Обґрунтування методологічних засад управління радіоресурсом систем радіозв’язку спеціального призначення в умовах апріорної невизначеності

The problem of substantiation of methodological bases of radio resource management of military radio communication systems in the conditions of a priori uncertainty is solved in the work. The object of research is the military radio communication system. One of the most problematic places in the management of military radio resources is the inability to carry out a hierarchical management of the parameters and modes of operation of both individual radios and the military radio system as a whole. This reduces the efficiency of the system itself and the efficiency of its application. The scientific problem is solved by substantiating the methodological principles of radio resource management of military radio communication systems in conditions of a priori uncertainty. During the research, the authors used the main provisions of the theory of queuing, the theory of automation, the theory of complex technical systems, as well as general scientific methods of cognition, namely analysis and synthesis. The novelty is that in the course of work: – the purpose of functioning of an operative management subsystem of a radio resource of military radio communication systems is formulated; – indicators and criteria of functioning efficiency of military radio communication systems are determined; – decomposition of the solution of this problem into problems depending on the signal and noise situation is carried out. An approach based on the hierarchical decomposition of the functional structure of networks, the behavior of which is described by stochastic differential (or difference) equations of the high dimension state, into a number of interconnected but simpler functional structures is used for the functional description of military radio communication systems. It will allow to make a decomposition of the state of the military radio system and increase the efficiency of decision-making on adjusting the modes of operation and parameters of the military radio system in real time. The research results should be used at the stage of operational management of parameters and modes of these systems operation.В работе решена задача обоснования методологических основ управления радиоресурсом военных систем радиосвязи в условиях априорной неопределенности. Объектом исследования является система военной радиосвязи. Одним из самых проблемных мест при управлении радиоресурсом военных радиосетей является невозможность проводить сквозное иерархическое управление параметрами и режимами работы, как отдельных радиосредств, так и системы военной радиосвязи в целом. Это снижает эффективность как самой системы, так и эффективности ее применения. Научная задача решена с помощью обоснования методологических основ управления радиоресурсом военных систем радиосвязи в условиях априорной неопределенности. В ходе проведенного исследования авторами работы были использованы основные положения теории массового обслуживания, теории автоматизации, теории сложных технических систем, а также общенаучные методы познания, а именно анализ и синтез. Новизна заключается в том, что в ходе работы: – сформулирована цель функционирования подсистемы оперативного управления радиоресурсом систем военной радиосвязи; – определены показатели и критерии эффективности функционирования систем военной радиосвязи; – проведена декомпозиция решения данной проблемы на задачи в зависимости от сигнальной и помеховой обстановки. Для функционального описания систем военной радиосвязи применяется подход, основанный на иерархической декомпозиции функциональной структуры сетей, поведение которых описывается стохастическими дифференциальными (или разностными) уравнениями состояния высокой размерности, на ряд взаимосвязанных, но простых функциональных структур. Это позволит провести декомпозицию состояния системы военного радиосвязи и повысить оперативность принятия решений по корректировке режимов работы и параметров системы военной радиосвязи в режиме реального времени. Результаты исследования целесообразно использовать на этапе оперативного управления параметрами и режимами работы указанных систем.У роботі вирішено завдання обґрунтування методологічних засад управління радіоресурсом військових систем радіозв’язку в умовах апріорної невизначеності. Об'єктом дослідження є система військового радіозв’язку. Одним з найбільш проблемних місць при управлінні радіоресурсом військових радіомереж є неможливість проводити наскрізне ієрархічне управління параметрами та режимами роботи як окремих радіозасобів, так і системи військового радіозв’язку в цілому. Це знижує ефективність як самої системи, так і ефективності її застосування. Наукове завдання вирішено за допомогою обґрунтування методологічних засад управління радіоресурсом військових систем радіозв’язку в умовах апріорної невизначеності. В ході проведеного дослідження авторами роботи були використані основні положення теорії масового обслуговування, теорії автоматизації, теорії складних технічних систем, а також загальнонаукові методи пізнання, а саме аналізу та синтезу. Новизна полягає в тому, що в ході роботи: – сформульована мета функціонування підсистеми оперативного управління радіоресурсом систем військового радіозв’язку; – визначені показники та критерії ефективності функціонування систем військового радіозв’язку; – проведена декомпозиція рішення даної проблеми на задачі в залежності від сигнальної та завадової обстановки. Для функціонального опису систем військового радіозв’язку застосовується підхід, заснований на ієрархічній декомпозиції функціональної структури мереж, поведінка яких описується стохастичними диференціальними (або різницевими) рівняннями стану високої розмірності, на ряд взаємопов’язаних, але простіших функціональних структур. Це дозволить провести декомпозицію стану системи військового радіозв’язку та підвищити оперативність прийняття рішень щодо корегування режимів роботи та параметрів системи військового радіозв’язку в режимі реального часу. Результати дослідження доцільно використовувати на етапі оперативного управління параметрами та режимами роботи зазначених систем

