Thermal control of thermoelectric cooling devices of transmission and receiving elements of on-board information systems = Управління тепловим режимом термоелектричного охолоджуючого пристрою приймально-передаючих елементів бортових інформаційних систем / V. P. Zaykov, V. I. Mescheryakov, Yu. I. Zhuravlov

Визначальними вимогами до систем забезпечення теплових режимів приймально-передавальних елементів бортових інформаційних систем є показники надійності та динамічні характеристики. Продовжено дослідження динамічних характеристик термоелектричних охолоджувачів (ТЕО), направлених на аналіз впливу перепадів температури, струмових режимів, конструктивних параметрів пристрою та фізичних параметрів матеріалу термоелементів на сталу часу. Проаналізовано вплив тепловідвідної спроможності радіатора на динамічні характеристики, енергетичні і показники надійності однокаскадного ТЕО. Розроблена динамічна модель ТЕО з урахуванням масогабаритних параметрів радіатора, які зв'язують основні енергетичні показники охолоджувача з тепловідвідною спроможністю радіатора, робочими струмами, величиною теплового навантаження та відносним перепадом температур. Аналіз динамічної моделі показав, що з ростом тепловідвідної спроможності радіатора при заданому тепловому навантаженні та різних струмових режимах змінюються основні показники охолоджувача. Зменшується необхідна кількість термоелементів, споживана потужність, час виходу на стаціонарний режим, відносна інтенсивність відмов. Із ростом відносного робочого струму час виходу на стаціонарний режим роботи зменшується для різних значень тепловідвідної спроможності радіатора. Показано, що мінімальний час виходу на стаціонарний режим роботи забезпечується в режимі максимальної холодопродуктивності. Дослідження проведено за різних значень тепловідвідної спроможності радіатора в робочому діапазоні перепадів температур і геометрії термоелементів. Показано можливість мінімізації тепловідвідної поверхні радіатора за різних струмових режимів роботи та зв'язок з основними параметрами, показниками надійності та часом виходу на стаціонарний режим роботи. Порівняльний аналіз масогабаритних характеристик, основних параметрів, показників надійності та динаміки функціонування при раціональному проектуванні надає можливість вибору компромісних рішень з урахуванням значущості кожного з обмежувальних факторів.

Formalizing the stages of mammographic examinations in designing a medical decision support system = Формалізація етапів мамографічних обстежень при проектуванні медичних систем підтримки прийняття рішень / A. I. Povoroznyuk, O. A. Povoroznyuk, Shehna Khaled

Розглянуто формалізацію етапів і моделювання процедури мамографічних обстежень при проектуванні медичних комп'ютерних систем підтримки прийняття рішень (СППР). Процес мамографічного обстеження наведено у вигляді узагальненої моделі, яка включає в себе функціональну, структурну та математичну модель. Функціональну модель (контекстна діаграма) виконано за допомогою методології функціонального моделювання. При аналізі контекстної діаграми виділено 4 основних функціональних блока: зареєструвати пацієнта; виконати реєстрацію та аналіз мамограм; виконати діагностику; сформувати протокол обстеження. Відзначено, що за наявності стандартів ведення медичних карт та оформлення протоколів обстеження, перший та останній блок досить легко автоматизуються. Приділено увагу другому та третьому блокам. На етапі аналізу мамограм важливими є підетапи "Виконати попередню обробку" і "Виконати морфологічний аналіз". Попередня обробка мамограм (адаптивна фільтрація, зміна яскравості або підвищення контрасту і т. д.) реалізується методами цифрової обробки зображень із метою підвищення якості візуалізації. Результатом морфологічного аналізу є виділення структурних елементів і формування множини діагностичних ознак у вигляді параметрів знайдених структурних елементів. Так як деякі елементи мамограм (мікрокальцинати) мають нерегулярну структуру, то застосовуються спеціалізовані методи морфологічного аналізу, засновані на врахуванні особливостей розглянутих зображень і методів їх перетворення у вигляді моделей корисних сигналів, зокрема моделей фрактальної розмірності. Розроблені формалізовані моделі надали можливість обгрунтовано спроектувати структуру СППР при проведенні мамографічних обстежень, створювати інформаційне, математичне та програмно-апаратне забезпечення з метою підвищення ефективності надання медичних послуг і мінімізації ризиків лікарських помилок.

Development of computer system components in critical applications: problems, their origins and solutions = Розвиток компонентів комп'ютерних систем в критичних застосуваннях: проблеми, їх джерела та рішення / I. S. Kovalev, O. V. Drozd [et al.]

