Eastern-European Journal of Enterprise Technologies
Not a member yet
10487 research outputs found
Sort by
Визначення особливостей напружено-деформованого стану шпал із бетону з попередньо-напруженою композитною арматурою та їх моделей
No full textThis study investigates the finite-element and physical models of railroad sleepers made of concrete with steel and composite prestressed reinforcement.
Reinforced concrete sleepers withstand mechanical loads well but have low electrical resistance, which contributes to traction current losses, leakage currents and electrocorrosion of linear structures on electrified railroads, as well as disruption of auto-lock. Since low electrical resistance is due to the electrical conductivity of steel reinforcement, its replacement with composite makes it possible to solve a number of problems in railroad operation. However, its use for sleepers is complicated by the difference from steel reinforcement in elasticity and remains insufficiently studied.
Sleeper models and a scheme for their testing have been devised, which corresponds to the standard sleeper test. Calculation and full-scale experiments with loading the models have been performed. It has been established that as the models are loaded and the deformation moment increases, it evolves in three stages: crack formation; their development to the formation of a plastic hinge; failure with reinforcement slipping. In the model with composite reinforcement, compared to steel reinforcement, the moments corresponding to these stages are smaller by values that correlate with lower tension forces and the modulus of elasticity of the reinforcement. The type of reinforcement affects all moments characterizing the strength and crack resistance of the models less than the pre-tensioning forces.
The results from the calculated and full-scale experiments have been compared. Correction factors were proposed for calculating the moments of crack formation in sleepers. The results make it possible to design sleepers with composite reinforcement of the required crack resistance. Such sleepers could be implemented provided that a positive result is obtained from their experimental operation on an electrified section of the railroadОб’єкт дослідження – скінченоелементні та фізичні моделі залізничних шпал із бетону зі сталевою та композитною попередньо напруженою арматурою. Залізобетонні шпали добре опираються механічним навантаженням, але мають невисокий електричний опір, що сприяє втратам тягового струму, струмам витоку та електрокорозії лінійних споруд на електрифікованих залізницях, порушенням автоблокування. Оскільки невисокий електричний опір обумовлений електропровідністю сталевої арматури, її заміна композитною дозволяє вирішити низку проблем експлуатації залізниць. Але її використання для шпал ускладнюється відміною від сталевої арматури за пружністю і залишається недостатньо дослідженим. Розроблено моделі шпал та схему їх випробування, яка відповідає стандартному випробуванню шпал. Виконано розрахунковий і натурний експерименти з навантаженням моделей. Встановлено, що по мірі навантаження моделей та збільшення моменту деформування розвивається трьома стадіями: утворення тріщин; їх розвиток до утворення пластичного шарніру; руйнування з проковзуванням арматури. У моделі з композитною арматурою порівняно зі сталевою моменти, відповідні цим стадіям, менші на величини, що корелюють з меншими зусиллям натягу і модулем пружності арматури. На всі моменти, що характеризують міцність та тріщиностійкість моделей, вид арматури впливає менше, ніж зусилля попереднього натягу. Порівняно результати розрахункового та натурного експериментів. Запропоновані поправочні коефіцієнти для розрахунку моментів утворення тріщин в шпалах. Отримані результати дозволяють конструювати шпали з композитною арматурою потрібної тріщиностійкості. Такі шпали можуть бути впроваджені за умови отримання позитивного результату їх дослідної експлуатації на електрифікованій ділянці залізниці
Реалізація чергованого двонаправленого постійно-постійного перетворювача з багатоступеневим заряджанням постійним струмом на основі нечіткого керування для стійких до перешкод станцій заміни акумуляторів електромобілів
