Методическое пособие 807

тест. Для компетенций формируется отдельный список вопросов, ответы которых могут иметь вид: выбор вариантов, выбор нескольких вариантов, ввода ответа.

При создании курса выбирается ряд компетенций, который символизируют знания, полученные после его изучения. Выбор подсекции сопровождается выбором компетенций курса. Тест можно связать с лекцией, секцией, курсом. Также существует возможностьотдельного тестирования для компетенций вне курса. Для обучающихся тест для определённой сущности формируется на базе вопросов, наполняющих эту сущность. Такой механизм тестирования позволит контролировать его процесс. Таким образом, реализован один из элементов прокторинга [3].

Рассмотрим алгоритм прохождения курса. Обучающийся проходит курс и доступный раздел. После этого следует тестирование, по результатам которого открывается следующий раздел или переходит на финальный тест. После прохождения финального тестирования и в случае наличия сертификата об успешном прохождении формируется персональный сертификат и отправляется на почту обучающегося. В случае если попытки для тестирования закончились, преподаватель может дополнить их. В конце прохождения курса происходит составление отчёта, который доступен в личном кабинете.

Таким образом, данная система способна систематизировать и упростить организацию, проведение и контроль дистанционного обучения.

Литература

1.Система электронного обучения Moodle: обзор возможностей и функционала. [Электронный-ресурс]. – Режим доступа: https://lmslist.ru/free- sdo/obzor-moodle.

2.Коваленко С.А., Барабанов А.В., Гребенникова Н.И., Малиновкин В.А. Сравнительный анализ популярных платформ для систем управления обучением - Журнал «Вестник ВГТУ», том 16, № 6, г. Воронеж, ВГТУ, 2020,

с.15-18.

3.Что такое прокторинг и чем полезен на экзаменах, тестировании и в обучении.[Электронный-ресурс]. – https://finacademy.net/materials/article/proktoring

220

УДК 629.7

Разработка конструктивного облика сверхлегкой ракеты-носителя космического назначения

С.Н. Лымич1, И.В. Акользин2, Д.В. Владимирцев3, Н.А. Юров4, В.Д. Горохов5 1Студент гр. РД-171, rd-vgtu@mail.ru

2Студент гр. РД-201, rd-vgtu@mail.ru

3Студент гр. РД-192, rd-vgtu@mail.ru

4Студент гр. РД-202, rd-vgtu@mail.ru 5Д-р техн. наук, профессор, rd-vgtu@mail.ru

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет»

Разработана конструкция ракеты-носителя сверхлёгкого класса. Рассмотрены все основные конструктивные решения и возможность модернизации ракеты-носителя.

Ключевые слова: космические аппараты, ракеты-носители, ракеты космического назначения, конструктивный облик.

Внастоящее время доставка полезной нагрузки на орбиту не доступна коммерческим организациям и некоторым развивающимся странам по различным экономическим и геополитическим причинам. Это обусловлено тем, что рынок пусковых услуг, в основном представлен мировыми комическими державами и государственными корпорациями, которые осуществляют пуски средств выведения. По этой причине отправка полезной нагрузки имеет высокую стоимость и занимает большое количество времени ожидания очереди на запуск. Решением указанной проблемы является создание частных корпораций, которые будут заниматься созданием и эксплуатацией ракетносителей сверхлёгкого класса. Одним из ключевых этапов создания ракетыносителя является проработка конструктивного облика.

Вразработанной двухступенчатой ракете-носителе «BERIK – 2020» на первой ступени используется двигательная установка, представленная девятью жидкостными ракетными двигателями «MFGS». Крепление двигательной установки осуществляется с помощью трубной фермы,которая крепится

ктелу камеры двигателя и днищу первой ступени. Такое решение позволяет устанавливать необходимое количество двигателей, не меняя конструкцию креплений. Ферма изготовлена из композитных материалов, что обеспечиваетнеобходимы показатели прочности и уменьшение массовых характеристик.