Проаналізовано проблеми розвитку комп'ютерних систем у домені критичних додатків. Виділено основні тренди цього розвитку, які полягають у підвищених запитах до продуктивності на основі розпаралелювання обчислень, до обробки наближених даних і забезпечення функціональної безпеки відповідно до необхідності структурування під паралелізм і наближеність природного світу, а також до підвищення відповідальності щодо прийнятих рішень. Проведено аналіз проблем, що виникають при реалізації існуючих рішень. Відзначено відставання теорій, обмежених моделлю точних даних, від практики в обробці наближених даних для сучасних систем, які отримують вихідні дані від датчиків, включаючи системи критичного застосування. Розкрито проблеми матричних структур, які лежать в основі проектування сучасних комп'ютерних систем і демонструють низьку ефективність у продуктивності та енергоспоживанні, а також у забезпеченні функціональної безпеки, важливої для критичних додатків. Відзначено застосування відмовостійких рішень як основи функціональної безпеки та недовіру до цих рішень, яке проявляється в практиці використання небезпечних імітаційних режимів. Вони відтворюють аварійні умови для підвищення контролепридатності у вирішенні проблеми прихованих несправностей, оскільки відмовостійке рішення не стає відмовобезпечним при дефіциті контролепридатності. Надано аналіз джерел розглянутих проблем і можливостей їх вирішення з позиції ресурсного підходу, який ідентифікує проблему прихованих несправностей як проблему зростання з відставанням компонентів від розвитку системи. Показано роль матричних структур у відставанні компонентів і необхідність вирішення проблеми шляхом розвитку версійної надмірності для цих структур. Запропоновано метод введення версійної надмірності в матричну структуру на основі сильно пов'язаних версій для вирішення проблем відмовостійкості та контролепридатності в комплексі. Ефективність методу оцінено на прикладі матричного помножувача з використанням його програмної моделі.

Vector-difference texture segmentation method in technical and medical express diagnostic systems = Векторно-різницевий метод сегментації зображень текстур в системах технічної і медичної експрес діагностики / V. N. Krylov, N. P. Volkova

Показано потребу в експрес системах, в яких необхідно виконувати аналіз текстурних зображень у різних областях діагностики, наприклад, при медичній експрес діагностиці дерматологічних захворювань. Оскільки достовірність прийняття рішень у таких системах залежить від якості сегментації зображень, що мають, як правило, характер спектрально-статистичних текстур (ССТ), то доцільно розроблять методи сегментації таких зображень та моделей для їх представлення. Запропоновано модель ССТ, яка враховує випадковий характер зміни варіацій поля та квазігармонік. На її основі розроблено векторно-різницевий метод (ВРМ) текстурної сегментації, в основі якого лежить векторне перетворення образів спектральної та статистичної текстур на основі векторної алгебри. Етапами ВРМ є: оцінка ознаки спектральної текстури; оцінка ознаки статистичної текстури; векторно-різницеве перетворення образів текстур; виділення меж однорідних областей. Оцінку ознак спектральної та статистичної текстури виконано для кожного пікселя зображення в апертурі обробки. Оцінка статистичної текстури виконувалася шляхом квадратично-амплітудного перетворення. На етапі векторно-різницевого перетворення образів текстур будується вектор ознак кожного пікселя зображення, елементами якого є оцінки ознак спектральної і статистичної текстури, і виконується розрахунок модуля різниці двох векторів. На етапі виділення меж однорідних областей застосовано метод Канні. Розроблений ВРМ текстурної сегментації було застосовано як до модельних зображень ССТ, так і до зображень текстур, які отримані в системах технічної та медичної діагностики, а саме для зображень захворювання псоріазом і зон зносу ріжучих інструментів. Для порівняння результатів сегментації до даних зображень застосовано частотно-детекторний та амплітудно-детекторний методи текстурної сегментації. Проведено оцінку якості сегментації однорідних текстурних областей на основі критерію Прета і шляхом побудови матриці неточностей. Результати дослідження показали, що розроблений ВРМ текстурної сегментації має підвищену завадостійкість у разі достатньої швидкості обробки.

Forming the stack of texture features for liver ultrasound images classification = Формування стеку текстурних ознак для класифікації ультразвукових зображень печінки / Ie. A. Nastenko, V. A. Pavlov, M. O. Honcharuk, D. Yu. Hrishko

Розглянуто використання методів текстурного аналізу для отримання інформативних ознак, які описують текстуру ультразвукових зображень печінки. Всього для дослідження проаналізовано 317 знімків ультразвукового дослідження печінки, які були надані Інститутом ядерної медицини та променевої діагностики НАМН України. Знімки були взяті трьома різними датчиками (конвексним, лінійним, і лінійним датчиком у режимі підвищеного рівня сигналу). У базі присутні як знімки пацієнтів із печінкою в нормальному стані, так і пацієнтів із певною хворобою печінки (були в наявності такі хвороби, як: аутоімунний гепатит, хвороба Вільсона, гепатит B і C, стеатоз і цироз). За допомогою текстурного аналізу зроблено "конструювання ознак", що в підсумку дало більше ста різних інформативних ознак, які склали загальний стек. Серед них різняться такі ознаки, як: 3 запатентованих авторами ознаки, отриманих із матриці суміжності відтінків сірого; ознаки, отримані за допомогою методу просторової розгортки (що працює за принципом методу групового врахування аргументів), який був застосований на ультразвукових зображеннях; статистичні ознаки, пораховані на зображеннях, приведених до єдиної шкали за допомогою запропонованих авторами матриць горизонтальної та вертикальної диференціацій; знайдені за допомогою генетичного алгоритму ансамблі пар градацій сірого, які найкращим чином розрізняють патологію печінки на зображеннях, трансформованих за допомогою горизонтальної та вертикальної диференціацій. Отриманий стек ознак використано для вирішення завдання бінарної класифікації ("норма-патологія") ультразвукових зображень печінки. Для цього використано метод машинного навчання, а саме - "випадковий ліс". Перед виконанням класифікації, для отримання об'єктивних результатів загальні вибірки були поділені на: навчальну (70 %), тестову (20 %) та екзаменаційну (10 %). В результаті отримано 3 найкращі моделі випадкового лісу окремо під кожен датчик, які дали такі показники розпізнавання: на конвексному датчику точність розпізнавання дорівнювала 93,4 %, на лінійному датчику - 92,9 %, на лінійному датчику в посиленому режимі - 92 %.

