Наукова періодика України
Not a member yet
11185 research outputs found
Sort by
Розробка моделі нагріву резервуара з нафтопродуктом під тепловим впливом пожежі розливу
No full textThe object of this study is the process of liquid combustion in a spill, and the subject of research is the distribution of temperature along the wall and roof of a vertical steel tank that is heated under the thermal influence of a spill fire. The heat balance equation for the wall and roof of the tank with oil product was constructed. The assumption of a small thickness of the wall and roof of the tank relative to its linear dimensions makes it possible to move to two-dimensional differential equations of the parabolic type. The equations take into account the radiative heat exchange with the flame, the environment, the internal space of the tank, as well as the convective heat exchange with the surrounding air, the vapor-air mixture, and the liquid inside the tank.
Using the methods of similarity theory, estimates of the coefficients of convection heat exchange of the outer surface of the tank with the surrounding air and the inner surface with the vapor-air mixture and liquid in the tank in the conditions of free convection were constructed. The application of the finite difference method for solving the heat balance equations has made it possible to derive the temperature distribution on the surface of the tank at an arbitrary moment in time. It is shown that the value of the coefficient of convection heat exchange of the liquid exceeds the corresponding value for the air-vapor mixture by (1÷2) orders of magnitude. As a result, the part of the wall located below the oil product level is heated to a temperature of (80÷230) °C depending on the viscosity of the liquid. This occurs despite the fact that the value of the mutual radiation coefficient reaches its maximum value at the lower part of the wall. From a practical point of view, this means that the part of the wall above the level of the oil product in the tank can reach dangerous temperature values, and it should be cooled first. The constructed model of tank heating also enables determining the limit time for the start of cooling of the tank.Об'єктом дослідження є процес горіння рідини в розливі, а предметом дослідження – розподіл температури по стінці і покрівлі вертикального сталевого резервуара, що нагрівається під тепловим впливом пожежі розливу. Побудовано рівняння теплового балансу для стінки і покрівлі резервуара з нафтопродуктом. Припущення про малу товщину стінки і покрівлі резервуара відносно його лінійних розмірів дозволяє перейти до двовимірних диференціальних рівнянь параболічного типу. Рівняння враховують променевий теплообмін з полум’ям, навколишнім середовищем, внутрішнім простором резервуара, а також конвекційний теплообмін з навколишнім повітрям, пароповітряною сумішшю і рідиною всередині резервуара.
Із використанням методів теорії подібності побудовано оцінки коефіцієнтів конвекційного теплообміну зовнішньої поверхні резервуара з навколишнім повітрям і внутрішньої поверхні з пароповітряною сумішшю і рідиною в резервуарі в умовах вільної конвекції. Застосування метода скінчених різниць для розв’язання рівнянь теплового балансу дозволило отримати розподіл температур по поверхні резервуара в довільний момент часу. Показано, що величина коефіцієнта конвекційного теплообміну рідини на (1÷2) порядки перевищує відповідну величину для пароповітряної суміші. Внаслідок цього частина стінки, що розташована нижче рівня нафтопродукту, нагрівається до температури (80÷230) ºC в залежності від в’язкості рідини. Це відбувається незважаючи на те, що значення коефіцієнта взаємного опромінення досягає максимального значення на нижній частині стінки. З практичної точки зору це означає, що небезпечних значень температури може досягти частина стінки вище рівня нафтопродукту в резервуарі, і саме вона має охолоджуватися першочергово. Побудована модель нагріву резервуара також дозволяє визначити граничний час початку охолодження резервуар
Визначення закономірностей сепарації рушанки насіння конопель
No full textThe subject of this study is the technological processes of separation, the hull of industrial hemp seeds, an aspiration column, and whole kernels.
The problem solved was determining the technical and technological solutions that could enable the intensification of production processes for separating industrial hemp seeds.
The separation of hemp seed hull by linear dimensions on sieves with round and elongated holes has been investigated.
It was found that the percentage of seed hulls retained by sieves with circular holes was 25.98 % for ø3.5 mm, 23.59 % for ø3.0 mm, and 40.28 % for ø2.0 mm, respectively. Sieves ø3.5 mm and ø2.0 mm made it possible to obtain seed hulls fractions with two components conditionally different in the «mass-size» ratio.