Біомеханічна оцінка різних способів фіксації нестабільних переломів вертлюгової ділянки стегнової кістки в експерименті

Unstable (A3) fractures in the acetabular region of the femur in the acetabular region of the femur were experimentally modelled on 18 preparations from cadaver bones of elderly people. The preparations were divided into three groups, by 6 in each. Fragments were fixed with a cemented endoprosthesis stem in group 1, with a DHS plate in group 2, and 130 degree angle plates in group 3. Biomechanical studies of the fragment fixation resistance to axial loads, fractures and maximum dynamic axial loads were conducted. Results of the above studies demonstrated a high rigidness of fracture fixation with angle plates and a low resistance of fragments to maximum compression loads. In osteosynthesis with DHS plates, preparations bore weight up to 140 kg, but turned out to be half resistant to cyclic and fracture loads versus their fixation with angle plates and one-eighth as strong (up to 12 %) as when fixed with endoprostheses. In cases of fixing with wire, screws and endoprosthesis stems with cement, resistance to loads was close to that of an intact bone.В эксперименте на 18 препаратах трупных костей пожилых людей моделировали нестабильные (А3) переломы вертельной области бедренной кости. Препараты распределили на три группы по 6 в каждой. В первой группе отломки фиксировали ножкой эндопротеза с цементом, во второй — фиксатором DHS и в третьей — угловыми 130-градусными пластинами. Проведены биомеханические исследования устойчивости фиксации отломков к нагрузкам по оси, на излом и к максимальным динамическим нагрузкам по оси. Результаты исследования показали высокую жесткость фиксации отломков угловыми пластинами и невысокую устойчивость их к максимальным компрессионным нагрузкам. При остеосинтезе DHS пластиной препараты выдерживали вес до 140 кг, но оказались в два раза менее устойчивыми к циклическим нагрузкам и нагрузкам на излом, чем при фиксации отломков угловыми пластинами, и в восемь раз слабее (до 12 %), чем фиксированные эндопротезом. При фиксации проволокой, винтом и ножкой эндопротеза на цементе устойчивость к нагрузкам была близкой к неповрежденной кости.В експерименті на 18 препаратах трупних кісток людей похилого віку моделювали нестабільні (А3) переломи вертлюгової ділянки стегнової кістки. Препарати розділили на три групи по 6 у кожній. У першій групі відламки фіксували ніжкою ендопротеза з цементом, у другій – фіксатором DHS і в третій – кутовими 130-градусними пластинами. Проведено біомеханічні дослідження стійкості фіксації відламків до навантажень по осі, на злам і до максимальних динамічних навантажень по осі. Результати дослідження показали високу жорсткість фіксації відламків кутовими пластинами і невисоку стійкість їх до максимальних компресійних навантажень. Під час остеосинтезу DHS пластиною препарати витримували вагу до 140 кг, але були вдвічі менш стійкі до циклічних навантажень та навантажень на злам, ніж у разі фіксації відламків кутовими пластинами, і у вісім разів слабкіші (до 12 %), ніж фіксовані ендопротезом. За умов фіксації дротом, гвинтом і ніжкою ендопротеза на цементі стійкість до навантажень була близькою до неушкодженої кістки

Дослідження оптимального діаметра спиць і стержнів шарнірних апаратів зовнішньої фіксації для лікування уражень суглобів кисті

Determination of the rational diameter of pins and rods for external hinged fixing devices was made on the basis of an anatomical-biochemical experiment on anatomical preparations and mathematical modelling. The article contains data of the rational diameter of pins and rods in external fixing devices for the metacarpophalangeal and proximal interphalangeal joints depending upon their material, type of the device fixation and expected levels of loading.Определение рационального диаметра спиц и стержней для шарнирных аппаратов внешней фиксации проведено на основании анатомо-биомеханического эксперимента на анатомических препаратах и математического моделирования. Приведены данные рационального диаметра спиц и стержней аппаратов внешней фиксации для пястно-фаланговых и проксимальных межфаланговых суставов в зависимости от их материала, типа фиксации аппарата и ожидаемых уровней нагрузки.Визначення раціонального діаметру спиць і стержнів для шарнірних апаратів зовнішньої фіксації проведено на підставі анатомо-біомеханічного експерименту на анатомічних препаратах і математичного моделювання. Наведено дані раціонального діаметра спиць і стержнів апаратів зовнішньої фіксації для п’ястково-фалангових і проксимальних міжфалангових суглобів залежно від їх матеріалу, типу фіксації апарата й очікуваних рівнів навантаження

