Eastern-European Journal of Enterprise Technologies
Not a member yet
10487 research outputs found
Sort by
Прогнозування вищої теплоти згоряння вугілля на вугільних електростанціях в режимі реального часу з використанням експлуатаційних параметрів
No full textThis study introduces a novel approach to estimate the higher heating value of coal using real-time operational data from coal-fired power plants, addressing a significant gap in conventional methodologies. Traditionally, coal quality assessments involve extensive laboratory testing, which is impractical for real-time applications. This research develops a practical alternative by leveraging operational parameters such as main steam pressure, temperature, load, condensate flow, and coal flow as indicators of coal’s calorific value.
The model developed in this study bypasses the time-consuming processes associated with traditional methods, enabling real-time estimation of coal’s higher heating value. Empirical validation shows the model’s high predictive accuracy, evidenced by an R2 value of 0.9666, indicating that it accounts for approximately 96.66 % of the variance in higher heating value. These results are supported by low mean square error and root mean square error values, underscoring superior performance compared to conventional methods.
The effective use of operational data not only addresses the challenge of real-time higher heating value estimation but also optimizes the combustion process and enhances power plant efficiency. The practical application of these findings is pivotal for real-time coal quality control and plant performance management, providing a crucial tool for optimizing energy management.
In conclusion, this research successfully develops and validates a data-driven approach for the real-time prediction of coal’s calorific value. This approach holds potential for widespread application, thereby improving energy management and operational efficiency in an industry that remains a major global energy providerУ дослідженні представлений новий підхід для оцінки вищої теплоти згоряння вугілля з використанням експлуатаційних даних, що надходять з вугільних електростанцій у режимі реального часу, що дозволяє заповнити прогалини традиційних методів. Як правило, оцінка якості вугілля включає широкі лабораторні випробування, що є недоцільним для застосування в режимі реального часу. В даному дослідженні розробляється практична альтернатива з використанням таких експлуатаційних параметрів, як тиск і температура гострої пари, навантаження, витрата конденсату і витрата вугілля, в якості показників теплотворної здатності вугілля.
Модель, розроблена в дослідженні, дозволяє уникнути трудомістких процесів, пов’язаних з традиційними методами та здійснювати оцінку вищої теплоти згоряння вугілля в режимі реального часу. Емпіричне обґрунтування показало високу точність прогнозування моделі. Про це свідчить значення R2 на рівні 0,9666, що вказує на врахування в ній приблизно 96,66 % дисперсії вищої теплоти згоряння. Ці результати підтверджуються низькими значеннями середньоквадратичної похибки та кореня з середньоквадратичної похибки, що підкреслює чудову ефективність порівняно з традиційними методами.
Ефективне використання експлуатаційних даних дозволяє не тільки вирішити завдання оцінки вищої теплоти згоряння в режимі реального часу, а й оптимізувати процес згоряння та покращити продуктивність електростанції. Практичне застосування даних результатів має ключове значення для контролю якості вугілля та управління роботою електростанції в режимі реального часу, надаючи важливий інструмент для оптимізації управління в галузі виробництва енергії.
На завершення, в дослідженні успішно розроблено та апробовано заснований на даних підхід для прогнозування теплотворної здатності вугілля в режимі реального часу. Цей підхід має потенціал для широкого застосування, що дозволить покращити управління виробництвом енергії та експлуатаційну ефективність у галузі, яка залишається найбільшим постачальником енергії в світ
Розробка комплексної методики оцінки економічної ефективності реалізації інвестиційного проєкту щодо забезпечення енергетичної безпеки підприємств: організаційно-економічний аспект
No full textThe subject of this study is the process of assessing the economic efficiency of implementing an investment project aimed at ensuring the energy security of enterprises within the power sector at the microeconomic level.
The task considered was to devise a comprehensive and adaptive approach to assessing the economic efficiency of investments, enabling effective planning, implementation, and adjustment of the investment project for ensuring energy security at enterprises under uncertainty.
The research revealed that conventional approaches, such as cost-benefit analysis, do not adequately account for risks and potential threats that arise during the implementation of investment projects.