Using sieves with elongated holes enabled obtaining fractions consisting of at least three components. Sieves with elongated working holes of 3.0×20 mm, due to their low ability (1.76 %) to retain hemp seed hull components, were ineffective.
The clogging levels of kernels in seed hulls, separated by linear dimensions on combined sieves with round and elongated holes, were as follows: separation option No. 1 – 48.70 %, option No. 2 – 45.74 %, option No. 3 – 60.25 %, option No. 4 – 49.32 %, respectively.
It was established that the use of an aspiration column made it possible to remove up to 32.1 % of clogging in the form of a light fraction. The application of the aspiration column reduced the content of seed coating in separation option No. 1 by 3.0–5.7 times, option No. 2 by 1.35–3.7 times, option No. 3 by 1.9–11.2 times, and option No. 4 by 1.5–4.8 times, respectively.
The quantitative and component composition of seed hulls fractions obtained under conditions of using an aspiration column with set rational values of the air damper opening angle α=53° and the vertical tilt angle of the air channel β=6°, was as follows: Stage I – «heavy» fraction – 51.78 %, 27.56 % – waste, up to 20 % – «light» fraction of Stages II and IIIОб’єктом дослідження є технологічні процеси сепарації, рушанка насіння промислових конопель, аспіраційна колонка, цілі ядра.
Проблемою, що вирішувалася, було визначення техніко-технологічних рішень, які уможливлять інтенсифікацію виробничих процесів сепарації рушанки насіння промислових конопель.
Досліджено сепарацію рушанки насіння конопель за лінійними розмірами на решетах із круглими та довгастими отворами.
Встановлений відсоток затриманої рушанки решіт з отворами круглої форми ø3,5 мм складав – 25,98 %, ø3,0 мм – 23,59 %, ø2,0 мм – 40,28 %, відповідно. Решета ø3,5 та ø2,0 мм уможливили отримати фракції рушанки з двома компонентами умовно різними за співвідношенням «маса-розмір».
Використання решіт з отворами довгастої форми уможливило одержати фракції, що складалися мінімум з трьох компонентів. Решета з робочими отворами довгастої форми 3,0×20 мм, через низьку (1,76 %) спроможність затримувати складові рушанки насіння конопель, малоефективні.
Засміченість ядер рушанки, розділеної за лінійними розмірами на комбінованих решетах із отворами круглої та довгастої форм, складала: варіант сепарації №1 – 48,70 %, варіант №2 – 45,74 %, варіант №3 – 60,25 %, варіант №4 – 49,32 %, відповідно.
Встановлено, що використання аспіраційної колонки уможливило видалити з рушанки до 32,1 % засміченості у вигляді легкої фракції. Застосування аспіраційної колонки уможливило зменшити вміст насіннєвої оболонки у варіанті сепарації №1 – 3,0–5,7 рази, варіанті №2 –1,35–3,7 рази, варіанті №3 – 1,9–11,2рази, варіант №4 – 1,5–4,8 рази, відповідно.
