Розглянуто відомі, найчастіше використовувані на практиці в Україні математичні моделі поширення забруднювальних речовин у повітрі міста від викидів як стаціонарних, так і рухомих джерел. Запропоновано комплекс методів та підходів для точнішого визначення необхідних для моделювання вхідних даних з використанням геоінформаційних технологій та методів просторового аналізу даних, що буде особливо ефективним за умов змінного рельєфу та малої кількості даних первинних спостережень.

Розглянуто методи і технології формалізації та систематизації математичних і геоінформаційних моделей. Запропоновано удосконалення цих технологій шляхом об'єднання, що надасть змогу синтезувати геоінформаційну модель, придатну для подальшої трансформації у біхроматичний граф для аналізу за оптимізації топологічної спостережуваності цих систем. Наведено приклад застосування цієї вдосконаленої об'єднаної технології.

Запропоновано нову інформаційну технологію побудови топологічно спостережуваної багатозв'язної аналітичної геоінформаційної системи зі змінною структурою, яка дозволяє проектувати таку систему досить швидко одразу у форматі реальних ГІС, адаптуючи моделі та алгоритми обробки інформації до способу збереження відповідних даних, та забезпечувати можливість швидкої зміни структури моделей під час моделювання різних сценаріїв розвитку об'єкта дослідження. Продемонстровано працездатність цієї технології на прикладі проектування ГІС для побудови та оптимізації водогосподарського балансу ділянок басейну річки.

Сьогодні особливої актуальності набуває питання автоматизації управління та моніторингу робочих процесів не тільки на станціях технічного обслуговування, а й на підприємствах в цілому. Спеціалізовані інформаційні системи або програмні модулі дозволяють заощаджувати час на монотонній роботі, аналізі процесів, контролювати задані цільові показники та автоматично формувати рекомендації. Розглянуто шляхи вирішення цих питань у галузі автоматизації обробки даних для поставок медичних товарів з використанням спеціалізованого програмного модуля. Проведено аналіз аналогів, який визначив основні недоліки наявних рішень, які потребують усунення. Мета дослідження - розширення функціональних можливостей медичних поставок та полегшення пошуку інформації про товар, постачальника, склад тощо. Для досягнення поставленої мети розроблено комплекс моделей системи в UML-нотації, структуру базу даних для оптимального подання усієї інформації предметної області та алгоритми оброблення цих даних. Запропоновані моделі та алгоритми реалізовані у програмному модулі автоматизації обробки даних для поставок медичних товарів. Клієнтська частина має зручний та зрозумілий інтерфейс для швидкої взаємодії користувача з системою та її базою даних в режимі реального часу. Система розроблена у вигляді desktop application (настільного додатку), написаного мовою C з використанням об'єктно-орієнтованого програмування. Дані модуля зберігаються в базі даних MS SQL. Програмний модуль містить форми для керування відповідними операціями з використанням бази даних, а саме: форму авторизації, форму головного вікна, що відображує список замовлених поставок, форми інформації про склади, постачальників, товари, в яких містяться контролери для роботи з різними операціями в базі даних, та безпосередньо форму для оформлення поставки. Тестуючи програмний продукт, визначено переваги, що дозволять йому вийти на ринок та бути конкурентоспроможним: створено простий та зрозумілий інтерфейс; автоматизовано прямий зв'язок постачальників та замовників; реалізовано кілька типів користувачів у системі.

