Scientific Bulletin of UNFU (Ukrainian National Forestry University)
Not a member yet
2661 research outputs found
Sort by
Аналіз і оцінювання ризиків процесу перетворення інформаційних систем з монолітною архітектурою в мікросервісну
No full textThe transition from monolithic to microservices architecture is crucial for enhancing the efficiency, flexibility, and scalability of modern IT systems. This research thoroughly examines the primary risks and challenges associated with this transition, utilizing system analysis and modeling techniques. Specifically, the study investigates the complexities of migration management, oversight of new infrastructure, assurance of continuous system operation, and support for new development and operational processes. The findings demonstrate that successful migration requires detailed analysis of the existing system and effective decomposition into microservices, considering inter-component dependencies. The shift necessitates adopting new tools for automation and orchestration, such as Kubernetes, along with configuring monitoring and logging systems to manage numerous services effectively. Ensuring continuous system operation during the transition is paramount. Implementing continuous integration and delivery (CI/CD) processes helps maintain system stability, while extensive test automation minimizes the risk of errors. Reliable strategies for backup and data recovery are also essential. Effective risk management involves meticulous planning and phased implementation of microservices to mitigate impacts on the core system. Moreover, the study highlights that adapting development, testing, and deployment processes to the new architecture necessitates changes in procedural structure and culture, fostering openness and collaboration. The proposed planning methods, technical measures, and structural changes aim to minimize risks and ensure a successful transition to microservices architecture. The outcomes of this research provide a foundation for the safe and effective transformation of IT infrastructure enhancing its resilience and productivity. These strategies are also advantageous for future research focused on managing system complexity and optimizing migration processes. Furthermore, the study outlines the importance of aligning business goals with technical strategies, ensuring that the transformation supports overall organizational objectives. Additionally, it emphasizes the need for continuous learning and adaptation, as the rapidly evolving technological landscape requires IT systems to remain agile and responsive. By integrating feedback loops and iterative development practices, organizations can better manage changes and anticipate potential issues. Finally, the research suggests that fostering a culture of collaboration and shared responsibility across teams is vital for the sustained success of microservices adoption. This comprehensive approach not only mitigates risks but also drives long-term benefits in terms of system performance, scalability, and innovation.Проведено аналіз і наведено результати оцінювання ризиків процесу перетворення інформаційних систем з монолітною архітектурою в мікросервісну, що дало змогу розробити рекомендації для їх мінімізації та ефективного управління. З'ясовано, що перехід від монолітної архітектури до мікросервісної є важливим етапом для сучасних ІТ-систем з метою підвищення ефективності, гнучкості та масштабованості. Проведено детальний аналіз основних ризиків та викликів, пов'язаних із переходом до мікросервісів, з використанням методів системного аналізу та моделювання. Зокрема, досліджено питання управління складністю міграції, управління новою інфраструктурою, забезпечення безперервності функціонування системи та підтримки нових процесів розробки та експлуатації. Встановлено, що успішна міграція від моноліту до мікросервісів потребує ретельного аналізу існуючої системи та ефективного поділу її на окремі сервіси з урахуванням залежностей між компонентами. Виявлено необхідність впровадження нових інструментів для автоматизації та оркестрації, таких як Kubernetes, а також налаштування систем моніторингу та логування для відстеження великої кількості сервісів. Оцінено вплив налаштування нових процесів безперервної інтеграції та доставки (CI/CD) на стабільність системи. З'ясовано, що високий рівень автоматизації тестування мінімізує ризики введення помилок, а також необхідне впровадження надійних стратегій резервного копіювання та відновлення даних. Управління ризиками передбачає ретельне планування та поетапне впровадження мікросервісів, що дає змогу зменшити вплив на основну систему. Дослідження також показало, що адаптація процесів розроблення, тестування та розгортання до нової архітектури потребує змін у структурі та культурі процесів, що сприяє відкритості та співпраці. Виявлено, що запропоновані методи планування, технічні заходи та структурні зміни спрямовані на мінімізацію ризиків та забезпечення успішного переходу до мікросервісної архітектури. Результати цього дослідження є основою для безпечної та ефективної перетворення ІТ-інфраструктури, підвищення її стійкості та продуктивності. Зокрема, запропоновані підходи можуть бути корисними для майбутніх досліджень у галузі управління складністю систем та оптимізації процесів міграції. Виявлено важливість врахування людського чинника та змін в організаційній культурі під час переходу до мікросервісної архітектури. Отже, комплексний підхід до перетворення ІТ-систем, який містить технічні, організаційні та людські особливості, є ключем до успішного переходу від монолітної архітектури до мікросервісної. Використання наведених у дослідженні методів та рекомендацій дасть змогу зменшити ризики та забезпечити стійке функціонування нової архітектури
Оптимізація процедури машинного навчання моделі на багатопроцесорних установках для посилення кібербезпеки в телекомунікаційних мережах
