Radio Electronics, Computer Science, Control
Not a member yet
1174 research outputs found
Sort by
ІНТЕЛЕКТУАЛЬНИЙ АНАЛІЗ ЕМПІРІЧНИХ ДАНИХ НА ОСНОВІ ЧАСОВИХ РЯДІВ
No full textContext. The problem of intelligent data analysis for assessing the stability of operators’ functioning as a component of safety management is considered.The object of the study was to verify estimates of the complexity and chaotic nature of physiological processes based on nonlinear dynamics methods.
Objective. The goal of work is intelligent data analysis for assessing the stability of the functioning of a dynamic system based on the methods of non-linear dynamics.
Method. Data intelligence to obtain additional useful information to avoid wrong decisions when deciding on the current state of the operator to be able to perform professional duties. Quantitative assessment of the complexity of physiological dynamics to determine the stability of feedback control processes of body subsystems and their constant adaptation to changes in environmental conditions. The presence of significant nonlinearities in the biomedical signals of the body is associated with the appearance of a chaotic component that describes the chaotic nature of the body’s processes. Due to the fact that biomedical signals have both a periodic and a chaotic component, the study of the latter makes it possible to determine the informational component of the nature of the internal organization of the organism and provide information about the possible destabilization of the functional state of the operator. The use of nonlinear dynamics methods to study changes in the operator’s body and provide additional independent prognostic information complementing traditional data analysis in the time and frequency domains. Several indices obtained by the methods of nonlinear dynamics are proposed, which contribute to the expansion of the diagnostic solution based on the available data.
Results. The results of the study can be used during the construction of mathematical methods of non-linear dynamics to describe empirical data of this kind.
Conclusions. Experimental studies have suggested recommending the use of non-linear methods dynamics as an an additional independent component that allows analyzing the chaotic component of biomedical signals to avoid wrong decisions during professional selection and assessment of the current state of aviation industry operators as one of the causes of adverse events in aviation. Prospects for further research may include the creation of a methodology based on nonlinear dynamics methods that will allow to increase the reliability of predicting a malfunction of the cardiovascular system as an indicator of a change in the balance of the functional state of the operator based on additional informative parameters, which can be used to assess triggers that may cause an adverse event in aviation, as well as an experimental study of the proposed mathematical approaches for a wide range of diagnostic problems.Актуальність. Розглянуто проблему інтелектуального аналізу даних для оцінки стабільності функціонування операторів як складової управління безпекою в авіації. Дослідження присвячене аналізу складності та хаотичності фізіологічних процесів на основі методів нелінійної динаміки. Об’єктом дослідження є процес аналізу варіабельності серцевого ритму методами нелінійної динамік.
Мета роботи – оброблення біомедичних сигналів для оцінювання хаотичності процесів із використанням нелінійних методів. Результати дослідження можуть бути використані під час побудови математичних методів нелінійної динаміки для опису емпіричних даних такого роду. Експериментальні дослідження надають змогу рекомендувати використання методів нелінійної динаміки в якості додаткової незалежної інформації, що дозволяє проаналізувати хаотичну складову біомедичних сигналів для уникнення хибних рішень при професійному відборі та оцінюванні поточного стану операторів авіаційної галузі як одну з причин несприятливих подій в авіації.
Перспективами подальших досліджень може бути створення методології на основі методів нелінійної динаміки, яка дозволить підвищити достовірність прогнозування дисфункції серцево-судинної системи, як індикатора зміни рівноваги функціонального стану оператора на основі додаткових інформативних параметрів, що можуть бути використані для оцінки тригерів несприятливих подій в авіації, а також експериментальне дослідження запропонованих математичних підходів для широкого кола діагностичних задач.
Метод. Проведено аналіз біомедичних даних для отримання додаткової корисної інформації при оцінювання хаотичних процесів для визначення стабільності функціонування біологічної системи при прийнятті рішення про поточний стан оператора. Проведена кількісна оцінка складності фізіологічної динаміки для визначення стійкості процесів управління підсистемами організму та їх постійної адаптації до змін зовнішнього середовища. Наявність значних нелінійностей у біомедичних сигналах пов’язана з появою динамічної складової, яка описує хаотичний характер процесів організму. Завдяки тому, що біомедичні сигнали мають як періодичну, так і хаотичну складову, вивчення останньої дає змогу визначити інформаційну складову характеру внутрішньої організації організму та надати інформацію про можливу дестабілізацію функціонального стану оператора. Використання методів нелінійної динаміки для вивчення змін в організмі оператора та надання додаткової незалежної прогностичної інформації доповнює традиційний аналіз даних у часовій та частотній областях. Запропоновано декілька показників, отриманих методами нелінійної динаміки, що сприяють розширенню діагностичного рішення на основі емпірічних даних.
Результати. Результати дослідження можуть бути використані під час побудови математичних моделей для опису емпіричних даних такого роду.
Висновки. Застосування запропонованого підходу надає додаткову прогностичну інформацію та доповнює традиційний аналіз варіабельності серцевого ритму, оскільки саме зміна динаміки варіабельності серцевого ритму має прогностичне значення щодо прогресування порушення стабільності функціонування стану оператора. Зміни в динаміці варіабельності серцевого ритму мають прогностичне значення щодо прогресування біологічного дисбалансу на основі аналізу функціонування серцево-судинної системи. При застосуванні до окремої біологічної системи протягом певного періоду часу ці показники можуть бути діагностично корисними, диференціюючи прогресування функціональної нестабільності. Крім того, вони можуть бути цінним доповненням до сучасних систем моніторингу людського фактору. Перспективами подальших досліджень може бути створення методології із поєднанням використання класичних методів аналізу даних з додатковим використанням методів нелінійної динаміки для підтвердження адекватності прийняття рішення про поточний стан оператора за інформативними параметрами, а також експериментальне вивчення запропонованих математичних підходів для широкого кола практичних задач різного характеру та розмірності. Актуальність. Розглянуто проблему інтелектуального аналізу даних для оцінки стабільності функціонування операторів як складової управління безпекою в авіації. Дослідження присвячене аналізу складності та хаотичності фізіологічних процесів на основі методів нелінійної динаміки. Об’єктом дослідження є процес аналізу варіабельності серцевого ритму методами нелінійної динамік.
Мета роботи – оброблення біомедичних сигналів для оцінювання хаотичності процесів із використанням нелінійних методів. Результати дослідження можуть бути використані під час побудови математичних методів нелінійної динаміки для опису емпіричних даних такого роду. Експериментальні дослідження надають змогу рекомендувати використання методів нелінійної динаміки в якості додаткової незалежної інформації, що дозволяє проаналізувати хаотичну складову біомедичних сигналів для уникнення хибних рішень при професійному відборі та оцінюванні поточного стану операторів авіаційної галузі як одну з причин несприятливих подій в авіації.
Перспективами подальших досліджень може бути створення методології на основі методів нелінійної динаміки, яка дозволить підвищити достовірність прогнозування дисфункції серцево-судинної системи, як індикатора зміни рівноваги функціонального стану оператора на основі додаткових інформативних параметрів, що можуть бути використані для оцінки тригерів несприятливих подій в авіації, а також експериментальне дослідження запропонованих математичних підходів для широкого кола діагностичних задач.
Метод. Проведено аналіз біомедичних даних для отримання додаткової корисної інформації при оцінювання хаотичних процесів для визначення стабільності функціонування біологічної системи при прийнятті рішення про поточний стан оператора. Проведена кількісна оцінка складності фізіологічної динаміки для визначення стійкості процесів управління підсистемами організму та їх постійної адаптації до змін зовнішнього середовища. Наявність значних нелінійностей у біомедичних сигналах пов’язана з появою динамічної складової, яка описує хаотичний характер процесів організму. Завдяки тому, що біомедичні сигнали мають як періодичну, так і хаотичну складову, вивчення останньої дає змогу визначити інформаційну складову характеру внутрішньої організації організму та надати інформацію про можливу дестабілізацію функціонального стану оператора. Використання методів нелінійної динаміки для вивчення змін в організмі оператора та надання додаткової незалежної прогностичної інформації доповнює традиційний аналіз даних у часовій та частотній областях. Запропоновано декілька показників, отриманих методами нелінійної динаміки, що сприяють розширенню діагностичного рішення на основі емпірічних даних.
Результати. Результати дослідження можуть бути використані під час побудови математичних моделей для опису емпіричних даних такого роду.