Кількісний та компонентний склад фракцій рушанки, отриманих за умов використання аспіраційної колонки з встановленими раціональними значеннями кута відкриття повітряної заслінки α=53° та кута вертикального нахилу повітряного каналу β=6°, склав: ступінь І – «важка» фракція – 51,78 %, 27,56 % відходи, до 20 % «легка» фракція ІІ та ІІІ ступен
Мережевий підхід при дослідженні каскадних ефектів критичних інфраструктур
No full textA cascading failure of critical infrastructure can lead to serious consequences in various areas of human activity, so it is important to detect and take preventive measures in time to reduce the consequences of the cascade. The article presents an analysis of the capabilities of the network approach in building and researching a cascade model based on graph theory. This provides an understanding of the complex interdependencies that exist in real systems. With the help of metrics that determine the quality of the graph model, it is possible to determine the centrality and importance of the nodes of the model, to evaluate the characteristics of objects, to calculate the probabilities of transitions and the occurrence of critical events, to study different scenarios of the development of the cascade and the consequences of the impact. Electric power industry is considered as a field of application. The use of graph theory and network analysis allows us to present the energy network as a complex interconnected network of nodes and finite constraints, which have semantic content in the form of: power line, transformer substation, impedance, etc. The study considers the application of various network approaches - Bayesian network, Petri network, Markov chain and presents the results of a comparative analysis of their capabilities in the study of the behavior of systems during a cascade. The analysis of these methods with reference to the fields of application allows to more perfectly adapt these methods to specific needs, as well as to form requirements for software tools for modeling and monitoring the negative consequences of cascading effects. Tabl.: 1. Fig.: 9. Refs: 51 titles.Каскадний збій у роботі критичної інфраструктури призводить до негативних наслідків, тому важливо вчасно виявити та провести превентивні дії для зменшення наслідків каскаду. У статті представлено аналіз можливостей мережевого підходу при побудові та дослідженні моделі каскаду на основі теорії графів. За допомогою метрик якості графів, можливо визначити центральність та важливість вузлів моделі, розрахувати імовірності переходів між вузлами, настання критичних подій, дослідити різні сценарії розвитку. Графічна модель енергомережі, являє взаємопов’язану мережу вузлів і кінцевих обмежень (лінія електропередачи, трансформаторна підстанція, імпеданс та інші). В статті розглянуто застосування різних мережевих підходів — мережі Баєса, Петрі, Маркова та наведено результати порівняльного аналізу їх можливостей при виникненні каскаду. Це дозволяє більш досконало адаптувати мережеві методи до конкретних потреб моделювання та сформувати вимоги до відповідних програмних засобів
Підвищення ефективності експлуатації та управління залізничною транспортною інфраструктурою на основі граничних рівнів відмовостійкості
No full textThis paper considers the optimization of parameters for a railroad transport system. The maximum level of technological reliability and the average time spent by trains on the route are used as optimization criteria. The purpose of the study is to establish the optimal parameters for the operational process of railroad transport systems according to the criterion of the maximum level of technological reliability and the minimum time of trains on the route. Methods of technological reliability research have been proposed. Taking into account that the entire technological process is a sequential set of technological elements, a simulation model of the technological process of the transit transport-technological line along a route direction has been built. A population of agents that simulates the operation of railroad sections of the rotation of train locomotives and is a key subsystem of the simulation model has been developed and configured. The simulation model makes it possible to optimize the parameters of multi-section railroad lines. This approach is provided owing to the agent approach. As a result of the experiments, the optimal parameters of the functioning of railroad lines were established when organizing the passage of transit trains. The coefficient of utilization of the locomotive fleet fluctuates within the optimal range (0.55–0.65), which indicates the sufficiency of traction resources in the railroad system. The optimal parameters of the railroad transport system were established experimentally using the example of a train flow of 85 pairs of trains on a two-track route with five sections. The problem of "abandoned trains" has a solution but, to this end, it is necessary to increase the fleet of train locomotives by 150–200 % relative to existing standards. At the same time, even with an unlimited