No full textThis paper analyzes the optimization features of machine learning (ML) model training procedures using multi-GPU systems to enhance cyber security in telecommunication networks. A key aspect of the study is the use of data parallelism, which allows the distribution of the training load across multiple GPUs, significantly reducing training time and improving model accuracy-critical factors for rapid threat detection in cyberspace. A novel approach for optimizing data batch size using Mutual Information (MI) is proposed, which harmonizes the utilization of computational resources with the information content of the training data. MI helps to determine the optimal data batch size that minimizes training errors and improves model accuracy without a significant increase in training time. Experimental results demonstrate the substantial advantages of multi-GPU configurations compared to single-GPU setups, providing faster training and improved model accuracy. It was particularly emphasized that MI-guided batch size tuning significantly outperforms traditional manual tuning methods, ensuring higher validation accuracy and reducing training time. The study showed that the MI-based approach is an effective tool for addressing the problem of optimizing ML model training processes in real-world scenarios where cyber security is critical. The proposed methods allow ML models to train faster and more accurately identify potential threats, making them particularly relevant for telecommunication networks where a rapid response to new threats in real time is required. The implementation of modern computational technologies such as multi-GPU systems and MI-optimized training enhances the efficiency and accuracy of machine learning models. This, in turn, improves cyber security measures and ensures a more reliable defence of telecommunication networks against malicious attacks. It is noted that the proposed approaches can be adapted not only for cyber security but also for other areas where high model accuracy and fast training are important. Future research prospects include the development of new machine learning methods, particularly deep neural networks, the exploration of alternative computational architectures such as quantum computing or distributed systems, and their integration into real-time systems. Special attention should be paid to the ethical aspects of implementing automated cyber security systems, particularly in preventing bias in algorithms and ensuring fairness in their application.Проаналізовано особливості оптимізації процедури машинного навчання ML (англ. Machine Learning) моделей із використанням багатопроцесорних графічних установок (multi-GPU) для підвищення кібербезпеки в телекомунікаційних мережах. Одним із ключових аспектів дослідження стало використання паралельного оброблення даних, яке дає змогу розподілити навчальне навантаження між кількома графічними процесорами, що значно скорочує тривалість навчання та підвищує точність моделей, що особливо важливо для швидкого виявлення загроз у кіберпросторі. Запропоновано новий підхід до оптимізації розміру партій даних (англ. batch size) за допомогою взаємної інформації MI (англ. Mutual Information), що дає змогу гармонізувати використання обчислювальних ресурсів і інформаційного вмісту навчальних даних. Використання MI допомагає визначати оптимальний розмір партій даних, який мінімізує похибки навчання та підвищує точність моделі без значного збільшення часу на навчання. Багатопроцесорні конфігурації, як показали результати експериментів, демонструють істотні переваги порівняно з однопроцесорними установками, забезпечуючи швидше навчання та покращені показники точності моделей. Особливо наголошено, що MI-кероване налаштування розміру партій даних значно перевершує традиційні методи ручного налаштування, забезпечуючи більш високу точність валідації та зменшуючи тривалість навчання. За результатами дослідження з'ясовано, що підхід на підставі взаємної інформації є ефективним інструментом для вирішення проблеми оптимізації процесу навчання моделей ML у реальних сценаріях, де кібербезпека є критичним елементом. Запропоновані методи дають змогу ML моделям швидше навчатися та точніше ідентифікувати потенційні загрози, що робить їх особливо актуальними для телекомунікаційних мереж, де необхідна швидка реакція на нові загрози в режимі реального часу. Запровадження сучасних обчислювальних технологій, таких як багатопроцесорні графічні установки та MI-оптимізоване навчання, підвищує ефективність і точність моделей машинного навчання. Це дає змогу поліпшити заходи з кібербезпеки і гарантує надійніший захист телекомунікаційних мереж від зловмисних атак. Зазначено, що запропоновані підходи можуть бути адаптовані не тільки для кібербезпеки, а й для інших галузей, де важлива висока точність моделей і швидке навчання. Перспективи подальших досліджень охоплюють розвиток нових методів машинного навчання, зокрема глибинних нейронних мереж, дослідження інших альтернативних обчислювальних архітектур, таких як квантові обчислення чи розподілені системи, а також їх інтеграція в реальні системи у режимі реального часу. Окрему увагу доцільно приділити етичним аспектам застосування автоматизованих систем кібербезпеки, зокрема, щодо уникнення упередженості в алгоритмах та забезпечення рівноправності під час їх використання
Інноваційні методики інтегрування даних для оптимізації процесу наповнення сховища даних
No full textResearch enables the analysis and evaluation of alternative data integration methodologies that do not require the classical ETL approach. Primary focus is given to examining the limitations of traditional ETL, including the analysis of the problems organizations face due to the complexity and costs associated with traditional ETL processes. A detailed review of platforms that allow data integration and enrichment of data stores without the need for complex coding has been conducted. Additionally, the ways these systems enable faster and more efficient responses to changes in data and business requirements was examined. Special attention is dedicated to strategies and technologies for incremental data loading, which can significantly reduce the workload and resource expenses compared to full data reloading. The research also analyzed how these methods help keep data up-to-date without constant full refreshes of the storage. This research contributes to an in-depth understanding of modern tools and methods that make the process of optimizing data store filling more efficient and accessible for a wide range of organizations, including those with limited technical resources. The importance of having qualified developers and their impact on the overall project costs, which cannot be underestimated, is also highlighted. The role of quality communication between development