ПОДОВЖЕННЯ РЯДІВ ДАНИХ З ВИКОРИСТАННЯМ МОДЕЛЕЙ РІЗНОЇ СКЛАДНОСТІ

Проблема недостатності інформації суттєво впливає на вибір підходів та методів аналізу рядів даних, а також на якість отримуваних результатів. Зважаючи на таку проблему, автори роботи вважають, що актуальним є питання розробки та аналізу підходів та моделей для подовження рядів даних. Основною задачею даної роботи є описання та реалізація технології подовження рядів даних. В основу реалізації технології закладено використання значень схожих рядів даних в якості ознак для подовження певного ряду даних, представленого тими ж показниками, що й схожі ряди даних. В роботі описано схему визначення схожих рядів даних. Згідно цієї схеми найбільш схожими рядами даних є такі, що мають найменше значення відстані та сильний прямий кореляційний зв’язок, обчислені між потенційно схожим рядом та рядом, для якого буде відбуватися подовження. Для подовження ряду в даній роботі розглядається сім моделей: лінійної множинної регресії; суми зважених значень по групі схожих рядів; середньозважених значеннях по групі схожих рядів, з коригуванням на середнє значення ряду, для якого виконується подовження; випадкового лісу; к-найближчих сусідів; методу опорних векторів; градієнтного бустінгу. Обчислювальний експеримент проведено на рядах, представлених значеннями показників рівнів води, зафіксованими на гідрологічних постах, що розміщені на водних об’єктах басейну річки Дніпро. Для ряду даних посту 79545, розташованого на р. Случ, м. Новоград-Волинський, Житомирської обл., виконується подовження на один рік, тобто довжина ряду збільшується на 365 значень. В результаті визначено, що найбільш схожими є ряди показників постів 79555 та 79694, які мають найменші значення розрахованих відстаней та значення коефіцієнта кореляції більше 0,75. При подовженні ряду визначено, що найкращі результати отримано при використанні двох моделей: суми зважених значень по групі схожих рядів та середньозважених значень по групі схожих рядів, з коригуванням на середнє значення ряду, для якого виконується подовження.

АЛГОРИТМИ ЗАСТОСУВАННЯ ОПЕРАЦІЙ ПЕРЕСТАНОВОК, КЕРОВАНИХ ІНФОРМАЦІЄЮ, ДЛЯ РЕАЛІЗАЦІЇ КРИПТОПЕРЕТВОРЕННЯ ІНФОРМАЦІЇ

У статті запропоновано застосування базової групи операцій перестановок, керованих інформацією, з урахуванням трьох видів алгоритмів реалізації криптографічного перетворення: просте перемішування, гамування з ключем, гамування з ключем із заданою кількістю раундів. Розроблено алгоритми використання операцій перестановок керованих інформацією з метою застосування їх як у програмних так і апаратних засобах криптографічного захисту інформації. Проведено оцінку ефективності даних алгоритмів на основі їх програмної реалізації та статистичного тестування пакетом тестів NIST STS. Здійснено аналіз статистичних портретів одержаних результатів роботи розроблених алгоритмів з метою оцінки їх придатності в процесі побудови криптографічних алгоритмів. Показано, що для практичної реалізації криптографічного алгоритму на основі використання запропонованих операцій перестановок, керованих інформацією, потрібно визначити практичну криптографічну стійкість алгоритму, що напряму залежить від довжини пароля та кількості операцій, що застосовуються для шифрування інформації. Крім того, наведено розрахунок варіативності алгоритмів застосування для криптографічного перетворення декількох блоків інформації.

Система автоматичного управління освітленням птахофабрики в режимах «світанок-захід»

