTANCE
S. U. Galov, P. V. Zaika, A.A. Smirnov
The issues of assessing the importance of the military formations objects of the opposing side by the vectors of their quantitative characteristics are considered. The solution of the problem is based on the application of decision-making theory methods under many criteria, in particular, on the calculation of the additive value function. When identifying the structure of the preferences of the decision-maker, the components of the value function are converted into a form continuous over the range of admissible values of the attribute using interpolation. An example of solving a practical problem in the field of armed confrontation using the proposed method is given.
Key words: importance of objects, information and analytical support, value function, object's features, interpolation.
Galov Sergey Urievich, lecturer, katekob1987@mail.ru, Russia, Sankt-Petersburg, Military academy of telecommunications named after Marshal of the Soviet Union S.M. Bydyonny,
Zaika Pavel Valentinovich, postgraduate, pashaseveramail.ru, Russia, Sankt-Petersburg, Military academy of telecommunications named after Marshal of the Soviet Union S.M. Bydyonny,
Smirnov Andrei Aleksandrovich, candidate of technical sciences, an-drew_worka list. ru, Russia, Sankt-Petersburg, Military academy of telecommunications named after Marshal of the Soviet Union S.M. Bydyonny
УДК 615.8:612.2; 681.518.5
АЛГОРИТМ УПРАВЛЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЕМ
В ДЫХАТЕЛЬНОМ КОНТУРЕ В ПРОЦЕССЕ ВДОХА И ВЫДОХА
С.И. Зыкин
Разработан алгоритм корректировки нагрузки на дыхательную систему человека в процессе тренировки, основанный на разнице полученных и прогнозируемых значений давления на единичных участках вдоха/выдоха.
Ключевые слова: характеристика давления, корректировка нагрузки, дыхательная система, состояние человека, алгоритм адаптации.
При разработке алгоритма корректирующего воздействия на дыхательную систему человека важнейшими задачами является выбор начального значения сопротивления в качестве задаваемой нагрузки и дальнейшая адаптация воздействия в процессе тренировки в зависимости от изменения состояния параметров [1].
115
При данном виде воздействия происходит утомление дыхательной системы, что приводит к изменению формы графика. Для адаптации нагрузки осуществляется отслеживание изменения давления на единичных участках /, при этом задается количество значений q = 10, на которые разбивается график при вдохе или выдохе, что представлено на рис.1.
Рис. 1. Отношение графика давления к значениям на единичных участках
на единичных участках I
Используя параметры, характеризующие дыхательную систему [2] человека, выбирается начальный уровень сопротивления, и строится предполагаемая гистограмма давления в дыхательном контуре (рис.2). В процессе тренировки происходит непрерывное сравнение экспериментальных и прогнозируемых данных. Для каждого единичного участка находится несоответствие давления в дыхательном контуре между экспериментальным и предполагаемым значением. На основании этого вычисляется изменение нагрузки на дыхательную систему в виде сопротивления на каждом участке I по формуле:
Щ = Щ - (РЕ1 - Р8!) • к • Я^ (1)
Щ - сопротивление на участке вдоха/выдоха I; - предполагаемое давление на участке вдоха/выдоха I; РЕ^ - экспериментальное давление на участке вдоха/выдоха I; к - весовой коэффициент сопротивления.
а б
Рис. 2. Экспериментальные и прогнозируемые значения давления (а) и несоответствие экспериментального и прогнозируемого значения давления (б) на единичных участках I
В зависимости от изменения значений давления в процессе тренировки полученные данные сравниваются с предполагаемыми значениями на каждом из участков 1 и корректируются в случае выхода экспериментальных значений из диапазона допустимых предполагаемого графика, тем самым реализуя адаптацию нагрузки в процессе тренировки:
РЕ,
\ Р8г < РЕг -АО \Р$г > РЕг -АО
где АО - допустимое отклонение экспериментальных данных от предполагаемых.
В случае выполнения равенства сопротивление на единичном участке 1 не корректируется. При невыполнении равенства сопротивление на участке 1 рассчитывается по формуле (1).
