Современное состояние научных исследований и технологий в промышленности
Not a member yet
490 research outputs found
Sort by
МЕТОД РОЗРАХУНКУ ДИСПЕРСІЙ ЗАЛЕЖНИХ ЗМІННИХ СТОХАСТИЧНОЇ МОДЕЛІ КВАЗІСТАЦІОНАРНИХ РЕЖИМІВ РОБОТИ МАГІСТРАЛЬНОГО ВОДОВОДУ
No full textThe subject of research in the article is a stochastic model of quasi-stationary modes of operation of water supply and distribution systems, which adequately describes the actual operating modes of the water supply system for a given time interval and can be used as a basic model for setting and solving problems of optimal stochastic control of the development and operation of supply and distribution systems. water. The goal of the work is to develop a method for calculating estimates of the dispersions of dependent variables depending on the given values of mathematical expectations and dispersions of independent variables for a stochastic model of quasi-stationary modes of operation of the main water conduit as a subsystem of the water supply and distribution system. To achieve this goal, it is necessary to solve the following tasks: to build a deterministic equivalent of a stochastic model of quasi-stationary modes of operation of the main water conduit; calculate estimates of mathematical expectations of dependent variables; calculate estimates of variances of dependent variables. To calculate estimates of the variances of dependent variables depending on the variances of independent variables, we will use the method of statistical linearization. To obtain estimates of mathematical expectations of dependent variables, the deterministic equivalent of the stochastic model of quasi-stationary modes of operation of the main water conduit is solved by the modified Newton method. The following results are obtained: a method for calculating estimates of the dispersions of dependent variables for a stochastic model of quasi-stationary modes of operation of the main water conduit. Conclusions: the paper proposes an approximate method for calculating the statistical properties of dependent variables depending on the statistical properties of the parameters and independent variables of the stochastic model of quasi-stationary modes of operation of the main water conduit. The proposed method is based on the construction of a deterministic equivalent of a stochastic model of quasi-stationary modes of operation of the main water conduit and its use for calculating estimates of variances of dependent variables depending on the given values of mathematical expectations and variances of independent variables. Compared with the simulation method, the proposed approximate method does not require significant time and computational resources. The use of the proposed method was demonstrated by an example.Предметом исследования в статье является стохастическая модель квазистационарных режимов работы систем подачи и распределения воды. Эта модель адекватно описывает фактические режимы работы системы водоснабжения на заданном интервале времени и может использоваться в качестве базовой модели для постановки и решения задач оптимального стохастического управления развитием и функционированием систем подачи и распределения воды. Целью работы является разработка метода расчета оценок дисперсий зависимых переменных при заданных значениях математических ожиданий и дисперсиях независимых переменных для стохастической модели квазистационарных режимов работы магистрального водовода как подсистемы системы подачи и распределения воды. Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи: построить детерминированный эквивалент стохастической модели квазистационарных режимов работы магистрального водовода; рассчитать оценки математических ожиданий зависимых переменных; рассчитать оценки дисперсий зависимых переменных. Для расчета оценок дисперсий зависимых переменных, в зависимости от дисперсий независимых переменных, будем использовать метод статистической линеаризации. Для получения оценок математических ожиданий зависимых переменных детерминированный эквивалент стохастической модели квазистационарных режимов работы магистрального водовода решается модифицированным методом Ньютона. Результатом работы является метод расчета оценок дисперсий зависимых переменных для стохастической модели квазистационарных режимов работы магистрального водовода. Выводы: в работе предложен приближенный метод расчета статистических свойств зависимых переменных в соответствии со статистическими свойствами параметров и независимыми переменными стохастической модели квазистационарных режимов работы магистрального водовода. Приближенный метод основан на построении детерминированного эквивалента стохастической модели квазистационарных режимов работы магистрального водовода и его использовании для расчета оценок дисперсий зависимых переменных при заданных значениях математических ожиданий и дисперсиях независимых переменных. В отличие от метода имитационного моделирования, предложенный метод не требует значительных временных затрат и вычислительных ресурсов. Использование приближенного метода показано на примере.Предметом дослідження є стохастична модель квазістаціонарних режимів роботи систем подання та розподілення води. Зазначена модель адекватно описує фактичні режими роботи системи водопостачання на заданому часовому інтервалі. Також вона може використовуватися як базова модель для постановки та вирішення завдань оптимального стохастичного управління розвитком та функціонуванням систем подання та розподілення води. Мета роботи – розроблення методу розрахунку оцінок дисперсій залежних змінних за умови заданих значень математичних сподівань та дисперсій незалежних змінних для стохастичної моделі квазістаціонарних режимів роботи магістрального водоводу як підсистеми системи подання та розподілення води. Для досягнення цієї мети необхідно виконати такі завдання: побудувати детермінований еквівалент стохастичної моделі квазістаціонарних режимів роботи магістрального водоводу; розрахувати оцінки математичних сподівань залежних змінних; розрахувати оцінки дисперсій залежних змінних. Для розрахунку оцінок дисперсій залежних змінних, відповідно до дисперсій незалежних змінних, використовується метод статистичної лінеаризації. Для отримання оцінок математичних сподівань залежних змінних детермінований еквівалент стохастичної моделі квазістаціонарних режимів роботи магістрального водоводу розв’язується модифікованим методом Ньютона. Результатом роботи є метод розрахунку оцінок дисперсій залежних змінних для стохастичної моделі квазістаціонарних режимів роботи магістрального водоводу. Висновки: у роботі запропоновано наближений метод розрахунку статистичних властивостей залежних змінних відповідно до статистичних властивостей параметрів та незалежних змінних стохастичної моделі квазістаціонарних режимів роботи магістрального водоводу. Наближений метод оснований на побудові детермінованого еквівалента стохастичної моделі квазістаціонарних режимів роботи магістрального водоводу та його використанні для розрахунку оцінок математичних сподівань і дисперсій залежних змінних за умови заданих значень математичних сподівань та дисперсій незалежних змінних. На відміну від методу імітаційного моделювання, запропонований метод не потребує значних часових витрат та обчислювальних ресурсів. Застосування наближеного методу показано на прикладі