У сучасному світі актуальним є питання пришвидшення робочого процесу для збільшення ефективності використання робочого часу. "Менеджер завдань" - інструмент для управління проектами, який значно спрощує робочий процес. Основним завданням такої системи є полегшення розподілу завдань між працівниками та забезпечення контролю їх виконання. Завдяки використанню таких програм, користувач зможе заощадити час на нарадах і оффлайн-обговореннях. Крім цього, такі платформи дозволяють дізнатися, наскільки ефективно і злагоджено працює команда. Все, що потрібно - відкрити сервіс і подивитися, що відбувається зараз в проекті. Менеджер завдань може використовуватись як на підприємствах для покращення організації робочого процесу, так і пересічними користувачами, наприклад для планування відпустки, вихідних тощо. Проаналізовано низку сучасних рішень розроблення таких аналітичних інформаційних систем, які дозволили визначити основні їх недоліки та обмеження, які необхідно усунути. Запропоновано підходи для їх усунення. Розроблено комплекс моделей таких систем у UML-нотації. Здійснено програмну реалізацію модуля на JavaScript. JavaScript швидкодійний, має велику кількість бібліотек та велику спільноту розробників. Клієнтська частина написана на Angular, серверна частина - на NodeJs та Express. Для збереження даних використовується MySQL, який, у свою чергу, працює з сервером за допомогою ORM Sequelize. Sequelize надає змогу в майбутньому змінювати базу даних без переписування коду, потрібно буде змінити тільки конфігурації додатку. Такий набір технологій забезпечує додатку достатню швидкодію та легку підтримку. Проаналізувавши аналогічні рішення, зазначимо переваги розробки: зрозумілий інтерфейс, висока швидкодія, кросплатформність, продукт з відкритим кодом, що важливо у випадку, якщо користувачам будуть потрібні якісь специфічні функції, тоді вони зможуть самостійно додати їх в проект, без втручання розробників модуля. Також цей програмний модуль можна використовувати на будь-якому пристрої з екраном для відображення та підключенням до Інтернету для завантаження інформації.

Уперше розроблено метод оптимізації топологічної спостережуваності багатозв'язної геоінформаційної системи (БГС), формалізованої в її геоінформаційному просторі параметрів (ГПП), шляхом створення системи правил перетворення ГПП у класичний біхроматичний граф (БГ), проведення по цьому графу аналізу й оптимізації рівня топологічної спостережуваності та його зворотної трансформації в математичну модель БГС, що дає змогу більш швидко вибрати оптимальну математичну модель та інформаційні складові БГС, які забезпечать її задану, у т.ч. повну, топологічну спостережуваність. Уперше розроблена інформаційна технологія аналізу й оптимізації топологічної спостережуваності БГС, яка дає змогу визначити та підвищити рівень топологічної спостережуваності цієї системи та більш швидко й ефективно вибрати математичну модель та інформаційні складові БГС, які забезпечать цей рівень її топологічної постережуваності. Удосконалено метод формалізації аналітичних та алгоритмічних залежностей між параметрами БГС шляхом поєднання технології інтегрування математичних моделей процесів з геоінформаційними системами та технології формалізації таких залежностей у ГПП цих систем, що дозволяє прискорити процес їх формалізації в єдиній геоінформаційній моделі.

Увагу приділено розв'язанню актуальної задачі аналізу й оптимізації (АО) топологічної спостережуваності (ТС) багатозв'язних геоінформаційних систем (БГС) шляхом створення інформаційної технології АО ТС БГС, яка дозволяє визначити та підвищити рівень ТС систем і дозволяє більш швидко й ефективно вибрати математичну модель та інформаційні складові БГС, що забезпечать цей рівень її ТС. Розвинуто поняття ТС математичних моделей процесів у БГС з урахуванням специфіки їх інформаційних моделей. Запропоновано низку методик, які дозволяють підвищити рівень ТС БГС згідно із запропонованою термінологією та продемонстровано приклад їх застосування для підвищення спостережуваності системи управління водними ресурсами басейну р. Південний Буг, які пройшли затвердження на Науково-технічній раді Держводагентства України та вже використані у басейні р. Дністер (на території Польщі, Молдови та України) та в українській частині басейнів Прип'яті та Сіверського Дінця. Розроблено алгоритм АО ТС БГС. У пакеті для роботи з геоінформаційною системою "ArcGIS" (США) створено типовий програмний інструментарій для ефективної формалізації математичних моделей процесів у БГС у форматі геоінформаційного простору параметрів системи з подальшим його перетворенням у біхроматичний граф та оптимізацією ТС цієї системи. Для задач керування дорожнім рухом міста й оптимізації параметрів транспортної мережі здійснено АО відомих моделей процесів у цих мережах, у тому числі поширення забруднень в атмосферному повітрі від викидів автотранспорту, обгрунтовано низку пропозицій щодо підвищення спостережуваності параметрів у таких задачах із використанням геоінформаційних технологій.