В головной алгоритм настройки сопротивления в дыхательном контуре (рис. 3, а) входит процедура предварительной настройки сопротивления (рис. 3, б), в которой происходит определение коэффициентов, характеризующих дыхательную систему человека [2, 3]. В процессе воздействия выбирается первоначальный уровень нагрузки на дыхательную систему и строится предполагаемый график давления в контуре. Далее, на протяжении пяти циклов дыхания собираются данные для построения экспериментального графика давления. Графики разбиваются на единичные участки I. На основании разницы давлений на каждом участке I экспериментального и предполагаемого графика давления происходит расчет сопротивления участков Я^.
Начало
Начало
Предварительная настройка сопротивления
Определение участка 1 вдоха выдоха
Установка сопротивления, соответствующего участку 1 вдохавыдоха
Изменение значения задаваемого сопротивления на участке 1
т
Определение коэффициентов характеризующих дыхательную систему
Расчет первоначального сопротивления и построение предполагаемого графика давления
Получение экспериментального графика давления
Корректировка сопротивления на каждом участке 1 на основании разницы экспериментального и предполагаемого графиков
Конец
а б
Рис.3. Головной алгоритм настройки сопротивления (а) И процедура предварительной настройки сопротивления (б)
В головной алгоритм (рис. 3, а) входит блок определения участка 1 вдоха/выдоха, на основании результатов которого выбирается сопротивление для установки в дыхательном контуре. Происходит сравнение давления в дыхательном контуре с диапазоном давления участка 1 на предполагаемом графике [4]. Если давление в дыхательном контуре входит в диапазон давления на предполагаемом участке 1 графика, то цикл повторяется. Если давление не соответствует диапазону, то на основании разницы давлений сопротивление корректируется на участке 1 по формуле 1, реализуя адаптацию нагрузки в процессе тренировки.
В данном алгоритме рассчитывается нагрузка в виде входного воздействия на дыхательную систему человека, основанная на индивидуальных характеристиках человека, которая в процессе тренировки адаптируется на каждом шаге вдоха/выдоха, анализируя локальные отклонения формы графика давления от нормы.
Предложенный алгоритмический подход реализует автоматическую настройку уровня нагрузки, при котором обеспечивается минимальное расхождение совокупности текущих параметров, полученных при анализе измеряемой кривой давления, с необходимыми, определяемыми заданной матрицей состояний.
Список литературы
1. Зыкин С.И. Методика оценки состояния дыхательной системы человека при разных уровнях перекрытия дыхательного контура // Медицинские приборы и технологии. Международный сборник статей. Тула, 2017. №7. С. 107-111.
2. Ивахно Н.В. Метод диагностики состояния дыхательной системы при реализации дроссельного режима воздействия // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2015. Вып. 5. Ч. 2. С. 92-97.
3. Зыкин С.И. Метод диагностики состояния дыхательной системы при обеспечении корректирующего воздействия // Биотехнологические, медицинские и экологические системы и комплексы. XXVIII Всероссийская научно - техническая конференция студентов, молодых учёных и специалистов. Рязань, 2015. № 28. С. 302-304.
4. Ivakhno N.V., Zykin S.I., Antsibor S.V. Methods of signal processing and construction of diagnostic matrixes onset by sleep apnea treatment equipment // CEUR Workshop Proceeding. IPERS-ITNT 2018 Image Processing and Earth Remote Sensing. Information Technology and Nanotechnology, 2018. Vol-2210. P. 384-391.
Зыкин Сергей Игоревич, аспирант, zykin.s.i@yandex.ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
THE CONTROL ALGORITHM FOR RESISTANCE IN THE RESPIRA TORY CIRCUIT DURING INHALATION AND EXHALATION
S.I. Zykin
An algorithm has been developed for adjusting the load on the human respiratory system during training, based on the difference between the obtained and predicted pressure values in individual sections of inspiration/exhalation.
Key words: pressure characteristics, load adjustment, respiratory system, human condition, adaptation algorithm.
Zykin Sergey Igorevich, postgraduate, zykin. s. i@yandex. ru, Russia, Tula, Tula State University
