CC BY
56
10. Геець В.М. Моделi i методи сощально-екож^чного прогнозування : пiдручник / В.М. Геець, Т.С. Клебанова, О.1. Черняк, В.В. 1ванов, Н.А. Дубровша, А.В. Ставицька. - Хар-KiB : ВД "ШЖЕК", 2005. - 396 с.
11. Skorupka D., Risk Management in Building Projects, AACE International Transaction, (CSC. 1.91- CSC. 1.96), The Association for the Advancement of Cost Engineering, USA, Orlando 2003.
Прыймак В.И., Возняк О.Г. Эконометрические модели для прогнозирования спроса и предложения рабочей силы в Украине
Рассмотрена прогнозная модель для согласования динамики вакантных рабочих мест и предложения рабочей силы, которое имеет вид системы дифференциальных уравнений с неизвестными параметрами. На основании рассчитанных значений этих параметров и часовых рядов определенных макроэкономических показателей построены уравнения парной и множественной регрессии, использование которых даст возможность совместимо прогнозировать спрос и предложение рабочей силы на национальном рынке труда Украины.
Ключевые слова: прогнозирование, эконометрические модели, рынок труда, спрос рабочей силы, предложение рабочей силы.
Pryimak V.I., Voznyak O.G. Econometric models for prognostication of demand and supply of labour force in Ukraine
It is considered a prognosis model for the concordance of dynamics of vacant workplaces and suggestion of labour force, which has the appearance of the system of differential equalizations with unknown parameters. On the basis of the expected values of these parameters and sentinel rows of certain macroeconomic indexes equalizations of pair and plural regression, the use of which will give an opportunity compatible to forecast demand and supply of labour force at the national labour market of Ukraine, are built.
Keywords: prognostication, econometric models, labour market, demand of labour force, suggestion of labour force.
УДК 004.896 Проф. I.Г. Цмоць, д-р техн. наук; acnip. Б.Я. Шулак;
магктрант А.В. Шкодин; бак. В.Я. Антоше - НУ "Львiвcькa полтехтка"
АРХ1ТЕКТУРА 1НТЕЛЕКТУАЛЬНО1 РОБОТОТЕХН1ЧНО1 СИСТЕМИ ДЛЯ ДИСТАНЦ1ЙНОГО ДОСЛ1ДЖЕННЯ ОБ'ЕКТШ
Проанатзовано юнукга робототехшчш системи, сформовано вимоги, вибрано принципи побудови та запропоновано розробку мобшьних штелектуальних робото-техшчних систем здшснювати на основi штегрованого шдходу. Визначено основш компоненти та розроблено базову арх^ектуру штелектуально! робототехшчно! системи для дистанцшного дослщження рiзноманiтних об'екпв.
Ключовi слова: штелектуальна робототехшчна система, арх^ектура, реальний час, дослщження, модуле
Постановка проблеми. Сучасний етап розвитку штелектуальних ро-бототехшчних систем (1РС) характеризуется розширенням галузей застосу-вання вщ косм1чних i глибоководних дослщжень, обслуговування атомних станцш, лжвщацп техногенних аварш, проведення вшськових операцш, мош-торингу навколишнього середовища до виконання складних медичних операцш. Значна частина з-пом1ж них повинна працювати у невизначених i екстре-мальних умовах з використанням дистанцшного та автономного управлшня.
Щд час застосування дистанцшного керування робототехшчною системою виникають проблеми, як пов'язаш з надшнютю та вузькою смугою пропускання канал1в зв'язку, а також з1 складшстю роботи оператора. Тому
виникае проблема розроблення автономних мобшьних робототехнiчних систем, здатних забезпечити виконання поставлених задач на 6a3i макрокоманд оператора. Високий стутнь автономносп робототехнiчних систем забезпе-чуеться адаптацiею !х до середовища, яке динамiчно змшюеться, шляхом са-мостiйного прийняття рiшень у складних невизначених умовах. Тому актуальною проблемою е вибiр принцитв побудови та розроблення базово1 архь тектури 1РС для дистанцiйного дослщження рiзноманiтних об'ектiв.
