Eastern-European Journal of Enterprise Technologies
Not a member yet
10487 research outputs found
Sort by
Розробка методу з’єднання різномірних металів для CP-Ti та SS-316L з використанням gtaw з олов’яним бабітовим наповнювальним стрижнем
No full textDissimilar metal joining between commercial pure titanium (CP-Ti) and stainless steel 316L (SS-316L) poses challenges due to thermal property differences and brittle intermetallic compound formation. This study examines weldability and joint characteristics under varying welding currents (185A, 195A, 205A) and backing plate conditions. The main challenge is ensuring weld integrity while minimizing intermetallic compounds and defects that degrade mechanical properties. Non-destructive testing, metallography, SEM-EDS, and hardness testing were conducted. Results indicate that without a backing plate, hardness in the heat-affected zone (HAZ) of SS-316L increased with welding current, from 160.7 HV at 185 A to 167.5 HV at 205 A. In CP-Ti, hardness rose from 148 HV at 185 A to 160.7 HV at 205 A. With a backing plate, SS-316L HAZ hardness peaked at 185 A (182.7 HV) but decreased to 167.5 HV at 205 A. Similarly, CP-Ti hardness was lower with a backing plate (154 HV at 205 A BP). Sensitization in SS-316L was detected but remained mild. The tin babbitt filler rod suppressed brittle Fe-Ti intermetallic compounds due to its high thermal conductivity and low melting point, ensuring better heat distribution. This reduced cracking risks at the fusion line and improved bonding. However, porosity remained an issue, particularly in SS-316L joints, increasing at higher currents and potentially leading to microcracks. Controlling welding parameters and shielding conditions was crucial to minimizing porosity and enhancing joint quality. These findings confirm that optimizing welding parameters and environmental control reduces intermetallic compounds and porosity, improving GTAW feasibility for on-field welding in applications such as heat exchangers, piping, and pressure vesselsЗ’єднання різних металів між комерційним чистим титаном (CP-Ti) і нержавіючої сталлю 316L (SS-316L) створює проблеми через відмінності теплових властивостей і утворення крихких інтерметалічних сполук. Це дослідження вивчає зварюваність і характеристики з’єднання за різних зварювальних струмів (185 A, 195 A, 205 A) і умов підкладки. Основним завданням є забезпечення цілісності зварного шва при мінімізації інтерметалічних сполук і дефектів, які погіршують механічні властивості. Були проведені неруйнівний контроль, металографія, SEM-EDS, контроль твердості. Результати показують, що без опорної пластини твердість у зоні термічного впливу (ЗТВ) SS-316L збільшилася зі зварювальним струмом із 160,7 HV при 185 A до 167,5 HV при 205 A. У CP-Ti твердість підвищилася зі 148 HV при 185 A до 160,7 HV при 205 A. З опорною пластиною твердість SS-316L HAZ досягла піку при 185 A (182,7 HV), але знизилася до 167,5 HV при 205 A. Аналогічно, твердість CP-Ti була нижчою з підкладкою (154 HV при 205 A BP). Сенсибілізація в SS-316L була виявлена, але залишалася легкою. Олов'яний бабітовий наповнювальний стрижень пригнічує крихкі інтерметалічні сполуки Fe-Ti завдяки високій теплопровідності та низькій температурі плавлення, забезпечуючи кращий розподіл тепла. Це зменшило ризик розтріскування на лінії зварювання та покращило зчеплення. Проте пористість залишалася проблемою, особливо в з’єднаннях SS-316L, зростаючи при вищих струмах і потенційно призводячи до мікротріщин. Контроль параметрів зварювання та умов екранування був вирішальним для мінімізації пористості та підвищення якості з’єднання. Ці результати підтверджують, що оптимізація параметрів зварювання та контролю навколишнього середовища зменшує інтерметалічні сполуки та пористість, покращуючи можливість використання GTAW для зварювання на місці в таких сферах застосування, як теплообмінники, трубопроводи та резервуари під тиско
Розробка комбінованої моделі нейромережі для ефективного спектроскопічного аналізу