fleet of train locomotives, there is a fairly high probability (up to 30–50 %) of technological failuresВ статті розглядається оптимізація параметрів залізничної транспортної системи. За критерії оптимізації застосовано граничний рівень технологічної безвідмовності та середній час перебування поїздів на напрямку. Виконане встановлення оптимальних параметрів експлуатаційного процесу залізничних транспортних систем за критерієм граничного рівня технологічної безвідмовності та мінімального часу перебування поїздів на напрямку. Запропоновано методи дослідження технологічної надійності. Враховуючі те, що весь технологічний процес представляє собою послідовний набір технологічних елементів розроблена імітаційна модель технологічного процесу транзитної транспортно-технологічної лінії на напрямку. Розроблено і налаштовано популяцію агентів, що імітують функціонування залізничних дільниць обертання поїзних локомотивів і є ключовою підсистемою імітаційної моделі. Представлена імітаційна модель дозоляє оптимізувати параметри багатосекційних залізничних напрямків. Даний підхід забезпечується завдяки агентному підходу. В результаті експериментів встановлені оптимальні параметри функціонування залізничних напрямків при організації пропуску транзитних поїздів. Коефіцієнт використання парку локомотивів коливається в межах оптимуму (0,55–0,65), що свідчить про достатність тягових ресурсів у залізничній системі. Експериментально встановлені оптимальні параметри залізничної транспортної системи на прикладі поїзд потоку 85 пар поїздів на двоколійному напрямку із п’яти дільниць. Проблематика «покинутих поїздів» має рішення, однак для цього необхідно збільшити парк поїзних локомотивів на 150–200 % відносно існуючих нормативів. Разом з тим, при навіть необмеженому парку поїзних локомотивів існує достатньо висока імовірність (до 30–50 %) виникнення технологічних відмо
Розробка нейромережевого підходу для управління ризиками при діагностиці технічного стану гелікоптерів
No full textThe object of the study is the quality of helicopter maintenance based on digital diagnostic tools. To ensure the required quality, quantitative risk assessment models for the in-depth and express diagnostics system of helicopter gas turbine engines in a neural network environment are proposed. The assessment of diagnostic efficiency is based on the analysis of probable control risks by standard deviations, which distinguishes the proposed approach from the traditional one. Two diagnostic modes are considered: rapid diagnostics exemplified by vibration diagnostics, and in-depth diagnostics, including both vibration diagnostics and pyrometric control. These diagnostic methods make it possible to implement a remote monitoring system at aircraft repair facilities, which significantly reduces maintenance labor intensity. As a result, it was found that control risks depend not only on the metrological level of measuring instruments but also on a combination of the statistical nature of control agents in their system composition according to the following characteristics: statistical parameters of the controlled indicator, distribution laws, and values of uncertainty of measuring instruments, as well as the uncertainty of control standards (tolerances). In the modeling process, risks were assessed as a function of the ratio of uncertainties of measuring instruments to the uncertainty of the controlled parameter, with varying values of the standard (tolerance). This approach will allow, in practice, the creation of a more effective system for monitoring and collecting statistical information on the operational reliability of the Mi-8 helicopter engine, where the quality of control is predicted to a greater extent based on the metrological indicators of the measuring instruments and methodsОб’єктом дослідження є якість технічного обслуговування гелікоптерів на основі цифрових засобів діагностики. Для забезпечення необхідної якості запропоновані моделі кількісної оцінки ризиків для системи поглибленої та експрес-діагностики газотурбінних двигунів гелікоптерів у нейромережевому середовищі. Оцінка ефективності діагностики ґрунтується на аналізі ймовірних ризиків контролю за середньоквадратичними відхиленнями, що відрізняє запропонований підхід від традиційного. Розглянуто два режими діагностики: експрес-діагностика на прикладі вібродіагностики та поглиблена діагностика, що включає як вібродіагностику, так і пірометричний контроль. Дані методи діагностики дозволяють реалізувати систему віддаленого моніторингу на авіаремонтних підприємствах, що суттєво знижує трудомісткість технічного обслуговування. В результаті було встановлено, що контрольні ризики залежать не тільки від метрологічного рівня засобів вимірювань, а й від сукупності статистичної природи засобів контролю в складі їх систем за такими характеристиками: статистичні параметри контрольованого показника, закони розподілу та значення похибки засобів вимірювань, а також похибка контрольних нормативів (допусків). У процесі моделювання ризики оцінювалися як функція відношення похибок засобів вимірювань до похибки контрольованого параметра за різних значень нормативу (допуску). Такий підхід дозволить на практиці створити більш ефективну систему моніторингу та збору статистичної інформації про експлуатаційну надійність двигуна гелікоптера Мі-8, де якість контролю прогнозується більшою мірою на основі метрологічних показників засобів та методів вимірюван
