Розглянуто особливості застосування методу скінченних різниць (МСР) для розв'язання нелінійних динамічних задач розподілених систем (РС) у потоці. Показано, що основними обмеженнями застосування МСР для числового моделювання поширення та відбиття хвиль у РС є особливості визначальних квазілінійних рівнянь. Вони зумовлюють необхідність одночасного обчислення змінних, що відповідають швидкоплинним і повільним хвильовим процесам. Для таких систем рівнянь використовують термін "сингулярно збурена система рівнянь". Ці збурення є наслідком значної різниці у швидкостях поширення поздовжніх, конфігураційних, згинальних і крутильних хвиль у РС на фізичному рівні. З огляду на це, потрібно застосовувати спеціальні покрокові за часом методи регуляризації та фільтрації числових результатів. Це накладає певні обмеження на можливість моделювання реальних процесів і точність отриманих результатів і змушує застосовувати неявні різницеві схеми та високочастотну фільтрацію. Для розв'язання систем лінійних алгебричних рівнянь з урахуванням поганої обумовленості матриці конвективних членів експериментальним обчисленням обрано метод регуляризації. Результати з необхідним ступенем точності можна отримати, використовуючи різницеву схему Кранка - Нікольсон навіть на грубих сітках і витрати часу у цьому випадку будуть мінімальними. Інша ситуація спостерігається у разі порівняння результатів на грубій і більш дрібній сітках для різницевої схеми Ейлера. Непереборні помилки від похибок апроксимації відсутніх граничних умов призводять до ще більших похибок.

Розглянуто особливості застосування теорії ризику та числового моделювання для визначення ресурсу будівель у зоні бойових дій. Надано кількісну комплексну оцінку зниження ресурсу будівель, що зазнали руйнувань. Розроблено комплексну прикладну методику визначення залишкового ресурсу будівель в зоні бойових дій. Побудовано графічну модель будівлі з урахуванням результатів візуального обстеження. Здійснено розрахунки динаміки напружено-деформованого стану будівлі. Оцінено ризики руйнування конструкцій будівлі та побудовано криву її життєвого циклу.

Сформульовано математичні моделі задач побудови кільцевих маршрутів транспортних засобів у багатопродуктовій ієрархічній мережі. Як правило, такі мережі складаються з децентралізованої магістральної мережі та мереж у внутрішніх зонах обслуговування магістральних вузлів (внутрішніх мереж). У багатопродуктовій мережі кожен вузол може обмінюватися продуктами (товарами, вантажами) з іншими вузлами. У зарубіжній літературі задачі проектування таких мереж називають задачами багатоступінчастого (багатоешелонного, багаторівневого) розміщення та маршрутизації (Multi-Echelon Location-Routing Problem - ME LRP). У багатоступінчастих LRP є кілька посередників між магістральними вузлами (центральними первинними об'єктами) і вузлами у внутрішніх зонах магістральних вузлів (кінцевими споживачами, клієнтами), а продукт, що розподіляється з магістральних вузлів, проходить через 2 або більше другорядних посередників у мережі (сателітів) до кінцевого споживача. У класичній LRP об'єднані для спільного розв'язання дві задачі - задача визначення розташування вторинних об'єктів (сателітів або депо) та магістральних маршрутів транспортних засобів та задача побудови кільцевих маршрутів внутрішніх транспортних засобів для обслуговування клієнтів із відомим попитом на однорідний взаємозамінний продукт. На відміну від задач розподілу однорідного взаємозамінного продукту, у багатопродуктових задачах LRP (Multi-Commodity Location-Routing Problem - MC LRP) потоки продуктів не взаємозамінні, потік кожного продукту має бути доставлений із певного первинного об'єкта до конкретного клієнта. Передбачається, що багаторівнева структура транспортної мережі визначена і відомі географічне розташування магістральних вузлів і його внутрішні зони обслуговування з множиною вузлів доставки та збору вантажів (клієнтів). Тому задачі визначення магістральних маршрутів транспортних засобів і побудови кільцевих маршрутів внутрішніх транспортних засобів розглядаються незалежно одна від одної. Обговорено види витрат реальних транспортних процесів, які мають враховуватися при формуванні цільової функції задач маршрутизації та запропоновано математичні моделі задач побудови комбінованих і розділених кільцевих маршрутів із неоднорідним парком транспортних засобів. Зазначається щодо можливості розв'язання сформульованих задач за допомогою відомих пакетів змішаного та цілочислового лінійного програмування.