Висновки. Застосування запропонованого підходу надає додаткову прогностичну інформацію та доповнює традиційний аналіз варіабельності серцевого ритму, оскільки саме зміна динаміки варіабельності серцевого ритму має прогностичне значення щодо прогресування порушення стабільності функціонування стану оператора. Зміни в динаміці варіабельності серцевого ритму мають прогностичне значення щодо прогресування біологічного дисбалансу на основі аналізу функціонування серцево-судинної системи. При застосуванні до окремої біологічної системи протягом певного періоду часу ці показники можуть бути діагностично корисними, диференціюючи прогресування функціональної нестабільності. Крім того, вони можуть бути цінним доповненням до сучасних систем моніторингу людського фактору. Перспективами подальших досліджень може бути створення методології із поєднанням використання класичних методів аналізу даних з додатковим використанням методів нелінійної динаміки для підтвердження адекватності прийняття рішення про поточний стан оператора за інформативними параметрами, а також експериментальне вивчення запропонованих математичних підходів для широкого кола практичних задач різного характеру та розмірності. 
ПОРІВНЯННЯ МЕТОДІВ КОРОТКОСТРОКОВОГО ПРОГНОЗУВАННЯ СПОЖИВАННЯ ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ ДЛЯ МІКРОМЕРІЖ
No full textContext. The current stage of development of the electric power industry is characterized by an intensive process of microgrid development and management. The feasibility of using a microgrid is determined by the fact that it has a number of advantages compared to classical methods of energy generation, transmission, and distribution. It is much easier to ensure the reliability of electricity supply within the microgrid than in large energy systems. Energy consumers in a microgrid can affect the power balancing process by regulating their loads, generating, storing, and releasing electricity. One of the main tasks of the microgrid is to provide consumers with electrical energy in a balance between its generation and consumption. This is achieved thanks to the intelligent management of the microgrid operation, which uses energy consumption forecasting data. This allows to increase the efficiency of energy infrastructure management.
Objective. The purpose of this work is to develop short-term electricity consumption forecasting models for various types of microgrid electricity consumers, which will improve the efficiency of energy infrastructure management and reduce electricity consumption.
Method. The SARIMA autoregressive model and the LSTM machine learning model are used to obtain forecast values of electricity consumption. AIC and BIC information criteria are used to compare autoregressive models. The accuracy of forecasting models is evaluated using MAE, RMSE, MAPE errors.
Results. The experiments that forecast the amount of electricity consumption for the different types of consumers were conducted. Forecasting was carried out for both LSTM and AR models on formed data sets at intervals of 6 hours, 1 day, and 3 days. The forecasting results of the LSTM model met the forecasting requirements, providing better forecasting quality compared to AR models.
Conclusions. The conducted study of electricity consumption forecasting made it possible to find universal forecasting models that meet the requirements of forecasting quality. A comparative analysis of developed time series forecasting models was performed, as a result of which the advantages of ML models over AR models were revealed. The predictive quality of the LSTM model showed the accuracy of the MAPE of forecasting electricity consumption for a private house – 0.1%, a dairy plant – 3.74%, and a gas station – 3.67%. The obtained results will allow to increase the efficiency of microgrid management, the distribution of electricity between electricity consumers to reduce the amount of energy consumption and prevent peak loads on the power grid.Актуальність. Сучасний етап розвитку електроенергетики характеризується інтенсивним процесом розвитку та управління мікромережею. Доцільність використання мікромережі визначається тим, що вона має низку переваг порівняно з класичними методами генерації, передачі та розподілу енергії. Забезпечити надійність електропостачання в мікромережі набагато легше, ніж у великих центролізованих енергосистемах. Споживачі енергії в мікромережі можуть впливати на процес балансування електроенергії, регулюючи свої навантаження, генеруючи, накопичуючи та відпускаючи електроенергію. Одним із головних завдань Microgrid є забезпечення споживачів електричною енергією в балансі між її генерацією та споживанням. Це досягається завдяки інтелектуальному управлінню роботою Microgrid, яке використовує дані прогнозування енергоспоживання. Це дозволяє підвищити ефективність управління енергетичною інфраструктурою, робить її більш стійкою.
Мета. Метою даної роботи є розробка моделей короткострокового прогнозування споживання електроенергії для різних типів споживачів електроенергії у Microgrid, що дозволить підвищити ефективність управління енергетичною інфраструктурою та загалом зменшити споживання електроенергії.
Метод. Для отримання прогнозних значень споживання електроенергії використовуються авторегресійна модель (AR) SARIMA та модель машинного навчання (ML) LSTM. Інформаційні критерії AIC і BIC використовуються для порівняння авторегресійних моделей. Точність моделей прогнозування оцінюється за допомогою помилок MAE, RMSE, MAPE.
Результати. Проведено експерименти з прогнозування обсягів споживання електроенергії для різних типів споживачів. Прогнозування проводилося як з використанням моделей LSTM, так і моделей AR на сформованих наборах даних з інтервалами кожну годину протягом 6 годин, 1 день і 3 дні. Результати прогнозування з використанням моделі LSTM відповідали вимогам, забезпечуючи кращу якість прогнозування порівняно з авторегресійними моделями.
Висновки. Проведене дослідження прогнозування споживання електроенергії дозволило знайти універсальні моделі прогнозування, які відповідають вимогам якості прогнозування. Проведено порівняльний аналіз розроблених моделей прогнозування часових рядів, у результаті якого виявлено переваги моделей ML перед моделями AR. Прогностична якість моделі LSTM показала точність MAPE прогнозування споживання електроенергії для приватного будинку – 0,1%, молокозаводу – 3,74%, АЗС – 3,67%. Отримані результати дозволять підвищити ефективність управління мікромережею, розподілу електроенергії між споживачами для зменшення загальних обсягів споживання енергії та запобігання виникнення пікових навантажень.Актуальність. Сучасний етап розвитку електроенергетики характеризується інтенсивним процесом розвитку та управління мікромережею. Доцільність використання мікромережі визначається тим, що вона має низку переваг порівняно з класичними методами генерації, передачі та розподілу енергії. Забезпечити надійність електропостачання в мікромережі набагато легше, ніж у великих центролізованих енергосистемах. Споживачі енергії в мікромережі можуть впливати на процес балансування електроенергії, регулюючи свої навантаження, генеруючи, накопичуючи та відпускаючи електроенергію. Одним із головних завдань Microgrid є забезпечення споживачів електричною енергією в балансі між її генерацією та споживанням. Це досягається завдяки інтелектуальному управлінню роботою Microgrid, яке використовує дані прогнозування енергоспоживання. Це дозволяє підвищити ефективність управління енергетичною інфраструктурою, робить її більш стійкою.
Мета. Метою даної роботи є розробка моделей короткострокового прогнозування споживання електроенергії для різних типів споживачів електроенергії у Microgrid, що дозволить підвищити ефективність управління енергетичною інфраструктурою та загалом зменшити споживання електроенергії.
Метод. Для отримання прогнозних значень споживання електроенергії використовуються авторегресійна модель (AR) SARIMA та модель машинного навчання (ML) LSTM. Інформаційні критерії AIC і BIC використовуються для порівняння авторегресійних моделей. Точність моделей прогнозування оцінюється за допомогою помилок MAE, RMSE, MAPE.
Результати. Проведено експерименти з прогнозування обсягів споживання електроенергії для різних типів споживачів. Прогнозування проводилося як з використанням моделей LSTM, так і моделей AR на сформованих наборах даних з інтервалами кожну годину протягом 6 годин, 1 день і 3 дні. Результати прогнозування з використанням моделі LSTM відповідали вимогам, забезпечуючи кращу якість прогнозування порівняно з авторегресійними моделями.
Висновки. Проведене дослідження прогнозування споживання електроенергії дозволило знайти універсальні моделі прогнозування, які відповідають вимогам якості прогнозування. Проведено порівняльний аналіз розроблених моделей прогнозування часових рядів, у результаті якого виявлено переваги моделей ML перед моделями AR. Прогностична якість моделі LSTM показала точність MAPE прогнозування споживання електроенергії для приватного будинку – 0,1%, молокозаводу – 3,74%, АЗС – 3,67%. Отримані результати дозволять підвищити ефективність управління мікромережею, розподілу електроенергії між споживачами для зменшення загальних обсягів споживання енергії та запобігання виникнення пікових навантажень
МЕТОДИ ВИЗНАЧЕННЯ ТА ПОРІВНЯННЯ ПОЛОЖЕНЬ ТІЛА НА ПОТОКОВОМУ ВІДЕО
No full textContext. One of the tasks of computer vision is the task of determining the human body in the image. There are many methods to solve this problem, some are based on specific equipment (motion capture, kinect) and provide the highest accuracy, some give less accuracy but do not require additional equipment and use less computing power. But usually, such equipment has a high cost, so to ensure the low cost of developments designed to determine the body in the image, you should develop algorithms based on computer vision technology. These algorithms can then be applied to various fields to analyze and compare body positions for a variety of purposes.
Objective. The aim of the work is to study the effectiveness of existing libraries to determine the human body position in the image, as well as methods for comparing the obtained poses in terms of speed and accuracy of determination.
