Наукова періодика України
Not a member yet
11185 research outputs found
Sort by
Визначення ефективності GPT-4.1-mini для багатокласової категоризації тексту англійською та українською мовами
No full textThe object of this study is the process of multiclass automatic categorization of user queries using large language models under the conditions of a language transition from English to Ukrainian.
The scientific task relates to the fact that most modern large language models (LLMs) are optimized for English while their effectiveness for morphologically complex and low-resource languages, particularly Ukrainian, remains insufficiently studied.
In this work, an experimental approach was devised and implemented to evaluate the transferability of the GPT-4.1-mini model from English to Ukrainian in the task to categorize 11,047 user queries spanning nine applied domains. The analysis employed conventional metrics (Recall, Precision, Weighted-F1, Macro-F1) alongside a novel indicator, the Uncertainty/Error Rate (U/E), which captures the proportion of model refusals and “hallucinations.”
The findings demonstrate that the highest quality was achieved on the English dataset (Macro-F1 = 69.78%, U/E = 0.05%). When Ukrainian prompts were applied, Macro-F1 decreased to 63.73%; however, the U/E equaled 0%, indicating higher reliability of responses. Using English prompts with Ukrainian-language data preserved nearly the same level of accuracy (Macro-F1 = 69.66%), thereby revealing strong internal translation and generalization mechanisms.
The novelty of this study is attributed to the use of a large multidomain parallel corpus, the systematic comparison of prompts in two languages, the application of the state-of-the-art model GPT-4.1-mini, and the introduction of the U/E metric as a reliability criterion. The proposed approach demonstrates the feasibility of applying GPT-4.1-mini to Ukrainian-language information services without additional training, particularly for automatic query routing in financial, medical, legal, and other domains.Об’єктом дослідження є процес багатокласової автоматичної категоризації користувацьких запитань за допомогою великих мовних моделей в умовах переходу з англійської мови на українську.
Наукова проблема полягає в тому, що більшість сучасних великих мовних моделей (LLM) оптимізовані для англійської мови, тоді як ефективність їхнього застосування до морфологічно складних і ресурсно обмежених мов, зокрема української, залишається недостатньо вивченою.
У роботі розроблено та реалізовано експериментальний підхід до оцінювання переносимості моделі GPT-4.1-mini з англійської на українську мову в задачі класифікації 11 047 користувацьких запитань, що охоплюють дев’ять прикладних доменів. Для аналізу застосовано традиційні метрики (Recall, Precision, Weighted-F₁, Macro-F₁) та новий показник Uncertainty/Error Rate (U/E), який характеризує частку відмов і «галюцинацій» моделі.
Результати дослідження показали, що найвища якість досягається на англомовному наборі (Macro-F₁ = 69.78%, U/E = 0.05%). При використанні україномовних промптів Macro-F₁ знизився до 63.73%, проте U/E дорівнював 0%, що свідчить про підвищену надійність відповідей. Використання англомовних промптів для україномовних даних дозволило зберегти майже незмінний рівень точності (Macro-F₁ = 69.66%), демонструючи сильні механізми внутрішнього перекладу та узагальнення.
Особливістю роботи є використання великого багатодоменного паралельного корпусу, зіставлення промптів двома мовами, використання нової моделі GPT-4.1-mini та введення метрики U/E як критерію надійності. Запропонований підхід довів можливість використання моделі GPT-4.1-mini для україномовних інформаційних сервісів без додаткового навчання, зокрема для автоматичної маршрутизації запитів у фінансовому, медичному, юридичному та інших домена
Розробка моделі вимірювального контролю компонентів скрапленого нафтового газу з використанням багатошарового перцептрона
No full textThis study's object is the process of measuring control over liquefied petroleum gas components using a multilayer perceptron. The problem considered is insufficient efficiency of existing methods for measuring control over liquefied petroleum gas components. It can be partially solved by remote measurement of components of liquefied petroleum gas and processing of the received data and, accordingly, control by a neural network. However, another issue arises, associated with the complexity of using neural networks in combination with peripheral devices, in particular, means, sensors, gauges, etc., and the need for significant computing power.