Предмет дослідження - методи локально-адаптивної фільтрації нестаціонарних сигналів. Мета роботи - розробка локально-адаптивного алгоритму придушення нестаціонарного (з точки зору змінення дисперсії в часі) шуму в сигналах, що характеризуються різною поведінкою інформативної компоненти, при обмежених апріорних відомостях про модель сигналу та дисперсію шуму. Завдання: дослідити ефективність запропонованого локально-адаптивного міріадного фільтру на основі чисельних статистичних оцінок якості обробки для комплексної моделі одномірного процесу, що містить різні елементарні сигнали, у широкому діапазоні змінення дисперсії адитивного гаусова шуму та за наявності викидів; дослідити ефективність придушення нестаціонарного шуму для модельних і реальних сигналів. Методи: інтегральні та локальні показники якості фільтрів за критерієм середньоквадратичної похибки отримані за допомогою чисельного моделювання (методом Монте-Карло). Отримані наступні результати: запропоновано шумо- та сигнально-адаптивний міріадний фільтр для придушення нестаціонарного шуму з істотно змінюваною дисперсією в сигналах із різним характером поведінки інформативної компоненти. Статистичні оцінки якості фільтрів, обчислені за допомогою чисельного моделювання, показують більш високу ефективність запропонованого локально-адаптивного міріадного фільтра в умовах різного рівня шуму порівняно з іншими високоефективними локально-адаптивними фільтрами. Продемонстровано практично повне збереження сигналу при дуже низькому рівні шуму, забезпечення мінімальних динамічних помилок, що вносяться під час фільтрації, при невисокому й середньому рівнях шуму та більш ефективне придушення шуму при великих значеннях його дисперсії. Аналіз вихідних сигналів, графіків параметрів локальної адаптації та параметрів, що адаптуються, підтверджує високу ефективність і коректну роботу досліджуваних локально-адаптивних алгоритмів. Показані високі робастні властивості цих нелінійних фільтрів і доцільність застосування для усунення викидів попереднього фільтра Хемпела, у якому медіанну операцію замінено на міріадну. Наведені приклади, що відображають високу якість придушення нестаціонарного шуму в біомедичному сигналі електроністагмограми. Висновки: наукова новизна отриманих результатів полягає в розробці локально-адаптивного міріадного фільтра з шумо- та сигнально-залежним зміненням параметрів у часі для обробки процесів із нестаціонарними поведінкою сигналу та дисперсією шуму. Запропонований фільтр не потребує часу для адаптації параметрів та їхнього точного налаштування, апріорних знань про модель сигналу й дисперсію шуму, може застосовуватися в режимі квазі-реального часу. Запропонований алгоритм шумо- та сигнально-адаптивної міріадної фільтрації покращує якість обробки сигналів у складних умовах суттєвої нестаціонарності (змінності дисперсії) шуму.

Розглянуто мережеве формулювання задачі оптимізації маршрутизації потоків збірних вантажів у транспортній мережі з заданими тарифами на транспортування й оброблення потоків та обмеженнями на пропускні спроможності дуг, вузлів і час доставки окремих вантажів одержувачу. Для розрахунку часу доставки запропоновано спосіб формування довідкової матриці об'єднання потоків окремих вантажів та ефективні алгоритми, що надають змогу визначати вузли об'єднання та об'єднані потоки для всіх пар, що кореспондуються в багатопродуктовій мережі. Доведено, що задачу з тарифами в мережевій постановці можна за поліноміальний час перетворити у задачу цілочислового лінійного програмування з блочною структурою та зв'язувальними обмеженнями. Наведено особливості розв'язання перетвореної задачі з використанням відомих методів цілочислового програмування та пакетів прикладних програм.