An improved comprehensive method for assessing economic efficiency has been proposed, consisting of eight key stages that are interconnected based on calculations and analysis of the economic efficiency indicators of the investment project for the enterprise.
A distinctive feature of this method is the integration of quantitative and qualitative indicators of investment projects, which allows for evaluating their effectiveness and ensuring real-time adaptation to justify management decisions under uncertainty.
The choice of criteria for evaluating investment objects for forming a system of energy security indicators for enterprises has been substantiated.
A computational algorithm was developed to monitor the dynamics of indicator changes, which helps make timely management decisions to minimize energy security risks.
The practical significance of this study is that it provides enterprises with methodological foundations for optimizing investment strategies.
It has been shown that maximum energy security and financial benefits for enterprises are achieved through the complete prevention of accidents, ensuring profitability at the level of 41 %Об'єктом дослідження є процес оцінки економічної ефективності реалізації інвестиційного проєкту, спрямованого на забезпечення енергобезпеки підприємств електроенергетичної системи на мікроекономічному рівні.
Вирішувалася проблема розробки комплексного і адаптивного підходу до оцінки економічної ефективності інвестицій, що дозволило ефективно планувати, реалізувати та коригувати інвестиційний проєкт щодо забезпечення енергетичної безпеки підприємств в умовах невизначеності.
Дослідження виявило, що традиційні підходи, такі як аналіз витрат і вигод, недостатньо враховують ризики та можливі загрози, що виникають у процесі реалізації інвестиційних проєктів.
Запропоновано удосконалену комплексну методику оцінки економічної ефективності, що складається з восьми ключових етапів, які взаємопов'язані між собою на основі розрахунків та аналізу показників економічної ефективності інвестиційного проєкту підприємства.
Особливостю цієї методики є інтеграція кількісних та якісних показників інвестиційних проєктів, що дозволяє оцінити їх ефективність та забезпечити адаптацію в реальному часу, для оперативного обгрунтування управлінських рішень в умовах невизначеності.
Обґрунтовано вибір критеріїв оцінки об'єктів інвестування для формування системи показників енергобезпеки підприємств.
Розроблено обчислювальний алгоритм, який стежить за динамікою зміни показників-індикаторів, що сприяє виробленню своєчасних управлінських рішень, щодо мінімізації ризиків енергобезпеки.
Практична значимість даного дослідження полягає в його здатності надати підприємствам методологічні основи для оптимізації інвестиційних стратегій.
Показано, що максимальна енергобезпека і фінансові вигоди підприємств, досягаються при повному запобіганні аваріям, що забезпечує прибутковість на рівні 41
Визначення особливостей гістограм прирощень небезпечних параметрів газового середовища при загоряннях матеріалів у негерметичних приміщеннях
No full textThe object of this study is the histograms of increments in hazardous parameters of the gas environment in a leaky room in the absence and presence of fires of materials. The task of early detection of fires of materials in rooms was addressed. A methodology for determining the histograms of increments of arbitrary hazardous parameters based on samples of arbitrary size from controlled parameters was substantiated. A laboratory experiment was performed to identify the features of the histograms of increments of carbon monoxide concentration, specific optical density of smoke and temperature of the gas environment at intervals of reliable absence and occurrence of fires of alcohol, paper, wood, and textiles. The results indicate that hazardous parameters change over time non-stationarily and are of a complex nature. It was found that for the concentration of carbon monoxide, the specific optical density of smoke and the temperature of the gas medium in the interval of alcohol ignition, the number of modes of the histograms of increments is 9, 8, and 4, and the spread is 0–(+0.3), –0.07–(+0.09), and 0–(+0.32), respectively. When paper ignites, the histograms of increments of hazardous parameters have 10, 3, and 4 modes and the spread of increments is –0.06–(+0.21), ±(0.02), and –0.16–(+0.32), respectively. When wood ignites, the shape of the histogram of increments for the concentration of carbon monoxide is characterized by 4 modes and the spread is 0–(+0.09). The shape of the histograms of increments of the specific optical density of smoke and the