CC BY
64Проблемы безопасности и надежности микропроцессорных комплексов
Проблемы подготовки квалифицированных кадров
УДК 372.862+656.25
Д. В. Ефанов, канд. техн. наук,
В. В. Дмитриев
Кафедра «Автоматика и телемеханика на железных дорогах», Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I
НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЙ СЕМИНАР «АВТОМАТИКА И ДИСКРЕТНАЯ МАТЕМАТИКА»
Введение
Развитие железнодорожной автоматики и телемеханики идет по пути совершенствования элементной базы и методов синтеза надежных и безопасных систем управления и контроля [1-4]. В этом вопросе немаловажную роль играет подготовка квалифицированных кадров, способных ставить и решать новые для себя задачи.
Занятия в рамках учебных программ не позволяют обучающимся полностью проникнуть в суть изучаемой дисциплины и творчески посмотреть на сущность изучаемых вопросов. С целью развития научного потенциала студентов, аспирантов и преподавателей электротехнического факультета (ныне факультета «Автоматизация и интеллектуальные технологии») в начале 2012 г. группой молодых преподавателей кафедры «Автоматика и телемеханика на железных дорогах» было принято решение о проведении научно-практических семинаров.
Последовав совету профессора кафедры «Прикладная математика» Петербургского государственного университета путей сообщения Е. Ф. Жигал-ко, ассистенты В. В. Дмитриев и Д. В. Ефанов стали регулярно проводить научно-технический семинар под названием «Автоматика и дискретная математика». Первый семинар состоялся 29 марта 2012 г. В нем приняли участие организаторы и студенты второго курса электротехнического факультета группы АТК-004. Сегодня семинар стал традиционным мероприятием кафедры «Автоматика и телемеханика на железных дорогах», он проводится еженедельно в течение всего учебного года и затрагивает актуальные проблемы создания, исследования и эксплуатации систем автоматического управления и контроля на транспорте (официальная страница семинара в социальной сети «Вконтакте»: http://vk.com/at pgups).
180
Проблемы подготовки квалифицированных кадров
1. Работа семинара
В 2015 г. семинару «Автоматика и дискретная математика» исполнилось три года. Следует отметить, что в его работе принимало участие свыше ста человек. Это в основном студенты, аспиранты, преподаватели нашего вуза (рис. 1).
Рис. 1. Участники семинара весной 2013 г.
На семинаре рассматриваются как практические, так и теоретические задачи, используются современные микроэлектронные компоненты и программируемые логические устройства. Активно используются современные средства моделирования процессов в логических схемах, а также программные продукты ведущих вузов мира [5, 6]. Например, в 2012 г. участниками семинара был разработан и сконструирован макет участка железной дороги, являющийся уменьшенной в 87 раз копией «станции с кольцом» и работающий согласно реальным технологическим алгоритмам (рис. 2) [7, 8].
Рис. 2. Макет участка железной дороги
Участники семинара выступали с докладами на таких конференциях, как:
1. Международная конференция «IEEE East-West Design & Test Symposium» в 2012, 2013, 2014 и 2015 гг. (в 2014 и 2015 гг. в составе программного комитета), являющаяся основной конференцией по проектиро-
181
Проблемы безопасности и надежности микропроцессорных комплексов
ванию и тестированию цифровых схем на постсоветском пространстве и проводимая профессором Харьковского национального университета радиоэлектроники (ХНУРЭ) В. И. Хахановым в городах России и ближнего зарубежья. Сайт конференции: http://ewdtest.com/conf.
2. Санкт-Петербургская Международная конференция «Региональная информатика» в 2012 и 2014 гг., проводимая в Санкт-Петербурге с 1992 г. под эгидой ЮНЕСКО и при поддержке Правительства Санкт-Петербурга, Российской Академии наук, Российской Академии образования, Министерства образования и науки РФ, Министерства связи и массовых коммуникаций РФ и других учредителей (в 2014 г. в составе программного комитета). Сайт конференции: http://spoisu.ru/conf/ri2014.