Автоматизація технологічного процесу формоутворення деталей із прямолінійними рифтами
Get PDFThe subject matter of the article is technological line for the production of thick sheet parts with rifts, made of structural and special steels. The goal of the work is analysis and creation of methods of managing basic technological operations at all stages of the technological process of the automated production of such parts. The following tasks were solved in the article: formation of models of the main stages of forming parts with rectilinear rifts and control of dynamic properties of selected systems of their implementation. The following methods used are – methods of numerical integration and numerical methods of solving differential equations; analytical solution of differential equations based on the Dahlembert principle or by using the Lagrange equation; frequency analysis of transfer functions of individual links, presented in the form of fractional-rational functions. The following results were obtained – constructed in the first approximation the composition and sequence of the main operations of the generalized technological process of the automated production of thick-walled sheet parts with rifts; according to the results of the analysis of the process of elastic-plastic change of the shape of the region with many connections, the input and output parameters necessary for building a control model of the specified process were determined; it is determined that for its implementation it is necessary to ensure free deformation of at least 0.25 % of the rift surface area outside of contact with the forming tool, and the necessary technological methods for this are proposed; proposed variants of the technical implementation of the selected technological methods; the results of modeling schemes and modes of operation of the necessary technical equipment are presented. Conclusions: The application of the proposed structure, composition and sequence of main operations of the generalized technological process of the automated production of thick-walled sheet parts with cracks, based on its implementation by the selected methods on the proposed equipment, will allow to ensure the effective management of the quality of the production of the specified parts at each stage of the technological process.Предметом дослідження є технологічна лінія виготовлення товстолистових деталей з рифтами, виготовленими з конструкційних і спеціальних сталей. Мета роботи – проаналізувати й створити методи управління основними технологічними операціями на всіх ланках технологічного процесу автоматизованого виготовлення таких деталей і на їх підставі сформулювати передумови розроблення локальних систем керування обладнанням, що забезпечує виконання операцій на кожному визначеному в цій роботі етапі технологічного процесу, а також визначити чинники побудови структури та алгоритму загальної системи керування, яка синхронізуватиме та контролюватиме весь технологічний процес. У статті розв’язуються такі завдання: створення моделей основних етапів формоутворення деталей з прямолінійними рифтами та керування динамічними властивостями обраних систем їх реалізації. Використовуються такі методи: чисельне інтегрування та розв’язання диференційних рівнянь; аналітичне розв’язання диференційних рівнянь на основі принципу Даламбера або способом використання рівняння Лагранжа; частотний аналіз передатних функцій окремих ланок, поданих у вигляді дробово-раціональних функцій. Досягнуто таких результатів: побудовано в першому наближенні склад та послідовність основних операцій узагальненого технологічного процесу автоматизованого виготовлення товстостінних листових деталей з рифтами; за результатами аналізу процесу пружно-пластичної зміни форми ділянки з багатьма зв’язками визначено вхідні й вихідні параметри, необхідні для побудови моделі керування зазначеним процесом; з’ясовано, що для його реалізації потрібно забезпечити вільне деформування як мінімум 0,25 % площі поверхні рифту поза контактом із формоутворювальним інструментом, і запропоновано необхідні для цього технологічні методи; подано варіанти технічної реалізації обраних технологічних методів; наведено результати моделювання схем і режимів роботи необхідного технічного обладнання. Висновки. Застосування запропонованої структури, складу та послідовності основних операцій узагальненого технологічного процесу автоматизованого виготовлення товстостінних листових деталей з рифтами на основі його реалізації обраними методами на запропонованому обладнанні забезпечить ефективне управління якістю виготовлення зазначених деталей на кожному етапі технологічного процесу
ОНТОЛОГО-КЕРОВАНІ ЗАСОБИ ОБРОБЛЕННЯ ТА ПОДАННЯ ВЕЛИКИХ МАСИВІВ НЕСТРУКТУРОВАНИХ ТЕКСТІВ
