MEASURING AND COMPUTING DEVICES IN TECHNOLOGICAL PROCESSES

ПРОГНОЗУВАННЯ ЯКОСТІ ПРОГРАМНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ НА ОСНОВІ НЕЧІТКОЇ ЛОГІКИ (ЧАСТИНА 1. ФУНКЦІЇ НАЛЕЖНОСТІ ЛІНГВІСТИЧНИХ ЗМІННИХ)

Ірина ПІХ — 2024-11-28

У сучасних умовах розроблення програмного забезпечення важливою проблемою є забезпечення його високої якості. Одним з ефективних підходів до прогнозування якості програмного забезпечення вважається застосування засобів нечіткої логіки, яка дозволяє враховувати невизначеності та нечіткості оцінок різних факторів впливу. В роботі реалізовано підхід до прогнозування якості програмного забезпечення, заснований на використанні лінгвістичних змінних для опису факторів, що впливають на якість програмного забезпечення. Структура публікації передбачає короткі теоретичні описи етапів дослідження, підкріплені практичними рекомендаціями. У зв’язку з великим обсягом, матеріал дослідження поділено на дві частини, перша з яких подається до опублікування.

Виконано аналіз літературних джерел, дотичних до тематики статті. Відзначено, що публікації, які стосуються оцінювання якості програмного забезпечення на основі нечіткої логіки, послуговуються неповним переліком чинників впливу на ступінь добротності програм. Вказане додатково підтверджує актуальність виконаного нами дослідження, в якому вихідна множина впливових факторів максимально повно відтворює характеристики якості програмного забезпечення, наведені у стандарті.

Виокремлено фактори впливу на якість програмного забезпечення, трансформовані лінгвістичними змінними, значення яких описано лінгвістичними термами, що утворюють універсальну терм-множину. Для кожної лінгвістичної змінної побудовано функції належності, що відображають ступінь відповідності кожного терму реальному значенню фактора. Обумовлено передумови доцільності застосування моделі нечіткого логічного виведення для прогнозування якості програмного забезпечення. Запроектовано модель логічного виведення, яка відтворює ієрархію взаємозв’язків між лінгвістичними змінними та ступенями якості програмного забезпечення. Виконано розрахунок значень функцій належності лінгвістичної змінної «тестування», виконаний на основі аналізу та опрацювання матриць попарних порівнянь, елементами яких стали ранги пріоритетності лінгвістичних змінних. Здійснено візуалізацію функцій належності у графічному відображенні, що обумовлює ступінь причетності фактора до певного рівня якості програмного забезпечення залежно від означеного терму.

АУДИТ І КОНТРОЛЬ ЯКОСТІ ХАРЧОВИХ ПРОДУКТІВ У КРАЇНАХ ЄС ТА СВІТУ

Артем АНТОНЕНКО — 2024-11-28

У статті розглянуто нормативно-правові акти та інші документи та літературні джерела щодо державного контролювання безпечності та якості харчових продуктів у Великій Британії, Німеччині, Франції, США та Японії. Від якості та безпечності харчових продуктів великою мірою залежить здоров’я кожної нації. В будь-якій країні на державному рівні регулюють вимоги, щодо безпечності та якості продукції й забезпечують їх дотримання. Одним зі способів такого забезпечення є державне контролювання. У статті проаналізовано практики контролювання якості та безпечності харчових продуктів у США, Німеччині, Франції, Великій Британії та Японії. Виявлено собливості, що у практиці контролювання якості та безпечності харчових продуктів у вивчених країнах є як спільні правила, так і особливі. В усіх країнах контроль за якістю і безпечністю харчових продуктів здійснюють державні органи. В усіх країнах під час контролювання особливу увагу звертають на достовірність марковання продукції. За неправильне марковання передбачено заборону реалізації продукції, вилучення з обігу або знищення особливо небезпечної, а у Франції та США – навіть кримінальну відповідальність. Основну відповідальність за небезпечну харчову продукцію в усіх країнах несуть виробники або постачальники продукції, які надали її в обіг. У США та Японії обов’язково в маркованні має бути інформація щодо наявності алергенів у харчовому продукті. У США, щоб продукцію виробника можна було постачати для державного замовлення, на підприємстві має бути впроваджено систему управляння якістю згідно з вимогами ISO 9001, а в Японії, щоб одержати дозвіл на виготовлення харчових продуктів, необхідно довести, що забезпечено належний санітарно-гігієнічний контроль упровадженням системи НАССР. У Німеччині, Великій Британії, Японії контролювання якості та безпечності покладено на органи місцевого самоврядування. У Німеччині на всій території діє програма моніторингу безпечності продукції, що дає можливість відстежувати появу на ринку небезпечної продукції, а також перевіряти дієвість установлених ГДК небезпечних речовин. Наявність «паспортів» на готовий харчовий продукт перевіряють лише у Франції, хоча такий документ у країнах ЄС обов’язковий. У Франції та Японії виняткове значення приділяють освіті школярів з питань безпечності харчових продуктів.

МЕТОД МАШИННОГО НАВЧАННЯ В УПРАВЛІННІ ПРОГРАМНИМИ ПРОЕКТАМИ

Ганна БЕДРАТЮК — 2024-11-28

У статті досліджуються впровадження машинного навчання та штучного інтелекту (ШІ) в управління програмними проектами, демонструючи, як ці технології можуть суттєво підвищити ефективність і точність управлінських процесів. Основна увага приділяється використанню машинного навчання для автоматизації планування, прогнозування витрат, оптимізації розподілу ресурсів та управління ризиками. Описано, як моделі машинного навчання, такі як мовні моделі та метаевристичні алгоритми, сприяють прийняттю рішень у реальному часі, зменшують ризики перевитрат і підвищують продуктивність команд. Кейс-стадії демонструють економічні переваги впровадження ШІ. У статті також розглядаються виклики, пов'язані з інтеграцією машинного навчання в існуючі системи управління, а також перспективи його подальшого розвитку в контексті інноваційних технологій

ВАЛІДАЦІЯ ДИНАМІЧНИХ ПОВІДОМЛЕНЬ МЕТОДУ АДАПТИВНОГО ЛОГУВАННЯ

Ілля СУПРУНЕНКО — 2024-11-28

Технології, та технології програмного забезпечення, є одним із головних рушіїв прогресу в людському суспільстві. Вони дозволяють вирішувати існуючі задачі більш ефективно, а також знаходити рішення для проблем, які були занадто складними для розв'язання. Охоплення та важливість їх впливу на повсякденне життя важко переоцінити. Щоб мати змогу задовольнити зростаючий попит, програмні рішення стають більш складними, вирішуючи численні повсякденні задачі для мільйонів користувачів. Однак як наслідок з'являються нові виклики, в тому числі пов'язані з інформаційною безпекою. І мова не лише про аспекти цілісності, доступності та конфіденційності, але також - що не менш важливо - про контроль та спостережність. Із зростанням масштабів систем програмного забезпечення, все більшим викликом є задача спостереження за їх станом та поведінкою.
Ця робота розглядає аспект інформаційної безпеки, що стосується спостережності, а саме метод адаптивного логування для систем програмного забезпечення та динамічну варіацію лог-повідомлень, що дозволяє виконувати динамічні обчислення перед виводом інформації про систему. Окрім більшої гнучкості дана варіація також робить можливими небажані сторонні ефекти, оскільки динамічна природа дозволяє виконання майже будь-якого коду. Мета цієї роботи полягає в демонстрації рішення, що дозволить перевірити та запобігти виконанню небажаного коду. Для цього використано підхід, що використовує аналіз абстрактних синтаксичних дерев на основі JSON-схем. Деревовидна структура АСД, а також подібність між згенерованою структурою та JSON-схемами дозволяє точніше та простіше налаштовувати обробку динамічного коду, що в свою чергу зменшує ймовірність несподіваної поведінки. Також продемонстровано інтеграцію в існуючу формальну основу методу адаптивного логування з поясненнями необхідних змін та їх особливостей.

ВДОСКОНАЛЕННЯ ІСНУЮЧИХ АЛГОРИТМІВ ВИЯВЛЕННЯ ТА БОРОТЬБИ ЗІ ШКІДЛИВИМИ ПРОГРАМАМИ

Андрій СЕМЕНЮК — 2024-11-28

У цій статті розглянуто вдосконалення існуючих алгоритмів для ефективного виявлення та боротьби зі шкідливими програмами у комп'ютерних системах. Основна наукова новизна роботи полягає в інтеграції графових баз даних з алгоритмами машинного навчання для виявлення складних взаємозв'язків між компонентами системи, використанні інтелектуальної обробки великих даних для аналізу мережевого трафіку у реальному часі, а також у застосуванні Explainable AI для підвищення прозорості та довіри до рішень, які приймає система. Запропоновані методи спрямовані на покращення точності, продуктивності та пояснюваності систем виявлення шкідливих програм. Дослідження також включає аналіз ефективності запропонованих підходів у порівнянні з існуючими методами, зокрема оцінку їхньої продуктивності у різних сценаріях кібербезпеки. Визначено, що використання графових баз даних дозволяє краще моделювати взаємодії між компонентами системи, що підвищує ефективність виявлення загроз. Застосування Explainable AI дозволяє не тільки виявляти шкідливі програми, але й надавати обґрунтовані пояснення щодо виявлених загроз, що значно покращує можливості адміністраторів у прийнятті рішень та підвищує загальний рівень безпеки.