temperature of the gas medium during the ignition of wood does not change significantly. The shape of the histogram of the increments of the carbon monoxide concentration during textile ignition is characterized by 3 modes and a spread of ±0.03, and the temperature – by two modes and a spread of 0–(+0.16). These features of the histograms could be used in practice as a sign of early detection of fires for their prompt extinguishing and prevention of fire evolutionОб'єктом дослідження є гістограми прирощень небезпечних параметрів газової середовища в негерметичному приміщенні при відсутності та наявності загорянь матеріалів. Вирішувалась проблема раннього виявлення загорянь матеріалів у приміщеннях. Обґрунтовано методику визначення гістограм прирощень довільних небезпечних параметрів за вибірками довільного розміру з контрольованих параметрів. Виконано лабораторний експеримент з виявлення особливостей гістограм прирощень концентрації чадного газу, питомої оптичної щільності диму та температури газового середовища на інтервалах достовірної відсутності та виникнення загорянь спирту, паперу, деревини та текстилю. Отримані результати свідчать про те, що небезпечні параметри змінюються у часі не стаціонарно та мають складний характер. Встановлено, що для концентрації чадного газу, питомої оптичної щільності диму та температури газового середовища на інтервалі загоряння спирту число мод гістограм прирощень дорівнює 9, 8 та 4, а розмах 0–+0,3, –0,07–+0,09 і 0–+0,32 відповідно. При загорянні паперу гістограми прирощень небезпечних параметрів мають 10, 3 та 4 моди і розмах прирощень –0,06–+0,21, ±0,02 та –0,16–+0,32 відповідно. При загорянні деревини форма гістограми прирощень для концентрації чадного газу характеризується 4 модами та розмахом 0–+0,09. Форма гістограм прирощень питомої оптичної щільності диму та температури газового середовища при загорянні деревини суттєво не змінюється. Форма гістограми прирощень концентрації чадного газу при загорянні текстилю характеризується 3 модами та розмахом ±0,03, а температури – двома модами та розмахом 0–+0,16. Зазначені особливості гістограм на практиці можуть використовуватись як ознака раннього виявлення загорянь для їх оперативного гасіння та недопущення розвитку поже
Вдосконалення методу оцінювання ризиків ІТ-проєкту інформаційної системи «Розумний будинок»
No full textThe object of this study is the IT project risk management process.
The study solves the task to improve the accuracy of risk assessment in IT projects and, in particular, IT projects to design the information system (IS) "Smart House". Research into this area is mainly focused on the application of machine learning (ML) methods to improve the results of conventional evaluation methods. Issues related to quantitative risk assessment of IT projects to design the "Smart House" IS remain practically unexplored.
During the study, it was proposed to use ML methods for preprocessing the raw data. For this purpose, a combined risk assessment method was devised. In this technique, methods of Support Vector Machine and Bayesian networks were applied to process the raw data. The results of their application were used as input data for Monte Carlo simulations.
During the software implementation of the devised method, its technological stack was determined. Fragments of the program code are given, which describe the implementation of the basic elements of the combined method.
The devised method and its software implementation were used to assess the risk of delay in the implementation of the IT project to design the "Smart House" IS. The evaluation results determine the expected duration of this IT project at 234.5 days, with a deviation range of 226–244 days (with a 95 % confidence interval). The results of a comparative analysis of the obtained estimates with estimates of the same risk obtained using the conventional Monte Carlo method show that the devised method provides higher reliability of forecasts.
The application of research findings makes it possible to improve the quality of managing IT projects by increasing the accuracy and reliability of their risk assessmentsОб’єкт дослідження – процес управління ризиками ІТ-проєкту.
Під час дослідження вирішувалася проблема підвищення точності оцінювання ризиків у ІТ-проєктах і, зокрема, у ІТ-проєктах розробки інформаційної системи (ІС) «Розумний будинок». Дослідження в цій галузі спрямовані, переважно, на застосуванні методів машинного навчання (ML) для вдосконалення результатів застосування традиційних методів оцінювання. Питання кількісного оцінювання ризиків для ІТ-проєктів розробки ІС «Розумний будинок» залишаються практично недослідженими.