This paper reports a model for measuring control over liquefied petroleum gas components, which takes into account its physical characteristics, using a multilayer perceptron, which provides communication with gas measurement devices. The mechanism for achieving these results involves training the model based on performance indicators derived from input data, taking into account the formed features. High generalization ability and efficiency are illustrated by the coefficient of determination, which is 0,845. High accuracy is illustrated by the low overall average value of the mean absolute error, which is 1,1%. That was made possible by the distinctive features of the proposed solution, namely the optimized architecture of the model in accordance with the object of study and its input features. These features are the areas of the light streaks, their logarithmic ratios, temperature, the sum and difference of densities of the components of liquefied petroleum gas.
The results can be applied practically to problems involving liquefied gas composition analysis, especially at gas filling stations, oil and gas processing plants, gas storage facilities, and similar sitesОб’єктом дослідження є процес вимірювального контролю компонентів скрапленого нафтового газу з використанням багатошарового перцептрона. Розглядається проблема недостатньої ефективності існуючих методів вимірювального контролю компонентів скрапленого нафтового газу. Частково її можна вирішити шляхом дистанційного вимірювання компонентів скрапленого нафтового газу та обробки отриманих даних і, відповідно, контролю нейромережею. Проте виникає інша проблема, пов’язана з складністю використання нейронних мереж у поєднанні з периферійними пристроями, зокрема засобами, сенсорами, датчиками тощо, та потребою в значних обчислювальних потужностях.
В статті представлено модель вимірювального контролю компонентів скрапленого нафтового газу, яка враховує його фізичні особливості, з використанням багатошарового перцептрона, що забезпечує зв’язок з засобами вимірювання газу. Механізмом досягнення цих результатів є навчання моделі згідно показників ефективності на основі вхідних даних відповідно до сформованих ознак. Висока узагальнююча здатність та ефективність ілюструється коефіцієнтом детермінації, який склав 0,845. Висока точність ілюструється низьким загальним середнім значенням середньої абсолютної похибки, яка склала 1,1%. Це стало можливим завдяки відмінним особливостям запропонованого рішення, а саме оптимізованій архітектурі моделі відповідно до об’єкту дослідження та її вхідним ознакам. Цими ознаками є площі світлових смужок, їх логарифмічні співвідношення, температура, сума та різниця густин компонентів скрапленого нафтового газу.
Отримані результати можуть бути використані на практиці у прикладних задачах аналізу складу скрапленого газу, зокрема на газозаправних станціях, нафто- та газопереробних заводах, у газових сховищах тощ
Формування деструктивного шару спеціальних гум в залежності від режимів СО2-лазерної обробки
No full textSpecial rubbers proceeding by laser engraving is the investigation object. Rubber products quality improvement was solving by means of laser engraving, which allows to achieve a high level of details, to get a complex geometry and sustainable quality having a minimum of the tool worn out. Experimental measurements of destructive layer depth inside different samples of rubber in dependence on the modes of CO2-laser processing were conducted. Rubber engraving proceeding by a wavelength of 10.6 μm CO2-laser was considered in the pulse mode series to provide the cutting edge correct geometry keeping fixed conditions of beam movement speed and acceleration.
Concerted experimental results (rubbers AERO Laserrubber, OLIO Laserrubber, TEMPO Laserrubber, CLASSICO Laserrubber and ECO Laserrubber) revealed a sustainable increasing the depth of the destructive layer on average by (1.0 ... 1.2) μm every 5 W along with increasing of CO2-laser power in the range of (30 ... 55) W.
Stabilization or slight fluctuations of the destructive layer depth were stated when power supplied exceeded of 60 W.