teams, data analysts, and business users is critical for the successful implementation of data integration projects. Effective information exchange and clear definition of business requirements play a key role in the synchronization and optimization of data loading and processing processes, ultimately leading to improved service levels and reduced response time to changes in the business environment. The research results demonstrate that the implementation of Incremental Data Loading and CDC technologies in a large retail company significantly improved data loading times and operational efficiency of business processes. Comparing the implementation results from other industries, it is clear that Incremental Data Loading methodologies have a universal character but require a tailored approach depending on the application sector. Discussing recommendations for companies considering adapting this approach holds significant potential for improving work efficiency, reducing costs, and enhancing customer service quality, especially in the retail sector.Проаналізовано та оцінено альтернативні методики інтегрування даних, що не потребують класичного ETL-підходу (англ. Extract, Transform, Load). Основну увагу приділено вивченню обмежень традиційного ETL, зокрема аналізу проблем, з якими стикаються організації через їх складність та витрати, пов'язані з традиційними ETL-процесами. Проаналізовано платформи, які дають змогу інтегрувати та наповнювати сховища даних без потреби писати складний код. Окремо розглянуто, як ці системи дають можливість швидше та ефективніше реагувати на зміни в даних і бізнес-вимогах. Зосереджено увагу на стратегіях і технологіях для інкрементного завантаження даних, які можуть значно зменшити навантаження та витрати на ресурси порівняно з повним перезавантаженням даних. Також проаналізовано, як ці методи допомагають утримувати дані актуальними без постійного повного оновлення сховища. Це дослідження сприяє детальному розумінню сучасних інструментів і методів, які роблять процес оптимізації наповнення сховища даних більш ефективним та доступним для широкого кола організацій, зокрема і тих, що не мають значних технічних ресурсів. Також підкреслено значення наявності кваліфікованих розробників і їхній вплив на загальні витрати проєкту, що не може бути недооцінений. Роль якісної комунікації між командами розробників, дата аналітиків і бізнес-користувачів є критичною для успішної реалізації проєктів з інтегрування даних. Ефективний обмін інформацією та чітке визначення бізнес-вимог відіграють ключову роль у синхронізації та оптимізації процесів завантаження та оброблення даних, що в остаточному підсумку веде до кращого рівня обслуговування та зменшення часу реакції на зміни у бізнес-середовищі. Результати дослідження демонструють, що впровадження технологій Incremental Data Loading та CDC (англ. Change Data Capture) у великій роздрібній компанії значно покращило тривалість завантаження даних та оперативність бізнес-процесів. Порівнюючи результати впровадження з інших галузей, з'ясовано, що методики Incremental Data Loading мають універсальний характер, але потребують індивідуального підходу залежно від сектора застосування. Обговорення рекомендацій для компаній, що розглядають адаптацію цього підходу, має значний потенціал для покращення ефективності роботи, зниження витрат та підвищення якості обслуговування клієнтів, особливо у роздрібному секторі
Особливості впливу гусеничних трелювальних тракторів на лісову екосистему Карпат залежно від способу рубки головного користування
No full textSome peculiarities of the impact of logging technologies based on tracked crawler tractors on the forest environment, depending on the main felling method in beech-fir stands of the Carpathians, were studied. The research was conducted on 8 cutting areas of the final stage of evenly-gradual two-stage felling and 7 sections of the first stage of evenly-gradual two-stage felling in 2023-2024. The researched cutting areas are located in Vygoda Forestry Branch of the Forests of Ukraine SFE and the Broshniv Forestry Branch of the Forests of Ukraine SFE. The results of the research show that the total amount of natural regeneration on the studied cutting areas and clearcuts is sufficient and ranges from 4.7 thousand units/ha to 15.0 thousand units/ha, on average it is 14.96 thousand units/ha in the cutting area of the final stage of felling, and in cutting area of the first stage it is 6.44 thousand units/ha. The impact of logging technologies on undergrowth is found not to be the same for different methods of main use felling, so for the first stage of evenly-gradual two-stage felling, the average amount of undamaged undergrowth is 71.2 % of the total amount, and for the final stage it is 54.6 %, and the rate of destroyed undergrowth is 12.0 % and 23.6 %, respectively. When considering the sections of cutting areas and clearcuts, this indicator varies from 18.4 % to 33.1 % of the total amount, for the final stage of felling compared to the first, which ranges from 5.9 % to 14.1 %. Data on the distribution of natural regeneration by types of damage (roots, crown, trunks) are given, therefore, the trunks are revealed to be the most susceptible to damage (67.8 % and 64.9 % of the total amount of damage). Moreover, undergrowth in the height group of more than 1.5 m is identified to be destroyed the most, and small undergrowth is the least susceptible to damage. Skidding on the plots is estimated to occupy 4.8 % of the total area for the first stage of evenly-gradual felling and 5.85 % for the final stage. We have also established that the undergrowth on the skidding areas is completely destroyed. In the process of research, it was found that the share of skidding for the final stage of felling is 1.36 times greater than for the first stage, and, on average, it is 124 m/ha for the final stage and 91 m/ha for the first stage of felling, respectively. The depth of erosion formations for the final logging cut is 1.84 times greater than for the first cut, and the volume of soil erosion is 2.91 times. The depth of erosion formations and the amount of destroyed and damaged undergrowth increase with the amount of skidded timber.