Освітлення в пташнику відіграє важливу роль при вирощуванні курей всіх напрямків і дозволяє управляти процесами фізіологічного розвитку птиці, забезпечити більш комфортні умови її утримання й домогтися істотного зростання практично всіх показників продуктивності стада. А також збільшити виживаність молодняка, знизити витрати кормів та поліпшити їх засвоюваність, знизити травматизм у птиці й зменшити витрати електроенергії в 1.5-3 рази. Крім того, одним з факторів, який може негативно вплинути на стан птиці – це різке ввімкнення/вимкнення освітлення. Тому бажано забезпечити плавний “світанок-захід” в пташнику, особливо для курей-несучок. Тим більше не рекомендується вирощувати курей при постійному освітленні. У статті запропонована структура системи автоматичного освітлення в режимах «світанок-захід», що складається з програмованого реле ПР200 та димера світлодіодного освітлення потужністю 4500 Вт, який імітує світанок і захід в приміщенні птахофабрики. Програмування реле ПР200 не вимагає спеціальних навичок, оскільки здійснюється за допомогою простого й інтуїтивно зрозумілого середовища програмування OWENLogic. Алгоритм роботи обладнання створено на мові функціональних блоків FBD, які містяться в поданій бібліотеці. Програма записується до пам’яті реле за допомогою стандартного MiniUSB-кабелю. Сформовано математичні залежності керуючих сигналів від часу доби і обраного режиму зміни освітленості пташника в режимах «світанок-захід». Напруга на виході реле збільшується на 9,26 мВ через кожні 1,1 с. На теж значення з дискретністю часу 1,1 с. напруга зменшується в режимі «захід», проте мерехтіння світла буде непомітно для очей людини і птиці. Можливі три режими роботи системи автоматичного управління освітленням птахофабрики: при 100 %, 92,5 % і 85 % яскравості освітлення в зимовий, весняно-осінній і літній періоди року відповідно. Для цього в програмне реле ПР200 потрібно завантажити одну з трьох програм, які можна активізувати відповідними кнопками на панелі управління, сигнали від яких подаються на дискретні входи реле. Дані зміни дозволять заощадити електроенергію навесні/восени на 7,5 %, а влітку – на 15 %.

Оптимізаційний підхід в задачі маршрутизації

У статті розглядається задача оптимізації маршруту руху комплектувальника під час комплектації замовлення. Така задача є актуальною, зокрема, для складів на промислових підприємствах. Дослідження проводиться в рамках науково-дослідної роботи ДР 11-2020ТС «Моделювання логістичних процесів на складах підприємства» на емпіричних даних складу деталей і комплектуючих ДП КАЗ, що спеціалізується на виготовленні котлів різних модифікацій. Переміщення територією складу є домінуючою складовою процесу комплектації замовлень, на яку припадає понад 50% загального часу збору замовлення. Тому оптимальний маршрут комплектувальника суттєво впливає на мінімізацію часу та правильне виконання замовлення. В статті запропоновано алгоритм вирішення задачі оптимізації маршруту комплектувальника. Для побудови маршруту руху працівника територією складу пропонується використання евристичних методів, зокрема, S-Shape, Midpoint, Return, Combined.

Підвищення швидкості операції множення перестановок за рахунок використання SIMD інструкцій

У роботі розроблено та досліджено алгоритми виконання множення перестановок за допомогою використання SIMD інструкцій сучасних процесорів. Виконано аналіз SIMD інструкцій, що можуть бути використані для виконання операцій над перестановками. Розроблені алгоритми базуються на використанні розширених інструкцій процесорів, що дозволяють виконувати операції над даними, що представлені у векторному форматі. Практично визначено та досліджено переваги використання SIMD інструкцій для підвищення швидкості виконання операцій над перестановками. Проведено аналіз та порівняння швидкості виконання операцій над перестановками з та без використання SIMD інструкцій. Розроблені алгоритми можуть бути використані при реалізації методів, що базуються на великій кількості операцій множення перестановок, що дозволить значно підвищити швидкість їх виконання.

ДОСЛІДЖЕННЯ МЕТОДІВ ВИМІРЮВАННЯ АКТИВНОСТІ РАДІОНУКЛІДІВ ДЛЯ КАЛІБРУВАННЯ ДЖЕРЕЛ α -, β -, γ – ВИПРОМІНЕННЯ

В статті розглянутий вплив іонізуючого випромінення на людину. Проаналізовані джерела надходження іонізуючого випромінення. На основі аналізу літератури сформовано класифікацію методів вимірювання активності радіонуклідів в залежності від фізичного принципу реєстрації випромінення. Вказані вимоги до методів, які можуть бути застосовані для вимірювання активності джерел іонізуючого випромінення під час їх калібрування, а саме непевність результатів вимірювання не перевищує 10% та простота їх технічної реалізації. Проведений аналіз літературних джерел щодо різних методів. Докладно розглянуті сцинтиляційний та іонізаційний методи та засоби їх реалізації. Визначені переваги сцинтиляційного та іонізаційного методів для практичного використання для калібрування джерел іонізуючого випромінення та спектрометрів α -, β -, γ - випромінення. Результати вимірювання активності радіонуклідів сцинтиляційним методом гамма-спектрометром СЕГ-05 та результати вимірювання активності радіонуклідів іонізаційним методом гамма-спектрометром ORTEC GEM-130 представлені на графіках. Отримані результати вимірювань, проведених цими методами, свідчать про те, що сцинтиляційний і іонізаційний методи вимірювання активності радіонуклідів найкраще підходять для застосування при калібруванні джерел іонізуючого випромінення, оскільки непевність результатів вимірювання проведених цими методами не перевищують 7,5% та є одного рівня.