Study of the organization adaptivity rate correlation in relation to its internal integrity = Дослідження кореляції темпів адаптивності організації відносно її внутрішньої цілісності / V. M. Molokanova, I. O. Hordieieva

У сучасному проектному менеджменті фокус управління все більше зміщується від управління окремими проектами до управління стратегічним проектно-орієнтованим розвитком організацій. Наразі назріла потреба приділяти більше уваги проектному менеджменту як універсальному інструменту розвитку систем будь-якого рівня. Мета роботи - дослідження процесів адаптації до змін через синергетичний портфель проектів на основі стратегічного плану розвитку та еволюціювання організації. Розглянуто спіральний рух розвитку систем для вивчення процесів розвитку: процес переходу організації від одного стабільного стану до іншого, процес радикальних змін, що супроводжує інноваційну діяльність, а також процеси наростання та розвитку кризових явищ. Розглянуто методологічні засади управління еволюційним розвитком організації через реалізацію портфельного управління з використанням його методів та інструментів. Запропоновано управління еволюційним розвитком організації здійснювати шляхом побудови дій у вигляді синергетичного портфелю проектів відповідного змісту, з метою збільшення цінності реалізації всього портфелю проектів над цінністю від реалізації окремих проектів. Синергетичний портфель проектів розглядається, як інструмент гармонійного переходу в бажаний еволюційний стан, шляхом збереження внутрішньої цілісності організації та забезпечення її стійкості. Запропоновано математичну модель оцінки бажаних властивостей і відносин синергетичного портфеля проектів організації, що надає можливість визначити та мінімізувати величину неузгодженості еволюційних цілей розвитку організації та стійкості поточного стану. Визначено, що 2 головні завдання будь-якої організації - зовнішня адаптація та внутрішня інтеграція - постійно штовхають організацію до еволюційного розвитку. Запропоновано авторський підхід до управління еволюційним розвитком організації через портфель проектів; визначено показники адаптації організації до змін зовнішнього середовища та визначено умови збереження цілісності організації в процесі організаційних змін на основі енергетичного підходу; проведені контрольні розрахунки для аналізу збереження життєстійкості організації.

Method for calculating the reflection function of global illumination with perturbation functions = Метод розрахунку функції відображення глобального освітлення з використанням функцій збурень / R. Yu. Chekhmestruk, P. I. Mykhaylov, S. I. Vyatkin

Поява нового апаратного забезпечення та постійно зростаючі вимоги до складності сцен стимулюють розробляти нові підходи до розрахунку освітлення. Сучасна візуалізація вимагає не тільки фотореалістичного, але й фізично коректного розрахунку освітлення. Ядром будь-якого алгоритму розрахунку глобального освітлення є обчислення інтеграла освітлення по півсфері. Мета роботи - розробка ефективного методу візуалізації, заснованого на кешуванні та репроекції випромінювання. Наведено модифікований метод, який усуває недоліки алгоритму репроекції для кешу випромінювання. Репроекція є трудомісткою процедурою, оскільки необхідно нормалізувати вектори та обчислити обернені тригонометричні функції, якщо для параметризації півсфери використовуються сферичні координати. Крім того, необхідно використовувати z-буфер і вирішувати задачу з порожнинами, які залишаться після проекції. До того ж, для розрахунку освітлення з віддалених джерел відомі алгоритми мають певні недоліки та розраховані на дуже обмежену кількість випадків. Розроблено універсальний алгоритм для обчислення сцен великої складності, що мають віддалені джерела світла, а також вторинні джерела. Складність полягає в тому, що одна і та ж точка поверхні може бути розмішена як повністю в тіні або повністю у світлі від деяких джерел світла (промені до таких джерел є когерентними), так і в півтіні від інших джерел (де когерентність променів невелика). Тому прості методи інтерполяції або екстраполяції освітлення непридатні. Додаткові труднощі виникають із вторинними джерелами світла, які неявно представлені на сцені, та їх місце розташування не відомо заздалегідь. Запропонований метод кешує функцію падаючого випромінювання та використовує обчислені значення в сусідніх точках поверхні, що значно зменшує кількість шляхів променів і обчислення функції відображення. На відміну від інших алгоритмів кешування випромінювання, запропонований спосіб може працювати з високочастотними даними. У порівнянні з класичною реалізацією методу Монте-Карло, метод дає прискорення на порядок із співставною точністю розрахунку. Метод може бути використаний для обчислення кінцевого збору в методах фотонних карт і випромінювальної здатності, освітлення з набору карти оточення з великим динамічним діапазоном, тіней від джерел світла великої площі, "розмитих" відображень тощо.