Під час дослідження було запропоновано використовувати методи ML для попередньої обробки вихідних даних. З цією метою був розроблений комбінований метод оцінювання ризиків. В цьому методі для обробки вихідних даних були застосовані методи Support Vector Machine та байєсівських мереж. Результати їх застосування були використані як вихідні дані для симуляцій методом Монте-Карло.
Під час програмної реалізації розробленого методу було визначено її технологічний стек. Наведено фрагменти програмного коду, які описують реалізацію основних елементів комбінованого методу.
Розроблений метод та його програмну реалізацію було використано для оцінювання ризику затримки виконання ІТ-проєкту розробки ІС «Розумний будинок». Результати оцінювання визначають очікувану тривалість цього ІТ-проєкту у 234,5 дні з діапазоном відхилень 226–244 днів (при 95 % довірчому інтервалі). Результати порівняльного аналізу отриманих оцінок із оцінками цього ж ризику, отриманими із застосуванням традиційного методу Монте-Карло, свідчать, що розроблений метод забезпечує вищу надійність прогнозів.
Використання результатів дослідження дозволяє підвищити якість управління ІТ-проєктами за рахунок підвищення точності та надійності оцінок їхніх ризикі
Розробка моделі стійкості для задач маршрутизації транспортних засобів на кількох складах з обмеженнями ймовірності в умовах збурень
No full textThe object of this study is the multi-depot vehicle routing problem (MDVRP), which seeks optimal vehicle routes from multiple depots to geographically dispersed customers. The study addresses the problem of low reliability in traditional deterministic MDVRP models that fail to perform effectively under uncertain and disruptive conditions such as traffic congestion, infrastructure failures, demand fluctuations, and natural disasters. To overcome this limitation, a resilience-based optimization model is proposed by formulating the MDVRP with probability constraints that capture the likelihood of disturbances affecting route feasibility. The model integrates stochastic components into the routing process to balance cost minimization with service reliability under uncertainty. Computational experiments on an agro-logistics case involving five depots and twenty customers demonstrated that the proposed model reduced expected transportation costs by 36.4% compared with the Genetic Algorithm approach (494 vs. 777) and maintained service continuity in 100% of feasible scenarios with a reliability threshold of α = 0.7. Moreover, approximately 25–30% of potential routes were identified as infeasible under disturbance scenarios, validating the model’s probabilistic filtering mechanism. These results confirm that incorporating chance constraints and a Tabu search heuristic enhances the adaptability and robustness of multi-depot routing systems. The developed model can be practically applied to large-scale logistics systems, humanitarian relief operations, and distribution networks operating in regions prone to demand volatility or infrastructure disruptions, providing decision-makers with a reliable tool for sustainable and resilient route planningОб’єктом цього дослідження є задача маршрутизації транспортних засобів на кількох складах (MDVRP), яка полягає в пошуку оптимальних маршрутів транспортних засобів від кількох складів до географічно розподілених клієнтів. Дослідження розглядає проблему низької надійності традиційних детермінованих моделей MDVRP, які не працюють ефективно в невизначених та деструктивних умовах, таких як затори на дорогах, збої інфраструктури, коливання попиту та стихійні лиха. Щоб подолати це обмеження, пропонується модель оптимізації на основі стійкості, яка формулює MDVRP з обмеженнями ймовірності, що враховують ймовірність порушень, що впливають на доцільність маршруту. Модель інтегрує стохастичні компоненти в процес маршрутизації, щоб збалансувати мінімізацію витрат з надійністю обслуговування в умовах невизначеності. Обчислювальні експерименти на агрологістичному випадку, що включає п’ять складів та двадцять клієнтів, показали, що запропонована модель знизила очікувані транспортні витрати на 36,4% порівняно з підходом генетичного алгоритму (494 проти 777) та підтримувала безперервність обслуговування у 100% можливих сценаріїв з порогом надійності α = 0,7. Більше того, приблизно 25–30% потенційних маршрутів були визначені як нездійсненні за сценаріїв порушення, що підтверджує механізм ймовірнісної фільтрації моделі. Ці результати підтверджують, що включення обмежень випадковості та евристики забороненого пошуку підвищує адаптивність та стійкість систем маршрутизації з кількома складами. Розроблену модель можна практично застосувати до великомасштабних логістичних систем, операцій з надання гуманітарної допомоги та розподільчих мереж, що працюють у регіонах, схильних до волатильності попиту або збоїв в інфраструктурі, надаючи особам, що приймають рішення, надійний інструмент для сталого та стійкого планування маршруті
Конструювання гравітаційного спуску за заданою траєкторією руху вантажу
No full textThis study's object is the process of cargo movement along the helical surface of an oblique open helicoid under the action of its natural weight. Such movement takes place in gravity chutes where the cargo descends under the action of its natural weight. Gravity (screw) chutes are used for transportation, separation, and enrichment of material.
