Адаптивні системи автоматичного управління

Моделі для дослідження перспектив розвитку авіаційної галузі

2024-04-20T11:57:05+03:00

В статті розглянуто проблему перспектив розвитку авіаційної галузі у світі. В такій великій галузі просто необхідно детально аналізувати тенденції для покращення логістики й збільшення прибутку. Кластеризація країн дозволить
авіакомпаніям детально вивчити можливі напрями розширення свого бізнесу, подивитися на головні центри авіації, переглянути, у які країни можна розповсюдити свій бізнес. Детальний аналіз тенденцій в авіавиробництві – головне, на що повинні орієнтуватися авіавиробники, оскільки такі тенденції змінюються дуже швидко і їх треба намагатися прогнозувати. Для розбиття країн на кластери за кількістю перельотів між ними створено кластеризаційну модель за допомогою Лувенського методу. Було виділено 5 кластерів, які переважно залежали від географічного місцезнаходження країн. Така модель може застосовуватися навіть поза межами авіації, адже вона вказує не лише на географічну близькість певних країн, але й на геополітичну та економічну ситуації в цих країнах, а також на відносини між різними країнами. Авіакомпанії можуть використовувати такі візуалізації для аналізу, які країни можна «захопити», а які – уже мають дуже серйозного гравця на ринку й конкуренція там буде дуже складною. Для прогнозування виробництва літаків побудовано модель для прогнозування виробництва літаків моделі Airbus A320, літаків із 4 двигунами та з поршневими двигунами. Ці моделі дадуть підказку для авіавиробників щодо того, які літаки треба
виготовляти, а авіакомпаніям – які купувати, щоб збільшити прибуток за рахунок виробництва трендових літаків з одного боку та зменшити втрати через моральне застаріння авіапарку з іншого.

Бібл. 17, іл. 14

Огляд автоматизованих систем охорони здоров'ям

2024-04-17T11:47:33+03:00

В даній статті аналізуються автоматизовані системи догляду за здоров’ям, висвітлені ключові параметри, які є необхідними для ефективної роботи таких систем. Також надано огляд наявних сьогодні рішень, вивчені їхні переваги та недоліки, проведено аналіз основних розрахунків. На підставі цього аналізу визначені ключові напрямки для поліпшення автоматизованих систем догляду за здоров'ям. Мета статті – дослідити автоматизовані системи догляду за здоров’ям, визначити потенційні переваги та недоліки наявних рішень для покращення автоматизованих систем
догляду за здоров’ям на основі проведеного аналізу дослідження.

Бібл. 9, іл. 4

Застосування передавального навчання для покращення класифікації захворювань легень за допомогою вкладених представлень КТ-зображень

2024-04-17T12:17:37+03:00

У даному досліджені розглянуто використання передавального навчання для покращення виявлення захворювань легень за допомогою комп'ютерної томографії (КТ). Розроблену у попередньому досліджені згорткову нейронну мережу
для мультикласової класифікації було доповнено та дотреновано для створення вкладених представлень КТ-зрізів. Згорткові шари нейронної мережі було заморожено, а решту – замінено рядом шарів для виводу векторного представлення знімку, які і були дотреновані у даному дослідженні. Для забезпечення створення розрізнених векторів
було обрано використати triplet loss. Вкладені представлення, створені з отриманою мережею, було використано для навчання класифікатора KNeighborsClassifier, який досяг точності 0.987 у багатокласовій класифікації. Отримані результати, хоча й є попередніми, демонструють потенціал систем класифікації на основі вкладених представлень у аналізі КТ-сканування, особливо для діагностики COVID-19.