Information support for process observing flux linkage of the rotor asynchronous motor = Інформаційна підтримка процесу спостереження потокозчеплення ротора асинхронного двигуна / O. V. Sadovoi, O. V. Klyuyev, V. R. Pletenets, O. O. Rybalka

Досліджено показники якості інформаційної підтримки процесу спостереження потокозчеплення ротора асинхронного двигуна в системах векторного керування в умовах дії параметричних збурень. Такий напрямок досліджень призначений розв'язати задачу побудови високоякісної інформаційної системи керування асинхронного електроприводу, в якій ліквідовано високу чутливість до змін параметрів об'єкта керування в процесі його роботи. Перш за все, це стосується температурних змін активних опорів статора та ротора, які суттєво впливають на потокозчеплення ротора. Отримання інформації відносно потокозчеплення ротора призначено на спостерігач, у складі якого 4 контури. У кожний із чотирьох контурів спостерігача з використанням вагових коефіцієнтів вводяться два коригувальних сигнали неузгодженості струмів статора асинхронної машини та спостерігача. Повний вектор коригувальних зворотних зв'язків спостерігача містить в такому випадку 8 коефіцієнтів. Застосування принципів модального управління для визначення їх числових значень призводить до громіздких рівнянь. Розв'язання задачі суттєво спрощується шляхом використання прямого методу Ляпунова, який надає можливість визначити можливу структуру спостерігача, стійку за параметричних збурень. Числові значення частини коефіцієнтів коригувальних зворотних зв'язків отримано шляхом аналізу квадратичної форми повної похідної функції Ляпунова за часом спостерігача, який синтезується. Для визначення оптимальних діапазонів зміни коефіцієнтів, що залишилися, застосовано числові методи обчислення коренів характеристичного рівняння системи спостерігача, замкненого зворотними зв'язками. Таким чином, ідея роботи полягає в тому, щоб у структурі спостерігача використовувати найбільше число коригувальних зворотних зв'язків і так підібрати їх значення з застосуванням прямого методу Ляпунова та числових методів, щоб забезпечувалася його низька чутливість до змін параметрів асинхронної машини.

Analysis of gamma-ray spectrum obtained with CdZnTe-detectors using the ROOT CERN software framework = Аналіз спектрів гамма-випромінювання, отриманих CdZnTe-детектором з використанням програмного пакета ROOT CERN / V. O. Anisimov, O. V. Maslov, V. A. Mokritskiy

Напівпровідникові гамма-спектрометри CdZnTe надають змогу впроваджувати нові технології радіаційного контролю. Однак енергетичний дозвіл від 5 до 10 кеВ і невеликий розмір детектора можуть призвести до того, що детектор не зможе визначити фотопіки з дуже близькими енергіями. Алгоритми ідентифікації джерела по спектру - повинні покладатися на чітко встановлений поділ піків у випадках, коли використовується декілька джерел гамма-випромінювання. Існують ефективні методи аналізу спектрів, але вони вимагають великих обчислювальних ресурсів як з точки зору пам'яті, так і з точки зору швидкості процесора. Зазвичай вони можуть призвести до критичних проблем із продуктивністю при роботі на мікрокомп'ютерах. Для вирішення цієї проблеми, запропоновано методи розкладання спектра, такі як алгоритми Голда або Річардсона - Люсі, які деякою мірою надають можливість ідентифікувати піки в складному спектрі. Реалізовані в ROOT CERN функції обробки спектрів надають можливість вирішити зазначені суперечності. Наведено результати використання ROOT CERN на мікрокомп'ютері для аналізу спектрів, виміряних за допомогою спектрометра CdZnTe. Результати показують, що використовуються методи аналізу спектрів, які мають високу точність та ефективністю при розкладанні складних спектрів.

Model of distribution and information management flows in business processes = Модель розподілу та управління інформаційними потоками в бізнес-процесах / A. V. Usov, I. B. Trofimenko

Аналіз тенденцій розвитку ринку корпоративних коммунікацій показує, що для покращання економічних показників компанії прагнуть при побудові автоматизованих систем до інтеграції бізнес-процесів на основі єдиних платформ. Застосування таких платформ вимагає підвищення пропускної спроможності коммуникаційної системи й обліку особливостей функціонування подібних систем в управлінні корпоративною мережею. Наведені дослідження эффективності розподілу інформаційних потоків у бізнес-процесах містять наступні ключові етапи. Аналіз літературних джерел показав, що в існуючих інформаційних технологіях не забезпечено управління маршрутизацією на основанні прогнозу про зміни інформаційних потоков, які знижують ефективність функціонування автоматизованих систем. Разроблено систему динаміичних моделей, які відображають процес передачі інформації між різними службами автоматизованих систем. Модель містить інформацію про передісторію зміни інформаційного трафіку та слугує основою для розрахунку прогнозних характеристик зміни інформаційних потоків. Запропонований метод підвищення ефективності розподілу інформаційних потоків у корпоративних компютерных системах автоматизованих систем, ураховує обмеження на їх пропускну здатність і дискретний характер розподілу трафіка по каналам мережі. Запропонований метод маршрутизації трафіка в корпоративних компютерних системах, забезпечує мінімізацію середнього часу затримки повідомлень в мережі. Метод надає змогу знаходити маршрути в компютерних системах, які забезпечують мінімальний час передачі повідомлень для заданого розподілу трафіка у вузлах мережі. Модель надає змогу проводити вибір оптимальних маршрутів передачі інформації в компютерних системах, які забезпечують мінімальний час передач повідомлень для даного розподілу інформаційних потоків. Використання розробленої моделі надає змогу підвищити продуктивність корпоративних компютерных систем на підприємствах.