Вкачестве компонентов топлива используется метан и кислород. Учитывая, что оба компонента криогенные, накладываются определённые слож-

221

ности на конструкцию баков. На первой ступени используется комбинация цилиндрического и бака сложной формы, представляющего собой цилиндрический бак с усечённым конусом сверху. Для уменьшения возмущения топлива во время запуска и полёта, а также для общей жёсткости конструкции, во внутреннем объеме перпендикулярно поперечному сечению баков расположены стальные диафрагмы. Диафрагмы представляют собой 3-х миллиметровый алюминиевый лист, выгнутый в центре по направлению к двигательной установке первой ступени с отверстием посередине и массивом отверстий, расположенных по разным диаметрам, необходимым для беспрепятственного прохода топлива.

Для предотвращения завихрений топлива на входе в топливные магистрали баки оборудованы донными заборными устройствами с воронкогасителями. Разрабатываемая ракета-носитель имеет форму цилиндра, поэтому для наилучшего использования свободного пространства ракеты выбрана последовательная компоновка баков, в связи с этим применяется система тоннельных труб для подачи окислителя через внутреннее пространство бака горючего.

Баки между собой соединяются стыковочными шпангоутами, так же для лучшей компоновки используется система совместного днища баков. Крепление баков к корпусу ракеты-носителя осуществляется с помощью кронштейнов. Для контроля заправки и расхода топлива в баках предусмотрен датчик уровня, который крепится в центре бака и представляет собой цилиндр с изогнутыми трубками меньшего диаметра на конце [1].

На второй ступени ракеты-носителя в качестве двигательной установки используется высотная конфигурация двигателя «MFGS». Отличие двигательной установки первой ступени от второй заключается в том, что вторая ступень однокамерная с высотным соплом.

Для крепления второй ступени ракеты-носителя к первой используется рамная ферма, сваренная в форму цилиндра с дополнительными рёбрами жёсткости, расположенными диагонально основным. Для беспрепятственной отстыковки ступеней используется так называемое горячее разъединение, при котором двигатель второй ступени обеспечивает небольшой импульс для отбрасывания первой ступени. При такой системе пламя двигателя второй ступени может повредить находящуюся в корпусе второй ступени аппаратуру, для предотвращения чего используется защитный экран.

222

Для управления ракетой-носителем под головным обтекателем второй ступени установлен блок управления, который закреплён на подвижной опоре, нивелирующей колебания ракеты-носителя.

Полезная нагрузка находится в полости головного обтекателя, который защищает ее от воздействия окружающей среды во время полёта. Конструкция разработанной ракеты-носителя позволяет применять разные формы головного обтекателя без замены принципа крепления (принцип универсальности). Головной обтекатель состоит из двух половин, которые крепятся к корпусу ракеты-носителя пироболтами, но для свободного вывода полезной нагрузки обе части головного обтекателя после отстыковки пироболтов отстреливаются небольшими пирозарядами [2].

На рисунке представлена 3D модель разрабатываемой ракеты-носителя.

Рисунок. 3D модель ракеты-носителя «BERIK-2020»

Литература

1.Учебные пособия кафедры 601 [Электронный ресурс]. – URL: http://www.mai6.ru/contents/Discipliny/UchebnyePosobija601 (дата обращения 07.12.2020).

2.Уманский, С. П. Ракеты-носители космодромы / С. П. Уманский. – М., Изд-во «Рестарт+». – 2001. – 216 с.

223

УДК 61.614.2

Разработка медицинской информационной подсистемы для анализа социально-значимых заболеваний в регионе

А.Н. Ненашева1, Е.Н. Коровин2 1Магистрант гр. мБС-191, linanenasheva@mail.ru

2Д-р техн. наук, профессор, korovin@saums.vorstu.ru

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет»

Смоделирована медицинская информационная подсистема «Статистические данные по социально-значимым заболеваниям в регионе» для Тамбовской области с помощью UML-диаграмм. Спроектированная база данных реализована в СУБД MS Access.

Ключевые слова: МИС, социально-значимые заболевания, UMLдиаграммы.

Медицинская информационная система — автоматизированная система, в которой собрана вся документация медицинских организаций.

Подсистема «Статистические данные по социально-значимым заболеваниям в Тамбовской области» является отдельным вспомогательным блоком для хранения, поиска и передачи статистических данных. Она создана для более организованной и быстрой передачи информации.

Для проектирования подсистемы воспользуемся UnifiedModelingLanguage (UML) – это язык моделирования для проектирования диаграмм (моделей) информационных систем [1].

В данной научной работе будут спроектированы несколько диаграмм: 1) Usecasediagram (диаграммы прецедентов).