No full textThis research presents an interleaved bi-directional non-inverting buck-boost converter designed for public electric vehicle battery swapping stations (BSS). This study solves the critical problem of BSS vulnerability to main power outages, which threatens their operational reliability. The developed solution is a device that not only performs efficient charging but also functions as an emergency power source, utilizing power from connected batteries during a grid failure. The methodology incorporates an interleaved topology and a multi-stage constant current (MSCC) charging method controlled by a fuzzy logic controller (FLC). Experimental results show the interleaved operation successfully increased power capacity up to 1.1 kW, achieving an average efficiency of 93.44%. A distinctive feature of the result is the reduction of the output current ripple by 47.7% down to 0.92%. This is explained by the ripple-cancellation effect inherent to the interleaved design, which is a key feature for preserving long-term battery health. Furthermore, the MSCC method achieved a 13.7% reduction in execution time compared to the conventional constant current-constant voltage (CC-CV) method, with a total charging duration of 66.8 minutes. This validated prototype successfully demonstrated a seamless and automatic emergency mode transition during a power failure, directly answering the BSS reliability challenge. The prototype also confirmed its bidirectional functionality and seamless mode transition from standard charging to emergency power supply mode. The scope of this research provides a practical and high-performance integrated solution for BSS, effectively addressing vulnerability issues by improving reliability and charging time efficiency, ensuring continuous service.У цьому дослідженні представлено двонаправлений неінвертуючий понижувально-підвищувальний перетворювач з чергуванням, призначений для станцій заміни акумуляторів (СЗА) громадських електромобілів. Це дослідження вирішує критичну проблему вразливості СЗА до відключень основного живлення, що загрожує їхній експлуатаційній надійності. Розроблене рішення являє собою пристрій, який не тільки виконує ефективну зарядку, але й функціонує як аварійне джерело живлення, використовуючи енергію від підключених акумуляторів під час збою в мережі. Методологія включає в себе черговану топологію та багатоступеневий метод зарядки постійним струмом (БМЗПС), керований нечітким логічним контролером (НЛК). Експериментальні результати показують, що чергування успішно збільшило потужність до 1,1 кВт, досягнувши середнього ККД 93,44%. Відмінною особливістю результату є зменшення пульсацій вихідного струму на 47,7% до 0,92%. Це пояснюється ефектом придушення пульсацій, властивим схемі з чергуванням, що є ключовою особливістю для збереження довгострокового стану акумулятора. Крім того, метод БМЗПС досяг скорочення часу виконання на 13,7% порівняно зі звичайним методом постійного струму-постійної напруги, із загальною тривалістю заряджання 66,8 хвилини. Цей перевірений прототип успішно продемонстрував безперешкодний та автоматичний перехід в аварійний режим під час відключення живлення, безпосередньо відповідаючи на проблему надійності СЗА. Прототип також підтвердив свою двонаправлену функціональність та безперешкодний перехід від стандартного заряджання до режиму аварійного живлення. Метою цього дослідження є практичне та високопродуктивне інтегроване рішення для СЗА, яке ефективно вирішує проблеми вразливості шляхом підвищення надійності та ефективності часу заряджання, забезпечуючи безперервну роботу
Визначення механічних характеристик з'єднаних з ламінованих дерев'яних балок мербау, армованих вуглецевим волокном полімером
No full textIn this research, the mechanical properties and the reinforcement mechanism of finger-jointed laminated Merbau beams processed from wood-industry wastes are investigated and unreinforced specimens and externally U-shaped carbon fiber reinforced polymer (CFRP) strengthened beams are compared. The problem to be solved is the brittle failure and reduced flexural capacity of finger-jointed glulam; hence, it determines the combined impact of joint orientation (face-finger and face-butt), the number of lamination (three and five layers), and CFRP reinforcement on block-assembled beams with randomly distributed finger joints through four-point bending tests. The outcome of the study reveals that the use of CFRP has a huge impact on the flexural performance of the material, with the ultimate load being increased by 27.4–48.8% and the maximum bending moment being raised by 45.3% when compared to non-reinforced beams. The mid-point deflection at the maximum load has also increased by 6.5–51.4%, which shows a higher capacity for deformation and better ductility of the material.