Methods. A set of libraries and pose comparison algorithms were analyzed for the purpose of developing a system for determining the correctness of exercise by the user in real time. OpenPose, PoseNet and BlazePose libraries were analyzed for their suitability in recognizing and tracking body parts and movements in real-time video streams. The advantages and disadvantages of each library were evaluated based on their performance, accuracy, and computational efficiency. Additionally, different pose comparison algorithms were analyzed. The effectiveness of each algorithm was evaluated based on their ability to accurately determine and compare body positions.
As a result, the combination of BlazePose and weighted distance method can achieve the best performance in pose recognition, with high accuracy and robustness across a range of challenging scenarios. The weighted distance method can be further enhanced with techniques such as L2 normalization and pose alignment to improve its accuracy and generalization. Overall, the combination of the BlazePose library and weighted distance methods offers a powerful and effective solution for pose recognition, with high F1 index.
Results. Existing models for determining poses have shown similar results in the quality of determination with a run-up of about 2%. When developing a cross-platform software product, the BlazePose library, which has an API for working directly in the browser and on mobile platforms, has a significant advantage in speed and accuracy. Also, as the library uses extended 33 keypoint topology it becomes applicable to a wider list of tasks. In the study of comparison methods, the greatest influence on the results was exerted by the quality of pose determination.
Conclusions. Among the methods of comparison, the method of weighted distances showed the best results. The speed of position determination is inversely proportional to the quality of determination and significantly exceeds the recommended value – 40ms.Актуальність. Однією з задач комп’ютерного зору є задача визначення тіла людини на зображенні. Існує багато методів вирішення цієї задачі, деякі базуються на специфічному обладнані (motion capture, kinect) та надають найбільшу точність, деякі дають меншу точність, але не потребують додаткового обладнання та використовують меншу обчислювальну потужність. Але зазвичай таке обладнання мав високу вартість, тож щоб забезпечити низьку вартість розробок створених для визначення тіла на зображенні, слід розробляти алгоритми за базі технологій комп’ютерного зору. Ці алгоритми можна застосовувати до різних областей для аналізу та порівняння положень тіла та досягнення різноманітних цілей.
Мета. Метою роботи є дослідження ефективності роботи існуючих бібліотек для визначення пози людини на зображенні а також методів порівняння отриманих поз з точки зору швидкості та точності визначення.
Методи. Дослідження проводяться в контексті розробки системи визначення правильності виконання фізичних вправ користувачем у режимі реального часу. Бібліотеки OpenPose, PoseNet і BlazePose були проаналізовані на предмет їх придатності для розпізнавання та відстеження частин тіла та рухів на відео у реальному часі. Переваги та недоліки кожної бібліотеки були оцінені на основі їх продуктивності, точності та обчислювальної ефективності. Крім того, були проаналізовані різні алгоритми порівняння поз. Ефективність кожного алгоритму оцінювалася на основі їх здатності точно визначати та порівнювати положення тіла.
У результаті поєднання BlazePose і методу зваженої відстані можно досягти найкращої продуктивності в розпізнаванні пози з високою точністю та надійністю в ряді складних сценаріїв. Метод зваженої відстані можна додатково вдосконалити за допомогою таких методів, як нормалізація L2 і вирівнювання пози для підвищення його точності та узагальнення. Загалом поєднання бібліотеки BlazePose та методів зваженої відстані пропонує потужне та ефективне рішення для розпізнавання пози з високим індексом F1.
Результати. Існуючі моделі визначення поз показали схожі результати якості визначення з розбігом близько 2%. При розробці крос-платформного програмного продукту значну перевагу в швидкості має бібліотека BlazePose, що має API для роботи безпосередньо в браузері та на мобільних платформах. Крім того, оскільки бібліотека використовує розширену топологію з 33 ключовими точками, вона може бути застосована для ширшого списку завдань. При дослідженні методів порівняння найбільший вплив на результати справила якість визначення пози.
Висновки. Серед методів порівняння найкращі результати продемонстрував метод зважених дистанцій. Швидкість визначення поз обернено пропорційна якості визначення і значно перевищує рекомендоване значення – 40мс.Актуальність. Однією з задач комп’ютерного зору є задача визначення тіла людини на зображенні. Існує багато методів вирішення цієї задачі, деякі базуються на специфічному обладнані (motion capture, kinect) та надають найбільшу точність, деякі дають меншу точність, але не потребують додаткового обладнання та використовують меншу обчислювальну потужність. Але зазвичай таке обладнання мав високу вартість, тож щоб забезпечити низьку вартість розробок створених для визначення тіла на зображенні, слід розробляти алгоритми за базі технологій комп’ютерного зору. Ці алгоритми можна застосовувати до різних областей для аналізу та порівняння положень тіла та досягнення різноманітних цілей.
Мета. Метою роботи є дослідження ефективності роботи існуючих бібліотек для визначення пози людини на зображенні а також методів порівняння отриманих поз з точки зору швидкості та точності визначення.
Методи. Дослідження проводяться в контексті розробки системи визначення правильності виконання фізичних вправ користувачем у режимі реального часу. Бібліотеки OpenPose, PoseNet і BlazePose були проаналізовані на предмет їх придатності для розпізнавання та відстеження частин тіла та рухів на відео у реальному часі. Переваги та недоліки кожної бібліотеки були оцінені на основі їх продуктивності, точності та обчислювальної ефективності. Крім того, були проаналізовані різні алгоритми порівняння поз. Ефективність кожного алгоритму оцінювалася на основі їх здатності точно визначати та порівнювати положення тіла.
У результаті поєднання BlazePose і методу зваженої відстані можно досягти найкращої продуктивності в розпізнаванні пози з високою точністю та надійністю в ряді складних сценаріїв. Метод зваженої відстані можна додатково вдосконалити за допомогою таких методів, як нормалізація L2 і вирівнювання пози для підвищення його точності та узагальнення. Загалом поєднання бібліотеки BlazePose та методів зваженої відстані пропонує потужне та ефективне рішення для розпізнавання пози з високим індексом F1.
Результати. Існуючі моделі визначення поз показали схожі результати якості визначення з розбігом близько 2%. При розробці крос-платформного програмного продукту значну перевагу в швидкості має бібліотека BlazePose, що має API для роботи безпосередньо в браузері та на мобільних платформах. Крім того, оскільки бібліотека використовує розширену топологію з 33 ключовими точками, вона може бути застосована для ширшого списку завдань. При дослідженні методів порівняння найбільший вплив на результати справила якість визначення пози.
Висновки. Серед методів порівняння найкращі результати продемонстрував метод зважених дистанцій. Швидкість визначення поз обернено пропорційна якості визначення і значно перевищує рекомендоване значення – 40мс
ПРОГНОЗУВАННЯ ТЕЛЕТРАФІКА В МЕДІАСЕРВІСНИХ СИСТЕМАХ
No full textContext. The development of information and communication technologies has led to an increase in the volume of information sent over the network. Media service platforms play an important role in the creation and processing of bitrate in the information network. Therefore, there is a need to develop a methodology for predicting bitrate in various media service platforms by creating an effective algorithm that minimizes the forecast error.
Objective. The aim of the work is to synthesize in analytical form the state transition matrix of the Kalman filter for nonstationary self-similar processes when predicting the bitrate in telecommunication networks.
Method. A methodology has been developed for predicting teletraffic in media service platforms, based on a modification of the Kalman filter for non-Gaussian processes. This methodology uses an original procedure for calculating statistics, which makes it possible to reduce the filtering and forecast error that arises due to the uncertainty of the analytical model of the process under study. The methodology does not require knowledge of the analytical model of the process, as well as strict restrictions on its stochastic characteristics.
Results. A methodology for estimating and forecasting bitrate in telecommunication systems is proposed. This methodology was used to study teletraffic processes in the media service platforms Google Meet, Zoom, Microsoft Teams. The passage of real bitrate through the specified media service platforms was studied. A comparison of real teletraffic with predicted teletraffic was carried out. The influence of the order of the state transition matrix of the Kalman filter on the error of estimation and prediction has been studied. It has been established that even a low (second) order of the state transition matrix allows one to obtain satisfactory forecast results. It is shown that the use of the proposed methodology makes it possible to predict traffic with a relative error of the order of 3– 4%.
Conclusions. An original algorithm for assessing and forecasting the characteristics of media traffic has been developed. Recommendations for improving the technology for building media service platforms are formulated. It is shown that the bitrates generated by various media service platforms, in the case of applying the proposed estimation and forecasting methodology, are invariant with respect to the type of stochastic processes being processed.Актуальність. Розвиток інформаційно-комунікаційних технологій призвело до зростання обсягу інформації, що пересилається через мережу. Медіасервісні платформи відіграють важливу роль у створенні та обробці бітрейту в інформаційній мережі. Тому існує необхідність у розробці методики прогнозування бітрейту в різних медіасервісних платформах шляхом створення ефективного алгоритму, що мінімізує помилку прогнозу.