No full textThe object of this study is spectroscopic data from chemical, organic compounds, and physical experiments, characterized by signal complexity, low signal-to-noise ratio, and significant variability of acquisition conditions. The problem addressed is to improve the accuracy and stability of spectral data analysis in the tasks of identification and quantification of components, in particular under conditions of noise, variable baselines, and experimental parameters. The essence of the results is the designed optimized complex neural network model (CNN+LSTM), which provides high resistance to noise and variability of experimental parameters. The constructed neural network model of spectral analysis achieved concentration prediction accuracy at the level of R2=0.98 with RMSE less than 5 %, which significantly exceeds conventional methods. The implementation includes the use of modern optimizers for stable learning and software implementation in Python using the TensorFlow/Keras libraries. The features and differences that made it possible to solve the problem under consideration include development of the algorithm of automatic normalization of spectra, construction of synthetic training data set, adaptation of the model to low signal-to-noise ratio and resistance to changes under experimental conditions. The results are explained by the ability of the proposed neural network architecture to model nonlinear dependences, automatically allocate relevant features, and compensate for noise effects, which is critical for working with spectral data. The conditions of use in practice include pharmaceutical analysis tasks, environmental monitoring, physical and chemical analysis of complex multicomponent systems, especially with limited experimental resources and variable external factorsОб’єктом дослідження є спектроскопічні дані хімічних, органічних сполук та фізичних експериментів, що характеризуються складністю сигналів, низьким співвідношенням сигнал/шум і значною варіативністю умов знімання. Проблема, що вирішувалася, – підвищення точності та стійкості аналізу спектральних даних у задачах ідентифікації та кількісного визначення компонентів, зокрема за умов шуму, змінних базових ліній та експериментальних параметрів. Суть отриманих результатів полягає у розробці оптимізованої комплексної моделі нейромережі (CNN+LSTM), яка забезпечує високу стійкість до шуму та варіативності експериментальних параметрів. Розроблена нейромережева модель спектрального аналізу досягла точності прогнозування концентрації на рівні R²=0.98 при RMSE менше 5 %, що значно перевершує традиційні методи. Реалізація включає використання сучасних оптимізаторів для стабільного навчання та програмне впровадження на Python із застосуванням бібліотек TensorFlow/Keras. Особливості та відмінності, які дозволили вирішити зазначену проблему, включають розробку алгоритму автоматичної нормалізації спектрів, створення синтетичного навчального набору даних, адаптацію моделі до низького співвідношення сигнал/шум і стійкість до змін експериментальних умов. Отримані результати пояснюються здатністю запропонованої архітектури нейромережі моделювати нелінійні залежності, автоматично виділяти релевантні ознаки та компенсувати шумові впливи, що є критичним для роботи зі спектральними даними. Умови використання на практиці включають задачі фармацевтичного аналізу, екологічний моніторинг, фізичний та хімічний аналіз складних багатокомпонентних систем, особливо за обмежених експериментальних ресурсів і змінних зовнішніх факторі
Побудова математичної моделі ударного пристрою з двохелементним бойком
No full textThe object of this study is the oscillation process of an impact device with a two-element striker, which makes it possible to increase the efficiency of rock destruction and reduce the recoil on the device body. The task addressed was the construction of a mathematical model that describes the dynamic interaction between the striker elements and the tool while taking into account the resistance of the working medium and impulse loads on the device elements. In the given model, the tool is represented by a rod of variable cross-section, and the striker is represented by two discrete elements with reduced masses. The impact interaction is modeled by the presence of rigid and dissipative links and is described by a system of differential equations with initial and boundary conditions. To solve the initial boundary value problem, a numerical method has been used; the parameters of the method are determined by solving the model problem, which is constructed for a discrete model with three discrete masses. An increase in the co-impact time relative to a device with a solid striker by 1.5...2 times to values of 350...500 μs was established. With a load force of 50 to 500 kN in the time range of 0...1 ms and element speeds of 1...8 m/s, the normal stresses in the tool cross-sections were 200...380 MPa. The combination of discrete and continuous elements in the model made it possible to refine the numerical method, taking into account the essential properties inherent in the impulse interaction of the striker elements with the tool and the transfer of impact energy