The noted enhancements are credited to the successful shifting of the stress from the timber tension zone to the CFRP, lessening of stress concentration at the fingerjoint discontinuities, and the crack initiation and propagation taking longer time in random locations which together change the structural response from sudden brittle fracture to more stable damage progression leading up to failure. Among the tested configurations, face-butt beams have obtained the highest modulus of elasticity of 20.46 GPa (an 8.8% increase), while the five-lamina face-butt configuration strengthened by CFRP has reached the greatest modulus of rupture of 55.85 MPa (a 33.4% increase). The three-lamina face-finger beams showed the highest increase of MOR after reinforcement, being at 48.30 MPa (a 46.4% increase). Changing lamination from three to five layers raised flexural strength by 18.9%, suggesting a homogenization effect that improves stress distribution in laminated beams composed of blocks. All in all, the collaboration of finger-joint configuration, number of lamination, random block assembly, and CFRP strengthening has opened a door to convert Merbau wood waste into higher-performance engineered timber elements for low-carbon structural applicationsУ цій роботі досліджуються механічні властивості та механізм армування з'єднаних шипами клеєних балок Мербау, виготовлених з відходів деревообробної промисловості, а також порівнюються неармовані зразки та балки, посилені зовнішньо U-подібним вуглецевим волокном полімером (ВВП). Проблема, яку необхідно вирішити, полягає в крихкому руйнуванні та зниженій згинальній здатності клеєного бруса зі шипами; отже, вона визначає комбінований вплив орієнтації з'єднань (лицьова сторона-шип та лицьова сторона-стик), кількості шарів (три та п'ять шарів) та армування ВВП на блочно зібрані балки з випадково розподіленими шипами за допомогою чотириточкових випробувань на згинання. Результати дослідження показують, що використання ВВП має величезний вплив на згинальні характеристики матеріалу, при цьому граничне навантаження збільшується на 27,4–48,8%, а максимальний згинальний момент – на 45,3% порівняно з неармованими балками. Середній прогин при максимальному навантаженні також збільшився на 6,5–51,4%, що свідчить про вищу здатність до деформації та кращу пластичність матеріалу. Зазначені покращення пояснюються успішним зміщенням напружень із зони розтягу деревини на вуглепластик, зменшенням концентрації напружень у місцях розривів шипоподібних з'єднань, а також збільшенням часу зародження та поширення тріщин у випадкових місцях, що разом змінює структурну реакцію від раптового крихкого руйнування до більш стабільного прогресування пошкодження, що призводить до руйнування. Серед протестованих конфігурацій балки, що з'єднуються торцевими стінками, отримали найвищий модуль пружності 20,46 ГПа (збільшення на 8,8%), тоді як п'ятишарова конфігурація з'єднань, що з'єднуються торцевими стінками, посилена вуглепластиком, досягла найбільшого модуля пружності на розрив 55,85 МПа (збільшення на 33,4%). Тришарові балки з'єднуються торцевими стінками та продемонстрували найбільше збільшення міцності на згин після армування, яке склало 48,30 МПа (збільшення на 46,4%). Зміна шарування з трьох до п'яти шарів підвищила міцність на згин на 18,9%, що свідчить про ефект гомогенізації, який покращує розподіл напружень у шаруватих балках, що складаються з блоків. Загалом, поєднання конфігурації шипоподібного з'єднання, кількості шаруватості, випадкового складання блоків та посилення вуглецевим композитом (ВВП) відкрило шлях для перетворення деревних відходів мербау на високопродуктивні інженерні дерев'яні елементи для низьковуглецевих конструкційних застосуван
Удосконалення вакуум-випарного апарата для концентрування плодово-ягідної сировини
No full textThis study considers the process of heat and mass transfer during the boiling of fruit and berry pastes in a vacuum evaporator with a mixer that has heating blades. The vacuum evaporator has been improved by modernizing the heat supply system with a flexible film-like electric heater of the radiant type. The heating element is evenly placed on the outer surface of the working container; the unified mixer has its own heating surface with an area of 0.7 m2. This solution not only provides a stable thermal field throughout the volume of the apparatus but also reduces the time for the system to enter the operating mode. In addition, this solution makes it possible to reduce the inertia of the heating process, improve resource efficiency, and avoid local overheating of the product, which is especially important when boiling thermolabile fruit and berry masses.
The process of boiling a semi-finished product from apples, jujubes, and blueberries was tested. It was found that at a temperature of 25°C, a paste with a mass fraction of dry matter of 30% has a dynamic viscosity coefficient of 428 Pa∙s, which is 1.5 times higher than that of a puree with 15% dry matter (290 Pa∙s). It was determined that under boiling conditions at temperatures of 52…55°C and a residual pressure of 13…16 kPa, the effective viscosity of a product with a dry matter content of 15 to 30% is within 12…28 Pa∙s (shear rate of 1 s⁻1). The transient characteristic during heating in the improved apparatus is 30% less than that in the basic one. The metal consumption indicators of the improved structure are reduced by 45%, and the boiling time of fruit and berry puree (from 15% to 30% dry matter) is reduced by 16%, which is explained by the increase in the heating surface to a value of 4.4 m2. The specific heat consumption for heating the system decreased from 134.5 to 119 kJ/kg, which confirms the positive effect of the structural solution proposed in this workОб’єктом дослідження є процес тепломасообміну під час уварювання плодово-яідних паст у вакуум-випарному апараті з мішалкою, яка має обігрівальні лопаті. Удосконалено вакуум-випарний апарат шляхом модернізації системи теплопідведення гнучким плівкоподібним електронагрівачем випромінювального типу. Нагрівальний елемент рівномірно розміщений по зовнішній поверхні робочої ємності, а уніфікована мішалка має власну нагрівальну поверхню площею 0,7 м². Таке рішення забезпечує не лише стабільне теплове поле по всьому об’єму апарата, а також скорочує час виходу системи на робочий режим. Крім того, це рішення дозволяє знизити інерційність процесу нагрівання, підвищити ресурсоощадність та уникнути локального перегріву продукту, що є особливо важливим при уварюванні термолабільних плодово-ягідних мас.