Мета. Метою роботи є синтез в аналітичній формі матриці переходу фільтра Калмана для нестаціонарних самоподібних процесів при прогнозуванні бітрейту в телекомунікаційних мережах.
Метод. Розроблено методику прогнозування телетрафіку в медіасервісних платформах, засновану на модифікації фільтра Калмана для негаусівських процесів. Ця методика використовує оригінальну процедуру підрахунку статистики, яка дозволяє знижувати помилку фільтрації та прогнозу, що виникає внаслідок невизначеності аналітичної моделі досліджуваного процесу. Методика не вимагає знання аналітичної моделі процесу, а також жорстких обмежень на його стохастичні характеристики.
Результати. Запропоновано методику оцінки та прогнозу бітрейту в телекомунікаційних системах. Дана методика застосована для дослідження процесів телетрафіку в медсервісних платформах Google Meet, Zoom, Microsoft Teams. Досліджено проходження реального бітрейту через зазначені медіасервісні платформи. Проведено порівняння реального телетрафіку з прогнозованим телетрафіком. Досліджено вплив порядку матриці переходу фільтра Калмана на похибку оцінки та прогнозу. Встановлено, що навіть невисокий (другий) порядок матриці переходу дозволяє отримати задовільні результати прогнозу. Показано, що застосування запропонованої методики дозволяє прогнозувати трафік з відносною помилкою близько 3–4%.
Висновки. Розроблено оригінальний алгоритм оцінки та прогнозу характеристик медіатрафіку. Сформульовано рекомендації щодо удосконалення технології побудови медіасервісних платформ. Показано, що бітрейти, що породжуються різними медіасервісними платформами, у разі застосування запропонованої методики оцінки та прогнозу інваріантні щодо типу оброблюваних стохастичних процесів.Актуальність. Розвиток інформаційно-комунікаційних технологій призвело до зростання обсягу інформації, що пересилається через мережу. Медіасервісні платформи відіграють важливу роль у створенні та обробці бітрейту в інформаційній мережі. Тому існує необхідність у розробці методики прогнозування бітрейту в різних медіасервісних платформах шляхом створення ефективного алгоритму, що мінімізує помилку прогнозу.
Мета. Метою роботи є синтез в аналітичній формі матриці переходу фільтра Калмана для нестаціонарних самоподібних процесів при прогнозуванні бітрейту в телекомунікаційних мережах.
Метод. Розроблено методику прогнозування телетрафіку в медіасервісних платформах, засновану на модифікації фільтра Калмана для негаусівських процесів. Ця методика використовує оригінальну процедуру підрахунку статистики, яка дозволяє знижувати помилку фільтрації та прогнозу, що виникає внаслідок невизначеності аналітичної моделі досліджуваного процесу. Методика не вимагає знання аналітичної моделі процесу, а також жорстких обмежень на його стохастичні характеристики.
Результати. Запропоновано методику оцінки та прогнозу бітрейту в телекомунікаційних системах. Дана методика застосована для дослідження процесів телетрафіку в медсервісних платформах Google Meet, Zoom, Microsoft Teams. Досліджено проходження реального бітрейту через зазначені медіасервісні платформи. Проведено порівняння реального телетрафіку з прогнозованим телетрафіком. Досліджено вплив порядку матриці переходу фільтра Калмана на похибку оцінки та прогнозу. Встановлено, що навіть невисокий (другий) порядок матриці переходу дозволяє отримати задовільні результати прогнозу. Показано, що застосування запропонованої методики дозволяє прогнозувати трафік з відносною помилкою близько 3–4%.
Висновки. Розроблено оригінальний алгоритм оцінки та прогнозу характеристик медіатрафіку. Сформульовано рекомендації щодо удосконалення технології побудови медіасервісних платформ. Показано, що бітрейти, що породжуються різними медіасервісними платформами, у разі застосування запропонованої методики оцінки та прогнозу інваріантні щодо типу оброблюваних стохастичних процесів
СЕГМЕНТАЦIЯ ЗОБРАЖЕНЬ ЗГОРТКОВОЮ НЕЙРОННОЮ МЕРЕЖЕЮ БЕЗ ПУЛIНГОВИХ ШАРIВ В СИСТЕМАХ ДIАГНОСТИКИ ДЕРМАТОЛОГIЧНИХ ЗАХВОРЮВАНЬ
No full textContext. The problem of automating of the segmentation of spectral-statistical texture images is considered. The object of research is image processing in dermatological disease diagnostic systems.
Objective. The aim of the research is to improve the segmentation performance of color images of psoriasis lesions by elaboration of a deep learning convolutional neural network without pooling layers.
Method. The convolutional neural network is proposed to process a three-channel psoriasis image with a specified size. The initial color images were scaled to the specified size and then inputed on the neural network. The architecture of the proposed neural network consists of four convolutional layers with batch normalization layers and ReLU activation function. Feature maps from the output of these layers were inputted to the 1*1 convolutional layer with the Softmax activation function. The resulting feature maps were inputted to the image pixel classification layer. When segmenting images, convolutional and pooling layers extract the features of image fragments, and fully connected layers classify the resulting feature vectors, forming a partition of the image into homogeneous segments. The segmentation features are evaluated as a result of network training using ground-truth images which segmented by an expert. Such features are robust to noise and distortion in images. The combination of segmentation results at different scales is determined by the network architecture. Pooling layers were not included in the architecture of the proposed convolutional neural network since they reduce the size of feature maps compared to the size of the original image and can decrease the segmentation performance of small psoriasis lesions and psoriasis lesions of complex shape.
Results. The proposed convolutional neural network has been implemented in software and researched for solving the problem of psoriasis images segmentation.
Conclusions. The use of the proposed convolutional neural network made it possible to enhance the segmentation performance of plaque and guttate psoriasis images, especially at the edges of the lesions. Prospects for further research are to study the performance of the proposed CNN then abrupt changes in color and illumination, blurring, as well as the complex background areas are present on dermatological images, for example, containing clothes or fragments of the interior. It is advisable to use the proposed CNN in other problems of color image processing to segment statistical or spectral-statistical texture regions on a uniform or textured background.Актуальність. Розглянуто задачу автоматизації процесу сегментації спектрально-статистичних текстурних зображень. Об’єктом дослідження є обробка зображень у системах діагностики дерматологічних захворювань. Метою дослідження є покращення якості сегментації кольорових псоріазних зображень шляхом розробки згорткової нейронної мережі глибокого навчання без пулінгових шарів.
Метод. Запропоновано згорткову нейронну мережу для обробки трьохканального псоріазного зображення заданого розміру. Початкові кольорові зображення було масштабовано до заданого розміру, а потім подано на вхідний шар нейронної мережі. Архітектура запропонованої нейронної мережі складається з чотирьох згорткових шарів з пакетною нормалізацією та функцією активації ReLU. Карти ознак із виходу цих шарів передавалися до згорткового шару 1*1 з функцією активації Softmax. Отримані карти ознак подавалися до шару класифікації пікселів зображення. При сегментуванні зображень згорткові та пулінгові шари оцінюють ознаки фрагментів зображення, а повністю зв’язані шари класифікують отримані вектори ознак, виконуючи розбиття зображення на однорідні сегменти. Ознаки сегментації оцінювалися в результаті навчання мережі а допомогою зображень, сегментованих експертом. Отримані ознаки стійкі до завад та спотворень зображень. Об’єднання результатів сегментації в різних масштабах визначається архітектурою мережі. Пулінгові шари включалися в архітектуру запропонованої згорткової нейронної мережі, оскільки вони зменшують розмір карт ознак порівняно з розміром початкового зображення та можуть знизити якість сегментації невеликих псоріазних плям та псоріазних плям складної форми.
Результати. Запропоновану згорткову нейронну мережу реалізовано програмно і досліджено при вирішенні задачі сегментації псоріазних зображень.
Висновки. Використання запропонованої згорткової нейронної мережі дозволило підвищити якість сегментації зображень бляшкового та крапельного псоріазу, особливо на границях плям. Перспективи подальших досліджень можуть полягати у дослідженні якості сегментації зображень запропонованою згортковою нейронною мережею, якщо на дерматологічних зображеннях присутні різкі зміни кольору та освітленості, розмиття, а також фрагменти складного фону, наприклад, що містять одяг або фрагменти інтер’єру. Доцільно. використовувати запропоновану згорткову нейронну мережу в інших задачах обробки кольорових зображень для сегментації статистичних або спектрально-статистичних текстурних областей на однорідному або текстурованому фоні.Актуальність. Розглянуто задачу автоматизації процесу сегментації спектрально-статистичних текстурних зображень. Об’єктом дослідження є обробка зображень у системах діагностики дерматологічних захворювань. Метою дослідження є покращення якості сегментації кольорових псоріазних зображень шляхом розробки згорткової нейронної мережі глибокого навчання без пулінгових шарів.