3. Международная научно-практическая конференция Intellect-Trans в 2012, 2013, 2014 и 2015 гг. (в 2015 г. в составе организационного комитета). Сайт конференции: http://intellect-trans.ru.
4. «Информационные технологии в управлении (ИТУ)» в 2012 г. Сайт конференции: http://simulation.su/static/ru-itu-2012.html.
5. Международная научно-практическая конференция «Техносферная и экологическая безопасность на транспорте (ТЭБТРАНС)» в 2012 г. Сайт конференции: http://www.tebtrans-pgups.ru.
Работа семинара позволила участникам защитить три кандидатские диссертации (рис. 3):
1. В 2013 г. Д. В. Зуеву - «Синтез объектной нейросетевой модели распознавания образов и ее применение в задачах железнодорожной автоматики» (под руководством д-ра физ.-мат. наук, доц. Е. А. Благовещенской).
2. В 2013 г. А. А. Блюдову - «Исследование модифицированных кодов с суммированием в системах технической диагностики и обработки информации в устройствах железнодорожной автоматики и телемеханики» (под руководством д-ра техн. наук, проф. Вал. В. Сапожникова).
3. В 2014 г. С. В. Бочкареву - «Методы диагностирования и прогнозирования технического состояния стрелочного переводного устройства» (под руководством канд. техн. наук, доц. А. А. Лыкова).
Работа семинара оказалась продуктивной и не только для постоянных его участников. Например, 12 апреля 2013 г. на семинаре под руководством асс. Д. В. Зуева выступал Сергей Брыгин - школьник из Академической гимназии при СПБГУ (АГ СПБГУ). Юный математик рассказал о новом методе оптимизации процесса обучения нейронных сетей (рис. 4). В этом же году с докладом «Повышение скорости сходимости метода RPROP» Сергей занял второе место на Международной научной конференции школьников «XIII Колмогоровские чтения», проводимой Московским государственным университетом им. М. В. Ломоносова.
182
Проблемы подготовки квалифицированных кадров
Рис. 3. Защита А. А. Блюдова в ноябре 2013 г.
Рис. 4. Сергей Брыгин на семинаре «Автоматика и дискретная математика»
Сегодня семинар «Автоматика и дискретная математика» активно развивается. На семинаре поднимаются нерешенные задачи современности, к их решению привлекаются студенты и аспиранты кафедры и факультета (рис. 5). Участники семинара публикуют научные работы в основных периодических журналах по специальности 05.13.06 «Автоматизация технологических процессов и производств (транспорт»), таких как: «Автоматика и телемеханика», «Транспорт Урала», «Известия Петербургского университета путей сообщения» и многих других.
При активной работе организаторов семинара в 2012, 2013 и 2014 гг. на кафедре выпущены сборники научных работ [9-11], а в 2015 г. организовано новое научное издание - журнал «Автоматика на транспорте», предназначенное для полного освещения научных и практических достижений в области автоматического и автоматизированного управления на транспорте.
183
Проблемы безопасности и надежности микропроцессорных комплексов
Рис. 5. Участники семинара весной 2015 г.
2. Олимпиада по теоретическим дисциплинам
21 мая 2015 г. в рамках семинара «Автоматика и дискретная математика» была проведена первая олимпиада по теоретическим дисциплинам кафедры - «Теория дискретных устройств» и «Основы технической диагностики» (рис. 6 и 7). Цель олимпиады - популяризация теоретических дисциплин среди студентов Петербургского государственного университета путей сообщения, выявление творчески мыслящих людей и привлечение их к научной деятельности кафедры «Автоматика и телемеханика на железных дорогах».
Рис. 6. Участники первой олимпиады
184
Проблемы подготовки квалифицированных кадров
Рис. 7. Участники первой олимпиады
В олимпиаде приняло участие 44 человека - студенты факультета «Автоматизация и интеллектуальные технологии» кафедр «Автоматика и телемеханика на железных дорогах» и «Электрическая связь». Участникам олимпиады было предложено 15 задач по дисциплине «Теория дискретных устройств» и 10 задач по дисциплине «Основы технической диагностики» различной сложности. Первое место по «Теории дискретных устройств» заняла студентка группы АС-307 А. С. Хаткевич. По дисциплине «Основы технической диагностики» первое место разделили студент М. М. Иванов из группы АТ-203 и студент И. А. Яицкий из группы АТ-201. Победители олимпиады получили ценные призы.