Кореляція модуля пружності та рентгенологічної щільності кісткової тканини в зоні надп’ятково-гомілкового суглоба

Objective: to determine the relationship between the X-ray density and the modulus of elasticity of the bone in the ankle joint, using an empirical method (in a natural experimental study). Methods: the modulus of elasticity of 10 samples of the tibia cortical bone and 42 — cancellous bone of the distal part of the tibia, fibula and talus was determined. The study of the bone modulus of elasticity was carried out by recording of linear dis­placements at static and quasistatic compression loads. X-ray density in Hounsfield units (HU) was estimated using computer tomography. Results: it was found that the average radiological density for cancellous tibia bone tissue was 314.8 HU, and the modulus of elasticity was 581.5 MPa. For the fibula the average values of the corresponding indicators were 258.9 HU and 374.7 MPa; for the talus — 255.6 HU and 445.3 MPa, respective­ly. For the cortical tibia shaft, the mean value of the X- ray density was 1 887.7 HU, the modulus of elasticity was 10 002.8 MPa. As a result of the regression analysis, a correlation between the radiological density of the bone and its modulus of elasticity in the ankle joint was established. The revealed dependence for cortical bone is described by the formula E = 6,3 ∙ HU – 1905; and for cancellous — E = 3 ∙ HU – 407.Conclusions: the use of the obtained formulas allows noninvasive determination of the modulus of elasticity of bone tissue in patients on the basis of the radiographic density in a standard computer tomography scan with sufficient accuracy.Цель: эмпирическим путем (в натурном экспериментальном исследовании) определить взаимосвязь между рентгенологической плотностью и модулем упругости костной ткани в области голеностопного сустава.Методы: определен модуль упругости 10 образцов корковой костной ткани большеберцовой кости и 42 — спонгиозной костной ткани дистального отдела большеберцевой (ББК), малоберцевой (МБК), таранной костей. Исследование модуля упругости костной ткани проводили путем регистрации линейных перемещений при статических и квазистатических компрессионных нагрузках. Рентгенологическую плотность в единицах Хаунсфилда (HU) оценивали с помощью компьютерной томографии (КТ).Результаты: установлено, что средний показатель рентгенологической плотности для спонгиозной костной ткани ББК составляет 314,8 HU, модуля упругости — 581,5 МПа. Для МБК средние значения соответствующих показателей были равными 258,9 HU и 374,7 МПа; для таранной кости — 255,6 HU и 445,3 МПа соответственно. Для корковой ткани диафиза ББК среднее значение рентгенологической плотности составило 1 887,7 HU, модуля упругости — 10 002,8 МПа. В результате регрессионного анализа установлена корреляция между рентгенологической плотностью костной ткани и ее модулем упругости в зоне голеностопного сустава. Выявленная зависимость для корковой кости описывается формулой E = 6,3 ∙ HU – 1905; а для спонгиозной — E = 3 ∙ HU – 407.Выводы: применение полученных формул позволяет неинвазивно определять модуль упругости костной ткани пациентов на основе измерения рентгенологической плотности при стандартном КТ-исследовании с достаточной точностью.Мета: емпіричним шляхом (у натурному експериментальному дослідженні) визначити взаємозв’язок між рентгенологічною щільністю та модулем пружності кісткової тканини в ділянці надп’ятково-гомілкового суглоба.Методи: визначено модуль пружності 10 зразків коркової кісткової тканини великогомілкової кістки і 42 — спонгіозної кісткової тканини дистального відділу великогомілкової (ВГК), малогомілкової (МГК), надп’яткової кісток. Дослідження модуля пружності кісткової тканини проводили шляхом реєстрації лінійних переміщень за умов статичних і квазістатичних компресійних навантажень. Рентгенологічну щільність в одиницях Хаунсфілда (HU) оцінювали за допомогою комп’ютерної томографії (КТ).Результати: встановлено, що середній показник рентгенологічної щільності для спонгіозної кісткової тканини ВГК становить 314,8 HU, модуля пружності — 581,5 МПа. Для МГК середні значення відповідних показників були рівними 258,9 HU і 374,7 МПа; для надп’яткової кістки — 255,6 HU і 445,3 МПа відповідно. Для коркової тканини діафіза ВГК середнє значення рентгенологічної щільності склало 1 887,7 HU, модуля пружності — 10 002,8 МПа. У результаті регресійного аналізу встановлена кореляція між рентгенологічною щільністю кісткової тканини та її модулем пружності в зоні надп’ятково-гомілкового суглоба. Виявлена залежність для коркової кістки описується формулою E = 6,3 ∙ HU – 1905, а для спонгіозної — E = 3 ∙ HU – 407.Висновки: застосування отриманих формул дає змогу неінвазивно визначати модуль пружності кісткової тканини пацієнтів на підставі вимірювання рентгенологічної щільності під час стандартного КТ-дослідження з достатньою точністю