Проведено апробацію процесу уварювання напівфабрикату з яблук, зізіфусу та чорниці. Встановлено, що при температурі 25°С паста з масовою часткою сухих речовин 30% має коефіцієнт динамічної в'язкості 428 Па∙с, який в 1,5 рази вище, ніж у пюре з 15% сухих речовин (290 Па∙с). Визначено, що в умовах уварювання за температур 52…55°С при залишковому тиску 13…16 кПа ефективна в'язкість продукту з вмістом сухих речовин від 15 до 30% має межи 12…28 Па∙с (швидкість зсуву 1 с⁻¹). Перехідна характеристика під час нагрівання в удосконаленого апарата порівняно з базовим менше на 30%. Показники металоємності удосконаленої конструкції зменшено на 45%, а час уварювання плодово-ягідного пюре (від 15% до 30% сухих речовин) скорочено на 16%, що пояснюється збільшенням нагрівальної поверхні до значення 4,4 м². Питомі витрати тепла на нагрівання системи зменшилися з 134,5 до 119 кДж/кг, що підтверджує позитивний ефект від запропонованого в роботі конструктивного рішенн
Інтеграція моделі та смартфон технологій для оцінювання терморегуляції у холодній воді
No full textThis study investigates human thermal and physiological responses during water immersion. The task addressed relates to the current gap between sophisticated, expert-driven mathematical models of thermoregulation and the practical demand for accessible tools to assess thermal risks in open water.
To bridge the gap, this paper proposes a method based on the integration of a multicompartmental mathematical model of human thermoregulation with a mobile application. The results of the study confirm the method's effectiveness in predicting human physiological responses during water immersion. Model validation against experimental data demonstrated strong concordance, particularly in reproducing core temperature dynamics under cold-water exposure (Theil index ≈ 0; t(9) = 2.16, p > 0.05).
Modeling results indicate that moderate activity (300 W) in water at a temperature of 10°C leads to a decrease in internal temperature, whereas higher activity levels (600 W) are sufficient to maintain normal body temperature. Wetsuits play a critical role in preserving human temperature regime during cold-water immersion; without a wetsuit, passive immersion at 17°C results in hypothermia within 60 minutes (Tcore < 36°C). Conversely, during high-intensity exercise (1100 W), wetsuits may increase thermal strain, with body temperature rising to 39.2°C over 60 minutes, while in the absence of protective clothing – Tcore = 38.1°C.
The findings provide quantitative insights into the influence of water, immersion level, activity, and wetsuit on human thermal responses. The app that was developed could predict safety guidelines for aquatic sports and recreational activities.Об’єктом дослідження є теплові та фізіологічні реакції людини під час занурення у воду. Ключова проблема полягає в наявному розриві між складними математичними моделями терморегуляції, які вимагають експертних знань, та практичною потребою в доступній оцінці теплових ризиків під час перебування у відкритій воді. Для подолання цього розриву в роботі запропоновано метод, який базується на інтеграції математичної моделі з мобільним застосунком, а результати дослідження підтверджують його ефективність для прогнозування фізіологічних реакцій людини під час перебуванні у воді. Валідація моделі показала високу точність у прогнозуванні динаміки внутрішньої температури людини у холодній воді (показник Тейла ≈ 0; t(9) = 2.16, p > 0.05).
Моделювання показало, що помірна активність (300 Вт) у воді 10°C призводить до зниження внутрішньої температури, а вищий рівень активності (600 Вт) є достатнім для підтримання температури тіла. Гідрокостюм суттєво впливає на температурний режим людини. Перебування людини у спокої у воді 17°C без гідрокостюму спричиняє гіпотермію (Tcore < 36°C), а в ньому температура підтримується нормальною. За умов інтенсивного плавання (1100 Вт) гідрокостюм підвищує температуру людини до 39.2°C, тоді як за його відсутності Tcore = 38.1°C.
