Наукові праці Вінницького національного технічного університету

УДОСКОНАЛЕНА МЕТОДИКА ІНЖЕНЕРНИХ РОЗРАХУНКІВ ПАРАМЕТРІВ НАВІСНОГО ПІДМІТАЛЬНОГО ОБЛАДНАННЯ ДЛЯ СМІТТЄВОЗІВ ІЗ УРАХУВАННЯМ ЗНОСУ ЦИЛІНДРИЧНОЇ ЩІТКИ

2025-12-30T10:07:45+02:00

Сьогодні підмітання вулиць, доріг, тротуарів та збирання твердих побутових відходів, здійснюється окремими комунальними машинами: підмітально-прибиральними машинами та сміттєвозами. Метою цієї статті є розробка науково-обґрунтованої удосконаленої методики проєктного розрахунку параметрів навісного підмітального обладнання екологічної машини на базі сміттєвоза із урахуванням зносу циліндричної щітки з метою визначення основних його геометричних, силових та швидкісних параметрів. В цій статті методом аналізу наукових літературних джерел розроблено науково-обґрунтовану удосконалену методику проєктного розрахунку параметрів навісного підмітального обладнання екологічної машини на базі сміттєвоза із урахуванням зносу циліндричної щітки з метою визначення основних його геометричних, силових та швидкісних параметрів. Використання навісного підмітального обладнання для сміттєвозів, яке розширює його функціональні можливості, особливо актуально для невеликих міст та селищ міського типу, де утримання кількох комунальних машин, які виконують різні функції, лягає важким тягарем на місцеві бюджети. Привод робочих органів навісного підмітального обладнання – гідравлічний з джерелом живлення від насосної станції сміттєвоза, при цьому як бункер-сміттєзбиральник використовується кузов сміттєвоза. Використання запропонованої удосконаленої методики інженерного розрахунку навісного підмітального обладнання екологічної машини на базі сміттєвоза із урахуванням зносу циліндричної щітки дозволяє суттєво скоротити час проєктування, уникнути необґрунтованих витрат на трудомісткі експериментальні та теоретичні дослідження. За допомогою запропонованої науково-обґрунтованої удосконаленої методики проєктного розрахунку параметрів навісного підмітального обладнання екологічної машини на базі сміттєвоза із урахуванням зносу циліндричної щітки визначено основні його геометричні, силові та швидкісні параметри.

ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИЙ СТЕНД ДЛЯ ДОСЛІДЖЕННЯ ХАРАКТЕРИСТИК ЕЛЕКТРОГІДРАВЛІЧНИХ СИСТЕМ ДЛЯ РОБОТИ З ПАСИВНИМ НАВАНТАЖЕННЯМ

2025-12-30T10:18:51+02:00

Електрогідравлічні системи відіграють ключову роль у сучасному промисловому обладнанні, забезпечуючи високу точність позиціонування (до ±0,01 мм), значні зусилля (до кількох МН) та швидкодію (до 2 м/с) в широкому спектрі застосувань. Вони є складовою технологічних та мобільних машин, оскільки мають ряд суттєвих переваг над іншими видами приводів. Оскільки дозволяють виконувати досить точні позиціонування та працювати зі значними навантаженнями за відносно невеликих габаритів самої системи. Теоретичні дослідження моделі електрогідравлічних систем на базі імітаційного чи математичного моделювання не завжди адекватно описують їх поведінку в реальних умовах експлуатації, в тому числі і під час роботи із пасивним навантаженням. Це пов'язано з наявністю нелінійностей, варіабельністю параметрів робочої рідини, впливом температурних факторів та інших збурюючих чинників, які складно врахувати в математичних моделях, а також наявністю певних спрощень, які застосовуються під час теоретичного моделювання. Експериментальні дослідження залишаються найбільш достовірним способом визначення реальних характеристик електрогідравлічних систем та верифікації теоретичних розробок.

В роботі розглянуто концепцію експериментального стенду для дослідження статичних і динамічних характеристик електрогідравлічних систем під час роботи з пасивним навантаженням. Описана структура стенду передбачає можливість фізичного моделювання робочих процесів в електрогідравлічних системах з різними типами пасивного навантаження та реєстрацію параметрів процесів за допомогою сучасної вимірювальної апаратури. Експериментальний стенд призначений для верифікації математичних моделей електрогідравлічних систем, оптимізації параметрів систем управління, дослідження граничних режимів роботи та розробки рекомендацій щодо проєктування електрогідравлічних приводів для конкретних застосувань з пасивним навантаженням.

ПІДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ПРОПУСКНОЇ ЗДАТНОСТІ ТА РОЗВИТОК ІНФРАСТРУКТУРИ МОСТІВ МІСТА ВІННИЦЯ ПРИ ВЗАЄМОДІЇ РІЗНИХ ВИДІВ ТРАНСПОРТУ І ШЛЯХІВ СПОЛУЧЕННЯ

2025-12-30T22:14:38+02:00

У статті розглянуто питання підвищення ефективності транспортної мережі м. Вінниця шляхом удосконалення взаємодії між різними видами транспорту та розвитку мостової інфраструктури. Визначено роль мостових переходів як ключових елементів міської транспортної системи, що забезпечують зв’язок між густонаселеними районами, промисловими зонами та основними магістралями. Проаналізовано сучасний стан мостів через річку Південний Буг і виявлено основні проблеми: перевантаження центральних артерій, нерівномірний розподіл потоків і недостатній розвиток електротранспорту.

Особливу увагу приділено перспективним напрямам розвитку мостової інфраструктури, зокрема можливостям будівництва нових мостів у районах «Старе місто – Урожай» та «Сабарів – Старе місто», а також створенню альтернативного транспортного сполучення по осі вулиць Радіона Скалецького – Нагірна. Проведено порівняльну оцінку потенційного впливу цих проєктів на транспортну ситуацію міста з позицій зменшення навантаження на Центральний, Київський та Староміський мости, підвищення транспортної доступності районів та оптимізації руху громадського транспорту.

Запропоновано концепцію розширення транспортних артерій до двох-трьох смуг у кожному напрямку з облаштуванням суміщених шляхопроводів, які включають виділені смуги для громадського транспорту, велосипедистів і пішоходів. Такий підхід сприятиме формуванню сучасної, екологічно збалансованої системи міської мобільності. Обґрунтовано доцільність створення комбінованих мостових переходів, які поєднують автомобільний, трамвайний і тролейбусний рух.

Розроблено концептуальну схему такого мостового переходу з оцінкою його технічної реалізації, економічної доцільності та екологічного ефекту. Рекомендовано застосування геоінформаційних систем для аналізу транспортних потоків, моделювання пропускної здатності мостів і вибору оптимальних місць для нових транспортних переходів. Запропоновані рішення можуть бути використані під час стратегічного планування розвитку транспортної інфраструктури Вінниці та формування ефективної системи міської мобільності.

МЕТОД ШИФРУВАННЯ В ЛАНЦЮГАХ ПОСТАЧАННЯ ПРОГРАМНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ

2025-12-29T22:12:04+02:00

У статті представлено сучасний підхід до забезпечення безпеки ланцюгів постачання ПЗ, метою якого є захист кодової бази шляхом застосування криптографічних методів на ранніх етапах розробки. Запропонований метод передбачає шифрування вмісту репозиторію вихідного коду з використанням симетричного алгоритму та захист ключа шифрування за допомогою асиметричного алгоритму. Особлива увага приділяється інтеграції системи керування секретами HashiCorpVault та LDAP-сервера для централізованої автентифікації й авторизації користувачів, гнучкому керуванню криптографічними ключами, а також впровадженню механізмів ротації ключів у середовищі CI/CD, що дозволяють оперативно реагувати на інциденти безпеки та підтримувати актуальність ключової інфраструктури. Така комбінація технологій гарантує, що лише автентифіковані користувачі з належними правами доступу можуть отримати доступ до захищеного коду, мінімізуючи ризики компрометації як через зовнішні атаки, так і через внутрішні загрози. Запропоноване рішення відповідає принципам ZeroTrust та найменших привілеїв і не створює значного навантаження на процес розробки, інтегруючись у DevSecOps-процеси та забезпечуючи наскрізний захист від моменту створення вихідного коду до його розгортання в промисловому середовищі. Запропонований підхід підвищує рівень конфіденційності, цілісності та контрольованості кодової бази. Новизна рішення полягає у наскрізному застосуванні шифрування на ранніх етапах розробки та інтеграції керування ключами з корпоративною інфраструктурою безпеки, усуваючи типове відокремлення захисту коду від інших процесів кібербезпеки. Серед обмежень – залежність від наявності інфраструктури керування секретами (Vault, LDAP) та фокусування на рівні репозиторію, що потребує подальшого вдосконалення для детальнішого розмежування прав доступу. Перспективи подальших досліджень пов’язані з розробкою механізмів гранулярного керування доступом у захищених репозиторіях.