Досліджено особливості впливу технологій лісозаготівлі деревини на базі гусеничних трелювальних тракторів на лісову екосистему залежно від способу рубки головного користування у гірських буково-ялицевих деревостанах Карпат. Дослідження здійснено на 8 лісосіках остаточного прийому рівномірно-поступової двоприйомної рубки і 7 лісосіках першого прийому рівномірно-поступової двоприйомної рубки, упродовж у 2023-2024 років. Досліджувані лісосіки розташовані у філії "Вигодське лісове господарство" ДСГП "Ліси України" і філії "Брошнівське лісове господарство" ДСГП "Ліси України". Відповідно до результатів досліджень, загальна кількість природного поновлення на досліджуваних лісосіках і зрубах є достатньою і змінюється в межах від 4,7 до 15,6 тис. шт./га, в середньому на лісосіці остаточного прийому рубки вона становить 14,96 тис. шт./га, а на лісосіці першого прийому – 6,44 тис. шт./га. Встановлено, що вплив технології заготівлі деревини на підріст, за різних способів рубки головного користування, неоднаковий, зокрема для першого прийому рівномірно-поступової двоприйомної рубки в середньому частка непошкодженого підросту становить 71,2 % від загальної кількості, а для остаточного – 54,6 %, а показник знищеного підросту відповідно становить 12,0 і 23,6 %. Якщо взяти в розрізі лісосік і зрубів, то цей показник змінюється від 16,0 до 33,1 % від загальної кількості для остаточного способу рубки, а для першого способу рубки – від 5,9 до 14,1 %. Наведено дані розподілу природного поновлення за видами пошкоджень (коренів, крони, стовбурів), зокрема встановлено, що найбільше пошкоджуються стовбури (67,8 і 64,9 % від загальної кількості пошкоджень). Встановлено, що найбільше знищується підросту у висотній групі більше 1,5 м, а найменше пошкоджується дрібний підріст. З'ясовано, що волоки на лісосіках займають 4,8 % від загальної площі для першого прийому рівномірно поступової рубки і 5,85 % – для остаточного. Встановлено, що підріст на волоках повністю знищується. У процесі досліджень виявлено, частка волоків для остаточного способу рубки в 1,36 раза більша, ніж для першого і в середньому становить відповідно 124 м/га для остаточного і 91 м/га для першого прийому рубки. Встановлено, що глибина ерозійних процесів для остаточного прийому рубки в 1,84 раза більша, ніж першого, а обсяг ерозії ґрунту у 2,91 раза більший. З'ясовано, що глибина ерозійних утворень і кількість знищеного і пошкодженого підросту збільшується із збільшенням кількості деревини, що переміщується по волоках
Синтез нейрокомп'ютерних систем з узгоджено-паралельним обробленням інтенсивних потоків даних у реальному часі
No full textThe peculiarities of the synthesis of neurocomputer systems with coordinated and parallel processing of intensive data streams in real time were considered, which made it possible to obtain a modular and regular structure, oriented to implementation on a modern element base with high efficiency of equipment use. In the course of research, we determined that the initial information for the synthesis of neurocomputer systems with coordinated and parallel data processing in real-time is as follows: the structure of the neural network; graphical representation of a neural network; learning algorithms and neural network functioning; amount of input data; intensity of incoming data and weighting factors; interface requirements; bit rate of input data, weighting factors and accuracy of calculations; technical and operational requirements and restrictions. A method for the synthesis of real-time neurocomputer systems with coordinated-parallel data processing was developed, the main stages of such a method are are determined as follows: the assessment of computational and structural characteristics of the neural network and selection of the complexity of functional operators to display its structure; spatio-temporal display of the structure of the neural network in the form of a specified coordinated flow graph; definition of the basic components for the synthesis of real-time neurocomputer systems with coordinated parallel data processing; determination of the main characteristics of the basic components; development of basic components; development of the external interface and the interface of exchange systems between layers of the neural network; development of algorithms and computing process management tools; the transition from the concretized consistent flow graph of the neural network to its hardware implementation. The implementation of each stage of the synthesis of real-time neurocomputer systems is considered as well. Two structures of neuro elements of the parallel-flow type have been developed, in particular, calculating the macroparticle product for k digits and obtaining the macroparticle product by reading from the table. A multi-channel data exchange device based on multi-port memory is selected for exchange between neural network layers. A series-parallel converter is proposed to match the time of data entry with the duration of the conveyor cycle. Moreover, the method of adequate hardware mapping was used to move from a specified flow graph to a hardware implementation. The results obtained show that matching the intensity of data input with the intensity of processing and the use of a problem-oriented approach ensures the implementation of real-time neurocomputer systems with high efficiency of equipment use and high technical and operational characteristics.Розглянуто особливості синтезу нейрокомп'ютерних систем з узгоджено-паралельним обробленням інтенсивних потоків даних у реальному часі, що дало змогу отримати модульну та регулярну структуру, орієнтовану на реалізацію на сучасній елементній базі з високою ефективністю використання обладнання. Визначено, що початковою інформацією для синтезу нейрокомп'ютерних систем з узгоджено-паралельним обробленням даних у реальному часі є: структура нейромережі; графове відображення нейромережі; алгоритми навчання та функціонування нейромережі; кількість вхідних даних; інтенсивність надходження вхідних даних і вагових коефіцієнтів; вимоги до інтерфейсу; розрядність вхідних даних, вагових коефіцієнтів і точність обчислень; техніко-експлуатаційні вимоги та обмеження. Розроблено метод синтезу нейрокомп'ютерних систем реального часу з узгоджено-паралельним обробленням даних, визначено, що основними етапами такого методу є: оцінювання обчислювальних і структурних характеристик нейромережі та вибір складності функціональних операторів для відображення її структури; просторово-часове відображення структури нейромережі у