to the processing environment. The model built can be used in the design of impactors with optimal parameters for assessing the shape and duration of the shock pulse, in mining, construction, and oil productionОб’єктом дослідження є процес коливань ударного пристрою з двохелементним бойком, який дозволяє збільшити ефективність руйнування гірської породи і зменшити віддачу на корпус пристрою. Вирішувалась проблема створення математичної моделі, яка описує динамічну взаємодію елементів бойка з інструментом при врахуванні опору робочого середовища та імпульсних навантажень на елементи пристрою. У приведеній моделі інструмент представлений стрижнем змінного перерізу, а бойок – двома дискретними елементами зі зведеними масами. Ударна взаємодія моделюється наявністю жорстких і дисипативних зв’язків та описується системою диференціальних рівнянь з початковими та крайовими умовами. Для вирішення початково-крайової задачі застосовується числовий метод. Параметри методу визначаються при розв’язку модельної задачі, яка побудована для дискретної моделі з трьома дискретними масами. Встановлено збільшення часу співудару по відношенню до пристрою з суцільним бойком в 1.5…2 рази до значень 350...500 μs. При величині навантаження силою від 50 до 500 кN в часовому діапазоні 0...1 ms та швидкостях елементів 1…8 m/s, нормальні напруження в перерізах інструменту склали 200…380 MPa. Комбінація в моделі дискретних та неперервних елементів дозволила уточнити числовий метод з урахуванням суттєвих властивостей притаманних імпульсній взаємодії елементів бойка з інструментом та передачі енергії удару в середовище, яке оброблюється. Використання модельної задачі дало змогу визначати раціональні параметри числового методу. Розроблена модель може бути використана при проєктуванні ударних пристроїв з оптимальними параметрами для оцінки форми та тривалості ударного імпульсу. Пристрої застосовуються для руйнування гірських порід, в будівельній техніці, в нафтовидобувній галуз
Розробка методики оцінки надійності розподільних електричних мереж напругою до 110 кВ
No full textThe study focuses on the reliability assessment of distribution power networks operating at voltages up to 110 kV, addressing the challenges of increasing loads, aging infrastructure, and the integration of renewable energy sources. A novel method and model for reliability assessment are proposed, incorporating failure rates, recovery times, and topological characteristics of networks. The research identifies critical factors influencing network reliability, including the level of redundancy, operational conditions, and climatic impacts. Notable findings show that network points with multiple feeder connections demonstrate the highest reliability, exceeding 99.99 %, while those with single-transformer configurations are the most vulnerable to failures. The average failure rate for overhead lines is calculated at 1.29 failures per 100 km annually, with recovery times reaching up to 40 hours for critical nodes.
The results are explained by the interplay of structural and operational factors, where redundancy significantly enhances reliability, and outdated equipment increases vulnerability. The study’s distinguishing feature lies in its use of Markov processes to dynamically model failures and recoveries, offering a comprehensive framework compared to traditional static methods. The practical applications of the results include improving network design through enhanced redundancy, optimizing maintenance strategies for critical elements, and supporting the integration of Smart Grid technologies. These findings contribute to the development of more resilient and efficient power distribution networks, adaptable to modern operational demandsДослідження зосереджено на оцінці надійності розподільних електромереж, що працюють з напругою до 110 кВ, вирішуючи проблеми збільшення навантажень, старіння інфраструктури та інтеграції відновлюваних джерел енергії. Запропоновано новий метод і модель для оцінки надійності, що включає частоту відмов, час відновлення та топологічні характеристики мереж. Дослідження визначає критичні фактори, що впливають на надійність мережі, включаючи рівень резервування, умови експлуатації та кліматичні впливи. Помітні результати показують, що точки мережі з кількома з’єднаннями фідерів демонструють найвищу надійність, що перевищує 99,99 %, тоді як точки з конфігурацією з одним трансформатором є найбільш вразливими до збоїв. Середня частота відмов для повітряних ліній розрахована на рівні 1,29 відмов на 100 км на рік, а час відновлення досягає до 40 годин для критичних вузлів.