МОДЕЛІ РУХУ АВТОТРАНСПОРТНИХ ЗАСОБІВ ПРИ ПОЗДОВЖНІХ ЗІТКНЕННЯХ

Зі збільшенням автомобільного руху зростає кількість дорожньо-транспортних пригод. Причини виникнення дорожньо-транспортної пригоди – результат дії двох або більше активних складових порушень правил безпеки руху, що створюють інтегративну цілісну систему. Метою статті є моделювання механізму поздовжнього зіткнення транспортних засобів і дослідження особливостей їх руху для встановлення характеристик динаміки цього процесу при зіткненнях, що необхідно для вдосконалення методів з’ясування обставин дорожньо-транспортних пригод при повздовжніх зіткненнях. В процесі автотехнічної експертизи при дослідженні зіткнень актуальним є вироблення технології (з добором сучасного інструментарію) для встановлення механізму дорожньо-транспортної пригоди. Дорожньо-транспортна пригода фіксується схемою пригоди, що дозволяє встановити взаємне розташування автомобілів після скоєння зіткнення. Не завжди відомі їхні кінематичні характеристики, що передують дорожньо-транспортній пригоді, це може призвести до колізії при виконанні експертизи. Модель механізму розвитку дорожньо-транспортної пригоди, як правило, оцінюється на основі різних експертиз або проведення натурного моделювання. Такий підхід дозволяє дати тільки якісну оцінку, далеку від об'єктивності. Тому постає завдання формування математичної моделі, що враховує особливості руху автомобіля як динамічної системи. Для цього авторами пропонується метод логіко-інформаційної реалізації дослідження, який є доцільним для використання в експертній практиці. При русі перешкоди в попутному напрямку відстань від транспортного засобу до місця наїзду (зіткнення) в момент виникнення небезпеки для руху залежить від того, коли водій почне гальмувати. Чим раніше він загальмує, тим на більшу відстань встигає просунутись перешкода, тим далі буде місце наїзду (зіткнення). При певних умовах ця перешкода взагалі може опинитися за межами досяжності транспортного засобу. Такий дорожній стан виникає при раптовому виїзді велосипедистів на смугу руху автомобіля, який рухається з більшою швидкістю. Аналогічна обстановка може виникнути, коли водії при обмеженій оглядовості, виїжджають на перехрестя доріг та не пропускають транспортні засоби які рухаються в попутному напрямку по головній смузі руху. Принцип логіко-інформаційної реалізації дослідження дорожньо-транспортної пригоди застосовується до поданої задачі в послідовній реалізації стратегій «з минулого в сьогодення» (аналіз) та «із сьогодення в майбутнє» (синтез). Розглядаючи окремі етапи інформатизації експертних досліджень, автори простежують діалектичну спіраль розвитку об’єктів, процесів і систем інформатики, керування процесами їх розробки та експлуатації. У статті за допомогою моделювання і встановлення характеристик динаміки процесів при повздовжньому зіткненні транспортних засобів з’ясовано механізми зіткнення при повздовжніх дорожньо-транспортних пригодах, окреслено питання вдосконалення технології досліджень в ході експертизи, які мають значення та впливають на висновок при проведенні автотехнічної експертизи, а також запропоновано вдосконалення методу встановлення механізму дорожньо-транспортної пригоди. Застосувавши запропонований метод, визначається, чи мав водій можливість уникнути зіткнення. Запропонований метод дає можливість його подальшої реалізації засобами обчислювальної техніки. Ключові слова: автомобіль, ДТП, дослідження, судова експертиза, автотехнічна експертиза.