ОБҐРУНТУВАННЯ ПІДХОДУ ДО АВТОМАТИЗОВАНОГО ФОРМУВАННЯ РЕЙТИНГУ ІТ-КОМПАНІЙ НА ОСНОВІ СИСТЕМОЛОГІЧНИХ МЕТРИК ІНТЕЛЕКТУАЛЬНОГО КАПІТАЛУ

2025-12-29T22:33:36+02:00

Сучасний глобальний ринок інформаційних технологій характеризується експоненційним зростанням кількості гравців та безпрецедентним рівнем конкуренції. В умовах економіки знань традиційні матеріальні активи активно втрачають свою домінуючу роль, поступаючись місцем нематеріальним активам. В статті представлено нову інформаційну технологію формування адаптивного рейтингу ІТ-компаній, яка базується на використанні системологічних метрик інтелектуального капіталу. Актуальність дослідження зумовлена зростаючою роллю нематеріальних активів у глобальній економіці та відсутністю уніфікованих стандартів оцінювання інтелектуального капіталу (ІК) в ІТ-сфері. Показано, що наявні підходи до вимірювання ІК є фрагментованими та орієнтованими переважно на внутрішній аудит, що спричиняє інформаційну асиметрію між учасниками ринку та унеможливлює коректне порівняння
ІТ-компаній. Запропонована технологія поєднує системологічний підхід, інженерію знань та багатокритеріальні експертне оцінювання, забезпечуючи формування єдиної системи для об’єктивного рейтингування ІТ-компаній. Розроблена інформаційна технологія включає наступні етапи: формування експертної групи; формалізацію функціонального запиту надсистеми; параметризацію шкал та конфігурацію простору станів; розрахунок інтегрального показника міри системності; формування рейтингу та його адаптивне оновлення. Особливу увагу приділено етапу параметризації, на якому створюється метричний базис системи, визначаються рейтингові класи та шкали критеріїв. Розроблена технологія підтримує динамічне оновлення онтології критеріїв, а також реалізує узгоджену процедуру їх агрегування в інтегральний показник міри системності. Результатом дослідження є формалізований алгоритм побудови рейтингу ІТ-компаній, придатний для масштабування та використання у різних сегментах ІТ-ринку. Запропонований підхід сприяє підвищенню прозорості ІТ-ринку, зменшенню інформаційної асиметрії та створенню об’єктивного інструменту аналізу для інвесторів, замовників і регуляторів.

ПРОМЕНЕВИЙ АЛГОРИТМ ПОШУКУ ШЛЯХУ НА ГЕКСАГОНАЛЬНОМУ РАСТРІ

2025-12-29T22:44:26+02:00

В статті розглянуто променевий алгоритм пошуку шляху, який в теорії графів застосовується для пошуку шляху між вершинами зв’язного графу. На практиці він використовується для вирішення цілого ряду прикладних задач. Застосовуючи променевий алгоритм пошуку шляху знаходять та будують маршрути від початкової точки до місця призначення у картах та навігаторах на місцевості, при проєктуванні електронних плат мікроконтролерів, в логістиці, картографії, комп’ютерних іграх. Використання штучного інтелекту у безпілотних транспортних засобах актуалізувало застосування променевого алгоритму пошуку шляху, як швидкий і маловитратний спосіб побудови маршрутів в режимі реального часу і в ситуації динамічних змін поточних сценаріїв руху. Особливостями променевого алгоритму пошуку шляху є направлений пошук вздовж вибраних променів, рух променів з обох вершин у напрямку один до одного, побудова шляху від вершини перетину взаємонаправлених променів. Запропоновано застосувати променевий алгоритм пошуку шляху для гексагональних комірок. Характерною особливістю гексагональних комірок є їх шестизв’язна симетрія та найнижче співвідношення периметра до площі серед інших багатокутників (і квадрата в тому числі). Застосовуючи променевий алгоритм пошуку шляху на гексагональних комірках буде збільшено можливі напрямки поширення променю з 4-х до 6-ти. Дослідження поля гексагональних комірок здійснюється у напрямку руху променю, залежно від початкових передумов, що визначаються різницею координат початкової комірки і комірки призначення, до якою моє бути прокладено шлях. Оскільки під час аналізу координат комірок вибираються і аналізуються координати не всіх комірок, а тільки ті, що розміщені на шляху променю, променевий алгоритм пошуку шляху матиме кращу швидкодію під час реалізації, ніж хвильовий алгоритм. Недоліком променевого алгоритму пошуку шляху є те, що не завжди можна знайти шлях між визначеними комірками, хоча варіанти шляху можуть існувати. Також запропоновано представлення поля гексагональних комірок у виді зв’язного графу та перетворення у двовимірну матрицю, для кращої обробки програмними засобами, та для виявлення непрохідних комірок, якщо такі присутні.