Development of the ontology model for the technical condition of hydraulic structures = Розробка моделі онтології технічного стану гідротехнічних споруд / P. M. Tishyn, A. A. Baranova, A. V. Musatov, M. Yu. Rakhlinskyi

Гідротехнічні споруди (ГТС) - це комплексні споруди, які є взаємодією між грунтовим, водним і технологічним середовищем. Для безаварійної та безпечної експлуатації ГТС, а також підтримання їх в експлуатаційному режимі силами експлуатуючої організації, а також організаціями, які проводять технічний нагляд проводяться постійні технічні огляди для фіксації ушкоджень (дефектів). Це надає змогу визначати фактичний технічний стан споруд. В даний час для моделювання споруд найбільш широко застосовується методологія інформаційного моделювання будівель (BIM). У межах даної методології підтримується безперешкодний обмін всією інформацією між відповідними зацікавленими сторонами з використанням цифрових технологій. Однак, для зберігання даних про споруди в основному використовуються файли формату IFC. Еволюція даної методології передбачає можливість взаємодії, заснованої на мережі. Групою спільноти W3C LBD-CG представлена полегшена онтологія, що розширюється, під назвою Building Topology Ontology (BOT), яка забезпечує високорівневий опис топології споруд, включаючи види та типи гідротехнічних споруд залежно від призначення й умов експлуатації, конструктивних елементів споруд різного рівня. Створено полегшену онтологію, яка не має тих же недоліків, що і IFC, з точки зору розміру та складності. Повторне використання існуючих онтологій було важливим пріоритетом, який надає можливість включати онтології для спеціалізованих областей. Розглянуто питання опису технічного стану ГТС. Уведено базові терміни та затвердження, що розширюють багатосортну мову прикладної логіки для опису знань цієї предметної області. Модель онтології надає термінологію для визначення пошкоджень, пов'язаних із ГТС. Модель онтології надає можливість вводити в розроблювані онтології зв'язок ушкоджень із конструктивними елементами споруд і просторовими зонами їх розташування. Онтологія також може застосовуватися для подання спостережень за технічним станом пошкоджень в машинному форматі, що інтерпретується.

Reducing the search area of genetic algorithm using neural network autoencoder = Зменшення області пошуку генетичного алгоритму з використанням нейромережевого автокодувальника

Розглянуто проблему формування генетичного представлення для вирішення оптимізаційних задач за допомогою генетичних алгоритмів. Традиційно генетичне представлення є набором із N ознак, що задають N-мірний простір гепотипів, в якому виконується пошук рішення. Внаслідок неоптимального вибору набору ознак генотипний простір стає надмірним, область пошуку рішення збільшується, а це своєю чергою сповільнює пошук оптимуму, а також призводить до генерування кандидатів, не придатних до вимог задачі. Причиною цього є бажання охопити областю пошуку всі допустимі кандидати в рішення задачі. В оптимізаційних задачах з обмеженнями для пошуку оптимуму досить було б охопити тільки область придатних кандидатів, які потрапляють в задані задачею обмеження. Оскільки множина придатних кандидатів має меншу потужність, ніж множина всіх допустимих кандидатів, область пошуку рішення може бути вужчою. Зменшити область пошуку можна побудовою більш вигідного набору ознак, репрезентативного для множини придатних рішень. Але в разі малої кількості знань про предметну область конструювання оптимального набору ознак може виявитися нетривіальним завданням. Запропоновано використання методів навчання ознакам на основі вибірки придатних за умовами обмежень оптимізаційної задачі рішень. Як такий метод використовується нейромережевий автокодувальник. Показано, що застосування підготовчого етапу конструювання набору ознак для побудови оптимального генетичного представлення надає можливість значно прискорити збіжність генетичного процесу до оптимуму, дозволяючи знаходити кандидатів високої пристосованості за меншу кількість ітерацій алгоритму.

Setting up the genetic algorithm for the individualized treatment strategy searching = Налаштування генетичного алгоритму для пошуку індивідуалізованої стратегії лікування