Розробка Fe-Cr-C сплавів з високим вмістом Mn для кісткових імплантів
No full textThe object of this study is to combine the properties of Mn and the advantages of Fe-Cr-C to improve biomaterial compatible characteristics. Three alloys of Fe-Cr-C with compositions of 12 wt. % Mn, 16 wt. % Mn, and 20 wt. % Mn, were investigated. Microstructural analysis was carried out using a scanning electron microscope (SEM), and a Vickers hardness test kit was used to evaluate the hardness. The pin-on-disc method was used for the dry slide wear test, and the corrosion test was carried out using the three-electrode cell polarization method. The hardness value of Fe-Cr-C alloy increased by 28.7 % with the increase of Mn content from 12 wt. % (231.8 VHN) to 20 wt. % (298.4 VHN). The tensile strength value increased by 30.3 % with an increase in Mn content from 12 wt. % (522.69 MPa) to 20 wt. % (680.89 MPa), while the strain value decreased by 30.9 %. However, impact toughness did somewhat decline, from 0.213 J/mm2 at 12 wt. % Mn to 0.169 J/mm2 at 20 wt. % Mn. The wear rate results for Fe-Cr-C 20 wt. % Mn 0.000156 mm3/kg. show a reduction of more than 15 wt. % when compared to Fe-Cr-C 12 wt. % Mn because of an increase in the hard-intermetallic area. Additionally, corrosion resistance improved significantly, with the corrosion rate decreasing from 0.005814 mm/yr at 12 wt. % Mn to 0.001780 mm/yr at 20 wt. % Mn, demonstrating that higher Mn content reduces material degradation in corrosive environments. Based on the experimental results, Fe-Cr-C 20 wt % Mn alloy has the highest mechanical and corrosion resistance of the three types of alloys. Fe-Cr-C with high Mn alloys are promising candidates for application as biomaterials for bone implants by optimizing the Mn content and corrosion resistanceОб'єктом цього дослідження є поєднання властивостей Mn і переваг Fe-Cr-C для покращення сумісних характеристик біоматеріалу. Досліджувалися три сплави Fe-Cr-C зі складом 12 мас. % Mn, 16 мас. % Mn і 20 мас. % Mn. Мікроструктурний аналіз проводили за допомогою скануючого електронного мікроскопа (СЕМ), а для оцінки твердості використовували набір для визначення твердості за Віккерсом. Метод «штифт-на-диску» використовувався для випробування на знос сухого ковзання, а випробування на корозію проводилося за допомогою методу триелектродної поляризації комірки. Твердість сплаву Fe-Cr-C зросла на 28,7 % із збільшенням вмісту Mn від 12 мас. % (231,8 VHN) до 20 мас. % (298,4 VHN). Значення міцності на розрив зросло на 30,3 % при збільшенні вмісту Mn з 12 мас. % (522,69 МПа) до 20 мас. % (680,89 МПа), а величина деформації зменшилася на 30,9 %. Однак ударна в'язкість дещо знизилася, з 0,213 Дж/мм2 при 12 мас. % Mn до 0,169 Дж/мм2 при 20 мас. % Mn. Результати зносу для Fe-Cr-C 20 мас. % Mn 0,000156 мм3/кг показують зниження більш ніж на 15 мас. % у порівнянні з Fe-Cr-C 12 мас. % Mn через збільшення твердоінтерметалічної області. Крім того, стійкість до корозії значно покращилася, при цьому швидкість корозії зменшилася з 0,005814 мм/рік при 12 мас. % Mn до 0,001780 мм/рік при 20 мас. % Mn, демонструючи, що вищий вміст Mn зменшує деградацію матеріалу в корозійних середовищах. Виходячи з експериментальних результатів, сплав Fe-Cr-C 20 мас. % Mn має найвищу механічну та корозійну стійкість з трьох типів сплавів. Fe-Cr-C зі сплавами з високим вмістом Mn є перспективними кандидатами для застосування в якості біоматеріалів для кісткових імплантів за рахунок оптимізації вмісту Mn і стійкості до корозі
Розробка методики оцінки ефективності агропромислового підприємства при використанні цифрових технологій
No full textThe object of the study is the activity of an agribusiness enterprise in using digital technologies. The problem of the methodology for assessing the effectiveness of using digital technologies by an agribusiness enterprise is solved. The following results were obtained:
– the author's methodology for assessing the effectiveness using of digital technologies by an enterprise of AIC based on expert evaluation and a system of indicators was developed. The assessment results are interpreted in accordance with the matrix of intersection of the digitalization index and the effect of digital technologies from Outsider (0–0.25; <1) to Leader (0.95–1; ≥1);
– the obtained concordance coefficient (76 %, χ2=41.9) indicates high consistency of the expert group, consistency and qualitative assessment in the process of testing the methodology;
– testing of the proposed methodology in Atameken-Agro JSC was successful and showed the validity and convenience of this methodology. The agro-enterprise became the leader in 2023 with the indicators of digitalization level – 0.83 and the effect of using digital technologies – 12.5.