РОЗВИТОК МЕТОДІВ СЕГМЕНТАЦІЇ ДАНИХ В РОЗПОДІЛЕНИХ СИСТЕМАХ КЕРУВАННЯ БАЗАМИ ДАНИХ

2025-12-29T22:54:43+02:00

В статті розглянуто актуальну задачу підвищення ефективності роботи розподілених інформаційних систем шляхом використання методів сегментації (фрагментації) даних. Наголошено, що забезпечення балансу між доступністю, узгодженістю та швидкодією обробки запитів є одним із ключових завдань сучасних систем керування базами даних. Проаналізовано широкий спектр методів сегментації, включаючи діапазонну, хеш-, географічну, темпоральну сегментацію, мікро-шарди, сегментацію з урахуванням мережі та на основі знань. Для кожного підходу охарактеризовано принцип роботи, переваги та обмеження, а також специфіку застосування у різних сценаріях використання. На основі проведеної систематизації сформовано порівняльну таблицю, яка дозволяє оцінити методи за такими критеріями, як динамічність розподілу, адаптивність до змін, складність реалізації, апаратні вимоги та можливості локалізації даних. Запропоновано інтегральний критерій ефективності, що враховує динамічність розподілу, адаптивність, локалізацію та апаратні вимоги й дозволяє кількісно оцінити ефективність різних методів незалежно від їхньої концептуальної природи. Показано, що адаптивні методи забезпечують найкращі результати в умовах достатніх ресурсів, тоді як географічна сегментація та мережево орієнтовані підходи є більш ефективними у ресурсно обмежених середовищах. Проаналізовано вплив вагового коефіцієнта апаратних вимог на результат критерія, що дозволило сформувати рекомендації щодо вибору методу сегментації для різних інфраструктурних сценаріїв. Наукова новизна полягає у запропонованій інтегральній системі оцінювання ефективності методів сегментації даних, що поєднує показники динамічного розподілу, адаптивності, локалізації та апаратних вимог у єдиному нормалізованому критерії. Отримані результати становлять основу для подальших досліджень у напрямку розроблення універсальних адаптивних механізмів сегментації, інтеграції їх із сучасними моделями узгодженості даних та застосування алгоритмів машинного навчання для автоматичної класифікації сегментів.

ІНТЕГРАЦІЯ МЕХАНІЗМІВ БЕЗПЕКИ ТА КОНФІДЕНЦІЙНОСТІ У ПРЕДМЕТНУ МОДЕЛЬ ПРЕДМЕТНО-ОРІЄНТОВАНИХ СИСТЕМ ЕЛЕКТРОННОЇ КОМЕРЦІЇ

2025-12-29T23:11:41+02:00

Стаття присвячена інтеграції механізмів інформаційної безпеки безпосередньо у предметну модель предметно-орієнтованих систем електронної комерції з фокусом на цілях захисту (конфіденційність, цілісність, доступність) і політиках, що їх реалізують. Показано, що запізніле впровадження захисту на етапах тестування чи розгортання не дає змоги повноцінно врахувати вимоги безпеки в архітектурі та підвищує ризики інцидентів. Запропоновано формалізований підхід, у межах якого цілі захисту (конфіденційність, цілісність, доступність) позначаються на рівні доменної моделі, а атрибути безпеки (властивості суб’єктів/об’єктів/сесій) маркуються для реалізації політик доступу з використанням мета-моделювання та моделей загроз. Сформульовано математичну постановку із множинами об’єктів, загроз і атрибутів, вагами ризику та критерієм мінімізації інтегрального ризику. Ключовим внеском є формальна функція атрибуції, що дозволяє ідентифікувати критичні об’єкти, визначати зони підвищеної небезпеки й узгоджено застосовувати політики доступу (RBAC/ABAC) і відповідні технічні механізми (авторизація, шифрування) з урахуванням контексту інформаційних потоків і зовнішніх інтеграцій.

Ефективність підходу продемонстровано на прикладі типової e-commerce системи, спроєктованої за принципами domain-drivendesign із доменами «Користувачі», «Каталог», «Замовлення», «Платежі» та «Доступ». Раннє вбудовування безпекових атрибутів забезпечує прозоре узгодження вимог безпеки з бізнес-логікою, полегшує взаємодію аналітиків і фахівців з кібербезпеки та створює основу для автоматизованої валідації. Експериментально показано зменшення кількості критичних об’єктів і високоризикових елементів та зниження інтегральної оцінки ризику порівняно з традиційними підходами, що підтверджує дієвість принципу «security by design»; підхід також узгоджується з «privacy by design» щодо персональних даних як складової конфіденційності. Результати можуть бути використані для побудови безпечних систем електронної комерції з відповідністю сучасним стандартам і регуляторним вимогам, включно з ISO/IEC 27001, PCI DSS та GDPR, а також для подальшої автоматизації перевірок через шаблони, правила та інструменти моделювання.