вигляді конкретизованого узгодженого потокового графу; визначення базових компонент для синтезу нейрокомп'ютерних систем реального часу з узгоджено-паралельним обробленням даних; визначення основних характеристик базових компонент; розроблення базових компонент; розроблення зовнішнього інтерфейсу та інтерфейсу систем обміну між шарами нейромережі; розроблення алгоритмів і засобів управління обчислювальним процесом; перехід від конкретизованого узгодженого потокового графу нейромережі до його апаратної реалізації. Розглянуто реалізацію кожного із етапів синтезу нейрокомп'ютерних систем реального часу. Розроблено дві структури нейроелементів паралельно-потокового типу: з обчисленням макрочасткового добутку для k розрядів і отриманням макрочасткового добутку шляхом зчитування з таблиці. Вибрано для обміну між шарами нейромережі багатоканальний пристрій обміну даними на базі багатопортової пом'яті. Запропоновано для узгодження тривалості введення даних з тривалістю конвеєрного такту використовувати послідовно-паралельні перетворювачі. Використано для переходу від конкретизованого потокового графу до апаратної реалізації метод адекватного апаратного його відображення. Показано, що узгодження інтенсивності надходження даних з інтенсивністю опрацювання та використання проблемно-орієнтованого підходу забезпечує реалізацію нейрокомп'ютерних систем реального часу з високою ефективністю використання обладнання та високими техніко-експлуатаційними характеристиками
Аналіз окремих таксаційних показників стовбурів паркотвірних швидкоростучих деревних видів паркових насаджень Покровська
No full textWe carried out a study of the estimation parameters for the trunks of Fraxinus excelsior L., Robinia pseudoacacia L. and Betula pendula Roth. in the park plantation of the city of Pokrovsk, located in the northern part of the Left Bank Steppe of Ukraine. The height and diameter of the trunks, the relative height, and the depression degree of trees of different ages were calculated. We ascertained that in Fraxinus excelsior the greatest trunk increment in height occurs up to 40 years of age, in Robinia pseudoacacia – up to 35 years, in Betula pendula – up to 30 years. Maximum radial trunk increment occurs up to 50 years in Fraxinus excelsior, up to 45 years in Robinia pseudoacacia, up to 35 years in Betula pendula. We determined that the variation range in the height values of 40-year-old trees of the studied species varies from 12.7 m in Robinia pseudoacacia to 13.1 m in Betula pendula. The variation coefficient of Betula pendula trunk height is determined to be insignificant, the variability of the variation series is ˂10 %; in Fraxinus excelsior and Robinia pseudoacacia, the variability of the indicator is average (the variation coefficients are 11.4 % and 10.8 %, respectively). The smallest range of trunk diameter variation was determined in Robinia pseudoacacia (21.1 cm), the largest one in Betula pendula (25.3 cm). All species are characterized by average variability of the variation series, the variation coefficient is within 13.4-15.7 % depending on the species. We revealed linear relationship between the age of trees and the linear and radial growth of their trunks. A linear relationship with a positive slope of the trend line between the height and the diameter of the trunks was determined, which is confirmed by the equations: y = 3.388x – 21.96; R² = 0.930 for Fraxinus excelsior, y = 8.208x – 4.221; R² = 0.926 for Robinia pseudoacacia and y = 3.734x + 10.11; R² = 0.918 for Betula pendula. The relative height of trees in park stands is proven to decrease with age. We also noted high competition among 10-year-old Robinia pseudoacacia trees (H:D = 150 cm/cm) and their significant suppression in plantations. Average relative height (50-80 cm/cm) is characteristic of most trees of the studied species aged 20 to 40 years, which indicates a balanced density of plantings and the presence of minor competition. Low relative height (˂50 cm/cm) was recorded in Robinia pseudoacacia trees over 30 years old, in Betula pendula – over 35 years old, in Fraxinus excelsior – starting from 45 years old. We defined that, the competition for light and their depression decrease in park plantations as the age of trees increases. The obtained results should be taken into account when designing and reconstructing city parks in the northern part of the Left Bank Steppe of Ukraine.Проведено дослідження таксаційних показників стовбурів Fraxinus excelsior L., Robinia pseudoacacia L., Betula pendula Roth. у парковому насадженні Покровська, розташованого в північній частині Лівобережного Степу України. Визначено висоту і діаметр стовбурів, відносну висоту, розраховано ступінь пригніченості різновікових дерев. Встановлено, що у Fraxinus excelsior найбільший приріст стовбурів у висоту відбувається до 40-річного віку, у Robinia pseudoacacia – до 35 років, у Betula pendula – до 30 років. Максимальний радіальний приріст стовбурів відбувається до 50 років у Fraxinus excelsior, до 45 років у Robinia pseudoacacia, до 35 років у Betula pendula. Визначено, що розмах варіації значень висоти 40-річних дерев досліджуваних видів змінюється від 12,7 м у Robinia pseudoacacia до 13,1 м у Bеtula pendula. Коефіцієнт варіації висоти стовбура Bеtula pendula визначено як незначний, мінливість варіаційного ряду становить ˂10 %; у Fraxinus excelsior і Robinia pseudoacacia мінливість показника середня (коефіцієнт варіації 11,4 % та 10,8 % відповідно). Найменший розмах варіації діаметра стовбура визначено у Robinia pseudoacacia (21,1 см), найбільший – у Bеtula pendula (25,3 см). Для всіх видів дерев характерна середня мінливість варіаційного ряду, коефіцієнт варіації знаходиться в межах 13,4-15,7 % % залежно від виду. Встановлено лінійну залежність між віком дерев та лінійним і радіальним ростом їхніх стовбурів. Визначено прямолінійну залежність з позитивним нахилом лінії тренду між висотою і діаметром стовбурів, що підтверджено рівняннями: y = 3,388x – 21,96; R² = 0,930 для Fraxinus excelsior, y = 8,208x – 4,221; R² = 0,926 для Robinia pseudoacacia і y = 3,734x + 10,11; R² = 0,918 для Bеtula pendula. Доведено, що відносна висота дерев в насадженнях парку з віком зменшується. Визначено високу конкуренцію серед 10-річних дерев Robinia pseudoacacia (H:D = 150 см/см) та значну пригніченість їх у насадженнях. Для більшості дерев досліджуваних видів віком від 20 до 40 років характерні середні показники відносної висоти (50-80 см/см), що свідчить про збалансовану щільність насаджень та присутність незначної конкуренції. Низьку відносну висоту (˂50 см/см) зафіксовано у дерев Robinia pseudoacacia віком понад 30 років, у Bеtula pendula – понад 35 років, у Fraxinus excelsior – починаючи з 45-річного віку. Встановлено, що в паркових насадженнях зі збільшенням віку дерев зменшується конкуренція за світло та їхня пригніченість. Отримані результати доцільно враховувати під час проєктування та реконструкції міських парків північної частини Лівобережного Степу України