Obtained graphs show a high degree coincidence with analytical model and confirm the feasibility of laser engraving appliance exactly within the range of (35 ... 50) W to provide a precise and clean processing of high-quality rubber productsОб'єктом дослідження є спеціалізовані гуми в процесі лазерного гравіювання. Вирішувалась проблема підвищення якості гумових виробів на основі застосування лазерного гравіювання, яке дозволяє досягати високої деталізації, складної геометрії і стабільної якості з мінімальною зношуваністю інструменту. Проведені експериментальні дослідження глибини деструктивного шару в залежності від режимів СО₂-лазерної обробки деяких гум. Процес гравіювання гуми є СО₂-лазером з довжиною хвилі 10,6 мкм розглянуто в режимі серійної подачі імпульсів для збереження правильної геометрії краю різу, за фіксованих умов швидкості переміщення променю та прискорення. Результати узгоджених експериментів (гуми AERO Laserrubber, OLIO Laserrubber, TEMPO Laserrubber, CLASSICO Laserrubber та ECO Laserrubber) виявили сталу тенденцію зростання глибини деструктивного шару в середньому на (1,0 … 1,2) мкм кожні 5 Вт із підвищенням потужності СО₂-лазера в діапазоні (30 … 55) Вт. При підведені потужності понад 60 Вт спостерігалася стабілізація або незначне коливання глибини деструктивного шару. Отримані графіки демонструють високий ступінь узгодженості з аналітичною моделлю та підтверджують доцільність використання лазерного гравіювання саме у межах (35 … 50) Вт для точної і чистої обробки та отримання якісних гумових виробі
Розроблення математичних моделей теплообміну в цифрових пристроях з локальним приповерхневим та внутрішнім нагріванням
No full textThis study investigates heat exchange processes for thermally sensitive media with local near-surface and internal heating. As a result of the thermal load, significant temperature gradients arise. To establish temperature regimes for effective operation of electronic devices, linear and nonlinear mathematical models for determining the temperature field have been constructed, which could allow further analysis of temperature regimes.
Based on the stated linear and nonlinear boundary value problems of thermal conductivity, their analytical and numerical solutions have been derived. Using these solutions, numerical calculations of the temperature distribution in spatial coordinates for given geometric and thermophysical parameters have been performed. Reliability of the results has been confirmed by experimental findings and the determined numerical values of temperature distribution in the medium.
For an effective description of local heating, the theory of generalized functions was used. A technique for linearizing nonlinear mathematical models has been introduced. As a result, linear second-order differential equations with partial derivatives and a singular right-hand side have been derived.
The numerical results reflect the temperature distribution in the medium in spatial coordinates for the given geometric and thermophysical parameters. The number of divisions of the interval (0; x*) was chosen to be 9, which made it possible to derive numerical values of temperature with an accuracy of 10–6. The obtained numerical values of temperature for silicon under a linear temperature dependence of the thermal conductivity coefficient differ from the results obtained for its constant value by 2%.Об'єктом дослідження є процеси теплообміну для термочутливих середовищ з локальним приповерхневим та внутрішнім нагріванням. Внаслідок теплового навантаження виникають значні температурні градієнти. Для встановлення температурних режимів ефективної роботи електронних пристроїв розроблено лінійні та нелінійні математичні моделі визначення температурного поля, що дасть змогу в подальшому проаналізувати температурні режими.
На основі сформульованих лінійних та нелінійних крайових задач теплопровідності визначено їх аналітично-числові розв’язки. Із використанням цих розв’язків виконано числові розрахунки розподілу температури за просторовими координатами для заданих геометричних та теплофізичних параметрів. Достовірність отриманих результатів підтверджується отриманими результатами експерименту та визначеними числовими значеннями розподілу температури в середовищі.
Для ефективного опису локального нагрівання використано теорію узагальнених функцій. Запроваджено спосіб лінеаризації нелінійних математичних моделей. У результаті отримано лінійні диференціальні рівняння другого порядку з частковими похідними і сингулярною правою частиною.