МОДЕЛЬ ДЛЯ АНАЛІЗУ СТАЦІОНАРНИХ СКЛАДОВИХ СИГНАЛІВ З ЄМНІСНИХ СЕНСОРІВ БИТТЯ ВАЛІВ ГІДРОГЕНЕРАТОРІВ

Євген ЗАЙЦЕВ — 2024-11-28

Критичне значення для виробництва, передавання та розподілу електричної енергії має стабільна робота енергетичного обладнання, оскільки вихід з ладу будь-якої її частини може призвести до серйозних порушень в енергосистемі, впливаючи на її надійність та якість електроенергії. Важливим завданням є своєчасний моніторинг технічного стану критично важливих вузлів, оскільки внутрішні фізико-хімічні, термічні та механічні процеси можуть призвести до дефектів у конструкції генераторів. Приблизно половина поломок генеруючих машин пов'язана із проблемами перекосу та розбалансування. Підвищені навантаження на опори та зношування підшипників є наслідками цих дефектів, що погіршує працездатність гідроагрегатів. Системи вібраційного контролю переважно використовують акселерометри, але їхня ефективність обмежена, оскільки вони не дають можливості точно виявити місця виникнення дефектів.

Представлено переваги одночасного вимірювання параметрів биття вала та вібраційних сигналів для отримання більш детальної інформацію для діагностики. Показано, що встановлення сенсорів поблизу вузлів гідроагрегату дозволяє отримувати сигнали, необхідні для оцінки стану, а аналіз вихідних сигналів ємнісних вимірювачів забезпечує високу точність моніторингу, що, в свою чергу, підвищує ефективність управління технічним станом гідрогенераторів. Визначено, що такий аналіз можливий при проведенні досліджень на комп’ютерних моделях, основою яких є моделі вимірювальних сигналів. Розроблено моделі вихідного сигналу ємнісних вимірювачів биття валів для проведення аналізу факторів, що сприяють дефекти в гідрогенераторах.

МОДЕЛЮВАННЯ ПРОЦЕСУ РОЗРОБКИ МОБІЛЬНОГО ЗАСТОСУНКУ ЗА МЕТОДОЛОГІЄЮ IDEF0

Альона КУДРЯШОВА — 2024-11-28

Побудовано дерево проблем та дерево цілей для кращого розуміння аспектів створення мобільного застосунку. Виокремлено основні можливі проблеми: хаотичне розташування функціональних блоків, недостатня популярність аплікації, непрацюючий мобільний додаток. Сформовано цілі: аналіз інформаційного ринку, розроблення UX/UI дизайну, проведення рекламної кампанії, розроблення мобільного застосунку, реліз.

Розглянуто моделювання процесу розробки мобільного застосунку за методологією IDEF0, яка є потужним інструментом для забезпечення чіткого і структурованого підходу до проєктування. Методологія IDEF0 дозволяє візуалізувати ключові етапи процесу, визначити функції кожного елемента системи та встановити взаємозв'язки між ними. Побудовано контекстну діаграму та здійснено її декомпозицію. Представлено діаграми функціональних блоків «Розробити UX/UI дизайн мобільного додатку», «Виконати верстку», «Провести тестування створеного мобільного додатку», «Реліз мобільного додатку». Продемонстровано прототипи типових сторінок на прикладі мобільного застосунку контролю харчування та фізичних навантажень.

НОВИЙ МЕТОД ВИЯВЛЕННЯ ДЕФЕКТІВ ДРУКОВАНОЇ ПЛАТИ НА ОСНОВІ YOLOv8

Михайло ІЛЬЧУК — 2024-11-28

Щоб вирішити проблеми з виявленням дефектів друкованої плати, я розробив новий алгоритм, побудований на вдосконаленій структурі YOLOv8. Цей підхід спрямований на підвищення точності виявлення, одночасно зменшуючи складність моделі, що робить його добре придатним для виявлення менших цілей і ефективного функціонування в середовищах з обмеженими ресурсами. Алгоритм починається з удосконаленої структури мережі шиї, яка скорочує кількість параметрів моделі та обчислювальних вимог, покращуючи ефективність використання ресурсів. Крім того, включення ShuffleAttention і структури BiFPN посилює здатність моделі об’єднувати функції в різних масштабах, значно підвищуючи її продуктивність з меншими цілями.
Крім того, я замінив поширену функцію втрати CIoU на функцію втрати WIoU, що робить модель точнішою та надійнішою у її можливостях виявлення. Під час випробувань ця вдосконалена модель досягла вражаючих результатів: показники mAP50 і mAP90-95 досягли 93,4% і 48,3% відповідно. Більше того, параметри моделі, GFLOP та розмір ваги були зменшені на 33%, 12% та 32% відповідно, зменшивши їх до 1,882M, 7,0 та 4,3M. Це робить рішення не тільки високоефективним і точним, але й легким — ідеальним для використання в обмежених середовищах, таких як мобільні пристрої та вбудовані системи.

ІНТЕГРАЦІЯ LILYGO LORA32 У БАГАТОКАНАЛЬНУ РАДІОТЕХНІЧНУ СИСТЕМУ НА FPGA ДЛЯ ЧАСТОТНИХ ПЕРЕТВОРЮВАЧІВ ФІЗИЧНИХ ВЕЛИЧИН

Олександр ОСАДЧУК — 2024-11-28

У роботі представлено розширення функціональних можливостей багатоканальної системи паралельного вимірювання частоти на основі FPGA фірми Altera Cyclone IV. Основним завданням є інтеграція модуля Lilygo LORA32, що забезпечує можливість попередньої обробки та передачі даних через бездротові канали зв'язку, такі як Lora, WiFi та Bluetooth. Удосконалено багатоканальний універсальний вимірювальний прилад, який має 12 вимірювальних каналів для сенсорів з частотним виходом, базується на мікропроцесорному ядрі NIOS II та може взаємодіяти з цифровими сенсорами фізичних величин. Описано налаштування середовища розробки, створення драйвера UART для зчитування виміряних даних, парсинг отриманих даних, обробку та перевірку помилок, а також запаковування даних у компактний формат для подальшої передачі. Проведено експериментальні дослідження та аналіз результатів, що демонструють ефективність і надійність запропонованої системи.

АСПЕКТИ РОЗРОБКИ СИСТЕМ ФЕДЕРАТИВНОГО НАВЧАННЯ В ЛЮДИНООРІЄНТОВАНОМУ ПРОМИСЛОВОМУ ПІДПРИЄМСТВІ

Олена ПАВЛЮК — 2024-11-28

При переході від Індустрії 4.0 до Індустрії 5.0 фокус сучасної промисловості зміщується від людиноорієнтованості до людиноцентричності. Федеративне навчання (ФН) є найбільш ефективною інноваційною концепцією машинного навчання смарт індустрії. У цій публікації проаналізовано підходи до розробки людиноцентричних систем ФН, що впроваджуються на промислових підприємствах з використанням керованих робототехнічних платформ, інтернету речей персоналу та промислового інтернету речей. Проаналізовано схеми локально-централізованих і глобально-централізованих ФН. Для промислового підприємства розроблено покрокову реалізацію локально-централізованої та глобально-централізованої ФН.

Виявлено, що локально-централізоване ФН забезпечує високий рівень захисту конфіденційності, оскільки дані обробляються і зберігаються безпосередньо на пристрої. Використання централізованого сервера зменшує затримки обробки даних. Однак загальність моделі обмежена, оскільки агреговані дані можуть не враховувати умови роботи всього підприємства.

Широкий спектр умов може бути врахований і модель може бути збагачена за допомогою глобально-локально-централізованої ФН. Модель виявилася корисною при розробці систем для промислових компаній, що використовують інтернет речей персоналу та промисловий інтернет речей. Така архітектура підвищує ризик втрати конфіденційності через централізований обмін даними. Передача великих обсягів оновлених моделей є критичною у випадку ресурсомістких процесів.