For a given surface, the problem is solved by composing differential equations of motion of a mathematical point, which is conditionally replaced by cargo, in projections onto the axis of the spatial coordinate system. If the surface is helical, then after stabilization of the motion, it is possible to find the parameters of the helical line – the trajectory of cargo movement. The task implies solving the inverse problem – constructing a helical surface along a given trajectory of cargo descent, which is a helical line.
The results are attributed to the use of two accompanying trihedra of the trajectory with a common vertex and tangent orts to the trajectory, which coincide. One of them is a Frenet trihedron whose position is determined by the differential characteristics of the curve, and the second is a Darboux trihedron, the position of which depends on the point of the trajectory on the surface. In addition to the two coincident orts, the remaining four orts are located in the plane normal to the trajectory. The use of these two orts makes it possible to compose differential equations of motion of the load in projections onto a moving Darboux trihedron, one of the planes of which is tangent to the surface.
A feature of the solution to the problem is that the trajectory of the load, i.e., the helix, is given by radius r of the cylinder on which it is located and velocity V of the load. Using these data, angle β of its ascent is determined. For example, at r = 0.5 m, V = 2.5 m/s, the angle of elevation is β = 20.7°. Then, a helical linear surface is constructed that passes through the given trajectoryОб’єктом дослідження є процес руху вантажу по гвинтовій поверхні косого відкритого гелікоїда під дією сили власної ваги. Такий рух має місце в гравітаційних спусках, де вантаж опускається під дією сили власної ваги. Гравітаційні (гвинтові) спуски застосовують для транспортування, сепарації і збагачення матеріалу. При заданій поверхні задача розв’язується складанням диференціальних рівнянь руху математичної точки, яку умовно замінюють вантажем, в проєкціях на осі просторової системи координат. Якщо поверхня гвинтова, то після стабілізації руху можна знайти параметри гвинтової лінії – траєкторії руху вантажу. Проблема полягає в розв’язанні оберненої задачі – конструюванні гвинтової поверхні за заданою траєкторією опускання вантажу, якою є гвинтова лінія.
Отримані результати пояснюються застосуванням двох супровідних тригранників траєкторії із спільною вершиною і дотичними ортами до траєкторії, які збігаються. Один із них є тригранником Френе, положення якого визначається диференціальними характеристиками кривої, а другий – тригранником Дарбу, положення якого залежить від точки траєкторії на поверхні. Крім двох ортів, що збігаються, решта чотири орти розташовані в нормальній до траєкторії площині. Застосування цих двох ортів дає можливість скласти диференціальні рівняння руху вантажу в проєкціях на рухомий тригранник Дарбу, одна із площин якого є дотичною до поверхні.
Особливістю розв’язання задачі є те, що траєкторія руху вантажу, тобто гвинтова лінія, задається радіусом r циліндра, на якому вона розташована, і швидкістю V руху вантажу. За допомогою цих даних визначається кут β її підйому. Наприклад, при r = 0,5 м, V = 2,5 м/с кут підйому становить β = 20,7°. Після цього відбувається побудова гвинтової лінійчатої поверхні, яка проходить через задану траєкторі
Проєктування складу бетонів загальнобудівельного призначення на основі рециркульованих заповнювачів
No full textThis study's object is the concrete for general construction purposes that includes recycled aggregates formed from the processing and classification of residues from damaged or destroyed concrete buildings and structures, including those affected by military operations. The task addressed relates to the use of recycled concrete aggregates in conventional concrete, including the partial or complete replacement of natural aggregates. This area of research is aimed at devising a framework for the application of recycled concrete aggregates as a secondary raw material for the construction industry.