ДОСЛІДЖЕННЯ ФУНКЦІОНАЛЬНИХ ПОВЕРХОНЬ МЕХАТРОННИХ ПРИСТРОЇВ МЕТОДОМ МУЛЬТИЗОНДОВОЇ АТОМНО-СИЛОВОЇ МІКРОСКОПІЇ

В роботі проводилося дослідження поверхонь елементів мехатронних пристроїв з метою визначення геометричних (стану, топології та морфології) та механічних (мікротвердості, зносостійкості та адгезійної міцності) характеристик функціональних поверхонь мехатронних пристроїв шляхом їх експериментального дослідження методом мультизондової атомно-силової мікроскопії, що забезпечує необхідні рівні точності та надійності отриманих результатів. Вперше встановлено, що основною перевагою методу мультизондової атомно-силової мікроскопії порівняно з іншими методами атомно-силової мікроскопії є здатність пришвидшеного дослідження нанорельєфу та механічних характеристик функціональних поверхонь виробів мехатроніки за один прохід досліджуваної ділянки. Отримані верифіковані альтернативними методами (інтерференційної мікроскопії, растрової електронної мікроскопії, мікротвердометрії за Вікерсом) результати дослідження показали високу якість, точність (похибка визначення механічних характеристик не перевищує 8%), надійність (ймовірність отримання адекватних результатів, не менше 0,98) та оперативність (час проведення ком-плексу досліджень зменшена у 1,6…1,8 разів) визначення показників стану, геометричних та механічних характеристик функціональних поверхонь мехатронних пристроїв. Показані перспективи розвитку методу мультизондової атомно-силової мікроскопії шляхом встановення закономірностей впливу робочих параметрів та поверхневого стану зондів атомно-силового мікроскопу на точність, якість та оперативність процесу проведення дослідження.

ІЄРАРХІЯ ЗАДАЧ КЕРУВАННЯ НЕПЕРЕРВНИМ ПРОЦЕСОМ АДСОРБЦІЙНОГО ВІДНОВЛЕННЯ МАСТИЛЬНИХ МАТЕРІАЛІВ

Розвиток суспільства супроводжується постійним збільшенням обсягів відпрацьованих олив та мастил. Сучасний підхід господарчих органів до цих речовин не набув системності, їх зростання та утилізація не знаходяться під належним контролем. Актуальним напрямом дослідження є визначення сукупності задач керування процесами адсорбційного очищення у промислових масштабах, їхніх взаємозв’язків та пріоритетів. Призначення технології утилізації та сучасні вимоги до промислових виробництв дали підстави сформувати такі стратегічні (загальновиробничі) задачі системи керування: забез-печення економічної ефективності виробництва; дотримання вимог до якості продукції; виконання екологічних вимог до виробництва. Аналіз хіміко-технологічної системи неперервного адсорбційного очищення показав, що наступним рівнем ієрархії задач є технологічні (тактичні) задачі, обумовлені вимогами до властивостей регенерованих олив і мастил, а також властивостями забрудненої сировини, адсор-бенту та стану самого адсорбера як основного технологічного апарата. Кожну технологічну задачу було деталізовано, це дало можливість сформулювати задачі керування наближено до типових задач керування, враховуючи особливості технології. Кінцевим етапом дослідження ієрархії задач було визначення переліку математичних методів, які можливо застосувати для систем керування адсорбційним очищенням олив та мастил. Використання різноманітних схем спрощує розуміння проблем і логіку міркувань авторів, сприяє системному підходу до автоматизації адсорбційного очищення. Отримані результати дають змогу зацікавленим особам обґрунтувати свій вибір задач і математичного забезпечення.

ВІРТУАЛІЗАЦІЯ ЯК СЕРЕДОВИЩЕ РЕАЛІЗАЦІЇ МЕРЕЖЕВИХ ФУНКЦІЙ

Оскільки телекомунікаційні технології розвиваються дуже швидко, то існує потреба в оптимізації розподілу мережевих та енергетичних ресурсів для інформаційно-телекомунікаційного обладнання. Перспективним напрямом вирішення цієї проблеми є використання технології віртуалізації, що забезпечує безперебійну роботу обслуговуючих пристроїв та їх високу енергоефективність при різноманітному навантаженні. Існують дослідження, які демонструють розв’язок задач у сфері мобільного зв’язку нових поколінь та хмарних обчислень, які зосереджені на реалізації конкретної структури ме-режі та застосуванні середовища віртуалізації. Однак залишаються відкритими питання, пов’язані із забезпеченням високої продуктивності інформаційно-телекомунікаційного обладнання залежно від середовища віртуалізації. Проведено аналіз використання технології віртуалізації у середовищі мобільної мережі п’ятого покоління та визначено основні принципи роботи віртуалізованої мережі. В статті пропонується реалізація сегментів мобільної мережі як віртуалізовані, що забезпечить її гнучкість та продуктивність роботи.