Результати пояснюються взаємодією структурних і експлуатаційних факторів, де резервування значно підвищує надійність, а застаріле обладнання збільшує вразливість. Відмінною рисою дослідження є використання Марківських процесів для динамічного моделювання збоїв і відновлення, пропонуючи комплексну структуру порівняно з традиційними статичними методами. Практичні застосування результатів включають удосконалення дизайну мережі за рахунок покращеного резервування, оптимізацію стратегій обслуговування критичних елементів та підтримку інтеграції технологій Smart Grid. Ці висновки сприяють розробці більш стійких і ефективних мереж розподілу електроенергії, адаптованих до сучасних експлуатаційних вимо
Оцінка впливу розмірності програмних структур на збільшення часу їх програмного оброблення
No full textThe object of the study is the phenomenon of an extreme increase in the time of program code execution at certain sizes of data processed by it. The problem to be solved was to verify the general nature of the phenomenon for different equipment.
The evolution of modern computing technology, its RAM often takes place in an extensive way – by increasing the number of structural elements. Problems can manifest themselves in the fact that periodic processes in the code begin to exhibit a resonance effect, which leads to different indicators of data processing time, the sizes of which are multiples and non-multiples of the block structures. The work is studied the influence of the dimensionality of data blocks on the speed of execution of the cycle that iterates them. The tools of differential regression analysis are used. Experiments were carried out on equipment with different architecture, type and amount of RAM, running different operating systems. In all of them resonant effects were revealed. It led to differences in the average code execution time by 1.6–3.6 times, and the time of memory access operations increased up to 136 times. Special attention was drawn to the fact that the increase in operating time was found for structures whose size is a power of two multiple (2N), specifically for the values 512 and 1024. These dimensions are present in many types of tasks, in particular, cryptographic purposes or stream-based data processing. Following the recommendations given in the paper can help identify time delays in applications, and improve the performance of applications by eliminating themОб’єктом дослідження виступило явище екстремального збільшення часу програмного виконання коду при певних розмірах даних, що ним обробляються. Вирішувана проблема полягала в перевірці загального характеру явища для різного обладнання.
Еволюція сучасної обчислювальної техніки, її оперативної пам’яті часто проходить екстенсивним способом – збільшенням кількості структурних елементів. Проблеми можуть проявлятись у тому, що періодичні процеси у коді починають проявляти резонансний ефект, який призводить до різних показників часу оброблення даних, розміри яких є кратними і некратними структурам блоків.
У роботі проведено дослідження впливу розмірності блоків даних на швидкість виконання циклу, який їх ітерує. Використано інструментарій диференціального регресійного аналізу результатів. Експерименти проведені на різному устаткуванні, що має різну архітектуру, тип та кількість оперативної пам’яті, працює під управлінням різних операційних систем. В усіх експериментах було виявлено резонансні ефекти, які призводили до відхилень у різницевому часі виконання контрольного та референтного блоків коду для критичної розмірності даних у 1.6–3.6 разів у порівнянні з середнім значенням. Абсолютний час самих операцій доступу до пам’яті контрольного блоку при цьому зростав до 136 разів у порівнянні з референтним. Критичними виявились структури, розмір яких є кратним степені двійки (2N), особливо з величинами 512 та 1024. Зазначені розміри є поширеними у багатьох задачах, зокрема, криптографічного призначення, а також при роботі з потоковими даними. Слідування рекомендаціям, наведеним у роботі, може допомогти передбачити чи виявити часові затримки у програмах, скомпільованих для конкретного обладнання, та покращити швидкодію програм шляхом їх усуненн
Визначення динамічних процесів у резервуарі після його відриву від днища в умовах пожежі
No full textThe object of this study is the process of separating the body of a vertical steel tank from the bottom under the influence of emergency thermal and dynamic loads characteristic of fires at tank farms. The task addressed was to predict parameters of the trajectory of movement of a vertical steel tank with fuel when it is separated under the action of internal excess pressure due to the thermal effects of a fire.