Метод. Запропоновано згорткову нейронну мережу для обробки трьохканального псоріазного зображення заданого розміру. Початкові кольорові зображення було масштабовано до заданого розміру, а потім подано на вхідний шар нейронної мережі. Архітектура запропонованої нейронної мережі складається з чотирьох згорткових шарів з пакетною нормалізацією та функцією активації ReLU. Карти ознак із виходу цих шарів передавалися до згорткового шару 1*1 з функцією активації Softmax. Отримані карти ознак подавалися до шару класифікації пікселів зображення. При сегментуванні зображень згорткові та пулінгові шари оцінюють ознаки фрагментів зображення, а повністю зв’язані шари класифікують отримані вектори ознак, виконуючи розбиття зображення на однорідні сегменти. Ознаки сегментації оцінювалися в результаті навчання мережі а допомогою зображень, сегментованих експертом. Отримані ознаки стійкі до завад та спотворень зображень. Об’єднання результатів сегментації в різних масштабах визначається архітектурою мережі. Пулінгові шари включалися в архітектуру запропонованої згорткової нейронної мережі, оскільки вони зменшують розмір карт ознак порівняно з розміром початкового зображення та можуть знизити якість сегментації невеликих псоріазних плям та псоріазних плям складної форми.
Результати. Запропоновану згорткову нейронну мережу реалізовано програмно і досліджено при вирішенні задачі сегментації псоріазних зображень.
Висновки. Використання запропонованої згорткової нейронної мережі дозволило підвищити якість сегментації зображень бляшкового та крапельного псоріазу, особливо на границях плям. Перспективи подальших досліджень можуть полягати у дослідженні якості сегментації зображень запропонованою згортковою нейронною мережею, якщо на дерматологічних зображеннях присутні різкі зміни кольору та освітленості, розмиття, а також фрагменти складного фону, наприклад, що містять одяг або фрагменти інтер’єру. Доцільно. використовувати запропоновану згорткову нейронну мережу в інших задачах обробки кольорових зображень для сегментації статистичних або спектрально-статистичних текстурних областей на однорідному або текстурованому фоні
ДОСЛІДЖЕННЯ ЕНЕРГОЕФЕКТИВНОСІ ТЕХНОЛОГІЙ LPWAN
No full textContext. The emergence of the Internet of Things (IoT) has led to the development of various low-power wide area network (LPWAN) technologies that are designed to provide transmission of small data packets over long distances with minimal energy consumption. The two most well-known LPWAN technologies are LoRaWAN and Sigfox. This study aims to compare the energy efficiency of these two technologies to determine their suitability for use in autonomous solutions.
Objective. The objective of this study is to compare the energy efficiency of LoRaWAN and Sigfox technologies for IoT devices. The comparison will help determine which technology is better for autonomous solutions when devices need to operate for extended periods of time without frequent battery replacements.
Method. In this work, taking into account the specifications of the investigated radio technologies, mathematical modeling of the time of data transmission or reception is used depending on the payload, and information on the power supply current is taken from official datasheets for the components of the investigated devices.
Results. The results of the study show that both LoRaWAN and Sigfox are energy-saving technologies, but LoRaWAN is generally more energy-efficient than Sigfox. In addition, LoRaWAN has adaptive modes and significantly more manual settings, which in some cases further reduces the energy per bit of data compared to Sigfox.
Conclusions. LoRaWAN is the best choice for autonomous solutions where energy efficiency is crucial. This study provides valuable information for designers and developers of IoT devices, allowing them to make informed decisions when choosing LPWAN technologies for their autonomous solutions.Актуальність. Поява Інтернету речей (IoT) спричинила розробку різних технологій глобальної мережі з низьким енергоспоживанням (LPWAN), які призначені для забезпечення передачі невеликих пакетів даних на великі відстані при мінімальному споживанні енергії. Двома найбільш відомими технологіями LPWAN є LoRaWAN та Sigfox. Це дослідження спрямоване на порівняння енергоефективності цих двох технологій, щоб визначити їхню придатність для використання в автономних рішеннях.
Мета. Метою цього дослідження є порівняння енергоефективності технологій LoRaWAN та Sigfox для пристроїв IoT. Порівняння допоможе визначити, яка технологія краща для автономних рішень, коли пристрої повинні працювати протягом тривалого часу без частої заміни батареї.
Метод. У роботі враховуючи специфікації досліджуємих радіотехнологій використовується математичне моделювання часу передачі або прийому даних в залежності від корисного навантаження, інформацію про струми споживання взято з офіційних специфікацій на компоненти досліджуваних пристроїв.
Результати. Результати дослідження показують, що і LoRaWAN, і Sigfox є енергозберігаючими технологіями, але LoRaWAN загалом енергоефективний, ніж Sigfox. Крім того, LoRaWAN має адаптивні режими та значно більше ручних налаштувань, що в деяких випадках ще додатково зменшить енергію на біт даних в порівняні з Sigfox.
Висновки. LoRaWAN є найкращим вибором для автономних рішень, де енергоефективність має вирішальне значення. Це дослідження дає цінну інформацію проектувальникам і розробникам пристроїв IoT, дозволяючи їм приймати обґрунтовані рішення при виборі технологій LPWAN для своїх автономних рішень.Актуальність. Поява Інтернету речей (IoT) спричинила розробку різних технологій глобальної мережі з низьким енергоспоживанням (LPWAN), які призначені для забезпечення передачі невеликих пакетів даних на великі відстані при мінімальному споживанні енергії. Двома найбільш відомими технологіями LPWAN є LoRaWAN та Sigfox. Це дослідження спрямоване на порівняння енергоефективності цих двох технологій, щоб визначити їхню придатність для використання в автономних рішеннях.
Мета. Метою цього дослідження є порівняння енергоефективності технологій LoRaWAN та Sigfox для пристроїв IoT. Порівняння допоможе визначити, яка технологія краща для автономних рішень, коли пристрої повинні працювати протягом тривалого часу без частої заміни батареї.
Метод. У роботі враховуючи специфікації досліджуємих радіотехнологій використовується математичне моделювання часу передачі або прийому даних в залежності від корисного навантаження, інформацію про струми споживання взято з офіційних специфікацій на компоненти досліджуваних пристроїв.
Результати. Результати дослідження показують, що і LoRaWAN, і Sigfox є енергозберігаючими технологіями, але LoRaWAN загалом енергоефективний, ніж Sigfox. Крім того, LoRaWAN має адаптивні режими та значно більше ручних налаштувань, що в деяких випадках ще додатково зменшить енергію на біт даних в порівняні з Sigfox.
Висновки. LoRaWAN є найкращим вибором для автономних рішень, де енергоефективність має вирішальне значення. Це дослідження дає цінну інформацію проектувальникам і розробникам пристроїв IoT, дозволяючи їм приймати обґрунтовані рішення при виборі технологій LPWAN для своїх автономних рішень
МЕТОД ОПТИМІЗАЦІЇ РОЗПОДІЛУ ЗАСОБІВ РАДІОПОДАВЛЕННЯ ТА ДЕСТРУКТИВНОГО ПРОГРАМНОГО ВПЛИВУ НА КОМПЮТЕРНІ МЕРЕЖІ
No full textContext. Currently, generalized methodical approaches to the development of scenarios of complex radio suppression and electromagnetic influence of typical special telecommunication systems have been developed. However, during the development of possible cases for the complex application of radio suppression and destructive software influence,the problem of optimizing the resource of these means and its distribution according to the goals of radio suppression and objects of destructive computer influence arose, which has not yet been fully resolved.Especially in the literature known to the authors, there is no method for optimizing the resource distribution of radio and computer influence, used for the development and practical implementation of optimal scenarios of destructive influence on computer networks of enemy military groups in military operations.
Therefore, it is necessary to formulate a problem and develop a method of optimizing the distribution of the resource of radio suppression and destructive software influence for the development of possible scenarios of the enemy’s violation of information exchange in a standart telecommunication network.
Objective. The purpose of the research is to develop a method for optimizing the distribution of the resource of radio suppression and destructive software influence for the development of scenarios of information exchange violations by the enemy in the telecommunications network.
Method.To achieve the purpose of the research, the methods of nonlinear optimization of heterogeneous resource distribution, mass service theory, and expert evaluation were comprehensively applied and developed in the field of modeling of information conflict.
To determine the coefficients of protection of objects from radio-electronic and destructive computer influence, expert evaluation methods are used, in particular, the method of frequencies of preferences of the decision-maker using the Thurstone method. This method requires only one expert (a decision-maker), minimal communication time with him, minimal expert information (full ordering of weighting factors) and can be applied with a small number of evaluated weighting factors.
To solve the problem of optimal distribution of a heterogeneous resource of means of destructive influence, to ensure the value of the multiplicative objective function of an arbitrary form is not less than the given one, the method of successive increments is applied.