Надеемся, что олимпиада, как и семинар, станет традиционным мероприятием, проводимым кафедрой «Автоматика и телемеханика на железных дорогах».
Заключение
Становление грамотных специалистов в области автоматики, телемеханики и связи невозможно без творческой составляющей, которой на кафедре «Автоматика и телемеханика на железных дорогах» Петербургского государственного университета путей сообщения является семинар «Автоматика и дискретная математика». Работа семинара в течение 2012-2015 гг. показала эффективность его проведения. Организаторам удалось достичь поставленной цели - создания научного общества среди студентов, аспирантов и преподавателей кафедры.
Дальнейшая работа семинара «Автоматика и дискретная математика» связана с его развитием и продолжением традиций научной школы братьев Сапожниковых.
185
Проблемы безопасности и надежности микропроцессорных комплексов
Библиографический список
1. Микропроцессорные системы централизации : учебник для техникумов и колле-
джей железнодорожного транспорта / Вл. В. Сапожников, В. А. Кононов, С. А. Куренков, А. А. Лыков, О. А. Наседкин, А. Б. Никитин, А. А. Прокофьев, М. С. Трясов ; под ред.
Вл. В. Сапожникова. - М. : ГОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте, 2008. - 398 с.
2. Кафедра «Автоматика и телемеханика на железных дорогах» Петербургского государственного университета путей сообщения в XX - начале XIX в. / Вал. В. Сапожников, Вл. В. Сапожников [и др.]. - СПб. : ПГУПС, 2009. - 346 с.
3. Никитин А. Б. Управление стрелочными электроприводами в компьютерных системах горочной централизации / А. Б. Никитин, А. Н. Ковкин // Автоматика на транспорте. -2015. - № 1. - С. 51-62.
4. Ходырев В. В. Синтез безопасных схемных решений на основе схем общего назначения / В. В. Ходырев, А. Г. Вяткин // Автоматика на транспорте. - 2015. - Т. 1. - № 3. -С.298-310.
5. SIS: A System for Sequential Circuit Synthesis / E. M. Sentovich, K. J. Singh, L. Lavagno, C. Moon, R. Murgai, A. Saldanha, H. Savoj, P. R. Stephan, R. K. Brayton, A. Sangiovanni-Vincentelli // Electronics Research Laboratory, Department of Electrical Engineering and Computer Science, University of California, Berkeley, 4 May 1992. - 45 p.
6. Collection of Digital Design Benchmarks [Электронный ресурс]. - Режим доступа : http://ddd.fit. cvut.cz/prj/Benchmarks.
7. Макет участка железной дороги для учебного процесса / А. А. Лыков, Д. В. Ефа-нов, А. А. Юдин, Р. А. Ковалев, И. П. Пантина // Известия Петербургского университета путей сообщения. - 2011. - № 2. - С. 234-243.
8. Модели систем ЖАТ и технологии макетирования в процессе обучения / А. А. Лыков, В. А. Кузнецов, Д. В. Ефанов, В. В. Дмитриев // Автоматика, связь, информатика. -2011. - № 9. - С. 32-35.
9. Теоретические и практические аспекты развития систем железнодорожной автоматики и телемеханики : сб. науч. тр. / Под ред. Вл. В. Сапожникова. - СПб. : Петербургский гос. ун-т путей сообщения, 2012. - 117 с.
10. Актуальные вопросы развития систем железнодорожной автоматики и телемеханики : сб. науч. тр. / Под ред. Вл. В. Сапожникова. - СПб. : Петербургский гос. ун-т путей сообщения, 2013. - 144 с.
11. Развитие элементной базы и совершенствование методов построения устройств железнодорожной автоматики и телемеханики : сб. науч. тр. / Под ред. Вл. В. Сапожникова. -СПб. : ФГБОУ ВПО ПГУПС, 2014. - 114 с.
Email: TrES-4b@vandex.ru
186