ЗАСТОСУВАННЯ СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛІЗУ ЗВУКОВИХ ХВИЛЬ ДЛЯ ВИЯВЛЕННЯ НЕСПРАВНОСТЕЙ ДВИГУНІВ ВНУТРІШНЬОГО ЗГОРЯННЯ В АВТОМОБІЛЯХ

Ольга МАРКІНА — 2024-11-28

У даній статті розглянуто методи вдосконалення безконтактного контролю двигунів внутрішнього згоряння) автомобілів шляхом аналізу звукових сигналів їх роботи. Основною метою дослідження було впровадження новітніх акустичних технологій та спектрального аналізу для виявлення несправностей на ранніх етапах експлуатації двигунів. Проведено експериментальні дослідження із записом звуків роботи двигуна в різних режимах за допомогою стандартних пристроїв, зокрема смартфону Samsung A54. Результати дослідження показали, що спектральний аналіз звукових хвиль є ефективним інструментом для діагностики технічного стану ДВЗ.

У статті представлено графіки звукових хвиль, що ілюструють різні режими роботи двигуна (з увімкненим і вимкненим кондиціонером, на різних передачах), а також графік абсолютних амплітуд для різних режимів. Аналіз даних показав наявність характерних аномалій, які можуть вказувати на несправності, такі як потрапляння повітря в систему двигуна, перевантаження через роботу кондиціонера та аномальні вібрації. Виявлені проблеми потребують додаткової діагностики для підтвердження і своєчасного усунення.

Запропонована методика дозволяє знизити витрати на технічне обслуговування двигунів за рахунок ранньої діагностики, що підвищує конкурентоспроможність підприємств автомобільної промисловості.

МЕТОД КЕРУВАННЯ ОСВІТЛЕННЯМ У КІБЕРФІЗИЧНІЙ СИСТЕМІ «РОЗУМНИЙ ДІМ»

Сергій АЛЕКСОВ — 2024-11-28

Наразі актуальною проблемою є забезпечення можливості розпізнавання ситуацій та підтримки прийняття рішень у кіберфізичній системі «Розумний дім». Проведене дослідження відомих методів показало, що: наявні рішення передбачають розпізнавання ситуацій та підтримку прийняття рішень лише, як правило, для однієї-двох підсистем кіберфізичної системи «Розумний дім», а також не передбачають можливості оцінювання достатності інформації для прийняття рішень у кіберфізичній системі «Розумний дімк». Тому метою нашого загального дослідження є розпізнавання ситуацій та підтримка прийняття рішень для всіх п’яти підсистем кіберфізичної системи «Розумний дім» із оцінюванням достатності інформації для прийняття всіх рішень шляхом розроблення комплексної системи розпізнавання ситуацій та підтримки прийняття рішень у кіберфізичній системі «Розумний дім», а метою даного дослідження є розпізнавання ситуацій та підтримка прийняття рішень у підсистемі керування освітленням житла кіберфізичної системи «Розумний дім». Розроблений у статті метод керування освітленням у кіберфізичній системі «Розумний дім» дозволяє внести необхідні параметри для подальшого автоматичного функціювання підсистеми керування освітленням житла кіберфізичної системи «Розумний дім» у приміщеннях, а також забезпечує користувачу підсистеми можливість швидкого та зручного налаштування необхідного режиму освітлення. Крім цього, розроблений метод передбачає розпізнавання різних ситуацій у світловому сценарії (достатній світловий потік, недостатній світловий потік, надлишковий світловий потік – згідно із діючими нормами освітлення) та підтримку прийняття рішень щодо освітлення житла згідно із заданим користувачем режимом освітлення (вікдриття/закриття засобів затінення, ввімкнення/вимкнення ламп – в залежності від розпізнаної ситуації).

АНАЛІЗ ВІДОМИХ МЕТОДІВ ТА ІНФОРМАЦІЙНИХ ТЕХНОЛОГІЙ РОЗПІЗНАВАННЯ ДИСФУНКЦІЇ КАРДІОСТИМУЛЯТОРА

Ілля ГРИЩУК — 2024-11-28

Пацієнтів із серцево-судинними захворюваннями, особливо з аритміями, необхідно спостерігати у режимі реального часу, щоб мінімізувати виникнення критичних станів, що можуть призвести до смерті. Діагностика серцево-судинних захворювань в тому числі й аритмій, також потребує постійного довготривалого моніторингу. Найкращим рішенням є постійний моніторинг частоти серцевих скорочень з використанням автоматизованих або автоматичних інструментів та технологій для моніторингу параметрів роботи серця.

На коректність роботи кардіостимулятора може впливати величезна кількість факторів: вік та зношеність кардіостимулятора, електромагнітні перешкоди, проблеми з вбудованим програмним забезпеченням кардіостимулятора, некоректне або погане підключення електродів кардіостимулятора, механічні ушкодження кардіостимулятора, низький заряд батареї кардіостимулятора, вплив високовольтного обладнання, біатрофія, викликана певними медичними процедурами, електростатичні розряди у навколишньому середовищі, інтерференція від бездротових пристроїв, екстремальні температури. Усі ці ризики повинні бути мінімізовані.

Нерозпізнані дисфункції кардіостимулятора можуть призвести до серйозних ускладнень в пацієнтів, тому виявлення проблем у ранній стадії є критично важливим для запобігання таких ускладнень.

На сьогодні актуальною є задача розроблення мультимодальної інформаційної технології, яка поєднуватиме декілька шляхів розпізнавання дисфункцій кардіостимулятора з метою забезпечення високої надійності їх виявлення – опрацьовуватиме діагностичні дані та повідомлення з кардіостимулятора, виконуватиме моніторинг роботи серця, зчитування електрокардіограми та аналіз серцевого ритму, застосуватиме спеціальні алгоритми для виявлення аномальних ситуацій, які можуть свідчити про дисфункцію кардіостимулятора, використовуватиме сенсори, що здатні виявляти зміни в серцевій діяльності, та автоматично повідомлятиме про будь-які виявлені дисфункції.

Як показав проведений аналіз, відомі на сьогодні рішення не розв’язують задачі розроблення мультимодальної інформаційної технології, яка поєднує всі шляхи розпізнавання дисфункцій кардіостимулятора з метою забезпечення високої надійності їх виявлення.

СТРУКТУРА ІНФОРМАЦІЙНОЇ ТЕХНОЛОГІЇ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ДОСТУПНОСТІ МИСТЕЦЬКИХ ОБ'ЄКТІВ ДЛЯ ЛЮДЕЙ З ВАДАМИ ЗОРУ

Олег ВОЙЧУР — 2024-11-28

Наразі актуальною задачею є забезпечення доступності до об’єктів мистецтва для людей з вадами зору шляхом розроблення інформаційної технології, яка дозволить перетворювати 2D зображення у 3D моделі та формуватиме опис до них шрифтом Брайля (наприклад, опис кольорової гами, короткий опис того, що зображено на картині, тощо).

Мозок сліпої людини в змозі перетворювати тактильну інформацію у візуальні образи, відтак тактильні картини, створені з використанням технологій 3D моделювання та 3D друку, дадуть змогу незрячим людям «побачити» художні шедеври кінчиками своїх пальців. Змінна висота об'ємних елементів при створенні тактильної графіки для незрячих людей може ефективно та інтуїтивно передавати різні види інформації, відтак при розробленні інформаційної технології забезпечення доступності до об’єктів мистецтва для людей з вадами зору важливим та актуальним завданням буде розпізнавання 2D зображення та його 3D моделювання (нарощення рельєфу для отримання зображення тривимірного об’єкту, а також математична модель, яка описує конструкцію об’єкту, розташування його точок в просторі, математичний опис поверхонь об’єкту). Проведений аналіз відомих методів і засобів розпізнавання 2D зображень та їх 3D моделювання показав, що, незважаючи на ряд наявних засобів рендерингу 2D зображень у 3D моделі, методи і засоби для рендеринга саме об’єктів мистецтва (картин) у 3D моделі наразі відсутні.

Запропонована інформаційна технологія забезпечення доступності до об’єктів мистецтва для людей з вадами зору є мультимодальною – вона автоматизує (з метою спрощення виконання) перетворення 2D-картини у її 3D-модель, готову для друку на 3D-принтері, а також формує опис до картини шрифтом Брайля, готовий для друку на тифлопринтері. Основним джерелом інформації, і відповідно первинною інформацією, в інформаційній технології забезпечення доступності до об’єктів мистецтва для людей з вадами зору є 2D-картина, а також відповіді на запитання опитувальника щодо кольорової гами та змісту зображення на картині.