Із часом стає складно знайти інформацію в мережі Інтернет, яка зацікавила раніше, навіть якщо відомо, на якому ресурсі вона була розміщена. Пошук відбувається за заданими параметрами, якщо інформація, яка знаходиться на ресурсі, є структурованою та систематизованою. Якщо ж це не так, пошук значно ускладнюється, часто й уповільнюється, через що користувач перериває сесію пошуку та оновлює параметри вибору. Тому багато інформації, яка знаходиться в мережі, не потрапляє до результатів запитів користувачів. Задача роботи - представлення методу обробки обсягу неструктурованої неперервної, дискретизованої, регулярної та випадкової інформації на веб-ресурсах у вигляді чітко структурованого набору розподілених даних. Проаналізовано можливість формування масиву інформації як кількості точок - джерел інформації. У цьому випадку для реалізації процесу структуризації найбільш універсальним є адаптивний алгоритм, який додаватиме нові точки - джерела інформації для її обробки веб-сервісом або для пошуку в масивах неструктурованої та слабко систематизованої інформації залежно від розподілу вхідних даних. Зокрема, запропоновано Z-перетворення, оскільки методи Z-апроксимації початково базуються на адаптивних алгоритмах, здатних змінювати свої функціональні особливості та при цьому надавати змінну точність обчислень. Особливістю вирішення поставленої задачі є приведення неперервної, дискретизованої, регулярної та випадкової інформації з її обробкою в цьому процесі до необхідного формату, що математично можна описати окремими функціями, які й використовуватимуться в алгоритмах обробки. Зазначене може бути використане для розробки веб-сервісів обробки ін- формації для довідкових, пошукових, рекомендаційних систем та платформ дис- танційного навчання, а також для вдосконалення алгоритмів обробки та відобра- ження інформації для прикладного програмного забезпечення роботи браузерів.

Розглянуто результати гідрохімічних, літологічних і мінералогічних досліджень як складових екологічного вивчення територій пост-майнінгу на прикладі Кривбасу. Наведено результати вивчення поверхневих водойм і водоносних горизонтів, донних осадків водосховищ і річок, відходів збагачення залізних руд, шлаків чорної металургії. Намічено технологічні рішення і організаційні засади досягнення задовільного стану довкілля.

Проаналізовано екологічний стан компонентів довкілля - геологічного середовища, геофізичних полів, геоморфосфери, гідро- та атмосфери, ґрунтового і рослинного покривів, тваринного світу, техносфери і демосфери та територіях природно-заповідного фонду - пам'яток природи, заказників, регіональних ландшафтних та національних природних парків, природних і біосферних заповідників. Запропоновано технології захисту довкілля об'єктів і територій природно-заповідного фонду.

Викладено результати аналітичного узагальнення матеріалів новітніх і попередніх етапів досліджень геохімічних особливостей проб грунтових відкладів у межах території Київського полігона N 5 захоронення твердих побутових відходів (ТПВ) та у прилеглих до неї з північного сходу та північного заходу районів. Використано такі основні методи: атомно-емісійний спектральний аналіз, мас-спектрометрія з індукційно зв'язаною плазмою. Встановлено істотне забруднення грунтового шару важкими металами (ВМ), передусім у межах полігона N 5. Виявлено також негативний його вплив на вміст цих полютантів у грунтах буферної зони. Це стало наслідком 34-річного функціонування об'єкта захоронення ТПВ, протягом якого відбувалися порушення в його експлуатації. Зокрема, для грунтових утворень полігона визначено максимальне перевищення фонового вмісту міді, свинцю, цинку, нікелю та олова у десятки разів, поза його контуром - у 2 - 3 рази. Зафіксовано негативні зміни фізико-хімічних властивостей грунтів гумусового горизонту за порівняння відповідних показників зразків, відібраних у прилеглих до полігона районах і безпосередньо на його території. Коефіцієнт буферності грунтів цього горизонту майже вдвічі є меншим на техногенно забруднених землях об'єкта захоронення ТПВ, ніж на відносно фонових ділянках. Вміст рухомих форм ВМ у грунтових утвореннях полігона N 5 у порівнянні з фоновими значення зростає у 2 рази для міді та цинку, у 8 разів - для свинцю.

