Выведены и доказаны условия сходимости численного алгоритма решения линейного дифференциального уравнения с переменными нелинейными коэффициентами модели динамики химических и бактериологических показателей качества воды реки, который обеспечивает получение решения, корректного как с физической, так и с математической точек зрения при моделировании реакции речной системы на поступление в нее природных стоков или сточных вод ступенчатого характера. Показано каким образом можно проверить справедливость этих условий для заданной модели с какими-то конкретными коэффициентами.

В статье проанализированы возможности решения линейного дифференциального уравнения с переменными нелинейными коэффициентами, являющегося моделью динамики химических и бактериологических показателей качества воды реки. Установлены основные препятствия, возникающие при попытках решить уравнение известными аналитическими или обычными численными методами. Предложен численный алгоритм решения уравнения, позволяющий преодолеть эти препятствия. На конкретном примере показана методика применения всех приведенных в работе соотношений к решению поставленной задачи моделирования и доказана практическая целесообразность их использования.

Розглянуто систему автоматизованого електроприводу як типового і найбільш розповсюдженого прикладу електромеханічного перетворення енергії. Наведено приклади систем автоматизованого електропривода (САЕП). Представлені математичні моделі електродвигунів, електричного генератора, підсилювачів, силового перетворювача, давачів інформації, а також математична модель мікро-ЕОМ як елемент САЕП. Запропоновано класифікацію САЕП. Показано побудову математичних моделей детермінованих лінійних неперервних САЕП із зосередженими параметрами: ідентифікація в часовому просторі, на комплексній площині, на частотній осі, в просторі змінних стану. Описується побудова математичних моделей детермінованих лінійних дискретних САЕП із зосередженими параметрами. Представлений Фур'є-інтегральний метод ідентифікації (ФІМІ) електромеханічних процесів в лінійних динамічних системах із зосередженими параметрами: показано синтез алгоритмів параметричної ідентифікації сигналів на вході лінійної вимірювальної системи, а також побудову алгоритму параметричної ідентифікації лінійної динамічної системи за допомогою ФІМІ.

Розглянуто принципи побудови математичних моделей електромеханічних процесів (ЕМП), які протікають в лінійних динамічних системах із зосередженими параметрами, в яких має місце високий рівень зовнішніх завад та внутрішніх шумів, що змушує відносити їх до класу стохастичних систем. Розкрито особливості синтезу математичних моделей лінійних неперервних ЕМП на основі кореляційної теорії стаціонарних випадкових процесів, для яких виконується умова ергодичності. Показано, як будувати алгоритми ідентифікації стохастичних систем на основі Фур'є-інтегрального методу. Розглянуто моделі технічної діагностики електрообладнання на основі статистичної теорії прийняття рішень. Запропоновано моделі часових рядів, за допомогою яких можна здійснювати прогнозування розвитку електромеханічних процесів, що відносяться до класу стохастичних.

Дисертація присвячена розробці математичних моделей та проведенню за їх допомогою моделювання динаміки якості річкових вод, на яку впливають різні процеси забруднення та очищення. Розроблено спеціальний клас моделей, які описують процеси в річці з точки зору їх впливу на зміну якості річкових вод. Розроблено алгоритми ідентифікації оптимальної структури та параметрів моделей за умов повноти та неповноти вхідних даних. Запропоновано методики та алгоритми відновлення входів річкового об'єкта як відомих заздалегідь, так і офіційно незареєстрованих. Розроблені моделі синтезовано в просторі змінних стану якості води, що дає змогу використати їх в подальшому для розв'язання задач керування якістю води. Застосування на практиці розробленого автором дисертації пакету прикладних програм, в якому втілені розроблені алгоритми та моделі, для розв'язання задач оцінювання якості води в річці Південний Буг в місті Вінниця, дало успішні результати та довело доцільність його використання.

Розглянуто завдання управління якістю річкових вод для його покращання. Ділянку річки зображено як цифрову систему. Входами та виходами системи є характеристики якості води в початковому та кінцевому створах річки, а управління здійснюється через регулювання скидів стічних вод до річки. Наведено алгоритм управління, побудовано замкнуту систему оптимального управління, яка дозволяє покращити якість річкових вод, з мінімальними збитками. Як приклад побудовано системи управління та продемонстровано їх працездатність для покращання якості води річки.