Отримані числові результати відображають розподіл температури в середовищі за просторовими координатами для заданих геометричних та теплофізичних параметрів. Кількість розбиттів інтервалу (0; x*) вибрано рівною 9, що дало змогу отримати числові значення температури з точністю 10-6. Отримані числові значення температури для вибраного матеріалу (кремній) за лінійної температурної залежності коефіцієнта теплопровідності відрізняються від результатів, отриманих для його сталого значення, на 2%. Розроблені математичні моделі теплообміну дають змогу аналізувати плоскі ізотропні середовища щодо їх термостійкості
Удосконалення методу визначення координат розвідувального безпілотного літального апарату малобазовою мережею двох Software-Defined Radio приймачів
No full textThis study investigates the process for determining the coordinates of a reconnaissance unmanned aerial vehicle. The task addressed relates to determining the coordinates of a reconnaissance unmanned aerial vehicle using a small-scale network of mobile passive location devices.
A method for determining the coordinates of a reconnaissance unmanned aerial vehicle has been improved, which, unlike known ones, involves:
– determining bearings for a reconnaissance unmanned aerial vehicle;
– using the triangulation method.
The accuracy of determining the coordinates of a reconnaissance unmanned aerial vehicle by a small-scale network of two Software-Defined Radio receivers has been assessed. It has been established that the shape and orientation of the error ellipses depends on the position of the reconnaissance unmanned aerial vehicle relative to the Software-Defined Radio receivers. The accuracy of determining the coordinates significantly deteriorates in cases where the polar angle of observation from the center of the base approaches 0° or 180°. The highest accuracy of determining coordinates is achieved when the reconnaissance unmanned aerial vehicle is located on the traverse to the middle of the base.
It has been established that for small bases there is a more pronounced unevenness of the dependence of accuracy on the position of the reconnaissance unmanned aerial vehicle compared to larger bases. At long ranges, errors for small bases increase sharply. It has been established that with a decrease in the base length, the area of the error ellipses increases, which indicates a deterioration in the potential accuracy characteristics of the system and an increase in the average circular error. At the same time, the geometric features are preserved, the orientation of the ellipses and the nature of their location relative to the base line remain constantОб’єктом дослідження є процес визначення координат розвідувального безпілотного літального апарату. Проблема, що вирішувалась, полягала у визначенні координат розвідувального безпілотного літального апарату малобазовою мережею мобільних пристроїв пасивної локації.
Удосконалено метод визначення координат розвідувального безпілотного літального апарату, який, на відміну від відомих, передбачає:
– визначення пеленгів на розвідувальний безпілотний літальний апарат;
– використання тріангуляційного методу.
Проведено оцінювання точності визначення координат розвідувального безпілотного літального апарату малобазовою мережею двох Software-Defined Radio приймачів. Встановлено, що форма та орієнтація еліпсів похибок залежить від положення розвідувального безпілотного літального апарату відносно Software-Defined Radio приймачів. Точність визначення координат суттєво погіршується у випадках, коли полярний кут спостереження з центру бази наближається до 0° або 180°. Найвища точність визначення координат досягається тоді, коли розвідувальний безпілотний літальний апарат знаходиться на траверзі до середини бази.