The above results are explained by assuming the possibility of using the expert judgment method to evaluate the efficiency of using digital technologies by an enterprise and applying a decision matrix based on two indices.
A particular feature of the results obtained is the development of a methodology for assessing the level of digitalization in three main areas and its application in combination with the assessment of the economic effect of digital technologies.
The proposed methodology can be used not only by enterprises wishing to evaluate the effectiveness of digital technologies but also by stakeholders.Об'єктом дослідження є діяльність агропромислового підприємства з використання цифрових технологій. Вирішено завдання методики оцінки ефективності використання цифрових технологій агропромисловим підприємством. Отримані наступні результати:
– розроблено авторську методику оцінки ефективності використання цифрових технологій агропромисловим підприємством на підставі експертної оцінки та системи показників. Результати оцінки інтерпретовані відповідно до матриці перетину показника цифровізації та ефекту від використання цифрових технологій від Аутсайдера (0–0, 25; <1) до Лідера (0,95–1; ≥1);
– отриманий коефіцієнт узгодженості (76 %, χ2=41,9) свідчить про високу злагодженість роботи експертної групи, послідовність та якісну оцінку в процесі апробації методики;
– апробація запропонованої методики в АТ «Атамекен-Агро» пройшла успішно й показала обґрунтованість та зручність даної методики. Агропідприємство стало лідером у 2023 році з показниками рівня цифровізації – 0,83 та ефекту від використання цифрових технологій – 12,5.
Наведені вище результати пояснюються припущенням про можливість використання методу експертних оцінок для оцінки ефективності використання цифрових технологій підприємством та застосування матриці прийняття рішень на основі двох показників.
Особливістю отриманих результатів є розробка методики оцінки рівня цифровізації за трьома основними напрямками та її застосування в поєднанні з оцінкою економічного ефекту від цифрових технологій.
Запропонована методика може бути використана не тільки підприємствами, які бажають оцінити ефективність цифрових технологій, а й зацікавленими сторонами
Розробка аналітичного методу оцінювання точності позиціонування літальних апаратів інфокомунікаційною мережею оптико-електронних станцій
No full textThe object of this study is the monitoring processes of airspace in the visible and infrared frequency ranges using an infocommunication network of optoelectronic tracking stations.
The problem addressed is the assessment of accuracy in positioning aerial vehicles in airspace, considering random and systematic errors in video surveillance.
The proposed method allows for the analytical evaluation of variance in the coordinates of aerial vehicles in airspace at any given moment, depending on the variance in errors from all components of the video surveillance process.
The following results are reported:
– mathematical models for both open and covert video surveillance by the infocommunication network of optoelectronic stations based on the trajectories of aerial vehicles, which enable the estimation of their coordinates for each moment of video surveillance.
– analytical relationships between the variance of geolocation of aerial vehicles and the variance of errors in all components of the video surveillance process.
A key feature of the method is its practical independence on the type and size of aerial vehicles. The method requires the availability of metrological characteristics of the optoelectronic station instruments and synchronized measurements of azimuth, elevation angle (for covert), and slant range (for open video surveillance).
The numerical values of the root mean square deviations of the positioning errors of aerial vehicles under various video surveillance conditions range from 0.1 to 0.35 meters, confirming the effectiveness of using the infocommunication network of optoelectronic stations as an instrumental tool for high-precision trajectory measurements.Об'єктом дослідження є процеси моніторингу повітряного простору в видимому та інфрачервоному діапазонах частот інфокомунікаційною мережею оптико-електронних станцій траєкторних вимірювань.
Проблема, яка вирішується, – оцінювання точності позиціонування літальних апаратів у повітряному просторі в залежності від випадкових та систематичних похибок відеоспостереження.