Get PDFThe subject of the article's research is methods of ontology-driven processing and presentation of unstructured texts in a global environment. The goal of the work is to improve the efficiency of automatic search, classification and selection of the necessary information contained in electronic publications in an unstructured form by developing a model, method and means of automated processing and transdisciplinary presentation of text documents created in Ukrainian, Russian and English languages. In accordance with the goal, the following tasks were set: to conduct an overview of models of processing and presentation of unstructured texts, to identify the advantages of information systems with an ontology-driven architecture, to develop a conceptual model and means for automated processing and transdisciplinary presentation of text documents, improve the method of recursive reduction, with the help of developed method and means to process a large array of unstructured texts (in particular information base of knowledge of scientific products (IBK SP), educational programs, as well as educational and research projects of the National Center "Junior Academy of Sciences of Ukraine"), to present them in a form that allows to reveal the quality and completeness of the knowledge system available in the databases and, thus, experimentally to confirm the effectiveness of the developed means. The conducted research is based on the following methods: systemological classification, algebraic-logical and axiomatic methods, the method of recursive reduction. The following results were obtained: the existing models of processing and presentation of unstructured texts were described, the technological aspects of the ontology-driven approach to the processing and presentation of large arrays of network documents were improved, the technology of forming ontologies of documents based on the representation of their taxonomies, connections between their contexts and multiple representations was developed, which provides effective search for information in unstructured texts. Conclusions: The advantages of ontology-driven means for processing and presentation unstructured texts are substantiated. The method of recursive reduction by constructing a transformation, which leads to the predicative form of ontologically given descriptions of information, gained further development. The idea of effective search, processing, classification and selection of the necessary information has gained further development.Предметом дослідження статті є методи онтолого-керованого оброблення та подання неструктурованих текстів у глобальному середовищі. Мета роботи – підвищення ефективності автоматичного пошуку, класифікації та вибору необхідної інформації, що міститься в електронних виданнях у неструктурованій формі шляхом розроблення моделі, методу й засобів автоматизованого оброблення та трансдисциплінарного подання текстових документів, створених українською, російською та англійською мовами. Відповідно до мети визначено такі завдання: розглянути моделі оброблення та подання неструктурованих текстів; виявити переваги інформаційних систем з онтолого-керованою архітектурою; розробити концептуальну модель і засоби автоматизованого оброблення та трансдисциплінарного подання текстових документів; удосконалити метод рекурсивної редукції; за допомогою розроблених методів і засобів обробити великий масив неструктурованих текстів (зокрема інформаційну базу знань наукової продукції (ІБЗ НП), навчальні програми, а також навчально-дослідницькі проєкти НЦ "Мала академія наук України"); подати їх у вигляді, що дасть змогу виявляти якість і повноту наявної в базах системи знань і, отже, експериментально підтвердити ефективність розроблених засобів. Проведені дослідження ґрунтуються на таких методах: системологічної класифікації, алгебро-логічний та аксіоматичний методи, метод рекурсивної редукції. Здобуто такі результати: описано наявні моделі оброблення та подання неструктурованих текстів; удосконалено технологічні аспекти онтолого-керованого підходу до оброблення та подання великих масивів мережних документів; розроблено технологію формування онтологій документів на основі репрезентації їх таксономій, зв’язків між їх контекстами та множинного подання, що забезпечує ефективний пошук інформації в неструктурованих текстах. Висновки: обґрунтовано переваги онтолого-керованих засобів оброблення та подання неструктурованих текстів; подальшого розвитку набув метод рекурсивної редукції шляхом побудови перетворення, яке приводить до предикативної форми онтологічно задані описи інформації; викладено ідеї ефективного пошуку, оброблення, класифікації та вибору необхідної інформації
АВТОМАТИЗОВАНА СИСТЕМА УПРАВЛІННЯ ПРОЄКТАМИ В ТРАНСПОРТНІЙ ЛОГІСТИЦІ
No full textThe article is a continuation of regular research on project management based on efficient transportation. The purpose of the work is to improve the efficiency of management decision-making in the implementation of projects in transport logistics through the use of automated planning and analysis systems. The object of study is the process of forming organizational support for project management in transport logistics using automated planning and analysis systems for project efficiency. The subject of the study is the practical tools for organizational support of project management in transport logistics using automated systems for planning and analyzing project performance. Methods. In the course of the study, a systematic approach was implemented, general scientific methods were used, including logical analysis, synthesis, induction, deduction, analogy, and modeling. The theoretical and methodological basis of the study is the fundamental provisions of project management, management efficiency theory, scientific works of domestic and foreign scientists on project management at the micro, meso, and macro levels. Given the purpose of the work, several tasks were set and solved, in particular, the applied imperatives of resource and budget planning were outlined on the example of a logistics center based on the Odesa seaport and the project implementation was monitored in Microsoft Project. In terms of resource and budget planning, the expediency of using the method and indicators of the volume utilized is proved. The actual progress of the project against the planned indicators is analyzed. A new project was created using the Microsoft Project software and data entry method. In terms of monitoring, conclusions were drawn on the course of events in the project implementation and the status of implementation by individual types of work was clearly shown. All this made it possible to achieve concrete results. In terms of resource and budget planning, it was determined to what extent there is a deviation from the planned project implementation timeframe. In terms of monitoring, the need to optimize staffing, budget, and time parameters was identified. The essence of this optimization boils down to the decision to attract additional labor resources with the corresponding cost of work per hour. This made it possible to get rid of the conflict and obtain positive dynamics in the project implementation, as evidenced by the date of its completion, which remained unchanged after the resources were equalized. The need to continue the study and focus on project risk management is outlined.