Моделювання розподілу вологості в процесі кондиціювання термічно модифікованої деревини ясена
Get PDFWhile retaining the undoubted advantages of conventional wood as a structural material, thermally modified wood has a number of undeniable advantages, such as relatively low cost of heat treatment, biological resistance and ensuring the stability of the shape and dimensions of products during operation, environmental performance at the level of conventional wood, and machining without the use of special cutting tools. The above advantages of thermally modified wood provide for a wide range of applications in furniture production, wooden house building, garden and park products, etc. After the process of thermal modification of wood is completed, its absolute humidity is at the level of an absolutely dry state. In order to achieve the required final moisture content of heat-treated wood, conditioning (hydration) is required. Despite the fact that the equilibrium moisture content of thermally modified wood is 2-3 times lower than that of natural wood, a certain level of final moisture content of thermally modified wood must be achieved to obtain a high-quality product, depending on the conditions of further use and processing temperature. The paper presents the analysis of various approximate mathematical models used to describe the forms of moisture movement in wood in the process of drying. On the basis of this analysis, a mathematical model of the process of moistening wood during conditioning based on systems of criterion equations is proposed. For practical implementation, the solution of the criterion equations of the mathematical model describing the dynamics of the distribution of moisture fields of thermally modified ash wood in the process of final conditioning is obtained in order to achieve the required final moisture content depending on the operating conditions and temperature of thermal modification. The implementation of the developed mathematical model will allow for numerical modelling of the process dynamics and studying the influence of the main technological factors on moisture transfer in ash wood (or other species) during the conditioning of thermally modified wood.Термічно модифікована деревина зберігаючи безперечні переваги звичайної деревини, як конструкційного матеріалу має ряд безумовних переваг таких як: відносно низька вартість термооброблення, біологічна стійкість і забезпечення стабільності форми і розмірів виробів у процесі експлуатації, показники екологічності на рівні звичайної деревини, механічне оброблення без використання спеціальних різальних інструментів. Наведені вище переваги термічно модифікованої деревини обумовлюють широкий спектр її використання у виробництві меблів, дерев'яному будинкобудуванні, садово-паркових виробів тощо. Після завершення процесу термічного модифікування деревини її абсолютна вологість знаходиться на рівні абсолютно сухого стану. Для досягнення необхідної кінцевої вологості термічно обробленої деревини потрібно виконати кондиціювання (зволоження). Не зважаючи на те, що рівноважна вологість термічно модифікованої деревини в 2-3 рази нижча від натуральної деревини, для отримання кінцевого якісного продукту необхідно досягти певного рівня кінцевої вологості термічно модифікованої деревини залежно від умов подальшої експлуатації і температури оброблення. Проведений аналіз різних наближених математичних моделей які використовуються для опису форм переміщення вологи в деревині в процесі сушіння. На основі проведеного аналізу запропонована математична модель процесу зволоження деревини під час кондиціювання на базі систем критеріальних рівнянь. Для практичної реалізації отриманий розв'язок критеріальних рівнянь математичної моделі, що описує динаміку розподілу полів вологості термічно модифікованої деревини ясена в процесі кінцевого кондиціювання для досягнення необхідної кінцевої вологості залежно від умов експлуатації і температури термічного модифікування. Реалізація розробленої математичної моделі дасть змогу здійснити чисельне моделювання динаміки процесу та дослідити вплив основних технологічних факторів на вологоперенесення в деревині ясена (або інших порід) в процесі кондиціювання термічно модифікованої деревини
Автоматизація рефакторингу коду із використанням бази знань і логічних правил
No full textThe task of automating the process of replacing the source code without changing the program's behavior (i.e., refactoring) is considered. This is proposed to be achieved by using a knowledge base about the source code and logical rules to describe the code transformation process. The relevance of developing new methods and approaches to refactoring (considering the limitations of existing systems and the increasing needs of end-users in automating refactoring processes due to the growth of code bases) is outlined. The importance of preserving the semantics of the original source code for the successful execution of refactoring is emphasized. It is proposed to use ontologies and tools for semantic processing (including those provided by the Web Ontology Language (OWL)) for the formal representation of the source code of a software product in the knowledge base. A method of automated refactoring based on knowledge of the source code, a model for representing the source code based on an ontology, and a method for processing the model based on rules that relying on the semantics of the source code during refactoring is proposed. The method of automated refactoring consists of two transformations and processing of an intermediate source code representation. The described model for representing the source code consists of two parts, which are constructed based on the ontology and axioms added to the model after syntactic analysis of the source code. The method for processing the model based on rules uses two types of rules for logical inference, which describe additional functional dependencies between entities in the knowledge base. The proposed methods and models are analyzed, and their practical application is discussed. A series of tests was conducted to verify the theoretical foundations of the proposed models and methods in practice. It is stated that it is expedient to implement the refactoring software toolkit using a client-server architecture to simplify the abstraction of the knowledge base about the code from the specific code base. It is experimentally established that the required amount of operating memory for task execution depends on the volume of the processed source code polynomially. A speedup of up to 36 % in the refactoring process using the developed software prototype compared to existing tools is demonstrated.