Обґрунтування шляхів підвищення завадозахищеності систем радіозв’язку спеціального призначення

The object of research is the military radio communication system. One of the most problematic areas in the military radio resources management is the interference of military radio systems and facilities. A number of works have been devoted to the study of ways to increase the noise immunity of military radio communication systems and facilities. However, the known works contain some research results by scientists, which are aimed at increasing the noise immunity of military radio communication systems and devices and do not have a comprehensive approach. This work solves the problem of substantiating ways to increase the noise immunity of military radio communication systems and facilities. The scientific problem is solved by substantiating the methodological principles of increasing the noise immunity of military radio communication systems in conditions of a priori uncertainty. During the research, the authors used the main provisions of the queuing theory, the theory of automation, the theory of complex technical systems, as well as general scientific methods of cognition, namely analysis and synthesis. The novelty is that in the course of work: – the purpose of functioning of the noise protection system of military radio communication systems is formulated; – indicators and criteria for increasing the noise immunity of military radio communication systems have been determined; – decomposition of the solution of this problem into problems depending on the signal and noise situation is carried out. An approach based on the hierarchical decomposition of the networks functional structure, the behavior of which is described by stochastic differential (or difference) equations of the high dimension state, into a number of interconnected but simpler functional structures is used for the functional description of military radio communication systems. The proposed approach to describe the behavior of military radio systems will allow to decompose the military radio system state and increase the efficiency of decision-making to adjust operating modes and parameters in real time. The results of the research should be used at the stage of parameters operational management and modes of the system operation.Объектом исследования является система военной радиосвязи. Одним из самых проблемных мест при управлении радиоресурсом военных радиосетей является помехозащищенность систем и средств военной радиосвязи. Исследованию путей повышения помехозащищенности систем и средств военной радиосвязи посвящен ряд работ. Однако известные работы содержат отдельные результаты исследований ученых, направленных на повышение помехозащищенности систем и средств военной радиосвязи и не имеют комплексного подхода. В данной работе решена задача обоснования путей повышения помехозащищенности систем и средств военной радиосвязи. Научная задача решена с помощью обоснования методологических основ повышения помехозащищенности систем военной радиосвязи в условиях априорной неопределенности. В ходе проведенного исследования авторами работы были использованы основные положения теории массового обслуживания, теории автоматизации, теории сложных технических систем, а также общенаучных методов познания, а именно анализа и синтеза. Новизна заключается в том, что в ходе работы: – сформулирована цель функционирования системы помехозащищенности систем военной радиосвязи; – определены показатели и критерии повышения помехозащищенности функционирования систем военной радиосвязи; – проведена декомпозиция решения данной проблемы на задачи в зависимости от сигнальной и помеховой обстановки. Для функционального описания систем военной радиосвязи применяется подход, основанный на иерархической декомпозиции функциональной структуры сетей, поведение которых описывается стохастическими дифференциальными (или разностными) уравнениями состояния высокой размерности, на ряд взаимосвязанных, но простых функциональных структур. Предложенный подход по описанию поведения систем военной радиосвязи позволит провести декомпозицию состояния системы военной радиосвязи и повысить оперативность принятия решений по корректировке режимов работы и параметров в режиме реального времени. Результаты исследования целесообразно использовать на этапе оперативного управления параметрами и режимами работы указанных систем.Об'єктом дослідження є система військового радіозв’язку. Одним з найбільш проблемних місць при управлінні радіоресурсом військових радіомереж є завадозахищеність систем та засобів військового радіозв’язку. Дослідженню шляхів підвищення завадозахищеності систем та засобів військового радіозв’язку присвячено низку робіт. Проте відомі роботи містять окремі результати досліджень вчених, що спрямовані на підвищення завадозахищеності систем та засобів військового радіозв’язку та не мають комплексного підходу. У даній роботі вирішено завдання обґрунтування шляхів підвищення завадозахищеності систем та засобів військового радіозв’язку. Наукове завдання вирішено за допомогою обґрунтування методологічних засад підвищення завадозахищеності систем військового радіозв’язку в умовах апріорної невизначеності. В ході проведеного дослідження авторами роботи були використані основні положення теорії масового обслуговування, теорії автоматизації, теорії складних технічних систем, а також загальнонаукові методи пізнання, а саме аналізу та синтезу. Новизна полягає в тому, що в ході роботи: – сформульована мета функціонування системи завадозахищеності систем військового радіозв’язку; – визначені показники та критерії підвищення завадозахищеності функціонування систем військового радіозв’язку; – проведена декомпозиція рішення даної проблеми на задачі в залежності від сигнальної та завадової обстановки. Для функціонального опису систем військового радіозв’язку застосовується підхід, заснований на ієрархічній декомпозиції функціональної структури мереж, поведінка яких описується стохастичними диференціальними (або різницевими) рівняннями стану високої розмірності, на ряд взаємопов’язаних, але простіших функціональних структур. Запропонований підхід з опису поведінки систем військового радіозв’язку дозволить провести декомпозицію стану системи військового радіозв’язку та підвищити оперативність прийняття рішень щодо корегування режимів роботи та параметрів в режимі реального часу. Результати дослідження доцільно використовувати на етапі оперативного управління параметрами та режимами роботи зазначених систем