ТЕХНОЛОГІЯ ДЕКОМПОЗИЦІЇ ТА АНСАМБЛЮВАННЯ МОДЕЛЕЙ ДЛЯ ЗМЕНШЕННЯ НЕВИЗНАЧЕНОСТІ ТА ПІДВИЩЕННЯ УЗГОДЖЕНОСТІ ПРОГНОЗІВ НА ОСНОВІ LLM

2026-01-02T10:04:15+02:00

У статті запропоновано нову технологію прогнозування часових рядів із високим рівнем невизначеності, побудовану на основі ансамблю простих моделей та великої мовної моделі (LLM), яка визначає структурні параметри ансамблю, відповідно до теоретично обґрунтованого критерію оптимальності. Актуальність проблеми зумовлена складністю коротко- та середньострокового прогнозування даних екологічного моніторингу, епідемічних процесів, фінансових даних тощо після різких змін ситуації, коли треба робити прогноз за короткими рядами даних, за умов невизначеності, нерегулярності, неповноти та нестаціонарності вхідних даних.

Запропоновано теоретично обґрунтовану технологію зменшення прогнозної невизначеності та підвищення узгодженості прогнозів нестаціонарних часових рядів, яка базується на декомпозиції часових даних на локальні інтервали та оптимальному ансамблюванні моделей із використанням інтегрального критерію втрат. Зменшення прогнозної невизначеності трактується не як механічне звуження інтервалів прогнозування, а як зменшення некаліброваної та неінформативної невизначеності шляхом досягнення узгодженого балансу між точністю прогнозу, шириною та покриттям інтервалів прогнозування. Удосконалено підхід до ансамблевого прогнозування часових рядів шляхом формалізації задачі вибору структури ансамблю як задачі мінімізації інтегральних втрат, що одночасно враховують похибку прогнозу, ширину та каліброваність інтервалів прогнозування, а також структурну узгодженість розподілу ваг моделей, що дозволяє отримувати більш стабільні та узгоджені прогнозні рішення. Дістало подальшого розвитку
системно-аналітичне обґрунтування використання простих локальних моделей на коротких часових інтервалах, за рахунок доведення умов, за яких ансамблювання таких моделей забезпечує зменшення прогнозної невизначеності та підвищення узгодженості результатів, що дозволяє застосовувати запропоновану технологію як базовий механізм координації рішень в мультиагентних системах та ансамблях LLM.

Проведено прикладне дослідження прогнозування COVID-19 в Україні у період першої великої хвилі в кінці 2020 року на основі історичних даних лише за півроку і за відсутності подібних рядів у минулому. На основі віконного аналізу (28 днів історії, 14 днів прогнозу) показано, що запропонована технологія забезпечує у 2,3 разів меншу метрику WAPE (аналог відносної похибки) порівняно з відомими моделями та забезпечує суттєво краще каліброване прогнозування, що проявляється у досягненні емпіричного покриття інтервалів на 0,85, за відсутності покриття в моделях-аналогах.Це свідчить не лише про зменшення похибки та некаліброваної прогнозної невизначеності, а й про підвищення узгодженості прогнозів, оскільки точкові та інтервальні оцінки формують єдиний сценарій динаміки процесу, який не містить протиріч.

Результати демонструють можливість використання гібридних LLM-керованих ансамблів для задач підтримки прийняття рішень у ситуаціях високої невизначеності та за відсутності структурно сталих моделей.

РОЗРОБКА МОДЕЛІ З ВИКОРИСТАННЯМ РЕГРЕСІЇ ОПОРНИХ ВЕКТОРІВ ДЛЯ СИСТЕМИ ВИМІРЮВАННЯ КОНЦЕНТРАЦІЇ ВУГЛЕКИСЛОГО ГАЗУ НА ОСНОВІ БЕЗДРОТОВОГО ОПТИКО-ЕЛЕКТРОННОГО СЕНСОРА

2025-12-29T15:26:18+02:00

В роботі запропоновано модель з використанням регресії опорних векторів для системи вимірювання концентрації вуглекислого газу на основі бездротового оптико-електронного сенсора. В середовищі, що може бути небезпечним для людини, розташовується сенсор, який дистанційно передає дані про концентрацію газу на комп’ютер, де за допомогою машинного навчання проводиться обробка отриманої інформації. В якості такого сенсора запропоновано використати оптико-електронний сенсор концентрації вуглекислого газу завдяки високій точності, чутливості, стабільності та надійності, а також швидкій реакції, стійкості до завад, безконтактності вимірювань, мінімальному технічному обслуговуванню та можливості дистанційного моніторингу. Також в роботі запропоновано використовувати модель регресії опорних векторів для обробки даних бездротового оптико-електронного сенсора концентрації вуглекислого газу. Регресія опорних векторів добре працює з нелінійними даними та, порівняно з іншими методами, демонструє високу точність при малій та середній кількості вхідних даних. Такі системи можуть виявляти вуглекислий газ завдяки вимірюванню його концентрації з високою точністю внаслідок збору даних в режимі реального часу оптико-електронним сенсором, що в поєднанні з обробкою зібраних даних за допомогою машинного навчання демонструє великий потенціал у вимірюванні концентрації вуглекислого газу, а, отже, і раннього попередження про його появу. Основними показниками ефективності запропонованої моделі вимірювання концентрації вуглекислого газу з використанням регресії опорних векторів, що визначалися в процесі дослідження, було обрано такі характеристики як середньоквадратична похибка (MSE), середня абсолютна похибка (MAE) та коефіцієнт детермінації (R²). Для аналізу цих показників була проведена оцінка зміни MSE, MAE та точності за метрикою R² під час навчання та перевірки моделі, порівняння даних з оптичного сенсора та з моделі, а також оцінки зміни MSE та MAE в процесі вимірювання.