Диаграмма прецедентов отображает перечень операций, выполняемые информационной системой. Она отражает сценарий поведения, в котором участвуют актеры.

Сценарий проекта таков: Пациент обращается за медицинской помощью. Врач ставит диагноз и заполняет электронную медицинскую карту (ЭМК). Статисты проверяют правильность заполнения ЭМК, собирают данные из всех подразделений ЛПУ, составляют электронные отчеты. Операторы баз данных вносят информацию, получаемую от статистов в БД. Аналитики на основании статистических данных, получаемых посредством использования БД, строят графики, картограммы, прогнозы и т.д., с помощью которых формируют выводы, и составляют отчетность. В результате данных, получаемых от аналитиков, разрабатываются мероприятия по контролю и уменьшению уровня заболеваемости в регионе [2].

Выделяем действующие лица (актеры) и сценарии использования, устанавливаем связь между ними.

Полученная диаграмма прецедентов представлена на рис. 1.

224

Рис. 1. Гла вная диаграмма прецедентов подсистемы

2) Classdiagram (д иаграммы классов).

Диаграмма классов – это логическое отображение создаваемой модели. Она включает подробную информацию о внутреннем устройстве системы.

Построим сложную диаграмму классов.

Создаем классы, для каждого класса добавляем ат рибуты, операции классов и устанавливае м связи между классами.

Полученная диаграмма представлена на рис. 2.

Рис. 2. Сложная диаграмма классов, моделирую щая объекты системы и отношения между ними

Спроектированная база данных будет реализована с помощью MS Access.

Для создания классов представленных в диаграмме классов (рис. 2) в MicrosoftAccess используем язык SQL.

После выполнения всех запросов на создание получ или схему данных (рис. 3), отображающую созданные классы.

225

Ри с. 3. Схема данных в MS Access

Операции, представленные в диаграмме классов, ре ализованы путем выполнения запросов.

Для упрощения ра боты с базой данных было создано приложение в MS Access. Приложение со здано из форм. Источником данных для формы являются таблицы или запросы.

Пример формы представлен на рис. 4.

Рис. 4 . Форма «Данные по заболеванию»

Литература 1. Акулова А.Д. П роектирование подсистемы "Вакци нопрофилактика"

посредством методолог ии IDEF И языка UML / А.Д. Акуло ва, Е.Н. Коровин, М.А. Сергеева //Систе мный анализ и управление в биомедицинских системах. 2020. Т. 19. № 2. С. 98-105.

2. Коровин Е.Н. Статистические методы обработки биомедицинских данных / Е.Н. Коровин, З.М. Юлдашев, М.А. Сергеева. Стар ый Оскол: Изд-во

ООО «Тонкие наукоемкие технологии». 2021. 138 с.

226

УДК 510.644.4

Разработка моделей для постановки диагноза на основе нечеткой логики

Е.В. Кондаурова1, Е.И. Новикова2 1Магистрант гр. мБС-191, condaurowa.katerina@yandex.ru 2Канд. техн. наук, доцент, ekaterina.novikova.67@list.ru

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет»

Рассмотрен метод пересечения нечетких альтернатив как один из подходов к анализу и принятию решения по постановке диагноза пациентам, имеющим заболевания щитовидной железы. Выведены математические модели, имеющие высокие прогностические способности, которые реализованы в информационно-программном обеспечении.

Ключевые слова: заболевания щитовидной железы, диагностика, моделирование, методы обработки медицинской информации, нечеткая логика.

Все чаще в современных реалиях перед медициной предстают не классические сценарии заболевания, а атипичные варианты проявления болезней; наблюдается перекрещение признаков различных заболеваний. И в силу этого проявляется нечеткость как признаков и нозологий, так и их идентификация по классам.

Вышеперечисленные проблемы сейчас ярко проявляются при диагностике заболеваний щитовидной железы – в силу современного образа жизни сходны с неврологическими расстройствами. В работе рассмотрено три основных заболевания: тиреотоксикоз (код МКБ – Е05), гипотиреоз (код МКБ – Е03), подострый тиреоидит (код МКБ – Е06).