Анал1з останн1х дослвджень i публ1кац1й [1-5] засвщчив, що задача сучасно1 робототехнiки полягае в тому, щоби забезпечити автономну роботу дистанцшно керованих мобiльних робототехнiчних систем у невщомш обста-новцi. Невизначенють зовнiшнього середовища, в якому функцюнуе робото-технiчна система, змушуе включати до ii складу такi апаратно-програмш за-соби: пiдсистему технiчного зору, набори давачiв та iнтелектуальнi засоби. Ц апаратно-програмнi засоби зорiентованi на забезпечення здатност самос-тiйного пересування та автоматичного виконання поставлено! задачь
У роботах [3-7] показано, що в юнуючих мобшьних робототехшчних системах у бшьшосп випадкiв управлiння системою здшснюе людина-опера-тора на рiвнi рухiв, при цьому вiд оператора вимагаеться неперервне спосте-реження за платформою та оперативне керування !! дiями. Такий тдхвд до управлшня мобiльною робототехнiчною системою мае таю недол^: необ-хiднiсть оргашзацп та постшно! пiдтримки каналу зв'язку; швидке стомлення оператора, i як наслщок - збiльшення ймовiрностi помилкових дш; склад-нiсть правильно! оцiнки обстановки за даними телеметрп та здшснення адекватного управлiння.
З аналiзу лiтератури [1-7] випливае, що основними шляхами покра-щення характеристик мобшьних робототехшчних систем е доповнення !х ш-телектуальними засобами, пiдсистемою технiчного зору, наборами давачiв та апаратними комп'ютерними засобам, яю забезпечать розширення функщ-ональних можливостей, обробку даних i управлiння в реальному чаш.
Завдання i мета дослiдження. Метою дослщження е вибiр принципiв побудови та розроблення базово! архггектури 1РС для дистанцiйного досль дження рiзноманiтних об'ектiв.
Для досягнення поставлено! мети необхщно розв'язати такi задачi: сформулювати вимоги до компонентiв i робототехшчно! систем; вибрати принципи побудови 1РС; розробити базову архiтектуру 1РС.
Виклад основного матерiалу.
Вимоги до 1РС. Основш вимоги, якi висуваються до мобшьних 1РС, це мiнiмiзацiя габарипв, енергоспоживання, забезпечення надiйностi, гнуч-косл та роботи у реальному чась Створення таких 1РС вимагае широкого ви-користання сучасних компонентiв (вщеокамер, давачiв, платформи-шасi, комп'ютерних систем) сучасно! елементно! бази для реалiзацil апаратних за-собiв комп'ютерних систем оброблення та управлшня (натвзамовних i за-мовних НВ1С, процесорiв цифрового оброблення сигналiв, мiкроконтролерiв, трансп'ютерiв, нейрочiпiв) та розроблення нових методiв i алгоршадв для оп-рацювання у реальному чаи рiзних за iнтенсивнiстю надходження потоюв даних (вiдеопотокiв, даних iз давачiв, команд управлiння).
Режим реального часу накладае обмеження на час розв'язання задачi Тр, який не повинен перевищувати часу обмiну повщомленнями Тобм, тобто:
tp < Тобм ■ (1)
Час обмiну залежить як вщ обсягу N, розрядносп n i частоти Fd надхо-дження вхiдних даних, так i вiд кiлькостi k каналiв та 1х розрядностi nk. Такий час визначають за формулою
Тобм =—-■ (2)
Fdknk
Для забезпечення опрацювання потокiв даних у реальному чаш за до-помогою комп'ютерних систем 1х продукгавшсть повинна бути:
п > BRFdknk (3)
> Nn '
де: R - складнють алгоритмiв розв'язання задач; в - коефщент врахування особливостей засобiв реалiзацп алгоритму.
Для тдвищення ефективностi використання обладнання у комп'ютерних системах оброблення та управлшня 1РС необхiдно здiйснити узгодження штенсивносп надходження даних з обчислювальною здатшстю апаратних за-собiв■ Iнтенсивнiсть надходження даних залежить вщ кiлькостi та розряднос-тi каналiв надходження даних i частоти надходження даних [8]:
Pd = knFd, (4)
де: k - кшьюсть каналiв надходження даних; n - розрядшсть каналiв надходження даних; Fd - частота надходження даних. Обчислювальна здатнiсть
апаратних засобiв визначаеться так [8]:
mmnm
Т
1 к
(5)
де: mm - кшьюсть каналiв надходження даних у сходинках конвеера; nm - розрядшсть каналiв надходження даних у сходинках конвеера; Тк - такт опрацювання даних.