ОГЛЯД МЕТОДІВ МАШИННОГО НАВЧАННЯ ДЛЯ ЗАДАЧ АВТОМАТИЗОВАНОГО ВИМІРЮВАННЯ ВИТРАТИ

2025-12-29T15:36:57+02:00

Наукова стаття присвячена огляду наукових праць за останні 25 років, в яких методи машинного навчання використовувались (як основні чи допоміжні методи дослідження) для вирішення різноманітних задач автоматизованого вимірювання витрати плинних середовищ. Одним із основних критеріїв при відборі наукових праць слугував той факт, що системи вимірювання витрати були побудовані на базі або ультразвукових витратомірів або на базі методу змінного перепаду тиску. За результатами аналізу відібраних 42 наукових праць, авторами створено класифікацію сфер застосування методів машинного навчання для вирішення задач автоматизованого вимірювання витрати. До цієї класифікації увійшли наступні п’ять сфер (із відсотковою часткою праць серед всього загалу, які репрезентували конкретну сферу): сфера прогнозування витрати (38 %), сфера адаптивного вимірювання (26 %), сфера удосконалення процесу калібрування (12 %), сфера розрахунку параметрів потоку (7 %), сфера нових підходів щодо вимірювання витрати (17 %).Ще одним результатом проведеного в роботі аналізу наукових праць, стало виокремлення штучних нейронних мереж (в основному багатошарових), як одного із методів машинного навчання, який найчастіше застосовувався (майже в половині праць, 47 %) і найкраще підходить (маючи чудову здатність до складного нелінійного відображення між виходом і входом витратоміра) для подальших досліджень авторів у сфері прогнозування витрати – розрахунку змінних вагових коефіцієнтів акустичних каналів хордових ультразвукових витратомірів. Для досягнення цієї мети, авторами було виконано підготовчу роботу вже в цій оглядовій статті:
1) додатково розширено підхід інтегрування швидкостей ультразвукових витратомірів сфери прогнозування на два напрями – прямого і непрямого визначення вагових коефіцієнтів акустичних каналів хордових ультразвукових витратомірів; 2) сформовано мету подальших досліджень, яка включає синтез оптимальної архітектуру штучної нейронної мережі (для конкретного витратоміра та умов його роботи) та отримання достатнього набору навчальних даних за результатами CFD-моделювання структури спотвореного потоку.

МЕТОД КОГНІТИВНОЇ ОБРОБКИ РЕЗУЛЬТАТІВ ІНТЕЛЕКТУАЛЬНИХ ВИМІРЮВАНЬ У СЕНСОРНИХ МЕРЕЖАХ ЛАБОРАТОРНИХ ВИПРОБУВАНЬ

2025-12-29T15:46:41+02:00

Робота спрямована на вирішення задачі забезпечення когнітивної обробки результатів інтелектуальних вимірювань та націлена на врахування метрологічних вимог й інтеграцію в повний когнітивний цикл вимірювань. У роботі вперше представлено метод когнітивної обробки результатів інтелектуальних вимірювань, який інтегрує когнітивне агрегування з онтологічною інтерпретацією. Метод складається з етапів формування повного вектора спостережень, дворівневого зважування та онтологічного формування пріоритетів конфігурації сенсорної мережі. Об’єднує три рівні когнітивності сенсорних мереж: отримує дані вимірювання, інтерпретує їх та передає для прийняття управлінського рішення. Метод дозволяє інтегрувати когнітивний процес у замкнутий цикл вимірювань під час лабораторних випробувань та підвищити достовірність результатів вимірювань. Попередня валідація методу шляхом виконання симуляційного експерименту доводить підвищення інтегрального показника достовірності результатів вимірювань на 35,5 % порівняно із середнім показником достовірності трьох розглянутих у роботі аналогів. Розроблений метод має вагоме практичне значення для лабораторних випробувань із використанням інформаційно-вимірювальних систем на основі сенсорних мереж завдяки можливості впровадження як апаратно-програмний засіб управління вимірювальними процесами. Отримані результати можуть бути використані в процесі цифровізації метрологічних процедур, оснащенні науково-дослідних лабораторій новітніми інформаційно-вимірювальними системами та для розвитку стандартизації у сфері лабораторних випробувань. Перспективним напрямком подальших досліджень є вирішення протиріччя між точністю та коригуванням аномалій в умовах взаємодії трьох рівнів когінтивності сенсорних мереж та розгляду питань взаємо