Запропонований метод дає можливість аналітично оцінювати дисперсії координат місця розташування літальних апаратів в повітряному просторі на кожен момент часу в залежності від дисперсій похибок усіх складових процесів відеоспостереження.
Отримані результати:
математичні моделі відкритого та прихованого відеоспостереження інфокомунікаційною мережею оптикоелектронних станцій за траєкторіями руху літальних апаратів, які дозволяють отримати оцінки математичних очікувань координат їх розташування для кожного моменту часу відеоспостереження;
аналітичні залежності дисперсій геопозиціонування літальних апаратів від дисперсій похибок усіх складових процесів відеоспостереження.
Особливість методу – його практична незалежність від типу та розмірив літальних апаратів. Обов'язковими умовами застосування методу є наявність метрологічних характеристик інструментальних засобів оптико-електронних станцій, а також отримання результатів синхронізованих вимірювань азимуту. кута місця (для прихованого) та похилої дальності (для відкритого відеоспостереження).
Чисельні значення оцінок середньоквадратичних відхилень помилок координат розташування літальних апаратів для різних умов відеоспостереження знаходяться в діапазоні від 0.1 до 0.35м., що підтверджує ефективність використання інфокомунікаційної мережі оптико-електронних станцій як інструментального засобу для проведення високоточних траєкторних вимірюван
Розробка методики аналізу та прогнозування стану багатовимірних обʼєктів з використанням метаевристичного алгоритму
No full textThe object of the study is multidimensional objects. The problem solved in the study is to increase the efficiency of assessing the state of multidimensional objects, regardless of the number of dimensions of object state assessment. The subject of the study is the process of assessing the state of multidimensional objects using an advanced butterfly optimization algorithm (BOA), an advanced genetic algorithm and evolving artificial neural networks.
The originality of the study is as follows:
– the initial setting of butterfly agents (BA) on the plane of multidimensional objects is carried out taking into account the type of uncertainty using appropriate correction factors for the degree of awareness of nectar source locations (in our case, priority search directions);
– adjusting the initial BA velocity allows determining search priority;
– the fitness of BA nectar collection sites is determined, which reduces the time for assessing the state of multidimensional objects;
– the possibility of global restart of the algorithm, which allows the algorithm to go beyond the current optimum and improve the exploration ability, which reduces the time for assessing the state of multidimensional objects;
– the possibility of clarification at the stage of collecting nectar clusters due to ranking nectar sources by the level of stimulus intensity;
– improved ability to select the best BA in comparison with traditional selection using an advanced genetic algorithm.
The proposed method should be used to solve the problems of assessing the state of multidimensional objects under uncertainty and risks characterized by a high degree of complexity. The method showed a 14–16 % increase in the efficiency of assessing the state of multidimensional objectsОб’єктом дослідження є багатовимірні об’єкти. Проблема, яка вирішується в дослідженні, є підвищення оперативності оцінки стану багатовимірних об’єктів, незалежно від кількості вимірів оцінки стану об’єктів. Предметом дослідження є процес оцінки стану багатовимірних об’єктів за допомогою удосконаленого алгоритму зграї метеликів (АЗМ), удосконаленого генетичного алгоритму та штучних нейронних мереж, що еволюціонують.
Оригінальність дослідження полягає в тому, що:
– первинне виставлення агентів метеликів (АМ) на площині багатовимірних об’єктів здійснюється з урахуванням типу невизначеності за рахунок використання відповідних корегувальних коефіцієнтів на ступінь інформованості про розміщення джерел нектару (в нашому випадку пріоритетні напрямки пошуку);
– регулювання початкова швидкість АМ дозволяє визначити пріоритетність пошуку;
– визначається придатність місць збору нектару АМ, чим зменшується час оцінювання стану багатовимірних об’єктів;
– наявністю можливості глобального перезапуску алгоритму, чим досягається здатність алгоритму виходити за межі поточного оптимуму та покращити дослідницьку здатність алгоритму, чим досягається скорочення часу на оцінку стану багатовимірних обʼєктів;
– можливістю уточнення на етапі збору місць скупчень нектару за рахунок ранжування джерел нектару по рівню інтенсивності стимулу;
– покращеною можливістю відбору кращих АМ у порівняння з традиційним відбором за рахунок використання удосконаленого генетичного алгоритму.