Для вибору комп'ютерних засобiв 1РС доцшьно використовувати кри-терiй ефективностi використання обладнання E, який зв'язуе продуктивнють з витратами обладнання та дае оцшку апаратним засобам за продуктивнютю [8]. Кiлькiсна величина ефективностi використання обладнання для комп'ютерних засобiв 1РС визначаеться таким чином:
E = —, (6)
TpW
де W - витрати обладнання на реалiзацiю комп'ютерних засобiв IPC. Крiм перерахованих вимог, 1РС повинна забезпечувати:
• мобшьшсть i автономнiсть достатню для виконання поставлених задач;
• використання сучасних iнтерфейсiв передачi даних i команд;
• штерактивний режим управлшня робототехшчною системою. Принципи побудови 1РС. Розробку та оптимiзацiю мобiльних 1РС
пропонуемо здiйснювати на основi штегрованого тдходу, який охоплюе:
• сучасш компоненти 1РС, елементну базу для побудови апаратних комп'ютерних 3aco6iB;
• сучаснi методи та алгоритми шгелектуального управлшня, нейромережевi методи та алгоритми оцшювання даних i3 давачш в умовах завад i неповнл шформацп, компресування та розпiзнавання зображень i сцен;
• методи та засоби автоматизованого проектування апаратних i програмних за-собiв 1РС.
В основу побудови мобшьних 1РС необхщно покласти принципи, якi дадуть змогу зменшити вартють, термiни i розширити галузi 1х застосування. Результати аналiзу доводять, що забезпечити данi вимоги можна в разi вико-ристання таких принцитв побудови [7, 8]:
• iерархiчностi побудови системи управлшня 1РС шляхом дiлення ïï на гори-зонтальнi шари;
• функцюнування на основi зворотного зв'язку та тдлеглосп управлшня приводом;
• системности за якого мiж компонентами мобшьних 1РС утворюються такi зв'язки, яю забезпечують цiлiснiсть i взаемодта;
• змшного складу обладнання, що передбачае наявнiсть ядра мобiльноï 1РС та змшних модулш (компоненте), за допомогою яких ядро адаптуеться до ви-мог конкретного застосування;
• модульноста, який передбачае розробку компонента мобшьних 1РС у виглядi функцiонально завершених модулiв, що мають вихщ на стандартний штер-фейс;
• в^ритоста, за якого мобiльнi 1РС створюються з врахуванням можливостi поповнення i обновлення функцiй без порушення ïх функцiонування;
• сумiсностi, який передбачае використання iнформацiйно-технологiчних ш-терфейсш, завдяки яким 1РС може взаемодiяти з iншими системами;
• узгодженост iнтенсивностi надходження даних з обчислювальною здатнiстю апаратних засобш;
• використання комплексу базових проектних ршень.
Архтектура 1РС. Бiльшiсть сучасних мобiльних 1РС використову-ють iнтерактивне управлiння на основi технологiй штучного iнтелекту. Особ-ливiстю таких 1РС е здатшсть до навчання та адаптацiя до зовшшнього середовища. В 1РС з iнтерактивним управлiнням для керування мобшьною платформою використовуються як управляючий комп'ютер, так i вбудоваш мж-ропроцесорнi системи, як розмщеш на мобiльнiй платформi. З допомогою даних засобiв здiйснюеться опрацювання вщеоданих та даних з давачiв (сен-сорних), яке забезпечуе формування моделi зовнiшнього середовища з рiзним ступенем деталiзацiï, розпiзнавати та аналiзувати складш ситуацiï, планувати поведiнку, вибирати та реалiзовувати програму руху.
Архiтектуру 1РС можна представити у виглядi постiйноï частини - уп-равляючого комп'ютер, вбудованих мжропроцесорних систем автономного правлшня та iнтелектуального оброблення даних i змiнноï частини - спець алiзованих апаратно-програмних модулiв з допомогою, яких здшснюеться адаптацiя архiтектури до вимог конкретних застосувань. Базова архиектура 1РС наведена на рис., де САПМ - спецiалiзований апаратно-програмний модуль, ВСАПМ - вбудований спецiалiзований апаратно-програмний модуль, ТЗ - техшчний зiр.
Рис. Базова архШектура 1РС
Особливютю ще! арх^ектури е змiнний склад обладнання, який забез-печуе розширення галузей застосування шляхом включення до складу 1РС необхiдних модулiв. До складу ядра 1РС, який е постiйним для вшх застосу-вань, входять: управляючий комп'ютер, приводи та механiчна система пере-сування, модулi - мшропроцесорно! системи управлiння рухом, мжропроце-сорно! системи iнтелектуального оброблення даних, давачiв, технiчного зору та живлення. 1РС мае iерархiчну систему керування, яка складаеться з двох рiвнiв: першого (управляючий комп'ютер) та другого - мшропроцесорно! системи управлiння рухом (мобшьна платформа).