Стаття є продовженням регулярних досліджень, присвячених управлінню проєктами на базі ефективного транспортного забезпечення. Мета роботи – підвищення ефективності прийняття управлінських рішень під час реалізації проєктів у транспортній логістиці з допомогою використання автоматизованих систем планування й аналізу. Об’єктом вивчення є процес формування організаційного забезпечення управління проєктами в транспортній логістиці з використанням автоматизованих систем планування й аналізу ефективності проєкту. Предмет дослідження – практичний інструментарій організаційного забезпечення управління проєктами в транспортній логістиці з використанням автоматизованих систем планування й аналізу ефективності проєкту. Методи. У процесі дослідження реалізовано системний підхід, використані загальнонаукові методи, зокрема логічний аналіз, синтез, індукція, дедукція, аналогія, моделювання. Теоретико-методичною основою вивчення стали фундаментальні положення з проєктного менеджменту, теорії ефективності управління, наукові праці вітчизняних і зарубіжних учених щодо управління проєктами на мікро-, мезо- й макрорівнях. З огляду на мету роботи поставлено та розв’язано декілька завдань. Окреслено прикладні імперативи планування ресурсів і бюджету на прикладі логістичного центру на базі одеського морського порту й здійснено спостереження за реалізацією проєкту в Microsoft Project. У частині планування ресурсів і бюджету доведено доцільність використання методу та показників освоєного обсягу. Проаналізовано фактичний хід виконання проєкту за плановими показниками. З використанням програмного продукту Microsoft Project, способом уведення даних створено новий проєкт. У частині моніторингу сформульовано висновки про перебіг подій у реалізації проєкту та наочно показано стан реалізації за окремими видами робіт. Усе це дало змогу здобути конкретні результати. У частині планування ресурсів і бюджету визначено, наскільки відбувається відхилення від запланованих строків реалізації проєкту. У частині моніторингу встановлено необхідність в оптимізації кадрового, бюджетного й часового параметрів. Сутність цієї оптимізації зводиться до рішення додаткового залучення трудових ресурсів із відповідною вартістю робіт за годину. Це дало змогу позбавитися конфлікту й досягти позитивної динаміки в реалізації проєкту, про що свідчить дата його завершення, яка після вирівнювання ресурсів залишилася без змін. Окреслено необхідність продовження дослідження та зосередження уваги на управлінні ризиками проєкту
Бінарна класифікація на основі поєднання теорії приблизних множин і дерев рішень
Get PDFThe subject of the study is to improve the accuracy and efficiency of classification algorithms using decision trees by integratingthe principles of Rough Set theory, a mathematical approach to approximating sets. The aim of the study is to develop a hybridmodel that integrates rough set theory with decision tree algorithms, thereby solving the inherent limitations of these algorithms in dealing with uncertainty in data. This integration should significantly improve the accuracy and efficiency of binary classification based on decision trees, making them more robust to different inputs. Research objectives include a deep study of possible synergies between approximate set theory and decision tree algorithms. For this purpose, we are conducting a comprehensive study of the integration of approximate set theory within decision tree algorithms. This includes the development of a model that utilizes the principles and algebraic tools of approximate set theory to more efficiently select features in decision tree-based systems. The model uses the theory of approximate sets to efficiently handle uncertainty and weighting, which allows for improved and extended feature selection processes in decision tree systems. A series of experiments are conducted on different datasets to demonstrate the effectiveness and practicality of this approach. These datasets are chosen to represent a range of complexities and uncertainties, providing a thorough and rigorous evaluation of the model’s capabilities. The methodology uses advanced algebraic tools of approximate set theory, including the formulation of algebraic expressions and the development of new rules and techniques, to simplify and improve the accuracy of data classification processes using decision tree systems. The findings of the study are important because they show that integrating approximate set theory into decision tree algorithms can indeed provide more accurate and efficient classification results. Such a hybrid model demonstrates significant advantages in dealing with data with embedded uncertainty, which is a common challenge in many complementary scenarios. The versatility and effectiveness of the integrated approach is demonstrated by its successful application in the areas of credit scoring and cybersecurity, which emphasizes its potential as a versatile tool in data mining and machine learning. The conclusions show that integrating approximate set theory can lead tomore accurate and efficient classification results. By improving the ability of decision trees to account for uncertainty and imprecision in data, the research opens up new possibilities for robust and sophisticated data analysis and interpretation in a variety of industries, from healthcare to finance and beyond. The integration of approximate set theory and decision trees is an important step in the development of more advanced, efficient, and accurate classification tools in the era of big data.