ПІДХІД ДО ВИЯВЛЕННЯ АНОМАЛЬНОГО МЕРЕЖЕВОГО ТРАФІКУ З ВИКОРИСТАННЯМ АЛГОРИТМІВ LOF ТА HBOS

Наталія ПЕТЛЯК — 2024-11-28

Стаття присвячена проблемі виявлення аномалій у сучасних комп’ютерних мережах, яка є однією з основних загроз кібербезпеці. З розвитком Інтернет-технологій кількість пристроїв і обсяг мережевого трафіку постійно зростає, що призводить до збільшення ризику різноманітних кіберзагроз, таких як DDoS-атаки, атаки нульового дня, використання вразливостей протоколів. Аномальний мережевий трафік може бути наслідком зловмисної діяльності чи технічних збоїв, наприклад помилок конфігурації або апаратних збоїв. Для виявлення таких загроз використовуються спеціалізовані алгоритми та методи аналізу великих обсягів даних. У статті розглянуто основні методи виявлення аномалій у мережевому трафіку, включаючи класичні підходи та сучасні методи глибокого та машинного навчання. Особливу увагу приділено ефективності використання методів на основі згорткових нейронних мереж, довготривалої пам’яті та їх комбінацій для виявлення аномалій. Проведено аналіз недоліків та переваг різних підходів до виявлення аномального трафіку, таких як високі обчислювальні вимоги та складність налаштування моделей. Проте відзначається їхня ефективність при аналізі великих обсягів даних. Робота досліджує застосування методів неконтрольованого машинного навчання, що дозволяє аналізувати мережевий трафік у реальному часі без необхідності попереднього маркування даних. У статті також розглянуто перспективи подальшої апробації запропонованих методів у реальних мережах. Комбіноване використання LOF і HBOS збалансовує точність виявлення аномалій і швидкість обробки даних, необхідну для забезпечення безперервної роботи системи в мережах з високим навантаженням.

ПРОБЛЕМАТИКА ПРОЄКТУВАННЯ ПРОГРАМНИХ СИСТЕМ НА ОСНОВІ ПОДІЙНО-ОРІЄНТОВАНИХ АРХІТЕКТУР (EDA)

Артем ВОЛОКИТА — 2024-11-28

У сучасному швидкоплинному світі інформаційні системи повинні обробляти величезні обсяги даних з мінімальною затримкою, що призводить до ускладнення архітектури розподілених систем. Подійно-орієнтована архітектура (ПОА) стала найбільш гнучким та масштабованим рішенням для задоволення зростаючих функціональних вимог, що робить її пріоритетним вибором для проектів з високим навантаженням. Проте впровадження ПОА вимагає ретельного планування на етапі проектування системи, оскільки помилки можуть бути дорогими та призвести до повного збою системи під час великих навантажень.

Ця стаття надає всебічний огляд критичних проблем при проектуванні подійно-орієнтованих архітектур та досліджує ефективні стратегії їх вирішення, забезпечуючи надійну та стабільну роботу системи.

ІННОВАЦІЙНІ МЕТОДИ ДІАГНОСТИКИ ГАЛЬМІВНИХ СИСТЕМ У ТРАНСПОРТНИХ ЗАСОБАХ

Роман ІВАСЬКІВ — 2024-11-28

Дослідження присвячено розробці інноваційної системи діагностики гальмівного вузла транспортного засобу з використанням сучасних технологій, таких як інтелектуальні датчики для вимірювання температури та вібрації, а також алгоритми машинного навчання. У даній статті розглянуто архітектуру системи, яка складається з апаратної частини, серверної платформи для обробки даних та користувацького інтерфейсу. Особливу увагу приділено процесу обробки сигналу, який включає центрування, фільтрацію та перетворення в частотну область вхідного сигналу, що дозволяє виділити релевантні компоненти сигналу для подальшого аналізу.

Запропоновано три підходи до реалізації обробки вхідних даних з транспортного засобу: хмарне середовище, локальна обробка та комбінований підхід. Зроблено акцент на ефективності кластеризації та виявленні аномалій у потоках даних для підвищення точності діагностики. Використання системи дозволяє, користувачу своєчасно бути проінформованим про несправності засобу, через мобільний додаток або інформаційну консоль автомобіля, що сприяє підвищенню загальної безпеки транспортного засобу. У статті також проаналізовано можливість застосування методу FMEA для оцінки ризиків та наслідків відмов.

ВИЯВЛЕННЯ ТА КЛАСИФІКАЦІЯ КІБЕРЗАЛЯКУВАНЬ У ЦИФРОВИХ ТЕКСТАХ ЗАСОБАМИ ШТУЧНОГО ІНТЕЛЕКТУ

Олена СОБКО — 2024-11-28

У статті запропоновано комплексний підхід до виявлення та класифікації кіберзалякувань у цифрових текстах за допомогою штучного інтелекту. Підхід складається з трьох етапів: оцінювання та коригування репрезентативності датасету з урахуванням етичних критеріїв, нейромережевого виявлення та класифікації кіберзалякувань за різними типами (віковими, релігійними, етнічними, гендерними тощо), а також візуальної інтерпретації результатів моделі. Підхід дозволяє забезпечити неупередженість та відповідність етичним вимогам, а також надає пояснення рішень моделі щодо кожного виявленого типу кіберзалякування, що підвищує прозорість і довіру до систем штучного інтелекту. Результати дослідження підтверджують ефективність підходу, зокрема точність не нижче 94% для моделей BiLSTM і BERT для виявлення та класифікації кіберзалякувань, а також успішну адаптацію текстових датасетів до репрезентативних розподілів.

НЕЙРОМЕРЕЖЕВЕ ВИЯВЛЕННЯ І КЛАСИФІКАЦІЯ ПРИЙОМІВ ТА ОБ’ЄКТІВ ПРОПАГАНДИ У ТЕКСТОВОМУ КОНТЕНТІ

Марина МОЛЧАНОВА — 2024-11-28

Запропоновано підхід до нейромережевого виявлення і класифікації прийомів та об’єктів пропаганди у текстовому контенті, що складається з трьох послідовних етапів та забезпечує ефективне виявлення наявності пропаганди, класифікацію використаних технік пропаганди, та встановлення об’єктів виявленого пропагандистського впливу. Етап класифікації текстів за вмістом пропаганди нейромережевими моделями глибокого навчання дозволяє виявляти як явні, так і приховані пропагандистські меседжі, що забезпечує більш глибоке розуміння послідовності та контексту в текстовому контенті та дозволяє досягнути точності 97.83%. Етап виявлення прийомів пропаганди за маркерами із візуальною інтерпретацією прийнятих рішень дозволяє перетворювати вхідні дані у вигляді тексту для аналізу та навчених окремим технікам 17 моделей машинного навчання у вихідні дані, які містять числові оцінки наявності кожної з технік пропаганди із візуальною аналітикою присутності детектованих маркерів пропаганди, що забезпечує виявлення різних пропагандистських технік з мінімальною точністю 82,03%. Етап виявлення об’єктів пропаганди нейромережевими моделями глибокого навчання з візуальною інтерпретацією прийнятих рішень характеризується розширенням множини об’єктів пропаганди за рахунок додавання варіантів їх словесних подань і використанням контекстних вікон для виявлення взаємозв’язків між використаними прийомами та об’єктами пропаганди, що дало можливість виявлення об’єктів пропаганди та візуально їх інтерпретувати. Для візуальної інтерпретації одержаних результатів, формується візуальна аналітика щодо знайдених технік та об’єктів пропаганди, що дозволяє візуально спостерігати об’єкти впливу в рамках використовуваних технік пропаганди. Внаслідок розробки підходу, вирішено ряд проблем в напрямку автоматизації виявлення пропаганди, таких як відсутність комплексного аналізу взаємозв’язків прийомів і об’єктів пропаганди в текстах, та відсутність узагальнень для об’єктів пропаганди і їх альтернативних згадок у текстах.

АЛГОРИТМ НАЛАШТУВАННЯ КІЛЬКОСТІ ПОТОКІВ ДЛЯ ВИКОНАННЯ ФОНОВИХ ЗАДАЧ

Ігор ПАРХОМЕЙ — 2024-11-28

Сучасні програмні системи часто виконують одночасно велику кількість фонових задач, що може призводити до значного навантаження на сервери, яке призведе до зниження продуктивності роботи користувачів із веб-додатком. Ефективне налаштування кількості потоків для виконання таких задач дозволяє оптимізувати використання ресурсів, підвищити швидкість обробки задач та забезпечити стабільність системи. Враховуючи це, розробка алгоритму для автоматичного або ручного налаштування кількості потоків є критично важливою для підтримання високої продуктивності та надійності програмного забезпечення, особливо в умовах зростання обсягів даних та складності обчислювальних процесів. У статті представлено платформу проектування та виконання бізнес-сервісів, яка складається з кількох підсистем для підтримки фонових процесів та масштабованої обробки запитів. Описано підхід до обробки запитів на основі потоків та подій, що забезпечує оптимальну продуктивність і гнучкість. Архітектура платформи базується на трьох основних шарах: презентаційному, логічному та шарі даних, які взаємодіють для ефективної обробки користувацьких запитів. Детально розглянуто підсистеми планувальника, виконання фонових операцій та бізнес-процесів, що дозволяють автоматизувати задачі, оптимізувати ресурси й інтегрувати систему із зовнішніми сервісами. Представлені рішення забезпечують масштабованість, зниження витрат на ресурси та покращення продуктивності веб-додатків.