Встановлено, що для малих баз спостерігається більш виражена нерівномірність залежності точності від положення розвідувального безпілотного літального апарату у порівнянні з більшими базами. На великих дальностях похибки при малих базах різко зростають. Встановлено, що зі зменшенням довжини бази площа еліпсів похибок зростає, що свідчить про погіршення потенційних характеристик точності системи та збільшення середньої кругової похибки. При цьому геометричні особливості зберігаються, орієнтація еліпсів та характер їхнього розташування відносно лінії бази залишаються сталим
Оптимізація складу сплаву Fe-Cr-Mn як матеріалу для імплантатів з точки зору механічних властивостей та корозійної стійкості
No full textThe object of this study is Fe-Cr-Mn stainless steel alloys containing 0.23–0.41 wt.% C and 17.59–18.36 wt.% Cr with varying Mn content. The development of nickel-free stainless steels addresses the drawbacks of conventional implant materials such as titanium alloys, Co-Cr alloys, and AISI 316L stainless steel, which often suffer from biocompatibility issues, toxicity, and mechanical incompatibility with bone. The Fe-Cr-Mn alloys were produced by high-frequency induction melting and subsequently tested for microstructure, mechanical, wear, and corrosion properties. SEM-EDS revealed a transition from ferritic structure (2.5% Mn) to duplex α+γ (5% Mn) and predominantly austenitic structure (7.5% Mn). Mechanical testing showed that hardness and tensile strength peaked at 2.5% Mn, while ductility and impact toughness improved with increasing Mn, reaching their highest values at 5% Mn. Wear resistance increased significantly at higher Mn levels due to the formation of stable tribo-oxides and the strengthening effect of the austenitic matrix. Electrochemical testing in 0.9% NaCl solution showed that Fe-18Cr-5Mn possessed the best corrosion resistance, attributed to the stability of its passive film, while excessive Mn (7.5%) caused passivation breakdown through Mn-hydroxide formation. Overall, Fe-18Cr-5Mn exhibited the best synergy between strength, toughness, wear resistance, and corrosion protection under physiological saline conditions, establishing it as a promising nickel-free stainless steel for next-generation biomedical implant materialsОб'єктом цього дослідження є сплави нержавіючої сталі Fe-Cr-Mn, що містять 0,23–0,41 мас.% C та 17,59–18,36 мас.% Cr з різним вмістом Mn. Розробка безнікелевих нержавіючих сталей усуває недоліки традиційних матеріалів для імплантатів, таких як титанові сплави, сплави Co-Cr та нержавіюча сталь AISI 316L, які часто мають проблеми біосумісності, токсичності та механічної несумісності з кісткою. Сплави Fe-Cr-Mn були виготовлені методом високочастотного індукційного плавлення, а потім випробувані на мікроструктуру, механічні властивості, зносостійкість та корозійність. SEM-EDS виявив перехід від феритної структури (2,5% Mn) до дуплексної α+γ (5% Mn) та переважно аустенітної структури (7,5% Mn). Механічні випробування показали, що твердість та міцність на розрив досягли піку при 2,5% Mn, тоді як пластичність та ударна в'язкість покращувалися зі збільшенням Mn, досягаючи своїх найвищих значень при 5% Mn. Зносостійкість значно зростала при вищих рівнях Mn завдяки утворенню стабільних трибооксидів та зміцнювальному ефекту аустенітної матриці. Електрохімічні випробування в 0,9% розчині NaCl показали, що Fe-18Cr-5Mn має найкращу корозійну стійкість, що пояснюється стабільністю його пасивної плівки, тоді як надмірний вміст Mn (7,5%) спричиняє пасиваційне руйнування через утворення гідроксиду Mn. Загалом, Fe-18Cr-5Mn продемонстрував найкращу синергію між міцністю, в'язкістю, зносостійкістю та захистом від корозії в умовах фізіологічного розчину, що робить його перспективною безнікелевою нержавіючою сталлю для біомедичних матеріалів для імплантатів наступного поколінн
Визначення енергетичних властивостей плівки CdI2 експериментальним і теоретичним методами
No full textThis study investigates the compound CdI2, which is actively used as a component in scintillation detectors for the detection of alpha-particle radiation. The research addresses the task to correlate experimental results with theoretically determined parameters of CdI2 films. One of the primary objectives for studying this compound is to determine its electronic structure and optical properties.
The CdI2 thick film was obtained by cleaving from a bulk sample. The average thickness of the CdI2 thick film is 2 μm. The optical properties of CdI2 thick film were investigated by optical absorption spectra. The absorption spectrum fitting method was applied to estimate the optical band gap and Urbach energy of the CdI2 thick film. This method requires only the measurement of the absorbance spectrum, and no additional information, such as the film thickness or reflectance spectra. The optical band gaps and Urbach energy obtained for the CdI2 thick film are 3.05 eV and 5.17 eV, respectively.