Предмет дослідження – підвищення точності та ефективності алгоритмів класифікації на основі дерев рішеньза допомогою інтеграції принципів теорії приблизних множин (Rough Set), математичного підходу до апроксимації множин. Мета дослідження – розроблення гібридної моделі, яка об’єднує теорію приблизних множин з алгоритмами дерев рішень, тим самим вирішуючи вроджені обмеження цих алгоритмів у роботі з невизначеністю в даних. Ця інтеграція має суттєво покращити точність та ефективність бінарної класифікації на основі дерев рішень, роблячи їх більш стійкими до різних вхідних даних. Завдання статті передбачають глибоке вивчення можливих синергій між теорією приблизних множин та алгоритмами дерев рішень. З цією метою комплексно досліджено інтеграцію теорії приблизних множин у межах алгоритмів дерев рішень. Це потребує розроблення моделі, що використовує принципи та алгебраїчні інструменти теорії приблизних множин для більш ефективного відбору ознак у системах, основаних на деревах рішень. Модель застосовує теорію приблизних множин для ефективної роботи з невизначеністю та вагомістю, що дає змогу удосконалювати та розширювати процеси відбору ознак у системах дерев рішень. Проведено серію експериментів на різних наборах даних для демонстрації ефективності та практичності цього підходу. Ці набори даних обрані для подання спектра складностей та невизначеностей із забезпеченням ретельного оцінювання можливостей моделі. Методологія використовує передові алгебраїчні інструменти теорії приблизних множин, зокрема формулювання алгебраїчних виразів та розроблення нових правил і технік, для спрощення та підвищення точності процесів класифікації даних за допомогою систем дерев рішень. Знахідки дослідження є важливими, оскільки свідчать про те, що інтеграція теорії приблизних множин у алгоритми дерев рішень може забезпечити більш точні та ефективні результати класифікації. Така гібридна модель демонструє значні переваги в роботі з інформацією із вбудованою невизначеністю, що є загальним викликом у багатьох додаткових сценаріях. Ефективність інтегрованого підходу продемонстровано його успішним застосуванням у сферах кредитного скорингу та кібербезпеки, що вказує на його потенціал як універсального інструмента в галузі видобутку даних і машинного навчання. Висновки. З’ясовано, що інтеграція теорії приблизних множин може привести до більш точних та ефективних результатів класифікації. Покращуючи можливість дерев рішень, необхідно зважати на невизначеність і неточність інформації. Дослідження відкриває нові перспективи для надійного й ґрунтовного аналізу та інтерпретації даних у різних галузях – від охорони здоров’я до сфери фінансів тощо. Інтеграція теорії приблизних множин і дерев рішень є важливим кроком у розвитку більш удосконалених, ефективних і точних інструментів класифікації в епоху великих обсягів інформації
ОЦІНЮВАННЯ ЕНЕРГЕТИЧНИХ ВИТРАТ У ПРОЦЕСІ ВИКОРИСТАННЯ МОБІЛЬНИХ ПРИСТРОЇВ ДЛЯ ХМАРНИХ ОБЧИСЛЕНЬ
Get PDFModern computing tasks require an increase in computing power. This necessitates the creation and production of new equipment for cloud computing. At the same time, the number of personal mobile devices is already measured in billions, and even their partial use could reduce production requirements. In addition, mobile hardware is more energy efficient, which contributes to significant energy savings. The article investigates the issue of qualitative and quantitative assessment of the efficiency of using mobile devices for computing compared to traditional stationary solutions. The purpose of the work is to substantiate the following hypothesis: computing in the cloud based on mobile devices significantly reduces energy consumption than computing on stationary equipment. For this purpose, we show that computing on a mobile GPU is more energy efficient than computing on a stationary processor. Public sources and benchmarks were analyzed to determine the qualitative advantage. On the basis of the studied data, efficiency indicators for various mobile and desktop GPUs are calculated. It is argued that in most cases, mobile solutions consume significantly less energy compared to desktop solutions. To calculate the quantitative advantage, an experiment was conducted on the basis of two platforms: mobile and desktop. The same computational task was implemented using Apple Metal and NVidia CUDA. Based on this task, the energy efficiency indicators of the mobile and stationary graphic professor were calculated. According to the results of the study, a significant advantage of the mobile GPU in terms of energy efficiency has been determined. This result is relevant because the platforms were released in the same year with a difference of several months, so they can be considered peers of each other. The approaches presented here do not take into account the consumption of all other parts of the system, except for the GPUs. This means that the consumption of the motherboard, power supply, etc. can tilt the balance in favor of the mobile processor even more. But for distributed computing, the network connection is very important, and it can consume a significant amount of power on a mobile device. Further research will focus on a more comprehensive accounting of the energy consumption of various computer subsystems.Сучасні обчислювальні задачі потребують зростання обчислювальних потужностей. Це викликає необхідність створення та виробництва нового обладнання для хмарних обчислень. Одночасно з цим кількість персональних мобільних пристроїв уже вимірюється мільярдами, і навіть часткове їх залучення могло б зменшити вимоги до виробництва. Крім того, мобільне апаратне забезпечення є більш енергоефективним, що сприяє значному заощадженню енергії. У статті досліджено питання якісної та кількісної оцінки ефективності використання мобільних пристроїв для обчислень порівняно з традиційними стаціонарними рішеннями. Мета роботи – обґрунтувати таку гіпотезу: обчислення в хмарі на основі мобільних пристроїв суттєво зменшує використання енергії, ніж обчислення на стаціонарному обладнанні. Для цього показано, що обчислення на мобільному графічному процесорі є більш енергетично ефективним, ніж обчислення на стаціонарному процесорі. Для визначення якісної переваги проаналізовано публічні джерела та бенчмарки. На основі досліджених даних обчислено показники ефективності для різноманітних мобільних і стаціонарних графічних процесорів. Аргументовано, що здебільшого мобільні рішення витрачають суттєво менше енергії порівняно з стаціонарними рішеннями. Для обчислення кількісної переваги проведено експеримент на основі двох платформ: мобільної та стаціонарної. Одну й ту саму обчислювальну задачу було реалізовано за допомогою Apple Metal та NVidia CUDA. На основі цієї задачі обчислено показники енергетичної ефективності мобільного й стаціонарного графічного професора. За результатами дослідження визначено суттєву перевагу мобільного графічного процесора в перерахунку на енергетичну ефективність. Цей результат є релевантним, оскільки платформи вийшли в один рік із різницею у кілька місяців, отже, їх можна вважати ровесницями одна одній. Надані підходи не враховують споживання всіх інших частин системи, крім графічних процесорів. Це означає, що споживання материнської плати, блоку живлення тощо можуть схилити перевагу на користь мобільного процесора ще більше. Але для розподілених обчислень дуже важливим є мережне з’єднання, що може споживати суттєву кількість енергії на мобільному пристрої. Подальші дослідження стосуватимуться більш всеосяжного обліку споживання енергії різними підсистемами комп’ютера