Розглянуто завдання автоматизації процесу заміни початкового програмного коду без зміни поведінки програми (рефакторингу), яку запропоновано вирішити шляхом використання бази знань про початковий код та логічних правил для опису процесу перетворення коду. Окреслено актуальність завдання розроблення нових методів і підходів до рефакторингу з урахуванням обмежень наявних систем і ростом потреб безпосередніх користувачів в автоматизації процесів рефакторингу внаслідок зростання обсягу кодових баз. Наголошено на важливості збереження семантики початкового коду для успішного виконання дій рефакторингу. Запропоновано використовувати онтології та засоби роботи із семантикою (зокрема, такі, що стосуються мови OWL (англ. Web Ontology Language) для формалізованого подання початкового коду програмного продукту у базі знань. Запропоновано метод автоматизованого рефакторингу на підставі знань про початковий код, модель подання початкового коду на підставі онтології, метод оброблення моделі на підставі правил, що дають можливість спиратися на семантику початкового коду під час виконання дій рефакторингу. Запропонований метод автоматизованого рефакторингу полягає у його здійсненні з використанням двох перетворень і оброблення проміжного подання коду. Описана модель подання початкового коду складається з двох частин, яку будують на підставі онтології та аксіом, що додають до моделі після проведення синтаксичного аналізу початкового коду. Метод оброблення моделі на підставі правил використовує два типи правил для логічного виведення, що описують додаткові функціональні залежності між сутностями бази знань. Проаналізовано запропоновані методи та моделі, а також описано їх практичне застосування. Проведено ряд випробувань для перевірки теоретичних засад запропонованих моделі та методів на практиці. Встановлено, що програмний інструментарій рефакторингу доцільно реалізувати з використанням клієнт-серверної архітектури для спрощення абстрагування бази знань про код від конкретної кодової бази. Експериментально встановлено поліноміальну залежність необхідного об'єму оперативної пам'яті для виконання завдань від обсягу початкового коду, який обробляють. Продемонстровано пришвидшення до 36 % процесу рефакторингу з використанням розробленого програмного прототипу порівняно з наявними засобами
Моніторинг змін площ лісового покриву Покутсько-Буковинських Карпат засобами геоінформаційних технологій
No full textThe research deals with monitoring changes in the forest cover of the Pokuttia-Bukovyna Carpathians by using GIS tools, in particular, the Internet resources GoogleEarth and Global Forest Watch. Application of the tools mentioned allows assessing the degree of conservation of natural resources, and also determining the level of degradation, as well as the impact on biodiversity. In the course of research we have revealed that as of 2010, 65.0 % of the territory of the Pokuttia-Bukovyna Carpathians was covered with trees >30.0 %. In the period from 2001 to 2022, the territory of the Pokuttia-Bukovyna Carpathians lost 19.3 thousand hectares of forest cover, which is equivalent to a decrease in forest cover by 12.0 % since 2000. The reasons that provoked the changes, in particular, the decrease in the area of the forest cover of the experimental region are identified to be complex long-term influence of interrelated environmental factors such as abiotic, biotic, and anthropic. It is emphasized that biotic factors should be considered secondary factors of impact, since strengthening the role of the previous ones, they lead to irreversible changes in forest ecosystems. The main factors of biotic origin contributing to the change (loss) of the forest cover of the Pokuttia-Bukovyna Carpathians are singled out. Firstly, these are wood-destroying fungi, as well as causative agents of cancer and necrotic diseases, in particular, Melampsorella cerastii and Neonectria ditissima. These are the most dangerous in terms of contributing to the forest cover loss due to the rapid spread of bacterial dropsy (Lelliottia nimipressuralis), which is currently causing the death of European spruce and white fir trees, especially of older age groups. During the monitoring of changes in forest cover, it was noticed that the years of mass forest drying (2002-2003, 2011-2012) were preceded by years characterized by sharp hydrothermal stress (decreasing moisture availability index – 2001, 2009, 2022). That is, there is a certain interval (roughly a 10-year period) of the intensification of the processes of forest cover loss, which is closely correlated with the concepts of the periodicity of decay and the emergence of new foci of weakening of forest stands as a result of damage or damage caused by various types of phytopathogens and harmful insects. Therefore, the data obtained as a result of remote sensing of forest plantations expands the range of opportunities for establishing quantitative and qualitative characteristics of the forest, allows monitoring the dynamics of plantations, and provides detailed information about the territorial location of forests, their boundaries and parameters.