Отримані результати забезпечують кількісне розуміння впливу температури води, рівня занурення, фізичної активності та використання гідрокостюма на теплові реакції людини. Розроблений застосунок може прогнозувати безпечні умови для занять водними видами спорту та рекреаційної діяльност
Експериментальне визначення закономірностей стійкості до втомного розтріскування асфальтобетонного покриву армованого синтетичними сітками
No full textThis study investigates fatigue cracking resistance of asphalt concrete pavement beam specimens operating under cyclic loading conditions and undergoing fatigue cracking. The task is to establish the regularities of fatigue cracking resistance of asphalt concrete beam specimens reinforced with Adfors GlasGrid GG50, Adfors GlasGrid GG100, and Adfors GlasGrid CG50L geogrids.
Fatigue cracking resistance of asphalt concrete beam specimens reinforced with Adfors GlasGrid geogrids under the action of sinusoidal loading with a frequency of 10 Hz was examined experimentally.
The four-point bending method was accepted as the criterion for assessing fatigue durability when testing reinforced asphalt concrete beam specimens. Under the action of cyclic loading, the number of load application cycles was adopted, during which the initial complex modulus of rigidity that is observed after the first 100 load cycles would decrease by 50%.
It was found that when reinforcing asphalt concrete beam specimens with Adfors GlasGrid GG50 geogrid, the average number of cycles to lose 50% of the complex modulus of rigidity reached 68,460 load cycles during the application of loads. When reinforcing with Adfors GlasGrid GG100 geogrid, 76,900 load cycles, and when reinforcing asphalt concrete beam specimens with Adfors GlasGrid CG50L geogrid, 153,127 load cycles were applied. In the absence of asphalt concrete reinforcement with geogrids, the average number of load cycles was 25,975 cycles.
When losing 50% of the complex modulus of rigidity, it was found that the increase in the number of cycles in relation to beam specimens without geogrid reinforcement was 2.6 times when reinforcing beam specimens with Adfors GlasGrid GG50 geogrids. When reinforced with Adfors GlasGrid GG100 geogrids, this indicator was 3.0, and when reinforced with Adfors GlasGrid CG50L geogrids, it was 5.9.Об’єктом дослідження є стійкість до втомного розтріскування зразків-балок асфальтобетонного покриву, які працюють в умовах циклічного навантаження та зазнають втомного розтріскування. Предметом досліджень є встановлення закономірностей стійкості до втомного розтріскування армованих асфальтобетонних зразків-балок геоґратками Adfors GlasGrid GG50, Adfors GlasGrid GG100 та Adfors GlasGrid CG50L.
Проведено експериментальні дослідження стійкості до втомного розтріскування армованих асфальтобетонних зразків-балок геоґратками Adfors GlasGrid під дією синусоїдального навантаження із частотою 10 Гц.
За критерій оцінки втомної довговічності при випробовуванні армованих асфальтобетонних зразків-балок прийнято метод чотириточкового згину. Під дією циклічного навантаження прийнято кількість циклів прикладання навантаження, за які початковий комплексний модуль жорсткості, який фіксується після перших 100 циклів навантаження, зменшиться на 50%.
Встановлено, що при армуванні асфальтобетонних зразків-балок геограткою Adfors GlasGrid GG50 середня кількість циклів до втрати 50% комплексного модуля жорсткості досягла під час прикладання 68 460 циклів навантажень. При армуванні геораткою Adfors GlasGrid GG100 – 76 900 циклів навантажень, а при армуванні асфальтобетонних зразків-балок геограткою Adfors GlasGrid CG50L під час прикладаня 153 127 циклів навантажень. У випадку відсутності армування асфальтобетону геогратками середня кількість циклів навантажень склала 25 975 циклів.