To determine the efficiency indicator of information exchange violation, the methods of mass service theory are applied, which allows to formalize special telecommunication systems as a set of mass service systems – subsystems of digital communication and computer networks.
Results. The formulated problem and the entered indicators made it possible to solve the problem of determining the minimum resource of means of destructive influence and their optimal distribution according to the purposes of radio suppression on the objects of destructive program influence in order to achieve the required level of disruption of the efficiency of information exchange in special telecommunication systems.
Conclusions.According to the results of the article, a method for optimizing the distribution of the resource of radio suppression and destructive software influence has been developed for the development of possible scenarios of information exchange violations by the enemy in a typical telecommunications network.The verification of the proposed method was carried out by comparing the theoretical results with the results of simulated modeling of scenarios of violation of the information exchange in the telecommunications network by the enemy.Актуальність. На даний час узагальнені методичні підходи до розробки сценаріїв комплексного радіоподавлення та електромагнітного впливу типових спеціальних телекомунікаційних систем розроблені. Однак, при розробці можливих сценаріїв комплексного застосування засобів радіоподавлення та деструктивного програмного впливу виникла задача оптимізації ресурсу цих засобів та його розподілу по цілях радіоподавлення та обєктах деструктивного компютерного впливу яка досі не вирішена у повному обсязі. Зокрема, у відомій авторам літературі не розроблений метод оптимізації розподілу ресурсу засобів радіо та компютерного впливу, використовуваного для розробки та практичної реалізації оптимальних сценаріїв деструктивного впливу на компютерні мережі військових угруповань противника у військових операціях.
Тому, необхідно провести постановку задачі та розробити метод оптимізації розподілу ресурсу засобів радіоподавлення та деструктивного програмного впливу для розробки можливих сценаріїв порушення противником інформаційного обміну у типовій телекомунікаційній мережі.
Мета. Метою дослідження є розробка метода оптимізації розподілу ресурсу засобів радіоподавлення та деструктивного програмного впливу для розробки сценаріїв порушення противником інформаційного обміну у телекомунікаційній мережі.
Метод.Для досягнення мети дослідження комплексно застосовані та розвинені у галузь моделювання інформаційного протиборства методи нелінійної оптимізації розподілу різнорідного ресурсу, теорії масового обслуговування та експертного оцінювання.
Для визначення коефіцієнтів захищеності обєктів радіоелектронного та деструктивного компютерного впливу застосовані методи експертного оцінювання, зокрема, метод частот переваг особи, що приймає рішення із застосуванням методу Терстоуна. Цей метод вимагає лише одного експерта (особу, що приймає рішення), мінімального часу спілкування з ним, мінімальної експертної інформації (повного упорядкування вагових коефіцієнтів) та може застосовуватись при невеликій кількості оцінюваних вагових коефіцієнтів.
Для вирішення задачі оптимального розподілу різнорідного ресурсу засобів деструктивного впливу, для забезпечення значення мультиплікативної цільової функції довільного вигляду не менше заданого, застосований метод послідовних прирощень.
Для визначення показника оперативності порушення інформаційного обміну застосовані методи теорії масового обслуговування, що дозволяє формалізувати спеціальні телекомунікаційні системи, як сукупність системи масового обслуговування – підсистем цифрового звязку та компютерних мереж.
Результати. Здійснена постановка задачі та введені показники дозволили вирішити задачу визначення мінімального ресурсу засобів деструктивного впливу та оптимального розподілу їх по цілях радіоподавлення на обєктах деструктивного програмного впливу для досягнення потрібного рівня порушення оперативності інформаційного обміну у спеціальних телекомунікаційних системах.
Висновки. За результатами статтірозроблено метод оптимізації розподілу ресурсу засобів радіоподавлення та деструктивного програмного впливу для розробки можливих сценаріїв порушення противником інформаційного обміну у типовій телекомунікаційній мережі. Перевірку запропонованого методу здійснено шляхом порівняння теоретичних результатів з результатами імітаційного моделювання сценаріїв порушення противником інформаційного обміну у телекомунікаційній мережі.Актуальність. На даний час узагальнені методичні підходи до розробки сценаріїв комплексного радіоподавлення та електромагнітного впливу типових спеціальних телекомунікаційних систем розроблені. Однак, при розробці можливих сценаріїв комплексного застосування засобів радіоподавлення та деструктивного програмного впливу виникла задача оптимізації ресурсу цих засобів та його розподілу по цілях радіоподавлення та обєктах деструктивного компютерного впливу яка досі не вирішена у повному обсязі. Зокрема, у відомій авторам літературі не розроблений метод оптимізації розподілу ресурсу засобів радіо та компютерного впливу, використовуваного для розробки та практичної реалізації оптимальних сценаріїв деструктивного впливу на компютерні мережі військових угруповань противника у військових операціях.
Тому, необхідно провести постановку задачі та розробити метод оптимізації розподілу ресурсу засобів радіоподавлення та деструктивного програмного впливу для розробки можливих сценаріїв порушення противником інформаційного обміну у типовій телекомунікаційній мережі.
Мета. Метою дослідження є розробка метода оптимізації розподілу ресурсу засобів радіоподавлення та деструктивного програмного впливу для розробки сценаріїв порушення противником інформаційного обміну у телекомунікаційній мережі.
Метод.Для досягнення мети дослідження комплексно застосовані та розвинені у галузь моделювання інформаційного протиборства методи нелінійної оптимізації розподілу різнорідного ресурсу, теорії масового обслуговування та експертного оцінювання.
Для визначення коефіцієнтів захищеності обєктів радіоелектронного та деструктивного компютерного впливу застосовані методи експертного оцінювання, зокрема, метод частот переваг особи, що приймає рішення із застосуванням методу Терстоуна. Цей метод вимагає лише одного експерта (особу, що приймає рішення), мінімального часу спілкування з ним, мінімальної експертної інформації (повного упорядкування вагових коефіцієнтів) та може застосовуватись при невеликій кількості оцінюваних вагових коефіцієнтів.
Для вирішення задачі оптимального розподілу різнорідного ресурсу засобів деструктивного впливу, для забезпечення значення мультиплікативної цільової функції довільного вигляду не менше заданого, застосований метод послідовних прирощень.
Для визначення показника оперативності порушення інформаційного обміну застосовані методи теорії масового обслуговування, що дозволяє формалізувати спеціальні телекомунікаційні системи, як сукупність системи масового обслуговування – підсистем цифрового звязку та компютерних мереж.
Результати. Здійснена постановка задачі та введені показники дозволили вирішити задачу визначення мінімального ресурсу засобів деструктивного впливу та оптимального розподілу їх по цілях радіоподавлення на обєктах деструктивного програмного впливу для досягнення потрібного рівня порушення оперативності інформаційного обміну у спеціальних телекомунікаційних системах.
Висновки. За результатами статтірозроблено метод оптимізації розподілу ресурсу засобів радіоподавлення та деструктивного програмного впливу для розробки можливих сценаріїв порушення противником інформаційного обміну у типовій телекомунікаційній мережі. Перевірку запропонованого методу здійснено шляхом порівняння теоретичних результатів з результатами імітаційного моделювання сценаріїв порушення противником інформаційного обміну у телекомунікаційній мережі
МЕТОД ТА ПРОГРАМНА КОМПОНЕНТНА МОДЕЛЬ ДІАГНОСТУВАННЯ ШКІРНИХ ЗАХВОРЮВАНЬ
No full textContext. The problem of skin disease diagnosis was investigated in the paper. Its actuality is caused by the necessity of automation of at least advisory medical decision making. Such decisions are made in telemedicine, for instance, when skin disease diagnostics is performed under specific conditions. These conditions are specified by situations when data for analysis are collected but a qualified doctor has no possibility to process the data and to make a diagnosis decision based on it. The object of the study is a process of skin disease diagnosis.
Objective. The objective of the study is to develop a skin disease diagnosis method to automate making of advisory medical diagnosis decisions and to increase efficiency of such decisions.
Method. The skin disease diagnosis method was proposed in the work. This method applies the modified ResNet50 model. It was proposed to add layers to the ResNet50 model and to train it using transfer learning and fine-tuning techniques. The method also defines image processing in particular through the change of its resolution and uses oversampling technique to prepare a dataset for model training.
Results. Experimental investigation of the proposed method was performed using the HAM10000 dataset which contains images of skin diseases. The images were collected using dermatoscopy method. The dataset contains observations for 7 different skin diseases. The proposed method is characterized by the accuracy of 96.31% on this dataset. It is improved accuracy in comparison with the existing neural network models. Software component model was created to give a possibility to integrate the proposed method into a medical diagnosis system.