Justification of Ways Increasing the Immunity of Special Purpose Radio Communications

The object of research is the military radio communication system. One of the most problematic areas in the military radio resources management is the interference of military radio systems and facilities. A number of works have been devoted to the study of ways to increase the noise immunity of military radio communication systems and facilities. However, the known works contain some research results by scientists, which are aimed at increasing the noise immunity of military radio communication systems and devices and do not have a comprehensive approach. This work solves the problem of substantiating ways to increase the noise immunity of military radio communication systems and facilities. The scientific problem is solved by substantiating the methodological principles of increasing the noise immunity of military radio communication systems in conditions of a priori uncertainty. During the research, the authors used the main provisions of the queuing theory, the theory of automation, the theory of complex technical systems, as well as general scientific methods of cognition, namely analysis and synthesis. The novelty is that in the course of work: – the purpose of functioning of the noise protection system of military radio communication systems is formulated; – indicators and criteria for increasing the noise immunity of military radio communication systems have been determined; – decomposition of the solution of this problem into problems depending on the signal and noise situation is carried out. An approach based on the hierarchical decomposition of the networks functional structure, the behavior of which is described by stochastic differential (or difference) equations of the high dimension state, into a number of interconnected but simpler functional structures is used for the functional description of military radio communication systems. The proposed approach to describe the behavior of military radio systems will allow to decompose the military radio system state and increase the efficiency of decision-making to adjust operating modes and parameters in real time. The results of the research should be used at the stage of parameters operational management and modes of the system operation

Justification of the Methodological Bases for the Management of the Radio Resource of Special Purpose Radio Communication Systems Under Conditions of Prior Uncertainty

The problem of substantiation of methodological bases of radio resource management of military radio communication systems in the conditions of a priori uncertainty is solved in the work. The object of research is the military radio communication system. One of the most problematic places in the management of military radio resources is the inability to carry out a hierarchical management of the parameters and modes of operation of both individual radios and the military radio system as a whole. This reduces the efficiency of the system itself and the efficiency of its application. The scientific problem is solved by substantiating the methodological principles of radio resource management of military radio communication systems in conditions of a priori uncertainty. During the research, the authors used the main provisions of the theory of queuing, the theory of automation, the theory of complex technical systems, as well as general scientific methods of cognition, namely analysis and synthesis. The novelty is that in the course of work: – the purpose of functioning of an operative management subsystem of a radio resource of military radio communication systems is formulated; – indicators and criteria of functioning efficiency of military radio communication systems are determined; – decomposition of the solution of this problem into problems depending on the signal and noise situation is carried out. An approach based on the hierarchical decomposition of the functional structure of networks, the behavior of which is described by stochastic differential (or difference) equations of the high dimension state, into a number of interconnected but simpler functional structures is used for the functional description of military radio communication systems. It will allow to make a decomposition of the state of the military radio system and increase the efficiency of decision-making on adjusting the modes of operation and parameters of the military radio system in real time. The research results should be used at the stage of operational management of parameters and modes of these systems operation