Генетичний алгоритм є перевіреним механізмом у вирішенні задачі оптимізації. Будучи евристичним алгоритм, він надає можливість прискорити рішення задачі завдяки використанню принципів біологічної еволюції. Недавно даний алгоритм був запропонований як спосіб знаходження індивідуалізованої стратегії лікування, де необхідно оптимізувати стан пацієнтів у віддаленому періоді, перебираючи різні комбінації лікування. У ході дослідження як оптимізувальну функцію використано функцію адитивної згортки показників стану пацієнта у віддаленому періоді, отриману за допомогою методу аналізу ієрархій Сааті, який є одним із методів багатокритеріального прийняття рішень. Хоча генетичний алгоритм у поставленій задачі проявив себе непогано, слід відмітити, що були встановлені стандартні параметри алгоритму. Враховуючи, що параметрів немала кількість, поставлено задачу знайти оптимальні параметри для алгоритму. Це в першу чергу необхідно для тих, хто в майбутньому буде використовувати алгоритм у безпосередній роботі, а саме для лікарів, коли їм потрібно буде призначити лікування пацієнтові. Описано аналіз різних параметрів генетичного алгоритму та їх використання в експериментальних запусках алгоритму для пошуку індивідуалізованої стратегії лікування. Відібрано оптимальні підмножини вхідних параметрів пацієнта, використовуючи критерій кореляційного відбору ознак. Відібрані параметрі були необхідні для моделювання показників пацієнтів після лікування. Моделювання виконано за допомогою випадкового лісу класифікації, попередньо розбивши загальну вибірку на навчальну (80 %) і тестову (20 %). Для дослідження використано дві різні бази даних хворих із вродженими вадами серця, таким чином це надає можливість оптимальним параметрам бути більш надійними, щоб їх можна було надалі використати. Це все за підсумком надало можливість знайти параметри, які насамперед будуть виключно рекомендованими для лікарів перед використанням алгоритму.

Application of convergent approach in strategic project management = Застосування конвергентного підходу у стратегічному управлінні проектами

Розглянуто проблему інтеграції проектного, стратегічного та когнітивного управління в системі взаємовідносин суб'єкта управління та гетеротопічного середовища. Розглянуто місце конвергенції в управлінні проектами стратегічного розвитку, через призму когнітивного підходу. Визначено основні мультидисциплінарні підходи в галузі управління відкритими нелінійними системами взаємозв'язків "суб'єкт - середовище". Розглянуто питання місця інтенцій, цілепокладання та їх взаємозв'язків у контексті проектного підходу. Обгрунтувано актуальність конвергенції стратегічного, когнітивного та проектного підходів із позиції стратегічного управління проектами. Виявлено зв'язки когнітивних процесів набуття знань та управління інтеграцією проекту в ході реалізації життєвого циклу. Проаналізовано актуальні підходи до питань конвергенції та розроблено теоретичні обгрунтування впливу відповідності компетенцій команди проекту на стратегічний розвиток системи. Описано ключові елементи системи взаємовідносин суб'єкту управління з середовищем з позиції когнітивного, стратегічного та проектного управління. Формалізовано базові взаємозв'язки сучасних епістемологічних напрямів галузі управління. Розглянуто мультидисциплінарні зв'язки, що висвітлюють зміну парадигми управління складними нелінійними системами, її адаптацію до умов шостого технологічного устрою - NBIC-конвергенції. Розглянуто концепцію стратегічного розвитку системи як комплексу процесів формалізації управлінських підходів для успішної реалізації проектів. Увагу приділено дослідженню управління знаннями в інтегрованій системі управління командою проекту. Розглянуто концепцію розвитку інтелектуального капіталу, через систему накопичення досвіду та генерації нових ідей, ініціатив, інновацій і рефлексії суб'єкта управління. Формалізовано когнітивні процеси, через схематичні зв'язки інтенції, цілепокладання та результату в ході набуття нових цінностей суб'єктом проектного управління.

Detecting systematic and random component of surface roughness signal = Виявлення систематичної та випадкової складової сигналу шорсткості поверхні

Рішення завдання поділу вихідного одновимірного сигналу на дві складові - систематичну та випадкову - має надзвичайно широке практичне застосування не тільки в теорії інформації та зв'язку (і супутніх дисциплінах), але також в механіко-технологічних дисциплінах. Наприклад, технологія машинобудування як наука включає в себе вчення про якість поверхні оброблених деталей і дослідження шорсткості поверхні після обробки цих деталей різанням і шліфуванням. Показано, що теоретичні та фактичні значення параметрів шорсткості істотно (до 20 раз) розрізняються через вплив випадкової складової (ВС), яка присутня в сигналі шорсткості спільно з систематичною складовою (СС). Необхідно визначити частку кожної з цих складових у параметрах якості поверхні за запропонованим методом. Цей метод надає можливість виявляти СС і ВС сигналу і заснований на аналізі автокореляційної функції сигналу. Практичні приклади такого аналізу розглянуто для профілограм фрезерованої поверхні, отриманих експериментально. Як фрезерування, яке створює нерівності на оброблюваній поверхні, так і вимір цих нерівностей виконано на сучасному устаткуванні з ЧПУ: обробному центрі 500V/5 і комп'ютерної вимірювальної станції T8000, відповідно. Методику розподілу сигналу, яку розроблено та показано на прикладах, можна застосовувати також в інших областях науки, техніки та виробництва. Наприклад, при визначенні відношення сигналу до шуму в теорії інформації та зв'язку, в області телекомунікації та телеметрії, радіотехніки і т.д.