ІНТЕЛЕКТУАЛЬНА СИСТЕМА АВТОМАТИЧНОГО КЕРУВАННЯ ПРОЦЕСОМ СУШІННЯ ЗЕРНОВИХ КУЛЬТУР НА ОСНОВІ IOT-ТЕХНОЛОГІЙ

2025-12-29T15:55:27+02:00

Дослідження присвячено розробці сучасної системи автоматичного керування процесом сушіння зерна, яка є складним багатопараметричним об’єктом із наявністю нелінійності та запізнень. Традиційні системи, які базуються на ПІД-регуляторах, часто не забезпечують необхідної точності та адаптивності до змінних властивостей сировини та зовнішніх умов, що призводить до надмірних енерговитрат і втрат якості продукту.

Інноваційність запропонованого підходу полягає в розробці гібридної системи моніторингу та керування, технічну основу якої становить комбінована сенсорна мережа.

Для підвищення точності та ефективності управління запропоновано впровадити на початку технологічного тракту комбінацію діелектричних сенсорів вологості та періодично калібрувальних NIR-сенсорів. Це створює синергетичний ефект, коли діелектричні датчики забезпечують оперативність, а NIR-сенсори – довгострокову метрологічну вірність. Отримані дані через стійкі до перешкод промислові інтерфейси (RS-485, I2C, SPI) надходять до IoT-контролера або PLC. На цьому рівні здійснюється первинна фільтрація сигналу, формування керуючих впливів на виконавчі механізми, а також передача відфільтрованих даних до хмарних SCADA-систем для моніторингу та аналізу.

Результати комп’ютерного імітаційного моделювання у розробленому додатку на мові програмування Python підтвердили ефективність цифрової фільтрації для усунення шумів і стабілізації сигналу, що забезпечує формування достовірного інформаційного потоку. Стійкість алгоритмів до високого рівня промислових завад була перевірена в імітаційному середовищі.

Таким чином, запропонована IoT-архітектура розв’язує дві ключові задачі: забезпечує надійний, завадостійкий вимірювально-керуючий тракт і формує технологічний фундамент для розгортання штучного інтелекту в управлінні агротехнологічними процесами. Впровадження цієї системи дозволить підтримувати оптимальні режими сушіння, мінімізуючи енерговитрати та втрати зерна, що є ключовим для розвитку точного землеробства та “розумних” аграрних технологій, сприяючи підвищенню загальної ефективності роботи.

ДО ПИТАННЯ ВИКОРИСТАННЯ БЕЗПІЛОТНИХ ЛІТАЛЬНИХ АПАРАТІВ ЯК СУЧАСНОГО МЕТОДУ МОНІТОРИНГУ СТАНУ ЕНЕРГЕТИЧНИХ ОБ’ЄКТІВ

2025-12-29T23:22:10+02:00

Складовою енергетичної системи є лінії електропередач. Лінії електропередач (ЛЕП) є критично важливою частиною енергетичної інфраструктури, яка забезпечує постачання електроенергії до споживачів. Регулярний моніторинг їхнього стану необхідний для запобігання аварій, зменшення втрат енергії та забезпечення безпеки.

В роботі проведено аналіз особливостей застосування безпілотних літальних апаратів як сучасного методу моніторингу стану енергетичних об’єктів. Сприяти розвитку цього методу моніторингу енергетичних об’єктів мають очевидні переваги застосування безпілотних літальних апаратів порівняно з іншими методами моніторингу, а саме автоматизація, зниження витрат, підвищення безпеки та точності. Серед іншого, безпілотні літальні апарати дозволяють проводити інспекції без перерв у постачанні електроенергії та в реальному часі аналізувати дані. Однак є й недоліки такого методу моніторингу, а саме залежність від погодних умов, обмежена автономність батарей, регуляторні обмеження на польоти та висока початкова вартість обладнання. Крім того, обробка великих обсягів даних вимагає потужних комп’ютерних ресурсів. Одним із дієвих поєднань технологій є поєднання штучного інтелекту та безпілотних літальних апаратів, що перетворює останні з «літаючої камери» на інтелектуального інспектора енергетичних об’єктів, що не лише знаходить, а й прогнозує та класифікує проблеми, значно підвищуючи ефективність, безпеку та економічність моніторингу енергетичних об’єктів. Встановлено, що сучасні методи моніторингу стану ліній електропередач з використанням БПЛА демонструють високу ефективність за критеріями економії, безпеки та точності. Зокрема вони революціонізують галузь, замінюючи традиційні підходи на автоматизовані та інтелектуальні рішення. Подальший розвиток технологій, таких як ШІ та автономні системи, обіцяє ще більшу ефективність застосування пропонованого методу. Для енергетичних компаній впровадження БПЛА є стратегічним кроком до надійної та стійкої інфраструктури.