Розглянуто побудову систем індикаторів та індексів сталого та збалансованого розвитку та теоретико-ігрового моделювання відповідних стратегій. Зроблено висновок щодо складності їх знаходження. Запропоновано ресурсний підхід до визначення індикаторів по різних сферах життєдіяльності суспільства, включаючи їх кількісні та якісні оцінки, а також уніфікований індекс для оцінки стану цих сфер та відповідних стратегій розвитку. На цій основі будується індекс збалансованого регіонального та національного розвитку.

Індекс рубрикатора НБУВ: П032.3 + Н931.103

Рубрики:

Хімічний склад і хімічні процеси у ґрунтах

Знешкодження і знищення твердих відходів і сміття

Шифр НБУВ: Ж73553 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: Д821.8 + Н931.103-4

Рубрики:

Знешкодження і знищення твердих відходів і сміття

Шифр НБУВ: Ж24199 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Розглянуто задачу визначення початкової точки при виконанні методу можливих напрямків Дж. Зойтендейка, а саме: випадок, коли така точка може бути довільною або, взагалі, невідомою. Наведене дозволяє визначити подальший напрямок руху таким чином, що при мінімальній кількості точок дослідження отримати максимально точний результат. Рішення представленої задачі відноситься до опису складних поверхонь, які можуть бути представлені яружною функцією. Визначення початкової точки використовується в практиці моделювання розвитку екологічних ризиків при техногенному забрудненні складних пересічних територій. Мета роботи - вирішення задачі вибору початкової точки при використанні методу можливих напрямків для опису складної поверхні яружною функцією. Використано метод Дж. Зойтендейка для вирішення задач чебишовського наближення. Представлений алгоритм визначення початкової точки для задачі з лінійними обмеженнями. Наведено підхід для вирішення складних задач представлення яружних функцій з мінімально можливою кількістю ітерацій. Результати математичного моделювання перевірені на практиці опису забрудненої території радіоізотопом водню - тритієм. Висновки: запропонований підхід до визначення початкової точки при виконанні розрахунків з використанням методу можливих напрямків Дж. Зойтендейка, який дозволяє обрати точку, побудувати з неї вектор руху з заданим кроком і визначити за напрямком вектору другу точку для побудови наступного кроку. При цьому враховуються обмеження, зокрема - значення у кожній новій точці повинно бути виражене невідіємним числом. Для наведених нормалізацій є ряд особливостей, які слід враховувати при розрахунках та побудові алгоритмів вирішення прикладних задач за запропонованим підходом. Так, деякі ітерації можуть призвести до більшого обсягу розрахунків та перетворень над кожною з ітерацій, проте кількість ітерацій менше у порівнянні з іншими типами ітерацій. Це залежить від розмірів задачі та кількості обмежень у кожному випадку. Наведене може бути використане при розробці методів, моделей та алгоритмів опису пересічених територій для вирішення задач візуалізації процесу та прогнозування техногенного забруднення.

Запропоновано технологію космічного моніторингу полігонів твердих побутових відходів (ТПВ). Наведено характеристики полігонів побутових відходів за різними класами та дані еталонних об'єктів паспортизованих полігонів ТПВ, які мають систему моніторингу. Запропоновано модель автоматизованого виділення полігону звалища, яку було розроблено за критеріями "середнє, дисперсія, асиметрія та ексцес" з додатковим застосуванням методики дешифрування зимових знімків. Для ефективного контролю за станом навколишнього природного середовища у зоні впливу сміттєзвалищ запропоновано розв'язувати питання, виділені у такі блоки: ідентифікація джерела впливу та обстеження місцевості; визначення напрямку поширення впливу, шляху міграції забруднювальних елементів; обгрунтування негативного впливу на рецептори. З метою просторового моделювання особливостей розташування сміттєзвалищ, напрямку поширення впливу, шляху міграції забруднювальних елементів залучено геоінформаційні системи. Технологія може бути інформаційною основою створення національного реєстру ТПВ як санкціонованих, чинних відповідно до вимог законодавства, так і несанкціонованих і стихійних звалищ. Ця основа забезпечить науково-економічне підгрунтя прийняття рішень щодо перспективи поводження з побутовими відходами на регіональному рівні, яка має альтернативу: або будівництво сміттєспалювальних заводів, або подальше вилучення земельного фонду держави. Ще один аспект проблеми, який розв'язує запропонована в даній роботі технологія, полягає в інформаційній підтримці рішень з питань управління екологічною безпекою на регіональному рівні як складової планування заходів для сталого розвитку регіонів.