Бібл. 9, іл. 2

Soft skill у підготовці студентів ІТ спеціальностей

2024-04-17T12:34:36+03:00

Стаття присвячена розвитку soft skills для ІТ фахівців в процесі дистанційного навчання за допомогою впровадження командних завдань з викори станням комунікаційних навичок, навичок підготовки доповідей та презентацій, роботи
в командах, лідерських навичок, діяльності в умовах невизначеності. Експеримент, проведений в межах дослідження, дозволить масштабувати запропоновану методику під час підготовки ІТ фахівців в різних закладах вищої освіти.
Мета цієї статті – впровадження методики викладання фахових дисциплін з використанням методику розвитку soft skills для майбутніх ІТ фахівців. Запропоновано метод викладання, який допомагає студентам в дистанційному
форматі, окрім фахових навичок, також розвинути комунікаційні навички, навички підготовки презентацій та доповідей, навички командної роботи, емоційний інтелект, критичне мислення.

Бібл. 9, іл. 9

Розробка предметно-орієнтованих інноваційних програмних продуктів на основі систем штучного інтелекту

2024-04-20T12:20:32+03:00

Відомо, що знання про об'єкт, що розробляється, в даному випадку інноваційному програмному продукті, визначають структуру системи управління його розробкою. Це справедливо системи управління розробкою більшості об'єктів різної
фізичної природи та його призначення. Однак програмні продукти мають важливу особливість: знання про них мають відносно велику динамічну складову, настільки велику, що її часто доводиться враховувати навіть у оперативному управлінні. Високий рівень обґрунтованості інноваційних рішень у процесі управління розробкою інноваційного програмного продукту може бути досягнутий без сильних когнітивних здібностей розробника стосовно програмного продукту. Це з еволюцією знань у предметної області. У статті пропонується інфологічна модель процесу управління
розробкою інноваційного програмного продукту. Сутність запропонованого підходу у тому, що розробка інноваційного програмного продукту сприймається як інформаційний об'єкт, який змістовно і структурно змінюється у його створення. Запропоновано структуру інтелектуальної системи підтримки прийняття рішень, що дозволяє приймати інноваційні рішення на кожному етапі процесу розробки інноваційного програмного продукту.

Бібл. 19, іл. 7

Оперативне керування інженерними мережами міста на основі систем штучного інтелекту

2024-04-20T12:43:53+03:00

Функціонування сучасного міста базується на комплексі різноманітних засобів забезпечення життєдіяльності громадян і роботи організацій, у тому числі міських інженерних мереж (МІС), які забезпечують централізоване постачання електроенергії, тепла, газу, води тощо. Різним аспектам діяльності МІС присвячено досить багато робіт. Проте перспективи інтелектуалізації управління МІС з урахуванням наявності та розвитку інформаційно-телекомунікаційних технологій (ІТКТ) залишаються недостатньо вивченими. З розвитком сучасних інформаційних технологій стало можливим створювати інтелектуальні системи підтримки прийняття рішень (ІСППР), здатні виконувати завдання управління такими великими системами, як інженерні мережі. У статті розглядається підхід до побудови ІСППР МІС
ситуаційного типу на основі нечіткої ситуаційної мережі. Такий підхід є універсальним і може слугувати потужним стимулом для створення інтелектуальних інформаційних технологій та розробки ефективних систем управління різними видами інфраструктурних об’єктів на території муніципального утворення. Наведений у статті алгоритм ситуаційного нечіткого керування базується на експертному методі формування та оцінки альтернатив управлінських рішень та структурній спільності орієнтованого графа нечіткої ситуаційної мережі.

Бібл. 18, іл. 5

Інтеграція систем з використанням каталогу довідників

2024-04-20T13:30:40+03:00

Обʼєктом дослідження є організація взаємодії між різнорідними системами та зменшення часу для адміністрування ресурсів компанії, за рахунок впровадження каталогу довідників. Метою роботи є організація взаємодії між різно-
рідними системами та зменшення часу для адміністрування ресурсів компанії, за рахунок впровадження каталогу довідників. Для досягнення мети було запропоновано використати архітектуру із центральним блоком управління замість використання прямого зʼєднання між системами для обміну даними, принцип графа. Розроблено прототип, у якому реалізовано ієрархічну структуру каталогу довідників, каталог користувачів та систем. На основі дослідження та розробленого функціоналу можна формувати вимоги, розширювати систему прав та доступів, інтегрувати з іншими системами.