Прогнозування даних - це тривіальна задача системного аналізу, існують різні види прогнозів та передбачення. Одним з них є бінарний прогноз, який відповідає на питання: "Відбудеться подія чи ні?". Одним з питань метеорології є питання прогнозування наявності опадів, а також яка точність буде у такого прогнозу. Розглянуто задачу прогнозування наявності опадів за даними метеорологічного моніторингу та запропонована інформаційна технологія оптимізації параметрів ансамблю таких моделей машинного навчання, як моделі градієнтного бустингу та логістичної регресії, що побудовані на основі набору інформативних ознак. Запропонована інформаційна технологія дозволяє виконати розвідувальний аналіз вхідних даних та визначити оптимальний набір інформативних ознак, а за рахунок алгоритму, який на кожному кроці визначає оптимальні одно-, дво-, триелементні набори ознак, максимізувати точність прогнозування. Побудовано графіки впливу ознак на точність використаних моделей машинного навчання. Для кожного типу моделей визначено свій набір ознак. Для побудови інформаційної технології взято дані, надані Вінницьким центром з гідрометеорології. Це дані моніторингу атмосфери м. Вінниця за останні 10 років, які включають: температуру повітря, вологість повітря, точку роси, хмарність та швидкість вітру. Для підвищення точності прогнозування запропоновано математичну модель, яка базується на оптимальному визначенні ваг ансамблю моделей градієнтного бустингу та логістичної регресії. Проведено експерименти, які показали достатньо точний результат. Точність запропонованої інформаційної технології показала 80 %. Це підвередило достовірність запропонованої технології.

Розглянуто питання оптимізації когнітивної карти (КК) складної системи з дотриманням вимог щодо її повної топологічної спостережуваності та збереженням стійкості. Це дозволяє проводити когнітивне моделювання та аналіз взаємовпливу усіх вершин-змінних між собою та, у разі підтвердження ще й повної керованості, синтезувати закон керування за будь-якими з цих змінними. Охарактеризовано створену авторами раніше інформаційну технологію аналізу та оптимізації топологічної спостережуваності багатозв'язних геоінформаційних систем, яка за системою правил трансформує інформаційну чи математичну модель системи у розроблену іншими авторами формалізацію моделі системи у вигляді біхроматичного графу з вершинами-змінними і вершинами-залежностями, для якої відоме правило аналізу топологічної спостережуваності. Запропоновано, яким чином будь-яку КК можна трансформувати у такий біхроматичний граф, що дозволяє поширити попередні напрацювання і для цього виду моделей систем, тобто проводити аналіз та оптимізацію рівня топологічної спостережуваності моделей інформаційних систем у вигляді КК. Окремо приділено увагу стійкості КК. Запропоновано новий метод синтезу повністю топологічно спостережуваних стійких КК n-го порядку певного виду на основі базової повністю топологічно спостережуваної стійкої КК меншого порядку, побудованої експертним шляхом. Продемонстровано роботу методу на основі базової КК другого порядку. Базова КК трансформується у стійку когнітивну модель вищого порядку шляхом додавання однієї нової вершини, інцидентної одній з вершин цієї базової КК. Структурно, матриця суміжності КК містить в собі матрицю суміжності КК нижчого порядку, до якої додається ще один рядок і стовпець з одним ненульовим елементом і нулями в усіх інших елементах цього рядка. Доведено з використанням теореми Вієта та правила обчислення визначника матриці через алгебраїчні доповнення, що синтезовані у такий спосіб КК n-го порядку будуть і повністю топологічно спостережуваними, і стійкими. Наведено приклад застосування створеного методу до аналізу та оптимізації КК, яка враховує основні складові освітньо-професійної програми закладу вищої освіти. Показано, що лише такий навчальний процес буде і повністю топологічно спостережуваним, і стійким, який буде передбачати проміжну підсумкову атестацію, подібну до "Крок-1" чи "Крок-2" для медичних спеціальностей. Такий процес стане ще й керованим, тобто дозволить синтезувати закон керування якістю вищої освіти, у разі доведення ще й повної керованості. Зазначено, що отримані висновки можуть бути поширені і на багатомодульні чи багатосеместрові дисципліни (потрібні проміжні колоквіуми чи ін.) та практику (проміжні заліки).