Electronic band structure and energy properties were studied for CdI2. We calculated the electron dispersion at high symmetry directions of the Brillouin zone and density of electron estimated with the generalized gradient approximation (GGA). A Perdew–Burke–Ernzerhof functional for solids (PBEsol) was applied. Based on the dispersion of energy bands, the predominant type of conductivity in the studied materials was determined.
Consistency of theoretical and experimental parameters exceeds that reported in previous studies, which supports the use of CdI2 as a model compound, especially in the search and design of novel crystalline materials. The established parameters could be used in the development of components for a scintillation detectorОб’єктом дослідження є сполука CdI2, яка активно використовується як компонента сцинтиляційних детекторів для виявлення випромінювання α-частинок. Робота спрямована на вирішення проблематики кореляції між експериментальними результатами і теоретично визначеними параметрами плівки CdI2. Одним з основних завдань дослідження зазначеного матеріалу є визначення його електронної структури та оптичних властивостей. Плівку CdI2 було отримано шляхом сколювання з об'ємного зразка. Середня товщина плівки CdI2 становить 2 мкм. Оптичні властивості плівки CdI2 досліджувалися при кімнатній температурі за допомогою оптичних спектрів поглинання. Метод апроксимації спектру поглинання було застосовано для оцінки оптичної ширини забороненої зони та енергії Урбаха товстої плівки CdI2. Цей метод вимагає лише вимірювання спектру поглинання та жодної додаткової інформації, такої як: товщина плівки або спектр відбиття. Оптична ширина забороненої зони та енергія Урбаха, отримана для плівки CdI2, становила 3,05 еВ та 5,17 еВ, відповідно. Для CdI2 досліджується електронна зонна структура та енергетичні властивості. Дисперсія енергетичних зон вздовж високосиметричних точок зони Бріллюена та щільність електронних станів було визначено за допомогою узагальненого градієнтного наближення (GGA). Був використаний функціонал Пердью-Берка-Ернцергофа для твердих тіл (PBEsol). На основі дисперсії енергетичних зон було визначено переважаючий тип провідності в досліджуваних матеріалах. Узгодженість теоретичних і експериментальних параметрів є вищою за результати представлені в літературі. Це дозволить використати сполуку CdI2 в якості моделюючих зразків, зокрема для пошуку та проектування нових кристалів. Встановлені параметри можуть бути використані при розробці компонент сцинтиляційного детектор
Визначення можливості високоточних вимірювань деформацій у будівельних конструкціях за допомогою волоконно-оптичних методів
No full textThe object of this study is the deformation process in reinforced-concrete structural elements equipped with embedded fiber-optic sensors. The problem addressed corresponds to unresolved issues identified in previous studies – namely, the lack of standardized quantitative evaluation of accuracy and stability in fiber-optic deformation measurement. Despite high laboratory precision, existing methods show reduced long-term reliability, temperature-strain cross-sensitivity, and calibration inconsistency when applied to real structures.
The main results show that fiber Bragg grating (FBG) and interferometric sensors achieved sub-micrometer deformation resolution with deviations below 2–3 με and long-term drift under 0.5%. Measurements remained stable under variable loading and temperature, confirming high reproducibility and electromagnetic immunity. These findings validate the hypothesis that optical wavelength shifts directly correspond to mechanical strain, ensuring reliable strain detection without recalibration.
This effectiveness stems from the intrinsic photoelastic coupling and refractive-index sensitivity of the optical fiber, which provide nanometric resolution, corrosion resistance, and long-term operational stability. The proposed method is applicable for long-term monitoring of bridges, tunnels, and high-rise facilities exposed to environmental and cyclic stresses. Therefore, research on high-precision fiber-optic deformation measurement remains scientifically relevant for improving the safety and durability of modern civil engineering structures.Об’єктом цього дослідження є процес деформації в залізобетонних конструкційних елементах, оснащених вбудованими волоконно-оптичними датчиками. Розглянута проблема відповідає невирішеним питанням, виявленим у попередніх дослідженнях, а саме, відсутності стандартизованої кількісної оцінки точності та стабільності вимірювання волоконно-оптичної деформації. Незважаючи на високу лабораторну точність, існуючі методи демонструють знижену довгострокову надійність, перехресну чутливість до температури та деформації, а також невідповідність калібрування при застосуванні до реальних конструкцій.