Бібл. 9, іл. 5

Задача формування зон відповідальності на множині об’єктів площини за критерієм мінімізації різниці сумарних ваг

2024-04-20T13:50:19+03:00

Робота присвячена дослідженню оптимізаційної задачі, у якій необхідно розбити множину об’єктів, для яких відомі вага та координати розміщення, на дві підмножини (зони), кожна з яких закріплена за заданими об’єктами–базами (з відомими координатами). Необхідно побудувати розмежувальну лінію, що ділить ділянку на дві зони так, щоб одна зона відповідала одній базі, друга – іншій, і при цьому різниця між зваженими кількостями об’єктів, що попали в різні зони, була мінімальною. Досліджувана задача відноситься до класу задача розбиття множини на підмножини, що має широке застосування на практиці. Побудована математична модель задачі, представлені достатні умови оптимальності. Розроблені чотири алгоритми розв’язання задачі: два евристичних і два генетичних. Перший евристичний алгоритм будує деяку множину розмежувальних прямих, які проходять через середину відрізку, що з’єднує бази. Другий евристичний алгоритм є рекурсивною процедурою виклику першого евристичного алгоритму.
Розроблено також два генетичних алгоритми, що відрізняються умовами завершення. Проведена серія експериментів, метою яких був порівняльний аналіз розроблених алгоритмів за часом роботи та точністю.

Бібл. 14, іл. 6

Застосування методу сегментації на основі моделей нейронних мереж для вирішення задач розпізнавання номерних знаків

2024-04-20T14:13:41+03:00

Через мінливість навколишнього середовища реального світу існуючі підходи не завжди можуть бути ефективними при вирішенні завдання розпізнавання номерного знаку. Нейромережі, що використовуються в галузі розпізнавання образів та є активно досліджуваними сьогодні мають потенціал до підвищення якісних характеристик при вирішенні подібних завдань в галузі розпізнавання. В даній статті проведено огляд застосування методу сегментації на основі моделей нейронних мереж для вирішення задач розпізнавання номерних знаків. Отримані результати продемонстровано на вирішенні практичного завдання та доведено ефективність запропонованого підходу.

Бібл. 11, іл. 6

CNN для вирішення задач Computer vision

2024-04-20T14:27:13+03:00

Об'єктом дослідження є нейронні мережі в області комп’ютерного зору та аналізу даних. У статті розглядаються ключові принципи та аспекти, що лежать в основі функціонування нейронних мереж. Серед визначених обмежень – складність налаштування гіперпараметрів та обчислювальні витрати, пов’язані із збільшенням глибини мережі та розміру даних для навчання. Мета роботи полягає в аналізі сучасних рішень, пов’язаних із згортковими нейронними мережами (CNN), для вибору оптимальної топології, яка оптимізує вирішення типових завдань CV. Основні методи які розглянуто: згорткові, пулінгові, повнозв’язані, inception шари; різні типи згорток (розширена, часткова, стробована); різні моделі CNN (LeNet, AlexNet, VGGNet, GoogLeNet, ResNet). По досягненню мети пропонується використовувати різні методи, такі як зменшення розмірності, нормалізація батчів, розширення та збільшення вибірки, використання
просунутих методів оптимізації та різних функцій активації, а також комбінації підходів.

Бібл. 10, іл. 4, табл. 1

Еволюція програмного забезпечення із перспективи систем

2024-04-20T14:51:02+03:00

Об’єктами дослідження є методи розробки, які прискорюють еволюцію ПЗ. У статті зроблено огляд широковикористовуваних методів розробки і нового універсального методу, визначено причини довгої і непердбачуваної за часом еволюції систем, а також переваги нового методу для пришвидшення еволюції. Всього
було проаналізовано 8 методів, які включають метод абстракції, DDD, TDD, BDD, API Design First, RUP, гібридний і новий універсальний методи. Метою роботи є пришвидшення процесу еволюції ПЗ. Для досягнення мети пропонується новий метод, який аналізує дані і процеси варіантів використання як окремі системи і послідовно поєднує
за допомогою загальної теорії систем.