При втраті 50% комплексного модуля жорсткості встановлено, що приріст кількості циклів у співвідношенні до зразків-балок без армування геогратками становив 2,6 раз під час армування зразків-балок геоґратками Adfors GlasGrid GG50. Під час армування геоґратками Adfors GlasGrid GG100 цей показник становив 3,0, а під час армування геогратками Adfors GlasGrid CG50L – 5,
Розробка методу шифрування зображень з використанням сур'єктивних скінченних автоматів та використувального S-боксу в рамках розширеного стандарту шифрування
No full textThe object of the study is the AES-128 (Advanced Encryption Standard) – based image-encryption scheme. The problem solved is the persistence of residual image structure and sub-ideal statistical security when classical AES is naively applied to visual data. The generated cipher images yield near-maximal entropy with low pixel correlations and uniform histograms. Encrypted-image Chi-square values concentrate around 200–310 (close to a uniform distribution), the NPCR (Number Of Changing Pixel Rate) consistently 99.623–99.657% with a best case 99.6547%, and the UACI (Unified Averaged Changed Intensity) ≈ 33.64% per channel (RGB combined ≈ 22%). Robustness tests show ≈ 30.7 dB at 50% cropping and ≈ 39.5–39.7 dB at 0.01 salt-and-pepper noise and 6.25% cropping. These outcomes are explained by the bit-level, state-dependent permutations introduced by the surjective automaton (boosting diffusion) and by the nonlinear S-box synthesized under strict criteria (e. g., bounded differential uniformity, high nonlinearity) that heighten confusion, and operation in CBC (Cipher Block Chaining) mode supplies semantic security. Other unique features that facilitate the solution are the substituting of ShiftRows/MixColumns with surjective finite automata; a custom, criteria-optimized S-box; and a 10-round AES-128 CBC pipeline with a random. Taking all of this together yielding observed statistical uniformity, a high NPCR/UACI, and stable robustness under degradation. Lastly, the findings demonstrate the applicability to secure multimedia transmission and storage in channels prone to noise or partial data loss, and being data-agnostic, that the transformations can generalize to text and generic binary data when carefully managedОб'єктом дослідження є схема шифрування зображень на основі AES-128 (Advanced Encryption Standard). Розглядається проблема збереження залишкової структури зображення та субідеальної статистичної/диференціальної безпеки, коли класичне AES наївно застосовується до візуальних даних. Запропонований метод дає зашифровані зображення з майже максимальною ентропією та низькими кореляціями пікселів з рівномірними гістограмами. Значення хі-квадрат зашифрованих зображень концентруються приблизно в межах 200–310 (близько до рівномірного розподілу), NPCR (Number Of Changing Pixel Rate) стабільно становить 99,623–99,657% з найкращим випадком 99,6547%, а UACI (Unified Averaged Changed Intensity) ≈ 33,64% на канал (RGB разом ≈ 22%). Тести на робустність показують ≈ 30,7 дБ при 50% кадруванні та ≈ 39,5–39,7 дБ при 0,01 шуму «сіль-перець» та 6,25% кадруванні. Ці результати пояснюються бітовими, залежними від стану перестановками, введеними сюр'єктивним автоматом (підвищення дифузії), та нелінійним S-боксом, синтезованим за суворими критеріями (наприклад, обмежена диференціальна однорідність, висока нелінійність), що посилює плутанину, а робота в режимі CBC (Cipher Block Chaining) забезпечує семантичну безпеку. Відмінні особливості, що забезпечують це рішення, включають: заміну ShiftRows/MixColumns на сюр'єктивний автомат; користувацький, оптимізований за критеріями S-бокс; та 10-раундовий конвеєр AES-128 CBC на випадковий. Разом вони забезпечують спостережувану статистичну однорідність, високий NPCR/UACI та стабільний робастність при деградації. Зрештою, результати вказують на застосовність для безпечної передачі та зберігання мультимедіа в каналах, схильних до шуму або часткової втрати даних, а також, оскільки перетворення не залежать від даних, узагальнення до тексту та загальних двійкових даних за умови належного керуванн
Зменшення рівня компрометації повідомлень в системах передачі інформації до віртуальних приватних хмар з використанням схеми Шаміра
No full textThis study investigates processes of message transmission via the Internet to a virtual private cloud using Shamir's scheme.
The evolution of the infocommunication infrastructure has led to an increase in the role of cloud services. As a result, the requirements for information protection along the paths of message delivery to the clouds are increasing.
The task addressed is to reduce the probability of compromising messages transmitted by a communication system.
The parameters of the information transmission system that affect the probability of compromise of messages transmitted to the virtual private cloud have been studied. The most vulnerable elements in the communication system were found. To practically implement the Shamir scheme via the Internet, the possibilities of using existing routing technologies were studied.
For information transmission systems with ideal nodes, the overall level of compromise significantly depends on the probability of compromise of one path element, especially for remote clouds. An increase in the probability of compromise on a single hop from 0.03 to 0.1 for 10 hops in a three-path system leads to an increase in the total compromise from 0.02 to 0.28.