МЕТОД ПІДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ РОБОТИ ВОДОПРОВІДНОЇ МЕРЕЖІ СПОСОБОМ ЇЇ ЗОНУВАННЯ
Get PDFThe goal of the work is to use a stochastic model of quasi-stationary modes of water supply network to reduce excess pressure in the water supply network by establishing pressure regulators at the entrances to the selected zones. The subject of research in the article is the optimization of the structure of water supply network by zoning. The article discusses the task of optimal zoning of water supply networks, which consists of two subtasks: allocation in the water supply network of isolated zones of nodes with excess pressure exceeding a given value; calculation of the parameters of pressure regulators installed at the entrances to the selected zones. A method based on the breadth-first search method is proposed for zone selection. The deterministic equivalent of this problem is solved using the Newton and Nelder-Mead methods. As a result of solving this problem, we obtain the minimum required values of the pressures stabilized at the outlets of the regulators and the maximum allowable values of the flow rates through them. To determine the minimum and maximum values of the ranges of flow rates and pressures at the inlets and outlets of the regulator, the forecast of the maximum and minimum water consumption by all categories of consumers in the selected zone is carried out and the problem of optimal load distribution between the pressure regulators is solved. As a result, we obtain a range of changes in the optimal flow rates through the regulator and the values of pressure stabilized at the output of the regulator. Based on this information, the type of regulators is determined that provides the necessary ranges of pressure changes at the inlets and outlets of the regulators for the minimum and maximum predicted costs through the regulator and the minimum allowable pressure at its inlet. The following results were obtained: calculations show that, using zoning and installation of pressure regulators at the inlets to isolated zones of the water supply network of the structure under consideration, it is possible to reduce the mathematical expectation of the total excess pressure in the network by 21%. Conclusions: the paper proposes a mathematical model for the problem of optimal zoning of the water supply network, based on a stochastic model of quasi-stationary modes of its operation, and a method for solving this problem. A computational experiment carried out for a water supply network of a given structure showed that as a result of installing pressure regulators at the entrances to the selected zones, it is possible to increase the efficiency of its operation.Метою є використання стохастичної моделі квазістаціонарних режимів роботи водопровідної мережі для зниження надлишкових напорів шляхом встановлення регуляторів тиску на входах у виділені зони. Предметом дослідження є оптимізація структури водопровідної мережі шляхом зонування. У статті задача оптимального зонування водопровідних мереж вирішується з допомогою двох задач: виділення у водопровідній мережі відокремлених зон вузлів із надлишковими напорами, що перевищують задане значення; розрахунок параметрів регуляторів тиску, що встановлюються на входи у виділені зони. Для виділення зон запропонований метод, що ґрунтується на способі пошуку в ширину. Для розрахунку параметрів регуляторів тиску розв’язується задача оптимального розподілу навантаження між регуляторами тиску. Детермінований еквівалент цієї задачі розв’язується з використанням методів Ньютона та Нелдера – Міда. Завдяки розв’язанню цієї задачі отримуємо мінімальні необхідні значення напорів, що стабілізуються на виходах регуляторів, і максимальні допустимі значення витрат через них. Для визначення мінімального й максимального значень діапазонів зміни витрат і напорів на входах та виходах регулятора прогнозується максимальне й мінімальне водоспоживання всіма категоріями споживачів у виділеній зоні та розв’язується задача оптимального розподілу навантаження між регуляторами тиску. Унаслідок отримуємо діапазон зміни оптимальних значень витрат через регулятор і значень напорів, що стабілізуються, на виході регулятора. На підставі цієї інформації визначається тип регуляторів, що забезпечує необхідні діапазони зміни напорів на входах і виходах регуляторів для мінімальних та максимальних прогнозованих витрат через регулятор, та мінімальний допустимий напір на його вході. Здобуто такі результати: розрахунки показують, що завдяки зонуванню й установленню регуляторів тиску на входах в ізольовані зони водопровідної мережі розглянутої структури можливо знизити математичне сподівання сумарного надлишкового напору в мережі на 21%. Висновки: запропоновано математичну модель задачі оптимального зонування водопровідної мережі, що ґрунтується на стохастичній моделі квазістаціонарних режимів її роботи, та метод розв’язання цієї задачі. Обчислювальний експеримент, що проводився для водопровідної мережі заданої структури, показав, що внаслідок установлення регуляторів тиску на входах у виділені зони можливо підвищити ефективність її роботи
ОБРОБКА ТОПОЛОГІЧНИХ ЗОБРАЖЕНЬ ДЛЯ КОМПЛЕКСНОГО АНАЛІЗУ ДЕФЕКТІВ І ВІДХИЛЕНЬ ЗА ДОПОМОГОЮ АДАПТИВНОЇ БІНАРИЗАЦІЇ