Бібл. 13, іл. 3, табл. 8

Аналіз електромагнітних процесів в перетворювачі з двадцятичотирьохзонним регулюванням напруги

2024-04-20T15:13:15+03:00

У статті проведено аналіз електромагнітних процесів в електричних колах з напівпровідниковими комутаторами. Створено математичну модель перетворювача з дванадцятизонним регулюванням вихідної напруги для аналізу електромагнітних процесів у напівпровідникових перетворювачах з широтно-імпульсним регулюванням. Наведено
графіки, що відображають електромагнітні процеси у електричних колах. Математична модель напівпровідникового перетворювача також використовується для дослідження перехідних процесів у напівпровідникових перетворювачах з активно-індуктивним навантаженням. Розвинуто метод багатопараметричних функцій, які входять до алгорит-
мічних рівнянь аналізу усталених і перехідних процесів у розгалужених електричних колах з напівпровідниковими комутаторами і реактивними елементами, в напрямку урахування особливостей використання фазних і лінійних напруг мережі електроживлення. Розроблено нову математичну модель усталених і перехідних процесів у електричних колах напівпровідникових перетворювачів модуляційного типу з багатоканальним зонним
використанням фазних напруг трифазної мережі живлення без урахування втрат електроенергії у комутаторах для швидкої оцінки впливу параметрів навантаження на характеристики регульованих синусоїдних і постійних напруг. Результати цієї роботи можна використати для розвитку методу багатопараметричних модулюючих функцій для
спрощення аналізу перехідних процесів у електричних колах без врахуванням втрат у ключових елементах.

Бібл. 4, іл. 3

Статичні алгоритми управління паралельними асинхронними обчислювальними процесами

2024-04-20T15:29:46+03:00

Розглядається проблема управління паралельними асинхронними обчислювальними процесами. Приведено критичний порівняльний аналіз статичних та динамічних методів управління паралельними асинхронними обчислювальними процесами. Розглядаються дві постановки задачі управління паралельними асинхронних
обчислювальних процесів як одноетапних задач теорії розкладів. Пропонується для її розв’язання використовувати алгоритми, зокрема, ПДС-алгоритми, розроблені проф. Павловим О.А. та його учнями, що зазвичай використовуються для реалізації календарного та оперативного планування дискретними виробничими системами. Пропонуються
модифікації ПДС-алгоритмів відповідно до сформульованих задач комбінаторної оптимізації. Наведено приклади конкретних наукових та практичних проблем, для яких ефективність програмного забезпечення їх розв’язання досягається за допомогою розглянутих статичних моделей управління паралельними асинхронними обчислювальними процесами та запропонованими методами їх розв’язання.

Бібл. 22

Метод криптографічно строгої ідентифікації на основі незворотних табличних перетворень на полях Галуа

2024-04-20T16:00:23+03:00

Об'єктом досліджень є процеси криптографічно строгої ідентифікації віддалених користувачів розподілених систем з використанням незворотних перетворень алгебри скінчених полів Галуа. В статті здійснено огляд існуючих методів криптографічно строгої ідентифікації учасників віддаленої інформаційної взаємодії. Показано, що в сучасних
умовах їх суттєвий недолік полягає в низькій швидкодії, зумовленій складністю обчислювальної реалізації експоненціювання над числами великої розрядності. Метою роботи є підвищенні ефективності криптографічно строгої ідентифікації віддалених абонентів за рахунок прискорення її обчислювальної реалізації. Для досягнення поставленої мети запропоновано метод, я якому прискорення криптографічно строгої ідентифікації досягається за рахунок використання для перевірки правильності сеансових паролі експоненціювання на полях Галуа з показником, що являє собою ступінь двійки. Для реалізації цієї операції розроблена таблична технологія, що базується на використання передобчислень і не потребує знання утворюючого поліному поля Галуа.