Protecting intermediate nodes from attacks is critical for remote clouds. With 10 hops in a three-way communication system, the overall probability of compromise increases fourfold from 0.02 to 0.08 with the same impact of an individual node and hop.
Protecting end nodes for a communication system is of significant importance compared to nodes along the paths. The probability of compromise of end nodes, equal to 0.1, gives an increase in the total level of compromise from 0.03 to 0.21Об’єктом дослідження є процеси передачі повідомлень через мережу Інтернет до віртуальної приватної хмари з використанням схеми Шаміра.
Еволюція інфокомунікаційної інфраструктури призвела до підвищення ролі хмарних сервісів. І як наслідок, зростають вимоги до захисту інформації на шляхах доставки повідомлень до хмар. Вирішувалась проблема зменшення ймовірності компрометації повідомлень, що передаються системою зв’язку.
Досліджені параметри системи передачі інформації, що впливають на ймовірність компрометації повідомлень, які передаються до віртуальної приватної хмари. Знайдені найбільш вразливі елементи системи зв’язку. Для практичної реалізації схеми Шаміра через мережу Інтернет досліджені можливості застосування існуючих технологій маршрутизації.
Для систем передачі інформації з ідеальними вузлами загальний рівень компрометації суттєво залежить від ймовірності компрометації одного елемента шляху, особливо для віддалених хмар. Зростання ймовірності компрометації на одному хопі з 0,03 до 0,1 для 10 хопів в системі з трьома шляхами приводить до росту загальної компрометації з 0,02 до 0,28.
Захист проміжних вузлів від атак є критично важливим для віддалених хмар. При 10 хопах в системі зв’язку з трьома шляхами загальна ймовірність компрометації збільшується в чотири рази з 0,02 до 0,08 при однаковому впливі окремого вузла і хопа.
Захист кінцевих вузлів для системи зв’язку має суттєве значення в порівнянні з вузлами вздовж шляхів. Ймовірність компрометації кінцевих вузлів, що дорівнює 0,1, дає збільшення загального рівня компрометації з 0,03 до 0,2
Розроблення структури та архітектури інформаційних систем безпеки з ситуаційною обізнаністю для житлових комплексів
No full textSecurity information systems constitute a significant application domain for the concept of situational awareness. The object of this study is security information systems for residential complexes. The task addressed involved devsigning an efficient, flexible, and adaptive structure to ensure situational awareness in security information systems. Unlike existing systems, this structure is based on the integration of intelligent agents, server services, and a central unit that interacts with the Internet of Things (IoT) network. The proposed system ensures the autonomy of intelligent agents, which perform specialized tasks using integrated intelligent sensors, while server services handle basic computational tasks such as machine learning, pattern matching, and model construction. The central unit aggregates information, implements reasoning procedures, and identifies situations for the entire system.
An architecture has been proposed that includes three main subsystems: video surveillance, access control, and operator service management. The essence of the results is the development of a flexible architecture that effectively combines IoT technologies with the situational awareness approach.
The research results were achieved by integrating innovative approaches such as the use of intelligent agents, machine learning, and situational analysis, enabling a flexible distribution of functions among system components depending on the specific task requirements. The distinctive features of this architecture facilitate the implementation of the situational awareness principle and support continuous system learning processes.
Given its modular architecture, the proposed system could be applied in extensive residential networks serviced by Internet providers, as well as in associations of co-owners of multi-apartment buildings. The formalization of architectural elements simplifies the process of designing and deploying systems, making them accessible for a wide range of applications in residential complexes by Internet service providersІнформаційні системи безпеки є важливою сферою застосування концепції ситуаційної обізнаності. Об’єктом дослідження є інформаційні системи безпеки житлових комплексів. Проблема, яка вирішувалася, полягає у створенні ефективної, гнучкої та адаптивної структури для забезпечення ситуаційної обізнаності в інформаційних системах безпеки. Ця структура, на відміну від існуючих, базується на інтеграції інтелектуальних агентів, серверних служб і центрального блоку, що взаємодіє з мережею Інтернету речей. Запропонована система забезпечує автономність інтелектуальних агентів, які виконують спеціалізовані завдання за допомогою інтегрованих інтелектуальних сенсорів, а серверні служби виконують базові обчислювальні завдання, такі як машинне навчання, зіставлення шаблонів і створення моделей. Центральний блок агрегує інформацію, реалізує процедури міркування та ідентифікації ситуацій для всієї системи.