ПОРІВНЯЛЬНИЙ АНАЛІЗ МОДЕЛЕЙ АТАК НА ІНФОРМАЦІЙНУ БЕЗПЕКУ

Віра ТІТОВА — 2024-11-28

В даній статті проведено аналіз існуючих на сьогоднішній день способів моделювання загроз інформаційної безпеки, зокрема атак.

На основі проведеного аналізу можна зробити висновки, що усі існуючі моделі атак мають низку загальних недоліків, а тому існує необхідність удосконалення та розробки нових методик визначення актуальних загроз безпеці інформації, що виключають існуючі недоліки.

Підвищити якість моделювання актуальних моделей загроз інформаційної безпеки можливо за рахунок визначення необхідних та достатніх показників та автоматизації процесу для виключення гіпотетичних помилок експертів.

МЕТОД ПРОГНОЗУВАННЯ МЕТРОЛОГІЧНИХ РИЗИКІВ ЯКОСТІ ПРОДУКЦІЇ

Ольга-Соломія АРТЕМУК — 2024-11-28

У статті розглядається застосування моделей прогнозування часових рядів для оцінки метрологічного ризику якості продукції на етапі виготовлення продукції. Метрологічний ризик, який визначається через такі параметри, як значущість ризику, ймовірність виникнення та ймовірність виявлення, виступає як часовий ряд, що потребує точного прогнозування для управління ризиками в виробничому процесі. Для прогнозування МР в даній роботі використовуються шість моделей: Facebook Prophet, Statsmodels SARIMAX, Forecaster Recursive, Forecaster Direct, LGBMRegressor та Linear Regression. Кожна з моделей була досліджена на даних, що охоплюють період з 1 січня 2023 року по 24 листопада 2024 року. Вхідні дані були поділені на два набори: для навчання нейронної мережі та для порівняння прогнозованих значень із дійсними. Результати дослідження показали, що найточніші прогнози метрологічного ризику забезпечуються моделями Facebook Prophet та Statsmodels SARIMAX, які продемонстрували найкращі результати за основними метриками точності, зокрема MAE, RMSE, MAPE та R2. Крім того, порівняння результатів прогнозування візуально продемонструвало, що ці моделі здатні точніше відображати реальні зміни в рівні ризику у часі. Логістична регресія та інші моделі, як показали результати, мають обмежену ефективність у прогнозуванні метрологічного ризику. Враховуючи результати дослідження, можна стверджувати, що використання моделей часових рядів є ефективним підходом для прогнозування метрологічних ризиків у виробничих процесах. Це дозволяє не лише знижувати ймовірність виникнення непередбачуваних ситуацій, а й оптимізувати контроль за якістю продукції. В подальшому планується удосконалення моделей для зниження рівня похибок, підвищення їх адаптивності до змінних умов виробництва та інтеграцію моделей прогнозування у системи прийняття рішень.

РОЗРОБКА ІНФОРМАЦІЙНО-ВИМІРЮВАЛЬНОЇ СИСТЕМИ ДЛЯ ВИЗНАЧЕННЯ ПИЛУ АВТОДОРІГ

Євгеній МИХАЙЛОВ — 2024-11-28

В статті розкрито актуальність вирішення проблеми визначення та контролю кількості пилу на дорогах .

Досліджено науково-технічні підходи до вимірювання PM2.5 та PM10, а такожпроаналізовано їх ефективність і практичне застосування

Наведеной аналіз існуючих чинників і факторів, що впливають на рівень запиленості доріг, а також досліджено сучасні методи та системи для вимірювання концентрації пилових частинок. Обґрунтувано вибір оптимального методу вимірювання та розробки інформаційно-вимірювальної системи, орієнтуючись на найкращі практики та вимоги до моніторингу якості повітря в умовах міського середовища.

При дослідженні дорожнього пилу особлива увага приділяється кількості пилу від автомобільного транспорту та умов, що сприяють пилоутворенню. При детальному вивченні механізмів утворення пилу, які зумовлені тертям шин об дорожнє покриття, що виникає внаслідок контакту гуми з асфальтом. Аналіз джерел був спрямований на ідентифікацію фізико-хімічних процесів, що супроводжують цей контакт, з метою оцінки їхнього внеску в загальне забруднення повітря.

В результаті аналізу літературних джерел було розглянуто методи та системи моніторингу запиленості повітря як за кордоном, так і в Україні. Особливу увагу було приділено методу оптичного розсіювання, який був обраний для дослідження. Цей метод дозволяє точно вимірювати концентрацію та розмір частинок пилу в повітрі, що робить його ефективним інструментом для моніторингу якості повітря.

Розроблено інформаційно-вимірювальну систему для визнвчення кількості пилу на дорогах в реальному часі з заданою точністю вимірювання Система допускає збереження даних, що дозволить використовувати отриману базу даних для контроля якості повітря в містах, впровадження ефективних екологічних ініціатив і прийняття обґрунтованих рішень у сфері охорони навколишнього середовища.

МОДЕРНІЗАЦІЯ УСТАНОВКИ ПРОЛИВНОЇ

Олег КОЛОМИЙЧЕНКО — 2024-11-28

Нестача питної води, забруднення повітря та відходи – ці проблеми є найбільш нагальними для українців згідно з результатами роботи Держекоінспекції, опитуванням Інституту Горшеніна, Представництва Фонду ім. Фрідріха Еберта в Україні. Згідно з результатами опитування, в Україні серед екологічних проблем, якими найбільше переймаються респонденти – забруднення водойм та дефіцит питної води (51,0%), зростання кількості побутових та промислових відходів (45,9%) та забруднення атмосферного повітря (38,1%) [1].

Лічильники тепла та води є досить важливими в системі тепло та водопостачання. За допомогою даного засобів вимірювальної техніки, що складаються з витратоміра, обчислювача та датчиків температури, ми можемо контролювати фактичневодоспоживання населення. Встановленняводолічильників суттєво зберігає бюджет. Для правильної роботи лічильників потрібно робити періодичну метрологічну повірку кожні 4 роки.

Проливна установка використовується для вимірювання і контролю рідини, що протікає через витратоміри в одиницю часу. Однак з роками точність проливних установок втрачається, що призводить до похибок в показаннях та не забезпеченняїх роботи на певному рівні, згідно до вимог ДСТУ EN 1434-5:2014. Таким чином, було прийнято рішеннящодо модернізаціїї установку пролисної УППР80, яка використовується уповноваженою лабораторією для повірки лічильників води та тепла.

В статті розглянути основні аспекти модернізації та вплив на ефективність її роботи. Модернізація існуючої проливної установки, а саме застосування встановленого сучасного устаткування, що зменшить час метрологічної повірки засобів вимірювальної техніки, відповідатиме методиці повірки ДСТУ EN 1434-5:2014, дозволить мінімізувати вплив дій оператора під час проведення повірки та збільшмть точності отриманих результатів.

РОЗРАХУНОК ПАРАМЕТРІВ ЦИФРОВОГО ДВІЙНИКА РОБОТА-МАНІПУЛЯТОРА PANDA ARM

Андрій СЕМЕНИШЕН — 2024-11-28

В останні десятиліття спостерігається зростання ступеня автоматизації технологічних процесів шляхом впровадження роботизованого обладнання. Відповідно, зростають вимоги до точності функціонування такого обладнання. Одним із шляхів пришвидшення та більш точного забезпечення цих показників є інтеграція моделювання та подальшої симуляції роботи такого обладнання як невід’ємний елемент розробки роботизованого обладнання. Віртуальне тестування ефективності функціонування роботизованого обладнання виконується на основі розробки високоточних віртуальних моделей, складних за конфігурацією, які отримали назву цифрових двійників.

У роботі розглядається створення цифрового двійника робота-маніпулятора Panda Arm на етапі розрахунку траєкторії його руху із забезпеченням максимальної ефективності та мінімального енергоспоживання. Для розрахунку траєкторії руху використовувався метод параболічного змішування, який передбачає розподіл траєкторії на лінійні ділянки руху із нульовим прискоренням та фіксованою швидкістю та параболічні фази руху, яким характерні максимальне прискорення.