The information technology of anti-crisis solutions search in complex dynamic systems management = Інформаційна технологія пошуку антикризових рішень в управлінні складними динамічними системами

Протягом життєвого циклу управління динамічними складними системами його супроводжують кризи, викликані внутрішньою природою процесів управління та зовнішніми викликами довкілля, що призводять до гальмування, а іноді і до повної зупинки процесу. Загальний простір параметрів антикризового управління розділено на дві частини: планову (після початку життєвого циклу або після кожної біфуркації) та антикризову (ідентифікація кризи, прийняття антикризового рішення та планування частини циклу після біфуркації). Запропонований метод морфологічного та параметричного антикризового аналізу та управління життєвим циклом динамічної складної системи, який полягає в декомпозиції процесу з виділенням параметрів останніх, а також розбиття системи "кризова подія - антикризове рішення" на елементарні параметри. Далі відбувається конвергенція результатів декомпозиції та ідентифікації та прийняття підсумкового вердикту з корегуванням поточного плану процесу, що надало можливість побудувати антикризове управління за ефективною схемою з біфуркаціями плану. Розроблено схему та технологію покрокової конвергенції векторів процесної кризи та векторів антикризових рішень. Запропоновано інформаційну технологію прийняття антикризового рішення та продовження виконання процесу від точки біфуркації. Створено структуру процесу конвергенції "пошкоджених" параметрів планового життєвого циклу управління динамічними складними системами та параметрів антикризових рішень із винесенням вердикту. Теоретично обгрунтовано конвергенцію кризових параметрів життєвого циклу складних багатопараметричних динамічних систем (СБПДС) із параметрами антикризових рішень. Розроблено технологію конвергенції кризових параметрів життєвого циклу СБПДС із параметрами антикризових рішень з метою оптимізації останніх. Розроблено методи оцінювання міри близькості між окремими множинами параметрів різної розмірності під час їхньої конвергенції. Здійснено практичні випробування результатів дослідження. Розроблено інформаційну технологію "DYCOS" пошуку антикризових рішень в управлінні динамічними складними системами. Технологію "DYCOS" використано при антикризовій перебудові учбового процесу під час карантинних обмежень.

Classification of skin lesions using multi-task deep neural networks = Класифікація уражень шкіри з використаннями багатозадачних глибоких нейронних мереж

Рак шкіри (РШ) є найбільш поширеним видом онкологічних захворювань. Більшість випадків смерті від РШ спричинені меланомою, хоча це найменш поширений РШ. Раннє та точне виявлення та лікування є найкращим зціленням, однак виявлення цього виду злоякісної пухлини на ранніх стадіях не є легким. Рішення, засновані на даних для виявлення злоякісних меланом можуть зробити лікування більш ефективним. Згорткові нейронні мережі (ЗНМ) успішно застосовуються в різних областях комп'ютерного зору, а також у класифікації типів і стадій раку. Але в більшості випадків зображень недостатньо для досягнення надійної та точної класифікації. Такі метадані, як стать, вік, національність тощо, також можуть бути застосовані всередині моделей. Запропоновано end-to-end метод класифікації стадії меланоми за допомогою ЗНМ із фотографії RGB і метаданих пацієнтів і метод напівавтоматичного навчання сегментації області новоутворення. На основі експериментальних результатів запропонований метод демонструє стабільні результати та вивчає ознаки, що добре описують новоутворення. Головною перевагою цього методу є те, що він збільшує узагальнення та зменшує дисперсію, використовуючи ансамбль мереж, попередньо навчений на великому наборі даних і донавчений на цільовому наборі даних. Цей метод досягає ROC-AUC 0.93 на 10 982 унікальних нових зображеннях.

Information models and methods of the structural crises consequences overcoming in the educational space = Інформаційні моделі та методи усунення наслідків структурних криз в освітньому просторі

Розроблено інформаційні моделі та запропоновано методи усунення наслідків глобальних структурних криз в освітньому просторі. Продовжено роботу щодо інформаційних технологій пошуку антикризових рішень (АКР) в управлінні складними динамічними системами. Мета роботи - підвищення ефективності (швидкодії, мінімізації витрат) АКР для усунення наслідків структурних криз у складних освітніх системах. Залежно від виду складного об'єкта, його початкової структури, глибини та серйозності пошкодження, тимчасових, фінансових та інших ресурсів, наявних у розпорядженні менеджера процесу відновлення складного об'єкта можливі 3 основних принципи побудови (оптимізації) цього процесу: перший принцип - одноразове проєктування та подальша заміна (трансформація) "пошкодженої" ділянки структури об'єкта, попередній вибір варіанта заміни по винагороді (цільової функції) на етапі проєктування; математичний метод, розроблений для такого підходу, - методи конвергенції та дивергенції; другий принцип - покрокове проєктування та дискретна заміна (трансформація) "пошкодженої" частини ділянки структури об'єкта з дискретним розрахунком винагороди (цільової функції) та коригуванням плану відновлення після кожної ділянки; математичний метод, розроблений для такого підходу, - метод перколяції функціональності; третій принцип - покрокове проєктування та дискретна заміна (трансформація) "пошкодженої" частини ділянки структури об'єкта з безперервним розрахунком винагороди (цільової функції) за нечіткими вихідними даними та постійним коригуванням плану відновлення; математичний метод, розроблений для такого підходу, - марковский процес прийняття рішень. На прикладі вищого навчального закладу запропоновано структурну антикризову модель освітнього процесу. На прикладі окремої навчальної дисципліни створено антикризову модель відновлюваного елемента освітнього процесу та розроблено метод швидкого відновлення такого елемента з мінімальними втратами для процесу в цілому. Як типовий елемент освітньої структури в вузі обрано лекцію. На прикладі системної зовнішньої кризи, яка виникла за пандемії, розроблено інформаційну технологію подолання такої кризи з оптимізацією АКР за допомогою конвергенції моделей. Запропоновано підсумкові параметри, які виконують роль цільових функцій при виборі оптимальних рішень криз. Проведено практичні випробування інформаційної технології пошуку АКР в управлінні динамічними складними системами у вищій освіті, зокрема, при підготовці та здійсненні антикризових заходів під час викладання планової дисципліни "Вища математика". Технологію використано при антикризовій перебудові навчального процесу під час карантину коронавируса. В результаті отримано наступні результати: взаємодія учасників освітнього процесу здійснювалася через засоби комунікації, вбудовані в систему управління навчанням (LMS), електронну пошту, месенджери (Viber, Telegram), конференції (MS Teams, ZOOM, Google Meet, Skype і ін. В дистанційному режимі згідно з Учбовим планом здійснено читання лекцій і виконання практичних занять у повному обсязі.