Запропоновано архітектуру, яка включає три основні підсистеми: відеоспостереження, контролю доступу та управління послугами оператора. Суть отриманих результатів полягає у створенні гнучкої архітектури, яка дозволяє ефективно поєднувати технології Інтернету речей із підходом ситуаційної обізнаності.
Результати дослідження досягнуті завдяки поєднанню інноваційних підходів, таких як використання інтелектуальних агентів, машинного навчання та ситуаційного аналізу, що забезпечує гнучкий розподіл функцій між компонентами системи залежно від вимог конкретного завдання. Характерні відмінності цієї архітектури дозволяють реалізовувати принцип ситуаційної обізнаності та підтримувати безперервні процеси навчання системи.
Завдяки своїй модульній архітектурі запропонована система може бути використана в умовах розлогих будинкових мереж, що обслуговуються компаніями-провайдерами Інтернету, а також в об’єднаннях співвласників багатоквартирних будинків. Формалізація елементів архітектури спрощує процес розроблення та впровадження систем, що робить їх доступними для широкого спектра застосувань у житлових комплексах компаніями-провайдерами інтернет послу
Розробка технології застосування штучної нейронної мережі прямого поширення для короткострокового прогнозування елементів погоди
No full textThe object of this paper is the procedure of applying a forward-propagation artificial neural network of surface learning for the purpose of short-term forecasting one of the weather elements – the temperature of the near-surface air layer. Known methods to forecast weather elements, namely, hydrodynamic, physical-statistical, and synoptic, have been successfully supplemented in recent years by forecasting using artificial neural networks. It has become possible to build large networks for a large amount of training data for deep learning. However, the level of development of the theory of artificial neural networks does not make it possible to build the required network. Therefore, when solving applied tasks such as the one reported in this paper, the developer has to build a forecasting system blindly or based on some heuristic considerations, experimenting with neural networks. At the same time, the path of network complexity often does not lead to a qualitative improvement in forecasting results. Therefore, during the research, the main problem to be solved was to optimize the use of a simple neural network with a well-developed training algorithm for the purpose of nowcasting meteorological elements. The optimization criterion adopted was the surface air temperature short-term forecast accuracy at different time intervals. The parameters enabling the achievement of optimality are the parameters of the data that train the network and the parameters of the network itself. By selecting these parameters, a high accuracy rate for short-term forecasts of different timeliness has been achieved. The accuracy of a three-hour forecast reaches 100 percent. The same value is achieved for the forecast accuracy with a one-day lead time. Predicting temperature values for three days has an accuracy rate exceeding 90 percentОб'єктом дослідження є процедура застосування штучної нейронної мережі прямого поширення поверхневого навчання для цілей короткострокового прогнозування одного з елементів погоди – температури приземного шару повітря. Відомі методи прогнозування елементів погоди, а саме, гідродинамічний, фізико-статистичний і синоптичний, останніми роками успішно доповнюються прогнозуванням за допомогою штучних нейронних мереж. З'явилася можливість будувати мережі великого розміру, під великий обсяг навчальних даних для глибокого навчання. Однак рівень розвитку теорії штучних нейронних мереж не дає змоги будувати потрібну мережу. Тому під час розв'язання прикладних задач, подібних до наведеної в статті, розробнику доводиться наосліп або на основі якихось евристичних міркувань будувати систему прогнозування, експериментуючи з нейронними мережами. При цьому шлях ускладнення мереж найчастіше до якісного поліпшення результатів прогнозування не призводить. Тому під час досліджень основною розв'язуваною проблемою була оптимізація застосування нейронної мережі з добре відпрацьованим алгоритмом навчання для цілей короткострокового прогнозування метеорологічних елементів. Як критерій оптимізації було прийнято виправдовуваність короткострокових прогнозів значень температури приземного шару повітря різної завчасності. Параметрами, що забезпечують досягнення оптимальності, виступають параметри даних, що навчають мережу, і параметри самої мережі. За рахунок добору цих параметрів досягається висока виправдовуваність короткострокових прогнозів різної завчасності. Виправданість прогнозу на три години досягає 100 відсотків. Такого ж значення досягає виправдовуваність прогнозу із завчасністю одну добу. Прогноз значень температури на три доби має виправдовуваність понад 90 відсоткі