Запропоновану методику доцільно використовувати для вирішення завдань оцінки стану багатовимірних об’єктів в умовах невизначеності та ризиків, що характеризуються високим ступенем складності. Методика показала підвищення ефективності оперативності оцінки стану багатовимірних об’єктів на рівні 14−16 %
Оптимізація розподілених акустичних датчиків на основі волоконно-оптичних технологій
No full textThis research investigates distributed acoustic sensors (DAS) based on fiber optic technologies, focusing on the impact of pressure on signal-to-noise ratio (SNR), noise levels, and dominant frequency shifts. DAS systems are widely used for infrastructure monitoring due to their ability to capture acoustic signals over long distances, making them ideal for seismic and pipeline monitoring.
The study examines how fluctuating pressure affects DAS performance, particularly signal quality and noise reduction. In applications like pipeline leak detection and seismic monitoring, pressure changes can degrade signal clarity and complicate anomaly detection. Understanding this relationship is key to optimizing DAS performance and improving system efficiency.
The experiment varied pressure from 0.1 atm to 5 atm, showing that increased pressure raised SNR from 10 dB to 48 dB, reduced noise from 10 dB to 7 dB, and shifted the dominant frequency from 0.5 Hz to 3 Hz. Fourier analysis provided insights into these frequency spectrum changes. Higher pressure compresses the medium, enhancing signal isolation and improving SNR while reducing noise. The frequency shift results from changes in acoustic wave propagation speed under higher pressure, highlighting its role in signal processing.
The key finding is that higher pressure significantly improves signal quality and reduces noise, enhancing DAS performance. The frequency shift improves environmental detection capabilities. These results are valuable for DAS applications in environments with pressure variations, like pipeline monitoring, where high signal quality is crucial. Improved signal fidelity and frequency shifts make DAS systems more reliable for long-term monitoring and contribute to accurate anomaly detectionЦе дослідження досліджує розподілені акустичні датчики (РАД), засновані на волоконно-оптичних технологіях, зосереджуючись на впливі тиску на відношення сигнал/шум (ВСШ), рівні шуму та домінуючі зрушення частоти. Системи РАД широко використовуються для моніторингу інфраструктури завдяки своїй здатності фіксувати акустичні сигнали на великих відстанях, що робить їх ідеальними для сейсмічного моніторингу та моніторингу трубопроводів.
Дослідження вивчає, як коливання тиску впливає на продуктивність РАД, зокрема на якість сигналу та зменшення шуму. У таких програмах, як виявлення витоків у трубопроводі та сейсмічний моніторинг, зміни тиску можуть погіршити чіткість сигналу та ускладнити виявлення аномалій. Розуміння цього зв’язку є ключовим для оптимізації продуктивності РАД і підвищення ефективності системи.
Експеримент змінював тиск від 0,1 атм до 5 атм, показуючи, що підвищення тиску підвищило ВСШ з 10 дБ до 48 дБ, зменшило шум з 10 дБ до 7 дБ і зрушило домінуючу частоту з 0,5 Гц до 3 Гц. Аналіз Фур’є дав зрозуміти ці зміни частотного спектру. Більш високий тиск стискає середовище, покращуючи ізоляцію сигналу та покращуючи ВСШ, одночасно зменшуючи шум. Зсув частоти є результатом зміни швидкості поширення акустичної хвилі під високим тиском, підкреслюючи його роль в обробці сигналу.
Ключовий висновок полягає в тому, що вищий тиск значно покращує якість сигналу та зменшує шум, покращуючи продуктивність РАД. Зсув частоти покращує можливості виявлення навколишнього середовища. Ці результати є цінними для додатків РАД у середовищах із коливаннями тиску, як-от моніторинг трубопроводів, де висока якість сигналу має вирішальне значення. Покращена точність сигналу та зрушення частоти роблять системи РАД більш надійними для тривалого моніторингу та сприяють точному виявленню аномалі