Бібл. 10, табл. 1

Метод прискореного модулярного множення для ефективної реалізації механізмів криптографічного захисту з відкритим ключем

2024-04-20T16:19:52+03:00

Об'єктом досліджень є процеси обчислювальної реалізації алгоритмів захисту інформації на основі криптографії з відкритим ключем, базовою операцією яких є модулярне експоненціювання. В статті здійснено огляд існуючих методів
обчислення модулярної експоненти для механізмів захисту інформації. Показано, що в сучасних умовах їх суттєвий недолік полягає в низькій швидкодії, зумовленій складністю обчислювальної реалізації експоненціювання над числами великої розрядності. Мета роботи полягає в прискоренні обчислювальної реалізації модулярного множення чисел, довжина яких значно перевищує розрядність процесора – базової операції сучасних криптографічних алгоритмів захисту даних з відкритим ключем. Для досягнення поставленої мети запропоновано метод, в якому прискорення
обчислення модулярного множення досягається за рахунок за рахунок суміщенням множень секцій чисел з симетричними індексами, а також чередування циклів додавання секційних добутків з однаковою вагою і груповою редукцією Монтгомері.

Бібл. 11, табл. 1

Програмний додаток для освітнього процесу

2024-04-20T16:37:39+03:00

Об’єктом дослідження є додаток «Помічник студента», який дає змогу студентам переглядати усю необхідну інформацію для навчального процесу, як то: розклад занять, перелік дисциплін та завдань, інформацію по точках семестрового контролю та лабораторних роботах, прогрес навчання, а також перелік актуальних подій. Оскільки студентам іноді доволі важко слідкувати за змінами в розкладі, вимогами викладачів, прогресом по дисциплінах та здійснювати ефективне планування свого часу, було поставлене завдання створити програмний застосунок, що допоможе їм в розв’язанні цієї проблеми. Задача досліджень полягає в розробці програмного додатку.
Функціональність запропонованого додатку є затребуваною на сучасному ринку мобільних додатків, не передбачено розгляд та отримання певних фінансових зисків, але потрібно забезпечення функціональної наповненості, оптимальності виконання функцій призначення та тестування з практичним втіленням отриманих в освітньому
процесі знань і вмінь в реальні програмні застосунки. Метою роботи є створення додатку, що забезпечить вивід інформації про заплановані події, завдання, розклад та таким чином допоможе планувати свою активність протягом навчального року.

Бібл. 11, іл. 15, табл. 3

Тривимірні нейроні мережі у завданнях кластеризації

2024-04-20T16:59:53+03:00

У даній роботі досліджуються можливості та ефективність застосування тривимірних нейронних мереж у задачах кластеризації. Автори розробили архітектуру тривимірної нейронної мережі та оцінили її здатність до кластеризації за
допомогою індексу Данна. Результати дослідження показують високу ефективність запропонованої моделі порівняно з традиційними методами кластеризації, такими як K-середніх та ієрархічна кластеризація. Особливу увагу приділено аналізу просторових даних, де тривимірні нейронні мережі демонструють значні переваги у виявленні складних структур та формуванні чітких кластерів. Також розглянуто вплив різних параметрів мережі, включаючи кількість шарів та нейронів, на якість кластеризації. Запропонована модель може знайти широке застосування в різних областях, таких як медична діагностика, обробка зображень та аналіз соціальних мереж, де важливо ефективно групувати великі обсяги просторових даних.

Бібл. 9

Формалізація задачі формування головного календарного плану в системі класу MRP II