Основні результати показують, що волоконні брегівські решітки (ВБР) та інтерферометричні датчики досягли субмікрометрової роздільної здатності деформації з відхиленнями менше 2–3 με та довготривалим дрейфом менше 0,5%. Вимірювання залишалися стабільними при змінному навантаженні та температурі, що підтверджує високу відтворюваність та електромагнітну стійкість. Ці результати підтверджують гіпотезу про те, що зміщення оптичної довжини хвилі безпосередньо відповідають механічній деформації, забезпечуючи надійне виявлення деформації без повторного калібрування.
Ця ефективність випливає з власного фотопружного зв’язку та чутливості показника заломлення оптичного волокна, які забезпечують нанометричну роздільну здатність, корозійну стійкість та довгострокову експлуатаційну стабільність. Запропонований метод застосовний для довгострокового моніторингу мостів, тунелів та висотних споруд, що піддаються впливу екологічних та циклічних навантажень. Тому дослідження високоточних волоконно-оптичних вимірювань деформації залишаються науково актуальними для підвищення безпеки та довговічності сучасних цивільних конструкцій
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
Методологія та архітектура платформи моделювання взаємозалежностей у критичних інфраструктурах при виникненні каскадних ефектів
No full textIt is proposed a methodology and architecture for modeling and assessing consequences of cascade effects in critical infrastructure networks, what is based on M&S (Modeling and Simulation) paradigm. The methodology allows represent critical infrastructure in different operating states depending on the research scope and objectives. Based on the results of the analysis Cascade Effects in Interconnected Critical Infrastructures Modeling and Simulating Platform was proposed.
The platform integrates frameworks for in-depth analysis of underlying mechanisms, revealing hidden connections and potential vulnerabilities. A web portal provides centralized access to data sources, while ontologies offer structured frameworks to model complex relationships, ensuring semantic clarity. Knowledge bases store expert insights and historical data, enabling systematic analysis. Simulations allow dynamic testing of scenarios, revealing how changes in one component affect the whole system. Visualization tools transform abstract data into intuitive graphs, maps, or dashboards, making patterns and anomalies easier to identify. The proposed architecture is distributed and is based on using data compatibility standards to interact with open-source tools and frameworks for modeling and simulating of various scenarios of cascading effects. As part of the platform, existing high-level languages and software tools for modeling and simulating cascade effects in interconnected critical infrastructures, including graph representation of models as well as determining their functional advantages for different subject domains have been reviewed. That allows researchers construct complex models of critical infrastructures, explore as standalone nodes as their interdependencies, simulate Interacting spreading processes then anticipate the effects impact and consequences.
The work is being carried out as a part of SACE-24 project and the results will allow visualize, model, and plan resilience measures in areas such as power grids, transportation, water supply, and communication systems. Fig.: 2. Refs: 37 titles.Моделювання та симуляція за допомогою програмних засобів дозво-ляють більш точно оцінити вразливості критичної інфраструктури (КІ), що дає змогу зрозуміти потенційні збої і виробити рішення щодо покращення наслідків каскадних ефектів. Проте ефективний аналіз КІ має враховувати складні, багатовимірні характеристики інфраструктури та залежності між її об’єктами. У статті представлено методологію моделювання та симуляції взаємозалежностей критичної інфраструктури під впливом каскадних ефектів. На базі методології запропоновано загальну архітектуру інтегрованої платформи, яка залучає розробки існуючих інструментів open sources та frameworks для моделювання та симуляції каскадних ефектів. Робота виконується в рамках проєкту «SACE-24». Завдяки інтеграції перевірених інструментів моделювання, комплексного керування даними таке рішення може значно покращити здатність аналізувати та пом’якшувати наслідки каскадних збоїв у КІ