Conclusions. The obtained results of the investigation suggest application of the proposed skin disease method in medical diagnostic system to make advisory decisions by the system and to support making final decisions by a doctor.Актуальність. У даній статті розглянуто проблему діагностування шкірних захворювань. Актуальність проблеми пояснюється необхідністю автоматизації щонайменше дорадчих рішень в медицині, зокрема при підтримці телемедицини під час діагностування шкірних захворювань, коли можливо отримати придатні для аналізу дані, але лікар, здатний прийняти рішення, не може з тих чи інших причин обробити ці дані власноруч. Об’єктом роботи є процес діагностування шкірних захворювань.
Мета робот – розробити метод діагностування шкірних захворювань для автоматизації дорадчих діагностуючих рішень в медицині і підвищення ефективності таких рішень.
Метод. У статті запропоновано метод діагностування шкірних захворювань на основі побудови і навчання моделі ResNet50, модифікованої шляхом додавання нових шарів і використання технік трансферного навчання та fine-tuning. Метод виконує попередню обробку зображень зокрема шляхом зміни їх розміру та використання техніки oversampling для підготовки вибірки даних для навчання моделі.
Результати. Експериментальне дослідження проводилося на наборі даних про шкірні захворювання HAM10000, який складається з 10015 зображень захворювань шкіри, отриманих методом дерматоскопії, для 7 різних діагнозів. У результаті застосування модифікованої моделі на основі запропонованого методу точність розпізнавання склала 96.31%, що перевищує точність розглянутих подібних моделей нейронних мереж. Програмна компонента модель була створена для надання можливості інтегрувати запропонований метод до складу системи медичного діагностування.
Висновки. Отримані в результаті проведеного дослідження результати дозволяють рекомендувати запропонований метод діагностування шкірних захворювань для впровадження у складі системи медичного діагностування задля забезпечення підтримки винесення дорадчих рішень системою з подальшим винесенням остаточних рішень лікарем.Актуальність. У даній статті розглянуто проблему діагностування шкірних захворювань. Актуальність проблеми пояснюється необхідністю автоматизації щонайменше дорадчих рішень в медицині, зокрема при підтримці телемедицини під час діагностування шкірних захворювань, коли можливо отримати придатні для аналізу дані, але лікар, здатний прийняти рішення, не може з тих чи інших причин обробити ці дані власноруч. Об’єктом роботи є процес діагностування шкірних захворювань.
Мета робот – розробити метод діагностування шкірних захворювань для автоматизації дорадчих діагностуючих рішень в медицині і підвищення ефективності таких рішень.
Метод. У статті запропоновано метод діагностування шкірних захворювань на основі побудови і навчання моделі ResNet50, модифікованої шляхом додавання нових шарів і використання технік трансферного навчання та fine-tuning. Метод виконує попередню обробку зображень зокрема шляхом зміни їх розміру та використання техніки oversampling для підготовки вибірки даних для навчання моделі.
Результати. Експериментальне дослідження проводилося на наборі даних про шкірні захворювання HAM10000, який складається з 10015 зображень захворювань шкіри, отриманих методом дерматоскопії, для 7 різних діагнозів. У результаті застосування модифікованої моделі на основі запропонованого методу точність розпізнавання склала 96.31%, що перевищує точність розглянутих подібних моделей нейронних мереж. Програмна компонента модель була створена для надання можливості інтегрувати запропонований метод до складу системи медичного діагностування.
Висновки. Отримані в результаті проведеного дослідження результати дозволяють рекомендувати запропонований метод діагностування шкірних захворювань для впровадження у складі системи медичного діагностування задля забезпечення підтримки винесення дорадчих рішень системою з подальшим винесенням остаточних рішень лікарем
АНАЛІЗ ТЕРМІНАЛЬНИХ ПОТОКІВ РИЗИКІВ У ТЕХНОГЕННИХ СИСТЕМАХ, ЯКІ ВИНИКАЮТЬ В ПРОЦЕСІ ВПЛИВУ ЗАГРОЗ
No full textContext. The analysis of the risk terminal flows in technogenic systems is carried out, which arise in the process of the impact of informational and cognitive threats in the automated document management system as part of the hierarchical production system.
The object of the research is the process of functioning of complex systems with a hierarchical structure, in which automated document management systems with a high level of data flow protection for decision-making are used to provide the information quality control of technological processes.
The subjects of the research are the methods and means of constructing an information protection system to ensure the reliable functioning of automated document management systems and making targeted decisions in hierarchical structures with minimal risk of exposure to external threats and attacks.
Objective is to develop a complex model for assessing the risk of the document management system failure as part of a hierarchical production system under the active threats.
Method. For the first time, the cause-and-effect diagram of the event formation with the active action of threat factors and attacks is substantiated and developed, the interpretation of risk in a technogenic system is defined, and the risk in the space of states is presented as a change in the trajectory in the system transitions to the limit operation mode. For the first time, a category diagram of the structure of risk generation under the threat factors and a system-category diagram of interaction in the system risk ↔ emergencyactive nature is constructed, a system-category scheme of risk formation under the active threat factors is suggested. For the first time, a cognitive diagram for assessing losses in the event of a risk situation arising from incorrect actions of the personnel is substantiated.
Results. As a result of the research, a system-category diagram of the impact of a set of threats on the system functioning mode and process is constructed, a method is developed for calculating the level of system strategic security of energy-active hierarchical systems in the process of attacks and threats, and a complex model for assessing the risk of a system functioning failure under active threats is suggested.
Conclusions. Under the action of active obstacles, cognitive and system factors at the operational and strategic levels of the control hierarchy, due to wrong decisions and informational disorientation, emergency situations and risks of the system function loss and its target-orientation arise. The analysis of a set of risks and the suggested category diagram of the risk generation structure under the impact of threat factors form the basis of the development of the probability structure of the risk concept based on the attack ↔ consequence model, as well as the construction of a system-category diagram of the interaction in the game active factor ↔ accident risk. This, in turn, makes it possible to construct a system-category scheme for the formation of risk terminal flows in technogenic systems that arise in the process of threat impact. A complex model for assessing the risk of system failure under threats can be used to construct protection systems for any hierarchical control structures of technogenic systems.Актуальність. Проведено аналіз термінальних потоків ризиків в техногенних системах, які виникають в процесі впливу інформаційних і когнітивних загроз в автоматизованій системі управління та документообігу в складі ієрархічної системи виробництва.
Об’єктом дослідження є процес функціонування складних систем з ієрархічною структурою, в яких для інформаційного забезпечення якісного управління технологічними процесами використовуються автоматизовані системи документообігу з високим рівнем захисту потоків даних для прийняття рішень.
Предметом дослідження є методи та засоби побудови системи захисту інформації для забезпечення надійного функціонування автоматизованих систем документообігу та прийняття цільових рішень в ієрархічних структурах з мінімальним ризиком впливу зовнішніх загроз і атак.
Метою даної роботи є розроблення комплексної моделі оцінки ризику збою системи управління та документообігу в складі ієрархічної системи виробництва при дії активних загроз.
Метод. Вперше обґрунтовано і розроблено причинно-наслідкову діаграму формування події при активній дії факторів загроз і атак, визначено трактування ризику в техногенній системі та представлено ризик у просторі станів як зміну траєкторії при переході системи в граничний режим функціонування. Вперше побудовано категорну діаграму структури породження ризиків при дії факторів загроз та системно-категорну діаграму взаємодії в системі ризик ↔ аварійно-активний характер, запропоновано системно-категорну схему формування ризиків в умовах дії активних факторів загроз. Вперше обґрунтовано когнітивну діаграму для оцінки втрат при виникненні ризикової ситуації при некоректних діях персоналу.
Результати. В результаті досліджень побудовано системно-категорну діаграму впливу комплексу загроз на режим і процес функціонування системи, розроблено метод обчислення рівня системної стратегічної безпеки енергоактивних ієрархічних систем в процесі дії атак і загроз та запропоновано комплексну модель оцінки ризику збою функціонування системи при дії активних загроз.
Висновки. При дії активних завад, когнітивних і системних факторів на оперативному та стратегічному рівнях ієрархії управління із-за неправильних рішень та інформаційної дезорієнтації виникають аварійні ситуації та ризики втрати функцій системи і її цілеорієнтованості. Аналіз комплексу ризиків і запропонована категорна діаграма структури породження ризиків при дії факторів загроз, лягли в основу розроблення ймовірніснісної структури поняття ризику на підставі моделі атака ↔ наслідок, а також побудови системно-категорної діаграми взаємодії в грі активний фактор ↔ ризик аварії. Це, в свою чергу, дало можливість побудови системно-категорної схеми формування термінальних потоків ризиків в техногенних системах, які виникають в процесі впливу загроз. Комплексна модель оцінки ризику збою системи при дії загроз може бути використана для побудови систем захисту для будь-яких ієрархічних структур управління техногенними системами.Актуальність. Проведено аналіз термінальних потоків ризиків в техногенних системах, які виникають в процесі впливу інформаційних і когнітивних загроз в автоматизованій системі управління та документообігу в складі ієрархічної системи виробництва.