Також в роботі проведено аналіз математичної моделі оцінки енергоспоживання на основі перетворення Лагранжа та рекурсивного алгоритму Ньютона-Ейлера. Виокремлення зазначених математичних залежностей дозволить в подальшому при роботі із цифровим двійником виконувати функції робота-маніпулятора при мінімальному енергоспоживанні. При розрахунку енергоспоживання Panda Arm окрім основних характеристик також враховувались такі критичні умови роботи, як максимальна швидкість та прискорення, а також враховувався коефіцієнт корисно дії та втрати струму через опір двигуна.

ІНТЕРАКТИВНА СИСТЕМА НАВЧАННЯ З КІБЕРБЕЗПЕКИ НА ОСНОВІ СИМУЛЯЦІЙНИХ СЕРЕДОВИЩ

Дмитро ТИМОЩУК — 2024-11-28

Швидкий прогрес в розвитку інформаційних технологій спричинив суттєве зростання кількості й складності кіберзагроз. Традиційні методи навчання з кібербезпеки, що базуються на теоретичних знаннях, не забезпечують достатнього рівня практичних навичок для ефективної протидії реальним загрозам. У статті досліджено можливості інтеграції симуляційних середовищ у процес навчання з кібербезпеки як ефективного підходу до підвищення якості підготовки фахівців. Представлено архітектуру симуляційного середовища на базі кластеру гіпервізорів KVM, що дозволяє створювати масштабовані та гнучкі платформи з мінімальними витратами. Описано реалізацію різноманітних сценаріїв з використанням відкритих інструментів, таких як pfSense, OPNsense, Security Onion, Kali Linux, Parrot Security OS, Ubuntu Linux, Oracle Linux, FreeBSD та інших, які створюють реалістичні умови для практичного навчання.

Використання симуляційних середовищ у навчанні з кібербезпеки має кілька переваг. По-перше, це можливість працювати з реальними інструментами та технологіями, які використовуються в промисловості. По-друге, симуляції дозволяють адаптувати сценарії до конкретних потреб і рівня підготовки користувачів, забезпечуючи індивідуальний підхід до навчання. По-третє, інтерактивний формат сприяє підвищенню мотивації та залученості учасників, що позитивно впливає на ефективність навчання. Незважаючи на очевидні переваги, впровадження симуляційних середовищ у навчальний процес пов’язане з певними труднощами. До них належать потреба у значних технічних ресурсах для розгортання та підтримки таких систем, а також необхідність постійного оновлення сценаріїв відповідно до нових кіберзагроз. Крім того, важливо забезпечити інтеграцію симуляційних середовищ у загальну навчальну програму, щоб вони доповнювали теоретичні знання та сприяли всебічному розвитку навичок. Особливої актуальності набуває розробка інтерактивних систем навчання, які поєднують переваги симуляційних середовищ з ефективними методами навчання. Такі системи мають бути гнучкими, масштабованими та здатними адаптуватися до потреб різних категорій користувачів – від студентів до досвідчених професіоналів.

Метою цієї статті є дослідження можливостей інтеграції симуляційних середовищ у навчальний процес з кібербезпеки та розробка моделі інтерактивної системи навчання, яка сприятиме підвищенню якості навчання в цій галузі.

МЕТОД САМООПТИМІЗУЮЧОГО КОНТРОЛЮ ЗАРЯДУ ТА РОЗРЯДУ АКУМУЛЯТОРНОЇ БАТАРЕЇ

Валерій МАРТИНЮК — 2024-11-28

У статті розроблено структурну схему, яка реалізує метод самооптимізуючого контролю заряду та розряду акумуляторної батареї. Для контролю напруги використовується ПІД - регулятор із двома додатковими полюсами.

Для керування струмом використовуємо контроль пікового струму. Перевага цього типу контролю полягає в обмеженні максимального значення вхідного струму системи. При живленні від батареї цей тип керування діє як захід безпеки, запобігаючи надмірному споживанню струму навантаженням.

Вхідний струм системи (або струм через котушку, оскільки вони рівні, коли працює ) порівнюється з керуючим струмом таким чином, що коли струм стає більшим за опорний струм, керуючий сигнал вимикача деактивується. Таким чином, діє як граничне значення струму.

ПРОЄКТУВАННЯ КОМП’ЮТЕРИЗОВАНОЇ ІНФОРМАЦІЙНО-ВИМІРЮВАЛЬНОЇ СИСТЕМИ ДЛЯ ВИЗНАЧЕННЯ НАТЯГУ ТЕКСТИЛЬНОГО МАТЕРІАЛУ УЛЬТРАЗВУКОВИМ МЕТОДОМ

Артем НІКОЛАЄВ — 2024-11-28

При виготовленні полотен з текстильних матеріалів ниток, пряжі виробник ставить за мету отримання високої якості продукції, яка буде застосовуватися для подальшого створення якісної одежі та інших виробів. З метою досягнення даної мети є необхідність постійного вимірювання та контролю основних параметрів натягу текстилю на технологічному обладнанні. Параметри натягу матеріалу впливають на однорідність текстильних полотен, на їх поверхневу густину та на час простою текстильних машин при обриві ниток у ході технологічного процесу, що впливає також і на грошові втрати для підприємства. При точних вимірах натягу ниток на текстильних машинах та при його контролі, поверхнева густина та однорідність вироблених текстильних полотен будуть забезпечувати високу якість продукції із меншим простоєм обладнання при його повторних перезаправках. Для вимірювання даних параметрів, більшість підприємств текстильного виробництва використовують контактні датчики вимірювання натягу, наприклад, тензометричні, а також механічні пристрої його корекції. Також на сучасних підприємствах текстильної галузі можуть застосовувати безконтактні оптичні або акустичні датчики натягу матеріалу, які, у свою чергу, повністю виключають похибки через появу сили тертя між поверхнею первинного перетворювача та контрольованим матеріалом, але при високій запиленості в приміщенні (для оптичних датчиків) та при низькому частотному діапазону (для датчиків акустичного частотного діапазону), який може включати частоти шумових сигналів, їх чутливість та точність різко зменшуються. Для вирішення даної проблеми, пропонується метод вимірювання параметру натягу текстильного матеріалу з використанням хвиль ультразвукового частотного діапазону. Даний ультразвуковий метод дозволить реалізувати безконтактне вимірювання натягу текстильних матеріалів в процесі виробництва.

Для вдосконалення ультразвукового безконтактного методу вимірювання натягу текстильного матеріалу, необхідно виконати наступні завдання: провести аналіз теорії розповсюдження та послаблення ультразвукового імпульсного сигналу, що проходить через контрольований матеріал; показати основні співвідношення амплітуд ультразвукової хвилі, яка взаємодіє з контрольованим матеріалом, та хвилі, що тільки падає на текстильний матеріал; розробити проект інформаційно-вимірювальної системи для визначення натягу текстильного матеріалу; застосувати алгоритм обробки вимірювальної інформації та зробити відповідні розрахунки за функцією перетворення амплітудних параметрів ультразвукових хвиль в зміну значення параметру натягу текстильного матеріалу, які будуть використані у комп'ютеризованій інформаційно-вимірювальній системі.

Для точних вимірів та контролю натягу текстильних матеріалів, необхідно враховувати їх механічні параметри, величину наскрізної та між волоконної пористості та розмір еквівалентного діаметру ниток, що може змінюватися у визначеному діапазоні. В залежності від цих параметрів необхідно виконати правильне налаштування вимірювальної системи для реалізації безконтактного ультразвукового методу вимірювання натягу текстильного матеріалу.

МЕТОД РОЗРОБКИ ПРОГРАМНИХ ЗАСТОСУНКІВ ДЛЯ СИМУЛЯЦІЇ ТА УТВОРЕННЯ СТРАТЕГІЙ «ДИЛЕМИ В’ЯЗНЯ» НА ОСНОВІ НЕЙРОННИХ МЕРЕЖ

Юрій ФОРКУН — 2024-11-28

Робота присвячена розробці методу розробки програмних застосунків для симуляції та утворення стратегій «дилеми в’язня» на основі нейронних методом динамічних стратегій вирішення «дилеми в’язня» за допомогою нейронних мереж і генетичних алгоритмів.

ВИЯВЛЕННЯ ДРОНІВ ШЛЯХОМ ДЕТЕКТУВАННЯ ЕФЕКТУ МІКРО-ДОПЛЕРА

Владислав ТКАЧ — 2024-11-28

Робота присвячена вивченню ефекту мікро-Доплера для безпілотних літальних апаратів (БПЛА) на основі квадрокоптера DJI Mini 2. В той час як ефект Доплера застосовується для рухомих об’єктів, ефект мікро-Доплера може проявлятись і в статичних об’єктів, частини якого здійснюють мікрорухи – коливання, обертання, вібрації, тощо. Показано, що пропелер квадрокоптера по різному взаємодіє із електромагнітною (ЕМ) хвилею в залежності від своєї орієнтації згідно неї. Шляхом комп’ютерного моделювання в діапазоні частот від 2 до 30 ГГц показано наявність резонансної взаємодії ЕМ хвилі та пропелера, що відбувається в двох частотних діапазонах: (а) 5-12 ГГц, де довжина ЕМ хвилі співкратна довжині пропелера та (б) 18-25 ГГц, де довжина ЕМ хвилі співкратна ширині пропелера. Експериментальні дослідження, що проводились в сертифікованій безеховій камері в діапазоні частот 2-12 ГГц, наочно продемонструють як залежність значення ефективної площі розсіювання (ЕПР) від значення кута обертання, так і підтверджують резонансну природу розсіювання ЕМ хвилі, що підтверджується різким зростанням спектру ЕПР у діапазоні частот 8-11 ГГц.