This paper describes the characteristics of recycled concrete aggregates from recycled concrete structures. It was found that these aggregates have significant structural defects such as cracks and pores of various origins. They are also characterized by compositional heterogeneity and an increased content of weak grains, at around 18%. Meanwhile, the content of fine fractions is almost 34%. This naturally worsens the physical and mechanical properties of concrete made with such aggregates.
However, a rational approach to using concrete mix components makes it possible to obtain concrete with appropriate performance characteristics, corresponding to class C20/25 (29.2 MPa) with 50% recycled concrete aggregate content.
Using this type of aggregate could conserve natural minerals, tackle the issue of disposing of large-tonnage industrial waste, as well as significantly improve the potential for large-scale reconstruction in Ukraine. This may be achieved by accelerating the construction of damaged and destroyed housing stock and by obtaining a substantial raw material resource in the form of recycled aggregate as an alternative to local materialsОб’єктом дослідження є бетони загальнобудівельного призначення з використанням рециклінгових заповнювачів, що утворились внаслідок процесу переробки та класифікації залишків бетонних будівель і споруд, що зазнали руйнувань та пошкоджень, в тому числі внаслідок ведення бойових дій. Проблема, яка вирішувалася в ході досліджень, зосереджена на особливостях використання заповнювачів з рециркульованого бетону в традиційних бетонах, в тому числі частковій та повній заміні природних заповнювачів. Даний напрям досліджень спрямований на розробку засад для використання заповнювачів з рециркульованого бетону, у якості вторинної сировини для галузі будівництва.
Вказано характеристику заповнювачів з рециркульованого бетону на основі перероблених бетонних конструкцій. Встановлено, що такий заповнювач має значні дефекти структури представлені тріщинами та порами різного походження, а також характеризується неоднорідністю складу та підвищеним вмістом зерен слабких порід, що складає близько 18%. При цьому вміст тонких фракцій складає майже 34%. Звісно, це погіршує фізико-механічні характеристики бетону на основі такого заповнювача. Однак раціональний підхід до витрати компонентів бетонної суміші дозволяє отримати бетон з відповідними експлуатаційними характеристиками, що відповідають класу С20/25 (29,2 МПа) при 50%-му вмісті заповнювачів з рециркульованого бетону.
Використання такого типу заповнювача дозволить зекономити природні корисні копалини, вирішити питання утилізації великотонажних промислових відходів і значно розширити можливості щодо широкомасштабної відбудови України. Це можливо за рахунок нарощення темпу будівництва пошкодженого та зруйнованого житлового фонду за рахунок отримання великого сировинного ресурсу у вигляді вторинного рециркульованого заповнювача як місцевої сировин
Прогнозування місій робототехнічних платформ з використанням Kernel Activation Network з асиметричним ядром
No full textThis study considers those processes predicting the functional efficiency of robotic platforms that affect the optimization of their mission planning. Given the growing demand for autonomous mobile systems, a critical task is to ensure high efficiency of their dynamics under different loads, terrains, and speeds, which requires reliable tools for decision-making even before physical launch.
To solve the task, a method based on a customized Kernel Activation Network (KAN) was devised and programmatically implemented to predict the functional efficiency of the platform. The results demonstrate a significant increase in accuracy: KAN achieves an MSE of 0.00055727 on synthetic data and 0.00041720 on the experimental sample, while other architectures demonstrate 0.00105989 and higher.
The key innovation of KAN is the use of an asymmetric chi-square kernel in parallel with the Gaussian kernel, as well as the integration of input estimates that take into account the triple interaction of factors. This explains the network's ability to effectively capture complex nonlinear dependences between numerous platform parameters (rolling resistance, aerodynamic drag, climbing force, etc.) and environmental conditions. The use of an asymmetric kernel significantly simplifies the network architecture, allowing for high accuracy at lower computational complexity.