No full textThe subject of this article is the preparation for recognition and comparison of real topological images of printed circuit boards (PCBs) using adaptive image binarisation with an "automatic window" (the area for scanning the image "Block size"). The aim of the work is to improve the method of adaptive binarisation for images obtained by technical vision systems by developing an automatic algorithm for detecting the required value of the image binarisation window. Objectives: to analyse the subject area for the analysis of technical images of the topology of the SOE; to describe the finding of the global binarisation threshold using the "Otsu" method; to perform global image binarisation; to calculate the standard deviation of binarisation; to process the results obtained to find the required value of the Block size; to test the developed algorithm in software. Results: an image processing algorithm with automatic adjustment of the "Block size" binarisation window was implemented and tested; software was developed using the proposed algorithm and the performance of global binarisation with an improved method of finding the "Block size" values for scanning an image in processing small elements of the SE topology was compared. This will allow solving the following issues: noise removal – removing noise from the image (noise can occur due to poor scan or photo quality, as well as due to the presence of small spots on the surface of the PCB); image segmentation – dividing the image into separate elements such as contours, zones and text (this process can be automated using image processing software); element detection – finding and separating individual elements such as resistors, capacitors and other components depicted on the topology. Conclusions: according to the results of the work, an algorithm for automatically adjusting the size of the scanning area "Block size" for binarisation of technological images of the SE topology has been developed. The following advantages of this algorithm can be distinguished: automatic finding of the optimal scanning area Block Size; resistance to image noise without the use of smoothing filters; finding details in areas of contrast difference.Предметом дослідження статті є підготовка для розпізнавання та порівняння реальних топологічних зображень друкованих плат (ДП) за допомогою адаптивної бінаризації зображення з "автоматичним вікном" (ділянки для сканування зображення "Block size"). Мета роботи – удосконалення методу адаптивної бінаризації для зображень, отриманих системами технічного зору за допомогою розробки автоматичного алгоритму виявлення необхідного значення вікна бінаризації зображення. Завдання: дослідити предметну сферу для аналізу технічних зображень топології ДП; описати знаходження глобального порога бінаризації за допомогою методу "Otsu"; провести глобальну бінаризацію зображення; розрахувати середнє квадратичне відхилення бінаризації; обробити здобуті результати для знаходження необхідного значення "Block size"; перевірити розроблений алгоритм у програмному забезпеченні. Результати: реалізовано та перевірено алгоритм обробки зображень з автоматичним налаштуванням вікна бінаризації "Block size"; розроблено програмне забезпечення з використанням запропонованого алгоритму та порівняно роботу глобальної бінаризації з удосконаленим методом знаходження значень ділянки для сканування зображення "Block size"в обробці дрібних елементів топології ДП. Це вирішить такі питання: видалення шуму із зображення (шум може виникати з причини поганої якості сканування або фотографії, а також через наявність дрібних плям на поверхні друкованої плати); сегментація зображення – поділ його на окремі елементи, такі як контури, зони й текст (цей процес може бути автоматизований за допомогою програмного забезпечення для обробки зображень); виявлення елементів – знаходження та відокремлення окремих елементів, зокрема резисторів, конденсаторів та інших компонентів, зображених на топології; відновлення елементів – використання програмного забезпечення для відновлення форми й розмірів окремих елементів (цей процес може бути автоматизований з використанням моделей глибокого навчання, які можуть розпізнавати різні типи елементів); аналіз топології – використання результатів обробки зображення для аналізу топології друкованої плати (це може передбачати перевірку з'єднань, вимірювання розмірів елементів і перевірку сумісності зі схемою пристрою). Висновки: за результатами роботи розроблено алгоритм автоматичного налаштування розмірів сканувальної ділянки "Block size" для бінаризації технологічних зображень топології ДП; визначено такі переваги розробленого алгоритму: автоматичне знаходження оптимальної сканувальної ділянки "Block size"; опір шумам зображення без використання згладжувальних фільтрів; знаходження деталей у зонах перепаду контрасту
АВТОМАТИЗОВАНА СИСТЕМА УПРАВЛІННЯ РЕСУРСАМИ ДЛЯ КОМУНАЛЬНОГО СЕКТОРА НА БАЗІ БЕЗДРОТОВИХ СЕНСОРНИХ МЕРЕЖ
No full textThe subject of this study is methods, tools and automated resource management systems for the housing and communal sector. The object of research is the process of controlling resource consumption at housing and communal facilities. The aim of the study is to develop an automated resource management system for the utility sector based on wireless sensor networks. To achieve this goal, the following tasks were solved: a review and analysis of existing methods, tools and automated resource management systems; selection of system components based on technical requirements and taking into account the selected LoRaWAN wireless connection technology; development of a structural diagram and algorithm for the operation of an automated resource management system based on wireless sensor networks; modelling of the process of managing the resources of the utility sector using a wireless sensor network based on t The following methods are used in the work: critical analysis of LoRa technology and other wireless IoT technologies, FOREL and -means clustering methods. The following results were obtained: a general description of the automated resource management system was carried out, its composition and main tasks were determined, and technical requirements for it were established, wireless data transmission technology was selected, on the basis of which the automated resource management system was built, an in-depth comparative analysis of the most effective modern wireless technologies – LoRaWAN and NB-IoT – was carried out, system components were selected, a structural diagram and algorithm for the automated resource management system were developed, and the process of the automated resource management system was modelled. Conclusions: the application of the proposed automated resource management system provides high-quality control of energy consumption at the facilities of the housing and communal sector, makes it possible to control their volume, monitor and analyse energy consumption data, and manage the entire energy supply network as a single system, which is especially necessary in martial law. This approachallows rationalising the consumption of resources by household consumers, which means that the financial costs of energy supply will decrease and the level of energy savings in the country will increase.