Розглянуто проблему аналізу стану та ефективності використання науково-технологічних ресурсів, тобто діяльності у сфері досліджень та розробок. Вирішення проблеми пропонується на основі побудови відповідної системи індикаторів стану науково-технологічних ресурсів. Запропоновано та проаналізовано 24 базових індикатори стану сфери досліджень і розробок. Ці індикатори відображають всі аспекти наукової діяльності та характеризують фінансування наукової діяльності, ефективність використання нерухомого майна наукових установ, публікацію наукових результатів, в тому числі публікацію в наукометричних виданнях та окремі оцінки її необхідності тощо. Вводиться інтегральний індекс стану сфери досліджень та розробок, який визначається на основі введених базових індикаторів та фокусується на ефективності використання різнобічних науково-технологічних ресурсів. Пропонується підхід до визначення стратегій розвитку національних науково-технологічних ресурсів.

Розглянуто принципи та підходи щодо стратегій розвитку та реструктуризації Донецького вугільного та Криворізького залізорудного басейнів у сфері екологічної безпеки та природних ресурсів у зв'язку з приєднанням України до планів ЄС щодо відмови від використання викопного палива та переходу на відновлювані джерела енергії в енергетичному комплексі. Увагу приділено вибору стратегії трансформації енергетичної сфери України, небезпечним еколого-техногенним змінам надр Донбасу за умов збройного конфлікту, інноваціям у гірничо-металургійному комплексі. Розкрито проблеми організації екологічно безпечної роботи гірничо-металургійного комплексу та реабілітації території Кривбасу.

Рентгенівська комп'ютерна томографія - грандіозний за своєю значимістю винахід, який поєднує знаменне в історії науки відкриття рентгенівського випромінювання, праці геніального математика Й. Радона та сучасні науково-технічні досягнення в галузі фізики, електроніки та комп'ютерної техніки. Мета роботи - створення теоретичних засад для науково-технічних досліджень та розробок у актуальному напрямі комп'ютерного покращення якості рентгенівських томографічних зображень та їх автоматизованого аналізу. Викладено математичні основи рентгенівської комп'ютерної томографії, що грунтуються на інтегральних перетвореннях Радона. Проведено огляд методів відновлення двовимірного томографічного зображення поперечного перерізу тривимірного об'єкту за проекціями. Стаття має теоретичний характер і може бути корисною математикам, фізикам, інженерам, програмістам та спеціалістам інших галузей.

Розглянуто моніторинг у системі державного управління у сфері охорони довкілля, використання природних ресурсів і екологічної безпеки, моніторинг мінеральних ресурсів та екологічний моніторинг геологічного середовища у гірничодобувних регіонах Україні на стадії пост-майнінгу. Надано рекомендації щодо удосконалення такого моніторингу.

Удосконалено методи виявлення блокової обробки цифрового зображенні. Досліджено інтелектуальну систему виявлення атак в локальних мережах. Проаналізовано управління смуговим частотно-залежним компонентом інформаційно-управляючою системою для усунення детонації двигуна внутрішнього згорання. Увагу приділено інформаційній підтримці технічного обслуговання систем залізнично-водного сполучення. Наведено особливості діагностики ризиків аварійних ситуацій за допомогою гібридних експертних систем. Досліджено автоматизовану підготовку раціональних схем розкрою матеріалів зі складною конфігурацією зовнішніх контурів на плоскі геометричні об'єкти.

Наведено основні теоретичні та практичні результати, що увійшли в дисертаційні дослідження, які були успішно захищені працівниками (або під їх науковим керівництвом) Інституту телекомунікацій і глобального інформаційного простору НАН України. Матеріал подано у вигляді анотаційного узагальнення основних наукових друкованих праць у періодичних міжнародних та вітчизняних фахових виданнях, монографіях, матеріалах наукових конференцій та авторських свідоцтв.