The dynamic processes of destruction of the weld at the bottom of the tank enclosure and the processes of fuel leakage from it were investigated. During the research, a computer model of the process of separation of a part of the tank was substantiated, which takes into account the geometric and physical nonlinearity of the material behavior under such conditions, as well as hydrodynamic processes during fuel leakage. Computer simulation showed that the height of the tank's flight when it is separated from the bottom depends on its filling level and total volume. At the same time, a lower filling level of the tank and its smaller volume determine a lower height of its bouncing. This is explained by the fact that the increase in the weight of the mechanical system, which is a tank with an oil product, leads to an increase in energy for the corresponding bouncing height.
To describe the revealed patterns, a regression analysis was conducted. As a result, empirical dependences were established between the kinematic parameters of the bouncing trajectory, the design characteristics of the tank, and its filling level. The acceptable adequacy of the data obtained by the revealed regression dependence was shown.
The revealed patterns are a scientific basis for compiling practical recommendations on technological requirements for storing oil products in vertical tanks to reduce the risk of their bouncing over long distances during an internal explosion due to a fireОб’єктом дослідження є процес відриву корпусу вертикального сталевого резервуара від днища під впливом аварійних теплових і динамічних навантажень, характерних для пожеж на резервуарних парках. Вирішувалась проблема прогнозування параметрів траєкторії руху вертикального сталевого резервуара з паливом під час його відриву при дії внутрішнього надлишкового тиску в умовах теплового впливу пожежі.
Досліджено динамічні процеси руйнування зварного шва внизу огородження резервуара та процеси витікання палива з нього. При проведенні досліджень було обґрунтовано комп’ютерну модель процесу відриву частини резервуара, яка враховує геометричну та фізичну нелінійності поведінки матеріалу в таких умовах, а також гідродинамічні процеси при витіканні палива. Комп’ютерне моделювання показало, що висота підлітання резервуара при його відриві від днища залежить від рівня його заповнення та загального об’єму. При цьому менший рівень заповнення резервуара та менший його об’єм зумовлює меншу висоту його підлітання. Це пояснюється тим, що збільшення ваги механічної системи, якою є резервуар із нафтопродуктом, приводить до збільшення енергії для відповідної висоти підлітання.
Для описання виявлених закономірностей проведено регресійний аналіз, У результаті встановлено емпіричні залежності між кінематичними параметрами траєкторії підлітання, конструктивними характеристиками резервуара та рівнем його заповнення. Показана прийнятна адекватність даних отриманих за виявленою регресійною залежністю.