Розглянуто задачу управління якістю річкових вод з метою її покращання. Ділянку річки представлено як технічну цифрову систему. Входами та виходами системи є характеристики якості води в початковому та кінцевому створах річки, а управління здійснюється через регулювання скидів стічних вод до річки. Поставлено задачу управління. За сформованим критерієм та за принципом Белмана синтезовано замкнуту систему управління, що дозволяє покращити якість річкових вод з мінімальними збитками.

Розглянуто аналітичне моделювання динаміки процесів, що впливають на якість води в річці. Побудовано адекватну тривимірну просторову модель динаміки, що враховує особливості протікання річкових процесів у різних частинах потоку - в турбулентній стремнинній і ламінарних прибережних зонах. Отримано аналітичний розв'язок рівнянь в явній формі.

Розглянуто задачу побудови критерію керування, що враховує особливості забруднення та очищення річкової води в конкретному еколого-економічному регіоні. Запропоновано метод, для визначення складові критерію, що є залежностями якості води в річці від збитків для користувачів цієї води та від витрат на будову очисних споруд або проведення інших очисних заходів на джерелах стічних вод. Розроблені алгоритми дозволяють після розв'язання задачі керування визначити конкретні оптимальні очисні заходи, які забезпечать мінімальні загальні збитки.

Розглянуто задачу синтезу оптимального закону керування скидами стічних вод до річки за умов надзвичайної ситуації, пов'язаної із наднормативним забрудненням річкової води вище за течією від ділянки річки, що розглядається, або на самій ділянці. Проаналізовано недоліки запропонованого раніше закону керування, зокрема, пов'язані з фізичною некоректністю деяких розв'язків задачі та наявністю для них зони нечутливості. Досліджено причини виникнення цих недоліків і запропоновано способи їх усунення, зокрема, розроблено критерій і принцип керування, які дозволять одержати оптимальний розв'язок поставленої задачі в усьому діапазоні значень квот на сумарний скид стічних вод.

Розглянуто задачу синтезу оптимальної системи керування скидами стічних вод у річку за умов надзвичайної ситуації, пов'язаної із наднормативним забрудненням річкової води. Розроблено алгоритм розрахунку нових нормативів на гранично допустимі скиди (ГДС) джерел забруднення річкових вод, що дають можливість працювати їм без аварійної зупинки. Врахування особливостей еколого-економічної ситуації регіону дозволяє встановлювати більші ГДС, ніж ті, що розраховуються за наявними методиками. Зазначено, що керування здійснюється за принципом: джерелам з більшим обсягом стічних вод - значно більші ГДС.

There was described the task of forming the Hydrologic bulletin, which is issued every day by Vinnytsia regional center for hydrometeorology. There were determined the difficulties which appear while composing the bulletin in a traditional way, and the way to overcome these difficulties with the help of geographic information technologies. There was reasoned the choice of GIS "Panorama 7" as the optimal software package according to the number of criteria. To solve the set task, there was developed the "Hydromet" geographic information system for the automated composing the Hydrologic bulletin. There was described the structure of the data base system, algorithm of the monitoring data processing, the way of the dynamic updating of the results on the map and composing the printable view of the bulletin. The developed system integrates with the state system of monitoring the environment in Vinnytsia region.

Стисло описано створену та випробувану у Вінницькому національному технічному університеті апаратно-програмну систему для дистанційного виконання лабораторних робіт технічного профілю, яка використовує запропоновану раніше унікальну технологію використання відео-інтернетних комплексів для забезпечення максимально повної імітації присутності студентів у реальній лабораторії під час виконання лабораторної роботи. Основний принцип системи: "Студент виконує лабораторну роботу, керуючи через комп'ютерну систему та мережу Internet діями Лаборанта у лабораторії". Описано принципи роботи елементів системи. Детально проаналізовано та вирішено основні проблеми, які виникають під час організації проведення дистанційної лабораторної роботи. Розроблено апаратне та програмне забезпечення, яке дозволяє у максимально стислий термін підготувати будь-яку лабораторну роботу технічного профілю, не вимагаючи від викладача, що її готує, спеціальних знань у галузі програмування та Web-дизайну. Наведено інші ідеї, які дозволять зробити цю технологію більш зручною.