Автоматизация обработки диагностических данных с использованием компьютерных технологий является средством, позволяющим принять во внимание большое количество входящих диагностических признаков с учетом их индивидуального коэффициента значимости. И одновременно исключить ошибки, связанные с субъективными факторами.

В настоящей работе используется метод нечеткого пересечения нечетких множеств, который представляет собой основу для создания удобного средства для практического применения врачами-эндокринологами. Присущие преимущества методу пересечения нечетких множеств, такие как включение в анализ качественных переменных, оперирование нечеткими входными данными, лингвистическими переменными, быстрое моделирование сложных динамических систем и сравнение их с заданной степенью точности, позволяют обосновать его выбор в качестве эффективного и перспективного математического метода для принятий решений врачом – постановка диагноза.

227

Для обозначенных выше заболеваний на основании 80 историй болезней, с помощью 7 экспертов были выделены самые значимые признаки болезней.

Оценивание признаков осуществлялось с помощью 6-балльной шкалы, где оценка «6» соответствовала максимальной важности симптома, а оценка «1» - минимальной. Для использования в качестве критериев для выбора лучшей альтернативы (диагноза) были отобраны симптомы со средней оценкой экспертов не менее «3».

Все данные имеют различную размерность, поэтому целесообразно использовать основы нечетких систем. Таким образом, приводя задачу по постановке диагноза к понятиям нечеткой логики, имеем ниже представленные соображения:

а) множество альтернатив А{a1, a2, a3, а4}, где а1 – гипотиреоз, а2 – подострый тиреоидит, а3 – тиреотоксикоз, а4 – другая патология;

б) множество критериев F{F1, F2, … , F14}, где значение критерия соответствует следующим симптомам: уровень ТТГ, мкМЕ/мл; уровень Т3, нмоль/л; уровень Т4, нмоль/л; уровень СОЭ, мм/ч; Объем щитовидной железы, мл; аппетит; температура тела,oC; вес тела, кг; боль в области щитовидной железы; давление в области шеи; частота мочеиспускания; тремор рук; отечности; состояние кожи.

Также были построены функции принадлежности и для остальных признаков (рисунок).

Рисунок. Значения функций принадлежности для рассматриваемых заболеваний в зависимости от уровня ТТГ

Обработка исходной информации производится в три этапа: а) Построение функций принадлежности.

Степень принадлежности к множеству альтернатив А, представляющему собой обобщённые характеристические функции, называется функцией принадлежности - µА(х) [0;1].

228

На рисунке показаны графики функций принадлежности для критерия F1 «Уровень ТТГ», где по оси абсцисс откладываются значения уровня ТТГ, измеряемого в мкМЕ/мл.

б) определение конкретных значений функций принадлежности по критериям;

в) свертка имеющейся информации с целью выявления лучшей альтер-

В результате расчетов получали значения Вi, для каждой альтернативы. Из полученных значений выбирались минимальные значения, после чего из полученных минимальных значений выбирается максимальное значение, которое будет соответствовать окончательному диагнозу.

Полученные результаты многокритериального выбора альтернатив были программно реализованы в приложении с помощью BorlandDelphi. Разработанное приложение предлагает лучшую альтернативу при принятии решения задачи по постановке диагноза по средствам заложенных алгоритмов и процедур, то есть, вероятный диагноз из трех возможных: гипотиреоз, подострый тиреоидит, тиреотоксикоз. Данная компьютерная программа позволяет с надежностью 94,12 % выставить диагноз обратившемуся пациенту.

Литература

1.Новикова Е.И. Моделирование биомедицинских систем: учеб.пособие/ Е.И. Новикова, О.В. Родионов, Е.Н. Коровин. – Воронеж: ВГТУ, 2001. – 130 с.

2.Новикова Е.И.Разработка модели для постановки диагноза на основе метода ранжирования альтернатив на множестве лингвистических векторных оценок / Новикова Е.И., Кондаурова Е.В. // Системный анализ и управление в биомедицинских системах. 2020. Т. 19. № 4. С. 127-131.

3.Рудницкий Л.В. Заболевания щитовидной железы: лечение и профилактика / Л.В. Рудницкий. – 2-е изд., перераб. и доп. – СПб.: Питер, 2009. – 130 с.

4.Орловский С.А. Проблемы принятия решений при нечеткой исходной информации. / С.А. Орловский. – М.: Наука, 1981. – 475 с.

229