Експериментальні дослідження в динаміці проводились за допомогою двох типів радарів: (а) радару неперервної хвилі, що було сконструйовано в лабораторних умовах та(б) комерційного радару типу AWR1642, що виготовляється компанією National Instruments. Для першого випадку було продемонстровано появу чіткої гармонічної складової, що виникає для нерухомого зависаючого в повітрі квадрокоптера – частота мікро-Доплера. У другому випадку показано, що при наявності достатнього рівня роздільної здатності, можна фіксувати мікроколивання, якими є пропелери, що обертаються, а отже визначати ефект Доплера для окремих частин пропелера, що також є ефектом мікро-Доплера.

Результати дослідження можуть бути використані як додатковий інструмент для детектування БПЛА, а також для їх класифікації, використовуючи часові або спектральні характеристики отриманих сигналів як унікальні маски для різних типів безпілотних літальних апаратів.

ЗАСТОСУВАННЯ СИСТЕМ ДІАГНОСТУВАННЯ ДЛЯ ВИЯВЛЕННЯ НЕСПРАВНОСТЕЙ В СИСТЕМАХ КЕРУВАННЯ ТЕХНОЛОГІЧНИМИ ПРОЦЕСАМИ

Андрій НЕСТЕРЕНКО — 2024-11-28

Проведення діагностики онлайн промислових технологічних процесів є ефективною процедурою для підвищення функціональної безпеки самого процесу та зменшення економічних втрат, спричинених збоями в роботі чи несправностями обладнання, що збульшує тривалість ремонтного простою. Раннє розпізнавання несправностей, що виникають, викликає потребу для операторів технологічних процесів вживати відповідних дій, які би могли дозволити відносно швидко та успішно проводити діагностування з метою попередження збоїв. Таким чином, блокування та заходи безпеки, передбачені та реалізовані в системах керування при правильному підході до діагностування фактично не будуть активовані, а отже, зупинка процесу не відбувається.
Таким чином, діагностичні процедури гарантують, серед іншого, значну економію при виконанні технологічного процесу. При цьому точне та якісне діагностування, дозволяє ізолювати несправності та застосовувати відповідні рішення та ремонтні дії. Точність діагностування можна визначити шляхом додавання кількості несправностей, виявлених у кожному елементарному блоці. Чим менша кількість несправностей зібрано в елементарному блоці, тим точніша процедура діагностування. Діагностичні тести виявляють набір характерних симптомів, пов’язаних із несправністю або набором несправностей. Вони можуть бути визначені або як патерн конкретних значень (симптомів) діагностичних сигналів, а також як певні послідовності (порядки) цих сигналів.
В роботі проведено аналіз застосування систем діагностування для виявлення несправностей в системах керування технологічними процесами. Було проведено моделювання технологічного процесу роботи турбіни для виробництва електроенергії. Моделювання проводили в пакеті прикладних програм MATLAB/Simulink. В якості вхідних сигналів використовували функції лінійного висхідного сигналу. Як компоненти системи використано модулі компресора, турбіни, контролера та пальника. Отримані графіки перехідних процесів та функцій залишків для виявлення несправностей. Виявлення несправностей має часову затримку, яку можна зменшити засновуванням додаткових алгоритмів аналізу функцій залишків.
Отримані результати виявлення несправностей на різних давачах є достатніми для промислових діагностичних застосувань, враховуючи також, що мінімальна кількість виявлених несправностей може бути зменшена, якщо застосувати додаткові алгоритми аналізу залишків.

СИСТЕМА КЕРУВАННЯ МІКРОКЛІМАТИЧНИМИ ПАРАМЕТРАМИ ВИРОБНИЧОГО ПРИМІЩЕННЯ

Євгеній ВАСИЛЬЧЕНКО — 2024-11-28

Розумне управління мікрокліматом у виробничому приміщенні повинно забезпечувати дотримання оптимальної температури та вологості. Проте забезпечення необхідних параметрів мікроклімату вимагає використання великої кількості енергоресурсів, як стають все дорожчими. Тому розроблення систем, які дозволяють більш ефективно використовувати ресурси для регулювання мікрокліматичних параметрів у приміщення є актуальною задачею на сьогоднішній час. Не дивлячись на велику кількість робіт в галузі розробки систем керування мікрокліматичними параметрами виробничих приміщень є висока необхідність проведення досліджень методів регулювання та створення ефективних систем регулювання мікрокліматичних параметрів, оскільки це прямо впливає на витрати енергоресурсів та якість мікроклімату на виробництві. В даній статті робота була направлена на розробку діючого прототипу системи керування параметрами мікроклімату у виробничому приміщенні, моделюванню та налаштуванню регуляторів та контролера нечіткої логіки для забезпечення оптимальних умов виробничого середовища та економії енергоресурсів. Систему керування реалізовано на базі контролера ESP 32, який володіє необхідним функціоналом для забезпечення роботи та оптимальною вартістю і дозволяє реалізувати процес контролю. Контролер отримає дані з давачів та на основі їх аналізу виробляє керуючий сигнал. Отримані дані він збирає та відсилає на сервер у хмарне середовище, доступ до якого можна отримати віддалено з мобільних пристроїв. Авторами проведено моделювання роботи системи керування в пакеті Matlab Simulink. Для цього створено та розраховано модель приміщення в системі MathCad. Далі проводили симуляцію роботи системи в двох варіантах виконання: з застосуванням регулятора та контролера нечіткої логіки. Аналіз результатів показав хорошу роботу системи з використанням контролера нечіткої логіки, який немає перерегулювання при меншому часі встановлення вихідного параметру 0,462 с, порівняно з регулятором, для якого час встановлення склав 0,728с, а перегулювання 0,269%. В подальшому планується вдосконалити систему контролю шляхом додавання альтернативних джерел енергії (теплового насосу, сонячних панелей, тощо), що може забезпечити зниження енерговитрат на процес забезпечення мікроклімату.

ЛЮДИНО-МАШИННІ ІНТЕРФЕЙСИ – ПОСЕРЕДНИКИ МІЖ РОБІТНИКАМИ ТА СУЧАСНИМ АВТОМАТИЗОВАНИМ ВИРОБНИЦТВОМ

Марія ЮХИМЧУК — 2024-11-28

Сучасний світ перебуває на перетині технологічного прогресу та індустріальних трансформацій, де автоматизація виробництва та людино-машинні інтерфейси (ЛМІ) визначають нове обличчя промислового прогресу. Зростаюча потреба в оптимізації виробничих процесів та пошук ефективних шляхів взаємодії між людьми та технікою є важливим питанням, що висвітлюється у даній статті.

МОДЕЛЮВАННЯ СИСТЕМИ АВТОМАТИЗОВАНОГО КОНТРОЛЮ ЯКОСТІ ВИГОТОВЛЕННЯ ПОЛІМЕРНОЇ ПЛІВКИ

Андрій ФАНДУЛЬ — 2024-11-28

Загально відомо, що, наприклад, у США на рік встановлюють не менше сотні систем керування (СК) товщиною плівки в процесі виробництва. Дедалі більша кількість фірм-виробників, які постачають як вимірювальні давачі, так і спеціалізовані комплексні системи корекції товщини (КТ) з'являються на ринку. Причому такі системи можуть бути як частиною технологічного процесу (ТП), так і просто лабораторним обладнанням. У даній кваліфікаційній роботі ми будемо розглядати переважно системи КТ, що працюють оn-line, тобто в режимі реального часу.
Інтенсифікація сучасного виготовлення виробів вимагає розвитку високо продуктивних методів та необхідних засобів контролю якості готової продукції. Поперечні розміри (ширина, діаметр чи товщина) є одними з найважливіших параметрів для більшості виробів. Часто вони впливають на загальну якість, надійність чи навіть довговічність інших, більш складних виробів, саме тому, мають досить жорсткі технологічні допуски. Крім достатньо високої точності контролю зазвичай повинен бути забезпечений порівняно малий вплив на виріб, який контролюється. Наявні контактні вимірювачі поперечних розмірів володіють не лише порівняно низькою чутливістю, а й не задовольняють вимогам сучасного виробництва, оскільки мають досить низьку продуктивність і не дають можливості виконувати безперервний автоматичний контроль. Тому завдання створення високоточних швидкодіючих та порівняно дешевих вимірювачів поперечних розмірів до розвитку ємнісного методу не мало достатнього ефективного вирішення.
В роботі виконано розробку структурної схеми вимірювального ємнісного пристрою та на її основі розроблено електричну принципову схему вимірювача ємності.