2024-04-20T17:17:50+03:00

Робота відноситься до області ERP (Enterparprise Resource Planning) та її розділу MRP II (Manufacturing Resource Planning – планування ресурсів виробництва). В ній наведено модель планування виробництва як задачі лінійного
програмування. У якості запропонованої моделі вибрана модель з динамічними точками поповнення запасу готової продукції. В якості цільової функції цій задачі запропоновано взяти зважене завантаження виробництва. В якості обмежень – традиційні ресурси виробництва, які присутні: готова продукція, потужності та матеріали. Перше обмеження сформульованої задачі лінійного програмування – це традиційне обмеження на не від’ємність плану, друге – це отримання невід’ємних залишків готової продукції. Трете – це виробляти стільки скільки потрібно. Четверте – це обмеження на матеріали які використовуються у виробництві. П’яте – це обмеження на потужності, які використовуються у виробництві. Та шосте – це обмеження виробляти в точках поповнення запасу готової продукції. Модель задачі має наступні переваги: вона добре вивчена, має безліч методів вирішення та добре вкладається в практику виробництва, вона не є традиційною та використовує план виробництва як підсумковий. Наведена апробація вирішення цієї задачі в стандартній програмі MS Excel за допомогою Розв’язувача задач. Цей інструмент є потужним для вирішення задачі лінійного програмування та апробації різних моделей декількома методами: симплекс
методом, методом зведеного градієнту. Інструмент є ідеальним для досліджень такого роду. Задача яка вирішувалась в ході апробації має три продукти, один матеріал та один робочий центр, можливість задавати нормативи (як то нормі витрат матеріалів, норми продуктивності робочого центру), можливості імітувати план продажів, залишки
матеріалів та готової продукції. В роботі показано що такого роду інструменти є незмінними при апробації такого роду задач.

Бібл. 7, іл. 7

Метод формування пакетів сервісів за допомогою алгоритмiв кластеризацiї

2024-04-20T17:36:39+03:00

Об’єктом дослідження є платформи підтримки життєвого циклу сервісів в інформаційних системах провайдерів інформаційно-комунікаційних сервісів. На основі аналізу сервісного підходу до підтримки бізнес-процесів і прийняття рішень в компаніях, організаціях, на підприємствах показано, що розроблення їх інформаційних систем в таких
умовах перетворюється у комплексну проблему великих розмірів. Декомпозиція ставить перед ІТ-службами низку простіших проблем, однією з яких є проектування сервісів, що вимагає попереднього вирішення проблеми формування пакетів сервісів в інформаційних системах провайдерів інформаційно-комунікаційних сервісів.
Метою роботи є вибір і обґрунтування найбільш прийнятних варіантів рішень щодо пакетів сервісів, які забезпечують взаємну вигоду провайдеру і компаніям-клієнтам з врахуванням доцільних параметрів угоди про рівень обслуговування, забезпеченням визначеного QoS, безпеки і довіри, наданням здатності до самоуправління і самоорганізації та ін. Для досягнення мети пропонується метод формування пакетів сервісів, ідея якого полягає у тому, щоб на основi статистичних даних про надання інформаційно-телекомунікаційних сервісів розв’язати задачу кластеризації і потім кожний отриманий кластер рекомендувати відповідним службам провайдера як пакет інформаційно-телекомунікаційних сервісів. Ефективність методу базується на комбінованому використанні алгоритму DBSCAN, коефiцiєнта рангової кореляцiї Кендала, шкали Чеддока. Запропонований підхід дозволяє більш персоніфіковано формувати пакети інформаційно-телекомунікаційних сервісів для кожного клієнта. Пiдхiд є досить
унiверсальним i може бути застосований для формування пакетів сервісів в iнших галузях.

Бібл. 15, табл. 2

Сучасні технології приховування облич людей за допомогою object tracking на базі YOLOv5 та DeepSort

2024-04-20T17:59:41+03:00

Об’єктом дослідження є система автоматизованого розмиття людських облич на відео. В даній статті зроблений детальний огляд сучасних технології та принципів відслідковування об’єктів на відео з присвоюванням їм елементів унікальності. Так як наразі більшість відео редакторів все рівно більшу частину роботи залишають користувачеві, було вирішено провести оптимізацію даного процесу. Метою даної роботи є зниження часових витрат на виконання процесу приховування людських облич на відеофайлах. Для досягнення такої цілі пропонується використовувати
сучасний детектор – згорткову нейронну мережу YOLO та алгоритм відслідковування об’єктів – DeepSORT, що використовує класичні підходи фільтрування вхідних даних та прогнозування положення об’єкта у просторі а також сучасну нейронну мережу, що здатна розрізняти зовнішність людей. В результаті даної роботи, серед безкоштовних аналогів в мережі інтернет, було досягнуто прискорення розмиття облич до 20%, що є досить непоганим результатом.

Бібл. 8, іл. 10, табл. 3