Виявлені закономірності є науковим підґрунтям для створення практичних рекомендацій щодо технологічних вимог щодо зберігання нафтопродуктів у вертикальних резервуарах для зменшення ризику їхнього підлітання на великі дистанції під час внутрішнього вибуху внаслідок пожеж
Покращення розуміння 3D-сцен за допомогою текстових анотацій
No full textThe object of this study is the use of text annotations as a form of 3D scene representation. The paper investigates the task of integrating large-scale language models (LLMs) into complex 3D environments. Using the Embodied Question Answering task as an example, we analyze different types of scene annotations and evaluate the performance of LLMs on a subset of test episodes from the OpenEQA dataset. The aim of the study was to evaluate the effectiveness of textual scene descriptions compared to visual data for solving EQA tasks. The methodology implied estimating the optimal context length for scene annotations, measuring the differences between free-form and structured annotations, as well as analyzing the impact of model size on performance, and comparing model results with the level of human comprehension of scene annotations. The results showed that detailed descriptions that include a list of objects, clearly described attributes, spatial relationships, and potential interactions improve EQA performance, even outperforming the most advanced method in OpenEQA – GPT-4V (57.6 % and 58.5 % for GPT-4 and LLaMA-2, respectively, vs. 55.3 % for GPT-4V). The results can be explained by the high level of detail that provides the model with contextually clear and interpretable information about the scene. The optimal context length for textual descriptions was estimated to be 1517 tokens. Nevertheless, even the best textual representations do not reach the level of perception and reasoning demonstrated by humans when presented with visual data (50 % for textual data vs. 86.8 % for video). The results are important for the development of multimodal models for Embodied AI tasks, including Robotics and Autonomous Navigation Systems. They could also be used to improve user interaction with three-dimensional spaces in the field of virtual or augmented realityОб’єктом дослідження є використання текстових анотацій для представлення 3D-сцен. У роботі досліджено проблему інтеграції великих мовних моделей (ВММ) в складні 3D-середовища. На прикладі задачі Embodied Question Answering проаналізовано різні типи анотацій сцен та оцінено продуктивність ВММ на підмножині тестових епізодів набору даних OpenEQA. Метою дослідження було оцінити ефективність текстових описів сцен порівняно з візуальними даними для вирішення задач EQA. Методологія включала визначення довжини контексту для анотацій сцен, відмінностей між анотаціями в довільній та структурованій формах, а також аналіз впливу розміру моделей на результати роботи і порівняння результатів моделей з рівнем розуміння анотацій сцен людьми.
Отримані результати показали, що детальні описи, які включають перелік об’єктів, чітко характеризують їхні атрибути, просторові зв’язки та потенційні взаємодії, забезпечують переваги у виконанні EQA, навіть перевершуючи найсучасніший метод у OpenEQA – GPT-4V (57.6 % та 58.5 % для GPT-4 та LLaMA-2 відповідно проти 55.3 % GPT-4V). Результати пояснюються високим рівнем деталізації, яка забезпечує моделі контекстно чітку та інтерпретовану інформацію про сцену. Оптимальну довжину контексту для текстових описів визначено у розмірі 1517 токенів. Попри це, навіть найкращі текстові представлення не досягають рівня сприйняття та міркування, які демонструє людина, коли їй надано візуальні дані (50 % на текстових даних проти 86.8 % маючи відео). Отримані результати мають значення для розвитку мультимодальних моделей для задач Втіленого ШІ, зокрема робототехніки та автономних систем навігації. Вони також можуть бути застосовані для покращення взаємодії користувачів з тривимірними просторами у сфері віртуальної чи доповненої реальносте
Визначення особливостей оздоблення санітарно-гігієнічних виробів методом флексографічного та цифрового друку
No full textThe intensive use of tissue products encourages manufacturers to search for new technologies for their decoration and researchers to study the factors influencing the quality of finished products.
Flexographic printing is used to decorate sanitary and hygienic products, which is effective for large print runs. Digital printing is recommended for producing tissue products with small print runs. Therefore, the object of this study was flexographic and digital ink-jet imprints. As a result of the research, it was found that in the range from 50 to 100 % of the printed control scale, the optical density of all CMYK colors on a flexographic imprint is twice as high as in digital printing. The optical density of digital imprints increases in proportion to the color saturation.
The optimal amount of luminophore that provides the luminescence effect of printed images on flexographic imprints has been determined. In the process of printing, tissue paper is exposed to temperature conditions. Thermogravimetric studies of printing inks with luminophore additives and corresponding imprints were conducted. Initial thermo-oxidative processes in the ink composition begin to develop at temperatures above 187 °C. A slight loss of mass (1.1 %) of the composition is observed in the range of 187–236 °C, which is accompanied by a deviation of the DTA channel into the region of exothermic effects due to the thermal oxidation of the luminophore.
The influence of tissue products’ structure and printing area on punching resistance has been shown. Using the Kendall concordance coefficient, the degree of consistency of experts’ opinions regarding the priority of factors influencing the quality of tissue products was determinedІнтенсивне використання виробів тиссю, спонукає виробників продукції до пошуку нових технологій їх оздоблення, а дослідників – до вивчення чинників впливу на якість готової продукції.