Розглянуто задачу розрахунку розбавлення стічних вод з річковими в малих і середніх річках. Проаналізовано особливості та недоліки відомих упроваджених на практиці математичних моделей. Запропоновано новий алгоритм для оцінювання цих моделей, що базується на теорії нечітких множин, який дозволяє збільшити адекватність моделі, але не вимагає проведення додаткових складних вимірювань і досліджень.

Обгрунтовано необхідність розробки електронного геоінформаційного обласного кадастру річок, який би інтегрувався в обласну державну електронну систему моніторингу довкілля, що дало б можливість на регіональному рівні оперативно та комплексно розв'язувати проблеми раціонального використання, охорони та відтворення водних ресурсів області. Виділено основні характеристики, типові у паспортах річок. Описано розроблену у Вінницькому національному технічному університеті спільно з Вінничини Облводгоспом геоінформаційну систему річкового кадастру Вінницької області. Наведено основні форми цієї системи й описано структуру їх даних і способи наповнення. Описані теоретичні та практичні аспекти розробки можна використати і в будь-якому іншому регіоні України.

Зазначено, що запропонована технологія дозволить готувати електронні варіанти лекцій, придатні для використання їх у дистанційній формі навчання, швидко, якісно та за мінімуму зусиль у порівнянні з відомими технологіями. Лекційний матеріал займає мінімум місця на носіях (на компакт-дисках або на сайті в Internet), містить "живий" аудіозапис справжньої лекції, супровідні демонстраційні матеріали, має певний захист від несанкціонованого копіювання. Запропоновано технологію швидкого автоматичного формування сценарію лекції.

Розглянуто основні питання, які виникають під час переходу до дистанційної освіти у вищому навчальному закладі (ВНЗ) України технічного профілю. Наведено відповіді на ці питання за сучасного рівня розвитку дистанційної освіти за кордоном та у ВНЗ іншого профілю. Запропоновано основні концептуальні положення організації дистанційної освіти у Вінницькому національному технічному університеті на прикладі створення дистанційної підготовки магістрів.

Проведено аналіз можливої структури побудови тестів для використання в тренінгових системах і дистанційному навчанні. Розглянуто типи тестів і проаналізовано їх особливості з погляду програмної реалізації тестів на базі XML. Докладно розглянуто аспекти програмної реалізації процесу тестування. Запропоновано універсальну XML-структуру змістовної частини тесту, що може претендувати на глобальне використання в дистанційному навчанні.

Описано геоінформаційну аналітичну систему державного моніторингу поверхневих вод Вінниччини, розроблену у Вінницькому національному технічному університеті спільно з екологічними установами області, зокрема Держуправлінням екології та природних ресурсів. Викладено основні прийоми роботи з системою, показано, що вона є складовою загальної системи державного моніторингу довкілля регіону.

Описана геоинформационная аналитическая система государственного мониторинга поверхностных вод Винницкой области, разработанной в Винницком национальном техническом университете совместно с экологическими учреждениями области, в частности Госуправлением экологии и природных ресурсов. Изложены основные приемы работы с системой, показано, что она является составной частью общей системи государственного мониторинга окружающей среды региона.

Розроблено новий підхід до синтезу узагальненої математичної моделі процесів самоочищення та розбавлення забруднень у річці, що надійшли зі стічними водами. Розроблено математичну модель для розрахунку зміни діапазону значень якості річкової води, тобто у кожному створі річки математична модель дозволяє встановити мінімальне та максимальне значення заданого показника якості річкової води. Застосування математичної моделі обмежується малими та середніми річками, де в першому наближенні можна використовувати просторові одновимірні математичні моделі процесів розбавлення та змішування стічних вод з річковими.