АНАЛІЗ ЧАСТОТНО-ЧАСОВИХ ХАРАКТЕРИСТИК ТЕМПЕРАТУРНИХ ЗМІН У СИСТЕМАХ ОПАЛЕННЯ З ВИКОРИСТАННЯМ ВЕЙВЛЕТ-АНАЛІЗУ ТА ФУР'Є-ПЕРЕТВОРЕНЬ

2025-12-29T23:38:27+02:00

Для забезпечення комфорту в житлових і комерційних будівлях, а також для ефективного використання енергії, ключову роль відіграють системи опалення. Їхня продуктивність безпосередньо впливає на затишок приміщень і витрати на енергоносії.

У статті досліджено застосування методів обробки сигналів для підвищення ефективності роботи систем опалення в «розумних будинках». Для аналізу використано дані температурних сенсорів та показники енергоспоживання, зібрані у приватній одноповерховій будівлі площею 128 м², обладнаній мережею IoT-пристроїв, 12 температурними датчиками та інтелектуальними термостатами. Метод дискретного Фур’є-перетворення застосовано для виявлення основних частотних складових температурних змін, визначення добових та субдобових гармонік, а також для усунення високочастотного шуму шляхом Фур’є-фільтрації. Це дозволило зменшити кількість увімкнень системи опалення та оптимізувати роботу термостатів, скоротивши споживання теплової енергії на 10 – 15 %. Для аналізу короткочасних та локальних змін застосовано безперервне Вейвлет-перетворення, що дало змогу виявити раптові температурні збурення, спричинені побутовою активністю мешканців, відкриванням вікон або зміною зовнішніх умов. Використання Вейвлет-аналізу забезпечило додаткове скорочення споживання енергії на 5 – 7 % завдяки зменшенню кількості необов’язкових коротких циклів нагріву та підвищенню адаптивності системи керування.

Порівняльний аналіз двох підходів продемонстрував, що їх комплексне застосування забезпечує сумарну економію енергії на рівні 15 – 22 % без погіршення теплового комфорту. Оптимізована система опалення працює стабільніше, швидше реагує на зміни мікроклімату та знижує навантаження на обладнання. Отримані результати підтверджують ефективність поєднання Фур’є- та Вейвлет-перетворень у задачах енергоефективного керування мікрокліматом у «розумних будинках» та демонструють значний потенціал цих методів для подальшого удосконалення систем клімат-контролю.

РИЗИКИ ТА ВИКЛИКИ ЕНЕРГЕТИЧНОГО ПЕРЕХОДУ В КОНТЕКСТІ СТАЛОГО РОЗВИТКУ ЕКОНОМІКИ

2025-12-29T23:49:31+02:00

Сучасний енергетичний сектор зазнає глибокої трансформації під впливом викликів глобального сталого розвитку, зростання попиту на енергію та нагальної потреби у зниженні викидів парникових газів. Відновлювані джерела енергії дедалі більше стають основою стійких енергетичних систем, сприяючи зменшенню залежності від викопного палива, підвищенню стабільності постачання та покращенню екологічних показників. Цей перехід до нової енергетичної моделі тісно пов’язаний зі збалансованим підходом, який інтегрує економічну ефективність, екологічну безпеку та соціальну справедливість. У цьому процесі енергетичний сектор відіграє ключову роль. Успіх енергетичного переходу значною мірою залежить від розвитку технологічних інновацій у виробництві, зберіганні та інтеграції енергії, а також від сильної політичної підтримки, економічних стимулів і мобілізації інвестицій. Взаємозв’язок технологічних, економічних і соціальних факторів сприяє формуванню ефективних і сталих енергетичних систем. Водночас комплексне управління ризиками є критично важливим для мінімізації потенційних негативних наслідків та підвищення надійності реалізації проєктів. Методи експертної оцінки, динамічний аналіз ризиків (DRA) та технології цифрових двійників відіграють особливо важливу роль у цьому контексті. Крім того, застосування штучного інтелекту та машинного навчання для аналізу великих обсягів даних дає змогу прогнозувати потенційні загрози на енергетичних ринках, оптимізувати ланцюги постачання, передбачати попит і здійснювати стратегічне планування в енергетичному секторі. Досягнення цілей сталого розвитку вимагає інтеграції наукових досліджень, інженерних рішень, політичних стратегій і соціальних аспектів, а також довгострокового бачення та системного планування для забезпечення переходу до стійкої енергетичної системи.