Встановлено, що моніторинг змін лісового покриву Покутсько-Буковинських Карпат шляхом використання ГІС-інструментарію (зокрема інтернет-ресурсів GoogleEarth та Global Forest Watch) дає змогу проводити оцінювання ступеня збереженості природних ресурсів, визначати рівень деградації, а також вплив на біорізноманіття. З'ясовано, що станом на 2010 р. 65,0 % території Покутсько-Буковинських Карпат вкрито деревами >30,0 %. У період з 2001 по 2022 р. територія Покутсько-Буковинських Карпат втратила 19,3 тис. га лісового покриву, що еквівалентно зменшенню лісового покриву на 12,0 % з 2000 року. Досліджено, що причинами, які спровокували зміни (зокрема зменшення) площ лісового покриву дослідного регіону є комплексний довготривалий вплив взаємопов'язаних чинників навколишнього середовища – абіотичних, біотичних і антропічних. Зазначено, що біотичні чинники потрібно вважати вторинними чинниками впливу, оскільки, підсилюючи роль попередніх, вони призводять до незворотних змін у лісових екосистемах. Виокремлено основні чинники біотичного походження, які сприяють зміні (втраті) лісового покриву Покутсько-Буковинських Карпат. Це, передусім, дереворуйнівні гриби, а також збудники ракових і некрозних хвороб, зокрема Melampsorella cerastii та Neonectria ditissima. Найбільш небезпечним у плані сприяння втрат лісового покриву внаслідок стрімкого поширення бактеріальної водянки (Lelliottia nimipressuralis), яка наразі спричиняє відмирання дерев ялини європейської та ялиці білої, особливо старших вікових груп. Помічено, під час проведення моніторингу змін площ лісового покриву, що рокам масового всихання лісів (2002-2003, 2011-2012 рр.) передували роки, які характеризувалися різким гідротермічним стресом (зниження показника вологозабезпеченості – 2001, 2009, 2022 рр.). Тобто існує певний інтервал (орієнтовно 10-річний період) інтенсифікації процесів втрат лісового покриву, який тісно корелює з поняттями періодичності затухання і виникнення нових осередків ослаблення лісостанів внаслідок ураження чи пошкодження їх різними видами фітопатогенів і шкодочинних комах. Відзначено, що дані, отримані внаслідок дистанційного зондування лісових насаджень, розширюють спектр можливостей щодо встановлення кількісних та якісних характеристик лісу, дають змогу відстежувати динаміку насаджень, дають детальну інформацію про територіальне розміщення лісів, їх межі та параметри
Структура системи автономного управління безпілотним літальним апаратом засобами комп'ютерного зору
No full textThis paper examines the features of constructing a physical model of an unmanned aerial vehicle (UAV) for computer vision tasks. The study analyzes existing physical models, highlighting their strengths and weaknesses. Consequently, it describes existing methods and tools for route planning and navigation. Moreover, the research outlines preliminary achievements in reducing the size of neural network models for computer vision tasks, specifically linear quantization of neural networks and half-precision computation. We identify approaches and principles for developing an autonomous control system for UAVs. As a result, we develop the structure of the UAVs autonomous control system and note the characteristics of its computer tools. For example, the concept for constructing a geodata correction algorithm uses images from a camera, satellite images, inertial measurement units, and a global positioning system (GPS). The study improves the method of neural network object recognition by parallelizing video data processing using multiple digital accelerators. The benefits of this study include proposed scenarios for using the system with numerous hardware accelerators. We describe the performance of models before and after quantization in the context of recognition accuracy. Furthermore, we present a method of partial quantization for processing ultra-large neural networks in computer vision. The proposed methods and technologies demonstrate high potential for improving the efficiency and accuracy of data processing under real-world operating conditions. Improved approaches to neural network quantization and optimization significantly reduce model size and increase processing speed while maintaining high recognition accuracy. Consequently, the integration of multiple digital accelerators allows for effective parallelization of video data processing, which is particularly important for real-time information analysis. The results of this study can be used to improve navigation capabilities and video data processing, contributing to the expansion of UAV applications.Розглянуто особливості побудови фізичної моделі безпілотного літального апарату для завдань комп'ютерного зору. Проаналізовано наявні фізичні моделі, вказано на їх сильні та слабкі особливості. Описано наявні методи та засоби планування маршрутів і навігації. Окреслено попередні досягнення у сфері зменшення розміру нейромережевих моделей для завдань комп'ютерного зору, а саме, лінійне квантування нейромереж та обчислення з половинною точністю. Визначено підходи та принципи розроблення системи автономного управління безпілотного літального апарату. Розроблено структуру системи автономного управління безпілотного літального апарату. Зазначено характеристики комп'ютерних засобів системи автономного управління безпілотного літального апарату. Запропоновано концепцію побудови алгоритму корекції геоданих на підставі зображення з камери, супутникових знімків, інерційно вимірювальних блоків і системи глобального позиціювання GPS (англ. Global Positioning System). Вдосконалено метод нейромережевого розпізнавання об'єктів шляхом розпаралелення процесу оброблення відеоданих з використанням декількох цифрових пришвидшувачів. Запропоновано сценарії використання системи з великою кількістю апаратних пришвидшувачів. Описано продуктивність моделей до та після квантувань в контексті точності розпізнавання. Представлено метод квантування частинами для оброблення надвеликих нейромереж комп'ютерного зору. Запропоновані методи та технології демонструють високий потенціал для підвищення ефективності та точності оброблення даних у реальних умовах експлуатації. Покращені підходи до квантування нейромереж та їх оптимізації дають змогу значно зменшити розмір моделей та підвищити швидкість їх роботи, зберігаючи при цьому високу точність розпізнавання. Інтеграція кількох цифрових пришвидшувачів дає змогу ефективно розпаралелити процес оброблення відеоданих, що особливо важливо для оперативного аналізу інформації в режимі реального часу. Результати цього дослідження можна використати для покращення можливостей навігації та оброблення відеоданих, що сприятиме розширенню сфер застосування безпілотних літальних апаратів