ВИЯВЛЕННЯ АТАК ТИПУ LDDOS ЗА ДОПОМОГОЮ SDN МЕРЕЖ З ЕЛЕМЕНТАМИ МАШИННОГО НАВЧАННЯ

Аліна ЯНКО — 2024-11-28

Стаття присвячується виявленню розподілених атак на відмову в обслуговуванні (DDoS), які є серйозною загрозою для комп’ютерних мереж. У даному дослідженні розглянуто можливість виявлення атак типу low-rate DDoS з використанням машинного навчання на основі програмно-конфігурованих мереж (SDN). Технології машинного навчання (ML) та глибинного навчання (DL) у поєднанні з SDN демонструють значний потенціал у ефективній протидії цим мережевим загрозам. Попередні дослідження переважно зосереджувались на високочастотних DDoS-атаках, ігноруючи низькочастотні DDoS-атаки, які схожі на легітимний трафік, та часто використовували застарілі набори даних. Незважаючи на те, що дослідники використовують різні алгоритми офлайн-навчання для виявлення DDoS-атак, онлайн-класифікатори навчання залишаються недостатньо дослідженими. Мета дослідження – запропонувати модель виявлення вторгнень, адаптовану для SDN-мереж, з використанням онлайн-класифікатора пасивно-агресивного навчання. У рамках дослідження було детально описуємо запропоновану методологію, включаючи етапи офлайн та онлайн навчання. Запропонована модель досягає середнього показника виявлення 99,7% для нормального та DDoS-трафіку, перевершуючи аналогічні моделі на кількох наборах даних, ефективно виявляючи та локалізуючи DDoS-атаки.

ОЦІНКА КЛЮЧОВИХ МОЖЛИВОСТЕЙ БЕЗДРОТОВОЇ МЕРЕЖІ WI-FI 7 ПОКОЛІННЯ

Денис ТАБОР — 2024-11-28

Стандарт IEEE 802.11be був специфікований робочою групою на початку 2024 і став вдосконаленою версії попереднього стандарту 802.11ax. Остання версія стандарту відкриває нове покоління технології WI-FI 7, що також має назву Extremely High Throughput (EHT) і обіцяє новий рівень якості роботи безпровідної мережі.

Головні відмінності і особливості стандарту 802.11be є максимальна швидкість передачі данних до 46 Гбіт/с, робота окремо або одразу у 3 діапазонах частот 2.4, 5, 6 ГГц з функцією Multi-link Operation (MLO), смуга пропускання шириною 320 МГц, новий тип квадратурної модуляції 4K-QAM, можливість використання технології MU-MIMO розмірністю 16х16, використання нового формату ресурсної одиниці спектрального ресурсу (MRU) що дозволить ефективно використовувати канал при роботі великої кількості пристроїв, обмежений цільовий час пробудження (RTWT) покрашена функція що керує часом пробудження пристроїв для передачі інформації.

Ці покращення відкривають широкі перспективи для використання Wi-Fi 7 у різних сферах. Насамперед, це розширення можливостей для високошвидкісного домашнього Інтернету, де збільшена пропускна спроможність дозволить підтримувати безліч пристроїв одночасно. Технологія також забезпечить більш надійне з'єднання для вимогливих додатків, таких як онлайн-ігри, віртуальна та доповнена реальність (VR/AR), та потокове відео з роздільною здатністю 8K. На корпоративному рівні Wi-Fi 7 здатний значно покращити продуктивність мереж в офісах, на виробничих майданчиках та розумних містах. Впровадження даної технології в медичній сфері дозволить використовувати безпровідні пристрої, які раніше були обмежені із-за недоліків бездротових технологій. Висока щільність з'єднань та мінімальні затримки роблять цю технологію особливо цінною для Інтернету речей (IoT), систем автоматизації та сенсорних мереж.

У той же час перспективи впровадження Wi-Fi 7 залежатимуть від економічної доступності обладнання, сумісності з існуючими стандартами та рівня обізнаності користувачів щодо переваг нової технології. Технологія відкриває нові можливості у автомобільній галузі, де стандарт Wi-Fi 7 дозволяє забезпечити стабільну комунікацію між автомобілями, інфраструктурою та хмарними сервісами, що сприяє підвищенню безпеки, комфорту та ефективності транспортних систем.

Очікується, що Wi-Fi 7 стане ключовим драйвером цифровізації у найближчі роки, забезпечуючи безшовний зв'язок та новий рівень взаємодії між пристроями. В даній стаття більш докладно описані можливості нового стандарту безпровідної мережі 802.11be та проведена їх оцінка в перспективі використання даної технології у різних сферах.

МЕТОД АВТОМАТИЗОВАНОГО КЕРУВАННЯ РУХОМ РОБОТІВ НА БАЗІ АЛГОРИТМУ САМООРГАНІЗАЦІЇ З ОЦІНКОЮ РІВНЯ ХАОСУ

Микола ФЕДУЛА — 2024-11-28

Сучасний розвиток методів автоматизованого керування робототехнічними системами в умовах швидкого зростання їх кількості у всіх сферах господарства вимагає застосування нових алгоритмів побудови траєкторій та взаємодії між роботами в процесі їх руху. У випадках одночасному руху великої кількості роботів до різних цілей умови їх автоматизованого керування значно ускладнюються, що призводить до суттєвого зниження ефективності централізованих робототехнічних систем. Тому, з метою підвищення ефективності автоматизованого керування рухом великої кількості роботів у відносно обмеженому просторі вводяться методи та алгоритми самоорганізації.

Одним із найважливіших завдань самоорганізації руху роботів є спрощення алгоритму керування одним роботом у групі при одночасному підвищенні ефективності керування всією групою. Проте, вказане спрощення алгоритму керування одним роботом може призводити до виникнення неоднозначних умов, які ведуть до вининення хаотичних режимів руху робота між різними цільовими точками.

Розглянуто процес самоорганізації руху роботів на базі методу потенціальних полів. Роботи рухаються за градієнтами до відповідних цільових точок притягання (потенціальних ям). Запропоновано метод автоматизованого керування рухом роботів на базі алгоритму самоорганізації з оцінкою рівня хаосу, що дозволяє коригувати траєкторії руху роботів з метою уникнення хаотичних режимів руху між різними цільовими точками. Оцінка рівня хаосу та плавна корекція траєкторій виконується в реальному часі та дозволяє уникати різкої зміни взаємного розташування роботів, що дозволяє підвищити точність та надійність функціонування робототехнічної системи, а також знизити ймовірність аварійних ситуацій.

СИСТЕМА АВТОМАТИЧНОГО КЕРУВАННЯ ПРОЦЕСОМ НАГРІВАННЯ НАФТИ В ШЛЯХОВОМУ НАГРІВНИКУ

Михайло ГОРБІЙЧУК — 2024-11-28

Нафту (газ) перед подачею їх споживачам або в трубопровідну мережу їх попередньо нагрівають в шляхових нагрівачах з проміжним теплоносієм з метою зменшення в’язкості нафти або для запобігання гідратоутворення, яке виникає внаслідок зниження тиску.

У статті поставлена задача синтезу каскадно-зв’язаної системи, в якій основний канал «витрата паливного газу – температура нафти на виході нагрівача», а допоміжний «витрата паливного газу-температура димових газів.

Задача синтезу системи автоматичного керування розв’язана на основі створеної лінеаризованої математичної моделі, аналіз якої показав, що передавальна функція такої системи має дев’ятнадцятий порядок. Такий високий порядок передавальної функції унеможливлює синтез системи з використанням узагальненого квадратичного критерію. Тому з використанням методу Генкеля і методу площ отримані редуковані передавальні функції за основним і допоміжними каналами системи керування. Це дало змогу знизити порядок передавальної функції похибки керування відносно завдання основного регулятора до шостого порядку. Синтезована структура системи керування має у своєму складі ПІ-регулятор (основний контур) і П-регулятор (допоміжний контур). Задача обчислення параметрів налаштування ПІ- та П-регуляторів сформульована як задача нелінійного програмування з узагальненим квадратичним критерієм та обмеженнями, які випливають із стійкості системи керування. За допомогою програмного забезпечення розробленого в середовищі MatLab розраховані параметри налаштування ПІ- та П-резуляторів та оцінена якість процесу керування тепловим режимом шляхового нагрівника з проміжним теплоносієм.