Об’єктом дослідження є процес функціонування складних систем з ієрархічною структурою, в яких для інформаційного забезпечення якісного управління технологічними процесами використовуються автоматизовані системи документообігу з високим рівнем захисту потоків даних для прийняття рішень.
Предметом дослідження є методи та засоби побудови системи захисту інформації для забезпечення надійного функціонування автоматизованих систем документообігу та прийняття цільових рішень в ієрархічних структурах з мінімальним ризиком впливу зовнішніх загроз і атак.
Метою даної роботи є розроблення комплексної моделі оцінки ризику збою системи управління та документообігу в складі ієрархічної системи виробництва при дії активних загроз.
Метод. Вперше обґрунтовано і розроблено причинно-наслідкову діаграму формування події при активній дії факторів загроз і атак, визначено трактування ризику в техногенній системі та представлено ризик у просторі станів як зміну траєкторії при переході системи в граничний режим функціонування. Вперше побудовано категорну діаграму структури породження ризиків при дії факторів загроз та системно-категорну діаграму взаємодії в системі ризик ↔ аварійно-активний характер, запропоновано системно-категорну схему формування ризиків в умовах дії активних факторів загроз. Вперше обґрунтовано когнітивну діаграму для оцінки втрат при виникненні ризикової ситуації при некоректних діях персоналу.
Результати. В результаті досліджень побудовано системно-категорну діаграму впливу комплексу загроз на режим і процес функціонування системи, розроблено метод обчислення рівня системної стратегічної безпеки енергоактивних ієрархічних систем в процесі дії атак і загроз та запропоновано комплексну модель оцінки ризику збою функціонування системи при дії активних загроз.
Висновки. При дії активних завад, когнітивних і системних факторів на оперативному та стратегічному рівнях ієрархії управління із-за неправильних рішень та інформаційної дезорієнтації виникають аварійні ситуації та ризики втрати функцій системи і її цілеорієнтованості. Аналіз комплексу ризиків і запропонована категорна діаграма структури породження ризиків при дії факторів загроз, лягли в основу розроблення ймовірніснісної структури поняття ризику на підставі моделі атака ↔ наслідок, а також побудови системно-категорної діаграми взаємодії в грі активний фактор ↔ ризик аварії. Це, в свою чергу, дало можливість побудови системно-категорної схеми формування термінальних потоків ризиків в техногенних системах, які виникають в процесі впливу загроз. Комплексна модель оцінки ризику збою системи при дії загроз може бути використана для побудови систем захисту для будь-яких ієрархічних структур управління техногенними системами
ФАЗОЧАСТОТНА ІНТЕРПРЕТАЦІЯ МЕТОДУ КОІНЦИДЕНЦІЇ ДЛЯ ПЕРЕТВОРЕННЯ ЧАСТОТИ В КОД
No full textContext. The problem of fast conversion of radio signal frequency for monitoring the radial velocity of a moving object. The object of the study was the process of converting frequency into a code based on the coincidence method.
Objective. The goal of the work is to improve the coincidence method for creating a new signal-to-code frequency converter without fixing the conversion time interval.
Method. The coincidence method for converting the signal frequency into a code has been improved. The improved frequency conversion method, unlike the existing ones, consists in counting the number of complete phase cycles of the known and unknown signals during the time of double coincidence and asynchronous mode of hardware determination of the particle. The improved method has advantages in comparison with the method of an electro-counter frequency meter when determining the radial speed of objects and does not have a methodical error, which in an electro-counter frequency meter increases as the unknown frequency approaches the reference to 100%. However, the improved coincidence method compared to other versions has a hardware scheme for tracking the moments of coincidence and determining the fraction and does not require expensive and high-speed microprocessors to calculate the conversion results.
Results. Based on the phase-frequency interpretation and the derived conversion equation and the proposed frequency-to-code conversion scheme using the coincidence method, a functional scheme of the frequency converter was developed. This made it possible to implement a 16-bit frequency converter in code on Intel’s MAX V series CPLD.
Conclusions. The coincidence method for converting the signal frequency into a code received further development, which, unlike the existing ones, consists in counting the number of complete phase cycles of the known and unknown signals during the time of double coincidence and the asynchronous mode of hardware determination of the fraction.
The influence of the frequency of signals on the time of a single measurement was studied using the coincidence method, as a result of which it was found that with an increase in the difference between the reference and unknown frequency, the time of a single measurement decreases.
The obtained research results can be used for the development of high-speed means of converting the signal frequency into a binary code: in industrial tomography, radar and radio navigation for monitoring moving objects.Актуальність. Розглянуто проблема швидкого перетворення частоти радіосигналу для моніторингу швидкості рухомого об’єкту. Об’єктом дослідження є процес перетворення частоти в код на базі методу коінциденції.
Мета роботи – удосконалення методу коінциденції для створення нового перетворювача частоти сигналу в код без фіксації часового інтервалу перетворення.
Метод. Удосконалено метод коінциденції для перетворення частоти сигналу в код. Удосконалений метод перетворення частоти, на відміну від існуючих, полягає у підрахунку кількості повних фазових циклів відомого і невідомого сигналів за час подвійного збігу і асинхронного режиму апаратного визначення частки. Удосконалений метод має переваги в порівнянні з методом електролічильного частотоміра під час визначення радіальної швидкості об’єктів і не має методичної похибки, яка у електролічильного частотоміра збільшується з наближенням невідомої частоти до опорної до 100%. Разом з тим, удосконалений метод коінциденції в порівнянні з порівнянні з іншими версіями має апаратну схему відслідковування моментів збігу та визначення частки і не потребує дорого вартісних і високошвидкісних мікропроцесорів для обрахунку результатів перетворення.
Результати. На основі фазочастотної інтерпретації і виведеного рівняння перетворення та запропонованої схеми перетворення частоти у код методом коінциденції, розроблено функціональну схему перетворювача частоти. Це дозволило реалізувати 16-розрядний перетворювач частоти в коді на CPLD серії МАХ V компанії Intel.
Висновки. Отримав подальший розвиток метод коінциденції для перетворення частоти сигналу в код, який, на відміну від існуючих, полягає у підрахунку кількості повних фазових циклів відомого і невідомого сигналів за час подвійного збігу і асинхронного режиму апаратного визначення частки.
Досліджено вплив частоти сигналів на час поодинокого вимірювання за допомогою методу коінциденції, в результаті чого з’ясовано, що зі збільшенням різниці між опорною і невідомою частотою час поодинокого вимірювання зменшується.
Отримані результати досліджень можуть бути використані для розробки високошвидкісних засобів перетворення частоти сигналу у двійковий код: у промисловій томографії, радіолокації та радіонавігації для моніторингу рухомих об’єктів.Актуальність. Розглянуто проблема швидкого перетворення частоти радіосигналу для моніторингу швидкості рухомого об’єкту. Об’єктом дослідження є процес перетворення частоти в код на базі методу коінциденції.
Мета роботи – удосконалення методу коінциденції для створення нового перетворювача частоти сигналу в код без фіксації часового інтервалу перетворення.
Метод. Удосконалено метод коінциденції для перетворення частоти сигналу в код. Удосконалений метод перетворення частоти, на відміну від існуючих, полягає у підрахунку кількості повних фазових циклів відомого і невідомого сигналів за час подвійного збігу і асинхронного режиму апаратного визначення частки. Удосконалений метод має переваги в порівнянні з методом електролічильного частотоміра під час визначення радіальної швидкості об’єктів і не має методичної похибки, яка у електролічильного частотоміра збільшується з наближенням невідомої частоти до опорної до 100%. Разом з тим, удосконалений метод коінциденції в порівнянні з порівнянні з іншими версіями має апаратну схему відслідковування моментів збігу та визначення частки і не потребує дорого вартісних і високошвидкісних мікропроцесорів для обрахунку результатів перетворення.
Результати. На основі фазочастотної інтерпретації і виведеного рівняння перетворення та запропонованої схеми перетворення частоти у код методом коінциденції, розроблено функціональну схему перетворювача частоти. Це дозволило реалізувати 16-розрядний перетворювач частоти в коді на CPLD серії МАХ V компанії Intel.
Висновки. Отримав подальший розвиток метод коінциденції для перетворення частоти сигналу в код, який, на відміну від існуючих, полягає у підрахунку кількості повних фазових циклів відомого і невідомого сигналів за час подвійного збігу і асинхронного режиму апаратного визначення частки.
Досліджено вплив частоти сигналів на час поодинокого вимірювання за допомогою методу коінциденції, в результаті чого з’ясовано, що зі збільшенням різниці між опорною і невідомою частотою час поодинокого вимірювання зменшується.
Отримані результати досліджень можуть бути використані для розробки високошвидкісних засобів перетворення частоти сигналу у двійковий код: у промисловій томографії, радіолокації та радіонавігації для моніторингу рухомих об’єктів