При оздобленні санітарно-гігієнічних виробів використовують флексографічний друк, який ефективний при великих накладах. Для задрукування паперу тиссю малих накладів рекомендують цифровий друк. Тому об’єктом дослідження були відбитки флексографічного та цифрового ink-jet друку. У результаті досліджень виявлено, що в діапазоні від 50 до 100 % надрукованої контрольної шкали, оптична щільність на відбитку флексографічного друку для всіх кольорів СМYK вдвічі більша, ніж в цифровому друці. Оптична щільність відбитків цифрового друку зростає пропорційно насиченості кольору.
Визначено оптимальну кількість люмінофору, який забезпечує ефект люмінесценції надрукованих зображень на відбитках флексографічного друку. У процесі друкування папір тиссю піддається впливу температурних режимів. Проведені термогравіметричні дослідження друкарських фарб з домішками люмінофору та відбитків. Початкові термоокисні процеси у фарбовій композиції починають розвиватись за температур, вищих 187 °С. Спостерігається незначна втрата маси (1,1 %) композиції в інтервалі 187–236 °С, яка супроводжується відхиленням каналу DTA в область екзотермічних ефектів, що зумовлено термоокисленням люмінофору. Визначено оптимальну кількість люмінофору, який забезпечує ефект люмінесценції на відбитку. Показано вплив структури виробів тиссю та площі їх задрукування на стійкість до продавлювання. За допомогою коефіцієнта конкордації Кендалла визначено ступінь узгодженості думок експертів щодо пріоритетності факторів впливу на якість виробів тисс
Розробка методу розв’язання багатокритеріальної задачі про найкоротший маршрут з нечіткими вихідними даними
No full textThe object of this study is the optimization of road freight transportation routes under conditions of martial law or emergencies. The paper addresses the task of building a model and devising a method for solving the multi-criteria shortest path problem, taking into account the uncertainty of input data and the multiplicity of optimization criteria. The input data consists of communication lengths, their safety level, and road surface quality, which are represented by elements of fuzzy sets with corresponding membership functions, as well as a road network graph. The introduction of a system of rules, according to which the communication optimal by three criteria is chosen, has made it possible to formulate a generalized fuzzy optimization criterion for the edges of the graph, represented by the membership function of the fuzzy goal. This criterion is used as the weight of the edges in the devised method for solving the problem and makes it possible to simultaneously take into account the uncertainty of the input data and several optimization criteria. The method for solving the problem is based on a modified Dijkstra’s algorithm. For fuzzy data processing, fuzzy logical inference is used to form a generalized optimization criterion, and the Bellman-Zadeh approach is used for the optimization problem. The results of solving the problem are the optimal route, its length, safety level, and road surface quality. For the considered road network, the length of the optimal route (41 km) is not the shortest, compared to other methods (ranging from 19 km to 50 km), but the safety level of the route is high (0.75). This is due to the values of the weight coefficients of the optimization criteria. The application of this method for optimizing freight transportation routes under conditions of martial law could improve the efficiency and reliability of transport systems under conditions of uncertaintyОб'єктом дослідження є оптимізація маршрутів автомобільних вантажоперевезень в умовах воєнного стану або надзвичайних ситуацій. У роботі вирішувалася проблема розробки моделі та методу розв'язання багатокритеріальної задачі про найкоротший маршрут з урахуванням нечіткості вихідних даних та множинності критеріїв оптимізації. Вихідними даними є довжини комунікацій, рівень їх безпеки та якість дорожнього покриття, представлені елементами нечітких множин з відповідними функціями приналежності, та граф дорожньої мережі. Введення системи правил, за якими обирається оптимальна за трьома критеріями комунікація, дозволило сформулювати узагальнений нечіткий критерій оптимізації для ребер графу, представлений функцією приналежності нечіткої мети. Цей критерій використовується як вага ребер в розробленому методі розв’язання поставленої задачі і дозволяє одночасно врахувати нечіткість вихідних даних та кілька критеріїв оптимізації. Метод розв’язання