Управляючий комп'ютер в 1РС забезпечуе iнтелектуальне опрацюван-ня потоюв вiдеоданих i формування команд управлшня для мобшьно! плат-форми. Обмш мiж управляючим комп'ютером i мобшьною платформою здiйснюеться через два швидюсш безпровiднi канали передачi даних. Один з каналiв використовуеться для передачi управляючо! iнформацil, а другий -для передачi вiдеоданих з модуля техшчного зору. Для передачi даних мiж управляючим комп'ютером i мобшьною платформою доцшьно використати WI-FI стандарт (IEEE 802.11). Висновки:
1. Розробку та оптимiзацiю мобiльних 1РС доцшьно здшснювати на основi iнтегрованого тдходу, який охоплюе сучасну елементну базу, методи та
алгоритми штелектуального управлiння, нейромережевi методи та алгоритми ощнювання даних iз давачiв в умовах завад i неповноï iнформацiï, компресування та розпiзнавання зображень i сцен, методи та засоби ав-томатизованого проектування апаратних i програмних засобiв.
2. В основу побудови мобшьних 1РС пропонуемо покласти такi принципи: iерархiчностi побудови системи управлшня, системности змiнного складу обладнання, модульноста, вiдкритостi, сумiсностi, узгодженост штен-сивностi надходження даних з обчислювальною здатнiстю апаратних за-собiв i використання комплексу базових проектних рiшень.
3. Для розширення галузей застосування архiтектура 1РС мае змшний склад обладнання, який передбачае наявшсть ядра 1РС, який е постшним для всiх застосувань i змшних спецiалiзованих апаратно-програмних моду-лiв, з допомогою яких ядро адаптуеться до вимог конкретного застосу-вання.
Л1тература
1. Методы робастного, нейро-нечеткого и адаптивного управления / под ред. Н.Д. Егу-нова. - М. : Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2002. - 744 с.
2. Тимофеев А.В. Роботы и искусственный интеллект / А.В. Тимофеев. - М. : Изд-во "Наука", 1978. - 192 с.
3. Юревич Е.И. Основы робототехники / Е.И. Юревич. - СПб. : Изд-во "БХВ-Петер-бург", 2007. - 416 с.
4. Фу К. Робототехшчна / К. Фу, Р. Гонсалес, К. Ли. - М. : Изд-во "Мир", 1989. - 620 с.
5. Лещенко Ю.П. Синтез структури штелектуального вим1рюваного робота / Ю.П. Ле-щенко // Авиационно-космическая техника и технология. - 2011. - № 9(86). - С. 212-214.
6. Ющенко А.С. Дистанционное управление роботами с использованием нечетких представлений / А.С. Ющенко // Искусственный интеллект. - К. : Изд-во НАН Украины. - 2002. -№ 4. - С. 388-396.
7. Эволюция взглядов на предметную область мехатроники. [Электронный ресурс]. -Доступный с http://www.mehatronus.ru.
8. Цмоць 1.Г. ¡нформацшш технологи та спещал1зоваш засоби оброблення сигнал1в i зображень у реальному чаш / 1.Г. Цмоць. - Льв1в : Вид-во УАД, 2005. - 227 с.
Цмоць И.Г., Шулак Б.Я., Шкодин А.В., Антонив В.Я. Архитектура интеллектуальной робототехнической системы для дистанционного исследования объектов
Проанализированы существующие робототехнические системы, сформированы требования, выбраны принципы построения и предложено разработку мобильных интеллектуальных робототехнических систем осуществлять на основе интегрированного подхода. Определены основные компоненты и разработана базовая архитектура интеллектуальной робототехнической системы для дистанционного исследования различных объектов.
Ключевые слова: интеллектуальная робототехническая система, архитектура, реальное время, исследования, модули.
Tsmots I.G., Shulak B.Ya., Shkodyn F.V., Antoniv V.Ya. Architecture of the intellectual robotic system for remote object exploration
Existing robotic systems have been analyzed, requirements have been formed, construction principles were chosen and the idea to develop mobile intellectual robotic systems on the basis of integrated approach have been suggested. Main components have been defined and base architecture of the intellectual robotic system for distance exploration of different objects have been developed.
Keywords: intelligent robotic system, architecture, real time, research, modules.