Предметом дослідження є методи, засоби й автоматизовані системи управління ресурсами для житлово-комунального сектора. Об’єктом є процес контролю витрат ресурсів на об’єктах житлово-комунального господарства. Мета статті – розроблення автоматизованої системи управління ресурсами для комунального сектора на базі бездротових сенсорних мереж. Для досягнення поставленої мети вирішені такі завдання: розглянуто й проаналізовано наявні методи, засоби автоматизованих систем управління ресурсами; обрано компоненти системи на основі технічних вимог до неї та з урахуванням обраної технології бездротового з’єднання LoRaWAN; розроблено структурну схему й алгоритм роботи автоматизованої системи управління ресурсами на базі бездротових сенсорних мереж; проведено моделювання процесу управління ресурсами комунального сектора з використанням бездротової сенсорної мережі на базі технології LoRa. У роботі застосовано такі методи: критичний аналіз технології LoRa та інших бездротових технологій ІоТ, методи кластеризації FOREL і -means. Здобуто такі результати: здійснено загальний опис автоматизованої системи управління ресурсами, визначено її склад та основні завдання, а також встановлено технічні вимоги до неї, обрано технологію бездротової передачі даних, на основі якої побудовано автоматизовану систему управління ресурсами, проведено глибокий порівняльний аналіз найефективніших сучасних бездротових технологій – LoRaWAN та NB-IoT, обрано компоненти системи, розроблено структурну схему й алгоритм роботи автоматизованої системи управління ресурсами, змодельовано процес управління ресурсами комунального сектора з використанням бездротової сенсорної мережі на базі технології LoRa. Висновки: застосування запропонованої автоматизованої системи управління ресурсами забезпечує якісний контроль енерговитрат на об’єктах житлово-комунального сектора, дає змогу контролювати їх обсяг, проводити моніторинг та аналіз інформації про енерговитрати, керувати всією мережею енергопостачання як єдиною системою, що особливо необхідно в умовах воєнного стану. Такий підхід допомагає раціоналізувати споживання ресурсів побутовими споживачами, а це означає, що фінансові витрати на енергопостачання зменшаться, а рівень економії енергоресурсів у державі загалом зросте
МЕТОДИ ТА АЛГОРИТМИ ОЦІНЮВАННЯ ЦИФРОВОЇ ІНФРАСТРУКТУРИ ЗАКЛАДІВ ВИЩОЇ ОСВІТИ
Get PDFIn the modern world, the use of digital technologies in the educational process is becoming increasingly relevant. In this regard, the assessment of the digital infrastructure of higher education institutions is extremely important. To do this, it is necessary to use appropriate methods and algorithms to assess the quality of the digital infrastructure and the effectiveness of its use in the educational process. In order to improve the quality of education and ensure maximum accessibility to digital infrastructure, it is important to evaluate its effectiveness and quality. The subject of research in the article is the methods and algorithms for assessing the digital infrastructure of higher education institutions. The aim of the work is to analyze the methods for assessing the digital infrastructure of higher education institutions and creating a universal approach for higher education based on the analyzed examples. The following tasks are solved in the article: analysis of scientific sources on methods and algorithms for assessing the level of digital infrastructure, determining the main methods used for similar tasks in Ukraine and the world, determining existing assessment criteria and indicators, developing unified criteria that take into account the specifics of each institution of higher education, developing a method assessments according to these criteria and selection of methods for assessing certain criteria, development of an algorithm for evaluating criteria and obtaining an overall assessment, analysis of the results obtained. To achieve the goals and solve the tasks set were used following methods: methods of scientific analysis, methods of analysis of hierarchies and expert assessments. The main conclusions of the article are the development of a universal method and algorithm for assessing the digital infrastructure of higher education institutions, which will effectively and more objectively determine the level of development of digital infrastructure in higher education institutions and compare different institutions. Conclusions: The application of the method will help in comparing higher education institutions, taking into account the specifics of each of them, and will provide a more objective assessment of the digital infrastructure in the institution.У сучасному світі використання цифрових технологій у навчальному процесі стає все більш актуальним явищем. У зв’язку з цим оцінювання цифрової інфраструктури закладів вищої освіти є надзвичайно важливим. Для цього необхідно застосовувати відповідні методи й алгоритми, що дають змогу визначати якість цифрової інфраструктури та її ефективність у навчанні. З метою підвищення якості освіти й забезпечення максимальної доступності цифрової інфраструктури важливо проводити належне оцінювання. Предметом дослідження є методи та алгоритми оцінювання цифрової інфраструктури вишів. Мета роботи – аналіз методів оцінювання цифрової інфраструктури закладів вищої освіти та створення універсального підходу для вишів на базі проаналізованих прикладів. У статті вирішуються конкретні завдання: аналіз наукових джерел щодо методів і алгоритмів оцінювання рівня цифрової інфраструктури; розгляд основних методів, що використовуються для схожих завдань в Україні та світі; визначення наявних критеріїв і показників оцінювання; розроблення уніфікованих критеріїв, з огляду на специфіку кожного закладу вищої освіти; створення методу оцінювання за певними критеріями та вибір методів для виявлення значущих критеріїв; розроблення алгоритму для оцінювання критеріїв та отримання загальної оцінки; аналіз здобутих результатів. Для досягнення мети й вирішення поставлених завдань застосовані такі методи: науковий аналіз, аналіз ієрархій та аналіз експертних оцінок. Основним результатом дослідження є розроблення універсального методу й алгоритму оцінювання цифрової інфраструктури закладів вищої освіти, що дають змогу ефективно та більш об’єктивно визначати рівень розвитку цифрової інфраструктури у вишах і порівнювати різні навчальні заклади. Висновки: застосування методу допоможе порівнювати заклади вищої освіти з огляду на особливість кожного з них і дасть змогу більш об’єктивно оцінити цифрову інфраструктуру навчальних закладів