задачі базується на модифікованому алгоритмі Дейкстри. Для обробки нечітких даних використовується нечітке логічне виведення для формування узагальненого критерію оптимізації та підхід Беллмана-Заде для задачі оптимізації. Результатами розв’язання задачі є оптимальний маршрут, його довжина, рівень безпеки та якості дорожнього покриття. Для розглянутої дорожньої мережі довжина оптимального маршруту (41 км) не є найменшою, порівняно з іншими методами (від 19 км до 50 км), але рівень безпеки маршруту високий (0,75). Це обумовлено значеннями вагових коефіцієнтів критеріїв оптимізації. Застосування цього методу для оптимізації маршрутів вантажних перевезень в умовах воєнного стану дозволить підвищити ефективність та надійність транспортних систем в умовах невизначеност
Розробка моделі вибору інтенсивності подачі води на охолодження резервуара при пожежі
No full textThe object of this study is the process of liquid burning in a spill, and the subject of the study is the temperature distribution along the wall of a vertical steel tank when it is heated under the thermal influence of a fire and cooled by water. The conventional approach to cooling vertical steel tanks with petroleum products with water during a fire is based on cooling the wall along the entire half-perimeter from the fire side. Instead, it is proposed to cool only that part of the tank wall that is heated above a certain limit value. In this case, the intensity of water supply for cooling is chosen so that the temperature of the tank wall does not exceed this value. The proposed approach is based on a system of equations consisting of a heat balance equation for the tank wall, heat and mass balance equations for the water film flowing down the tank wall. These equations take into account heat exchange by radiation and convection with the fire and the environment. An optimization problem has been constructed, the criterion of which is the minimum water consumption, and the restriction is not exceeding the wall temperature of the specified limit value.
An algorithm for determining the optimal intensity of water supply for cooling the tank wall has been developed. At the first stage, a reasonable intensity of water supply is determined, which ensures that the wall temperature does not exceed the limit value. At the second stage, the dichotomy method is used to determine the minimum possible intensity at which the specified condition remains fulfilled. The example of a diesel fuel spill shows that the application of the proposed approach makes it possible to reduce water consumption for cooling the tank by almost 3.5 times. This, in turn, means reducing the number of equipment and personnel involved for localization and elimination of the fireОб'єктом дослідження є процес горіння рідини в розливі, а предметом дослідження – розподіл температури по стінці вертикального сталевого резервуара при його нагріві під тепловим впливом пожежі і охолодженні водою. Традиційний підхід до охолодження водою вертикальних сталевих резервуарів з нафтопродуктами під час пожежі базується на охолодженні стінки вздовж всього півпериметра з боку пожежі. Натомість пропонується охолоджувати лише ту частину стінки резервуара, що нагрівається вище певного граничного значення. При цьому інтенсивність подачі води на охолодження обирається такою, щоб температура стінки резервуара не перевищувала цього значення. Запропонований підхід спирається на систему рівнянь, що складається з рівняння теплового балансу для стінки резервуара, рівнянь балансу тепла і маси для водної плівки, що стікає по стінці резервуара. Вказані рівняння враховують теплообмін випромінюванням і конвекцією з пожежею і навколишнім середовищем. Побудовано задачу оптимізації, критерієм якої є мінімум витрат води, а обмеженням – не перевищення температурою стінки заданого граничного значення.
Розроблено алгоритм визначення оптимальної інтенсивності подачі води на охолодження стінки резервуара. На першому етапі визначається достатня інтенсивність подачі води, що забезпечує не перевищення температурою стінки граничного значення. На другому етапі методом дихотомії визначається мінімальна можлива інтенсивність, при якій вказана умова залишається виконаною. На прикладі з горінням розливу дизельного пального показано, що застосування запропонованого підходу дозволяє скоротити витрати води на охолодження резервуара майже в 3,5 рази. Це, в свою чергу, означає зменшення кількості залученої техніки і особового складу для локалізації і ліквідації пожеж