In practice, the results serve as an additional tool for optimizing mission planning of robotic platforms. This makes it possible to optimize equipment selection, construct strategic logistics routes, and increase the safety and reliability of autonomous systems under actual conditions. The achieved Technology Readiness Level is 4Об'єктом дослідження є процеси прогнозування функціональної ефективності робототехнічних платформ, що впливають на оптимізацію планування їхніх місій. В умовах зростаючого попиту на автономні мобільні системи критичною проблемою є забезпечення високої ефективності їхньої динаміки за різних навантажень, рельєфів та швидкостей, що вимагає надійних інструментів для ухвалення рішень ще до фізичного запуску.
Для вирішення проблеми розроблено та програмно реалізовано метод на основі кастомізованої Kernel Activation Network (KAN), що прогнозує функціональну ефективність платформи. Результати демонструють значне підвищення точності: KAN досягає MSE 0.00055727 на синтетичних даних та 0.00041720 на експериментальній вибірці, тоді як інші архітектури демонструють 0.00105989 і вище.
Ключова інновація KAN – використання несиметричного хі-квадрат ядра паралельно з Гаусовим ядром, а також інтеграція вхідних оцінок, що враховують потрійну взаємодію факторів. Це пояснює здатність мережі ефективно фіксувати складні нелінійні залежності між численними параметрами платформи (опір кочення, аеродинамічний опір, сила скелелазіння тощо) та умовами середовища. Застосування несиметричного ядра значно спрощує архітектуру мережі, дозволяючи досягти високої точності при меншій обчислювальній складності.
На практиці отримані результати слугують додатковим інструментом для оптимізації планування місій робототехнічних платформ. Це дозволяє оптимізувати вибір обладнання, розробляти стратегічні логістичні маршрути, підвищувати безпеку та надійність автономних систем у реальних умовах. Досягнутий Technology Readiness Level становить
Розрока методу аналізу швидкості передачі вагонопотоків у плані формування поїздів на основі теорії синхронизації в складних мережах
No full textThis study investigates freight transportation process in the railroad network, which is formalized in the form of a train formation plan (TFP) as a complex dynamic system.
To assess the dynamic properties of a freight transportation model at the macro level of railroad system functioning, a method has been devised for analyzing the speed of transferring railroad car flows in the network. The proposed method reflects coordination dynamics not through the time of physical passage of trains in the network but through the ability of the system that organizes car flows into trains to quickly form a coherent state. The Kuramoto model was used to determine the speed of coordination. That has made it possible to distinguish TFP networks.
The application of the devised method and the simulation made it possible to compare the structural and dynamic properties of existing transportation system over the period from 2013 to 2019. The limited ability of TFP networks to global phase integration has been proven. It has been established that the TFP network in 2019 demonstrated a loss of systemic coherence, which is typical of decentralized point-to-point transportation networks. That was confirmed by calculating λ22013 ≈ 19.913342 and λ22019 ≈ 0.497646, where the difference between spectral gaps reached two orders of magnitude, while the time to reach the maximum of the order parameter rmax in 2019 was 4.07 times greater at comparable values of the order and KC = 6. This indicates the transformation of the operating model from a centralized hub-and-spoke in 2013 to a more decentralized point-to-point model in 2019.
A special feature of the results based on the study is that the proposed method makes it possible to improve the quality of macroanalysis of changes in the structural and dynamic efficiency of the TFP network.
The scope of results practical application is the railroad industry. Conditions for the practical implementation of the findings are the importance of taking into account the results when analyzing operating TFPsОб’єктом дослідження є процес перевезень вантажів у залізничній мережі, що формалізований у вигляді плану формування поїздів (ПФП) як складної динамічної системи. Для оцінки динамічних властивостей моделі перевезень вантажів на макрорівні функціонування залізничної системи розроблено метод аналізу швидкості передачі вагонопотоків в мережі. Запропонований метод відображає динаміку узгодження не через час фізичного проходження поїздів в мережі, а через здатність системи організації вагонопотоків в поїзди швидко формувати когерентний стан. Для визначення швидкості узгодження застосовано модель Курамото. Це дозволило розрізняти мережі ПФП.