Spatial synchronization of cellular automata in evolutionary processes simulation tasks = Просторова синхронізація клітинних автоматів в задачах моделювання еволюційних процесів та керування ними / O. D. Franzheva

Більшість прикладних задач моделюються за допомогою різницевих рівнянь, що описують еволюцію вектора станів систем із плином часу. Проте в деяких задачах необхідно також враховувати просторову структуру процесів і систем, які моделюються. Розглянуто можливість моделювання просторово-часових процесів за допомогою клітинних автоматів. Наведено огляд властивостей двовимірних клітинних автоматів (ДВ КА). Описано принцип роботи найвідомішого ДВ КА "Гра Життя" та розглянуто узагальнений спосіб побудови цього автомат в аналітичній формі за допомогою рівняння реакції-дифузії. Побудовано конкретні форми рівняння реакції та рівняння дифузії, та визначено інваріантні множини для цієї системи. Наведено узагальнення аналітичного виду КА в цілому. Як приклад розглянуто модель розвитку популяції, що використовує класичне рівняння Ферхюльста, в якій просторова структура враховується у вигляді сукупного впливу сусідів на швидкість зміни популяції. Використовуючи аналітичну форму КА, запропоновано різні схеми контролю просторово-часовими характеристиками системи. Ці схеми базуються на принципі зворотного зв'язку: з запізненням (тобто, що використовує попередні стани системи) та з прогнозом (що використовує передбаченні стани системи). В результаті вдавалось синхронізувати просторову конфігурацію КА, що можна інтерпретирувати як стійкий розвиток популяції. Зокрема, КА міг функціонувати циклічно із заздалегідь заданною довжиною циклу. Для візуалізації еволюції автоматів розроблено алгоритми та їх комп'ютерна реалізація. Запропоновано функцію нев'язки, по якій можна оцінювати точність синхронізації. В результаті дослідження побудовано приклади отриманих конфігурацій.

Analysis of dynamic and reliability indicators of a thermoelectric cooler at minimization of a complex of three basic parameters = Аналіз динамічних і надійнісних показників термоелектричного охолоджувача при мінімізації комплексу з трьох основних параметрів

Включення термоелектричного охолоджувача в ланцюг управління тепловим режимом теплонавантаженого елемента, який працює в імпульсному режимі, посилює вимоги до динамічних характеристик і показників надійності. До числа основних параметрів термоелектричних пристроїв, що забезпечують заданий тепловий режим функціонування, належать: кількість термоелементів, величина робочого струму та тепловідвідна здатність радіатора. При оптимальному проектуванні термоелектричного охолоджувача належить прагнути до зменшення кількості термоелементів, величини робочого струму та тепловідвідної поверхні радіатора. За заданої геометрії гілок термоелементів зменшення кількості гілок термоелементів призводить до зменшення заданої холодопродуктивності або теплового навантаження. Це можливо компенсувати збільшенням робочого струму, та, навпаки, зменшення величини робочого струму призводить до необхідності збільшення кількості термоелементів, що впливає на показники надійності. Розглянуто можливість управління тепловим режимом однокаскадних термоелектричних охолоджуючих пристроїв за мінімізації даного комплексу. Змінювалась кількість термоелементів, величина робочого струму від 10 до 60 К при тепловому навантаженні 0,5 Вт для різної геометрії гілок термоелементів. Одержано співвідношення для визначення оптимального відносно робочого струму, відповідного мінімуму комплексу кількості термоелементів, величини робочого струму та тепловідвідної поверхні радіатора. Аналіз моделі виявив, що у разі зростання відносного робочого струму для різної геометрії гілок термоелементів зменшується необхідна кількість термоелементів, час виходу на стаціонарний режим, підвищується величина інтенсивності відмов, зменшується вірогідність безвідмовної роботи. Функціональна залежність холодильного коефіцієнта має максимум, тепловідвідна здатність радіатора має мінімум, і не залежать від геометрії термоелементів і кількості використаної енергії. Показано, що використання струмового режиму роботи за мінімального значення комплексу забезпечує оптимальне управління тепловим режимом термоелектричного охолоджувача за мінімальної кількості використаної енергії.