Застосування розробленого методу та проведення моделювання дозволило порівняти структурно-динамічні властивості діючої системи перевезень в період між 2013–2019 рр. Доведена обмежена здатність мереж ПФП до глобальної фазової інтеграції. Встановлено, що мережа ПФП у 2019 році демонструє втрату системної узгодженості, що властиво децентралізованим мережам перевезень типу point-to-point. Це підтверджують розрахунки та , де різниця між спектральними розривами сягає два порядки, а час досягнення максимуму параметру порядку rmax у 2019 році у 4,07 рази більший при порівнянних значеннях порядку та KC = 6. Це свідчить про трансформацію операційної моделі від централізованої hub-and-spoke у 2013 році до більш децентралізованої point-to-point у 2019 році.
Особливість отриманих результатів в рамках дослідження полягає у тому, що запропонований метод дозволяє підвищити якість макроаналізу зміни структурно-динамічної ефективності мережі ПФП.
Сферою практичного застосування результатів є залізнична галузь. Умовами практичного застосування результатів дослідження є важливість врахування отриманих результатів при аналізі діючих ПФ
Розробка моделі корисного ефекту системи при різних рівнях взаємозамінності підсистем у задачі оптимізації розподілу обмеженого ресурсу
No full textThe object of this study is the process of optimizing the allocation of limited resources among the subsystems of a large complex system. The problem addressed lies in the insufficient adequacy of existing utility models, which fail to account for the degree of subsystem interchangeability and therefore cannot accurately predict optimal resource distribution. The core result is the development of a universal utility model based on logistic dependencies and a flexible scalar convolution constructed using a modified marginal Kolmogorov-Gabor polynomial with the coefficient kAdd, which governs interchangeability. Complete trajectories of optimal solutions were obtained for various values of total resources and interchangeability levels. It was found that variations in these parameters alter the optimal effect by 25–35% under conditions of significant resource scarcity. The problem was resolved by combining the universality of logistic models with the flexibility of the new convolution, which generalizes additive, multiplicative, and minimizing forms and enables continuous adjustment of the model to reflect subsystem interaction characteristics. The observed patterns indicate that at low interchangeability, resources are distributed more evenly, while at high interchangeability, they are concentrated in the most efficient subsystem, significantly enhancing the overall effect under resource deficit conditions. The results are applicable to the design and management of large complex systems – such as IT security, crisis management, and organizational design – where informed decisions are required regarding the allocation of limited resources while considering structural flexibility. This approach is particularly suitable when statistical data are available for calibrating the logistic parameters of subsystems and assessing their interchangeabilityОб’єктом дослідження є процес оптимізації розподілу обмеженого ресурсу між підсистемами великої складної системи.
Проблема, що вирішувалася, – недостатня адекватність існуючих моделей корисного ефекту, які не враховують рівень взаємозамінності підсистем і не дозволяють точно прогнозувати оптимальний розподіл ресурсів.
Суть результатів полягає в розробці універсальної моделі корисного ефекту на основі логістичних залежностей та гнучкої скалярної згортки, побудованої на модифікованому маргінальному поліномі Колмогорова–Габора з коефіцієнтом kAdd, що керує взаємозамінністю. Отримано повні траєкторії оптимальних рішень для різних значень сумарного ресурсу та рівня взаємозамінності; встановлено, що їхня варіація змінює оптимальний ефект на 25–35% у зоні суттєвого дефіциту ресурсів.
Результати вирішили проблему завдяки поєднанню універсальності логістичних моделей із гнучкістю нової згортки, яка узагальнює адитивну, мультиплікативну та мінімізуючу форми й дозволяє безперервно налаштовувати модель під специфіку взаємодії підсистем.
Закономірності пояснюються тим, що при низькій взаємозамінності ресурси розподіляються збалансовано, а при високій концентруються в найефективнішій підсистемі, що істотно підвищує загальний ефект у дефіциті.
Результати застосовні при проектуванні та управлінні великими складними системами (ІТ-безпека, кризове управління, організаційне проектування тощо), де потрібні обґрунтовані рішення щодо розподілу обмежених ресурсів з урахуванням структурної гнучкості; застосування доцільне за наявності статистичних даних для калібрування логістичних параметрів підсистем та оцінки їх взаємозамінност