2024 № 2 Системний аналіз, управління та інформаційні технології

Постійне посилання колекціїhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/84913

Переглянути

Зараз показуємо 1 - 17 з 17

Modification of the decomposition method of constructing multivariate polynomial regression which is linear with respect to unknown coefficients
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024) Pavlov, Alexander Anatolievich; Holovchenko, Maxim Nikolaevich; Drozd, Valeriia Valeriivna
The authors created a universal method of constructing multivariate polynomial regression given by a redundant representation. The method is synthetic, it organically combines a decomposition method and the modified group method of data handling. First, the decomposition method is implemented, it consists in the decomposition of the multivariate problem into a sequence of subproblems of constructing univariate polynomial regressions and the corresponding systems of linear equations, the variables of which are estimates for the nonlinear terms of the multivariate polynomial regression. Partial cases that guarantee the finding of estimates with a predetermined value of their variances were considered. The formal algorithm for constructing coefficient estimates for nonlinear terms of the multivariate polynomial regression stops working on the first coefficient whose estimation with a predetermined accuracy is not achieved under the specified limitations on the number of tests. The estimation of all coefficients that were not found by the decomposition method is done by a heuristic method, which is an efficient modification of the group method of data handling.
Synthesis of design parameters of multi-purpose dynamic systems
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024) Kutsenko, Oleksandr Serhiyovych; Alforov, Mykhailo Evgenovich; Alforov, Andrii Evgeniovich
Two problems related to the optimization of linear stationary dynamic systems are considered. A general formulation of the multi-purpose problem of optimal control with the choice of design parameters is given. As a special case, the problem of multi-objective optimization of a linear system according to an integral quadratic criterion with a given random distribution of initial deviations is considered. The solution is based on the method of simultaneously reducing two positive-definite quadratic forms to diagonal form. Analytical results have been obtained that make it possible to calculate the mathematical expectation of the criterion under the normal multidimensional distribution law of the vector of random initial perturbations. The inverse problem of stability theory is formulated: to find a vector of structural parameters that ensure the stability of the system and a given average value of the quadratic integral quality criterion on a set of initial perturbations. The solution of the problem is proposed to be carried out in two stages.
Analysis of the applications of the data-driven approach in evaluating the thermal-physical properties of composites
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024) Lavshchenko, Ruslan Rovshan ohly; Lvov, Gennadiy Ivanovych
This research analyzes the potential and prospects of a data-driven methodology for examining the thermo-physical properties of composite materials. The analysis examines fundamental principles and advanced machine learning approaches utilized in materials science, highlighting their ability to improve the knowledge, optimization, and overall quality of composite materials. This study thoroughly examines the application of neural networks in forecasting thermal characteristics, highlighting its predictive skills and potential to transform the analysis of thermal properties in composite materials. Additionally, the research underscores the growing reliance on big data analytics in addressing complex challenges in material behavior, particularly under variable environmental conditions. A comparison assessment is performed between the data-driven methodology and traditional analytical methodologies, emphasizing the distinct advantages and drawbacks of each. This comparison elucidates how data-driven methodologies can enhance and refine the precision of thermo-physical analysis. The convergence of machine learning and material science is shown to not only facilitate more accurate predictions but also reduce experimentation time and costs. The report also delineates contemporary techniques for measuring and forecasting the thermo-physical properties of composites, emphasizing the advancements in new technologies in recent years. The function of computational tools and computer technology is elaborated upon, especially with the modeling of thermo-physical properties and the simulation of production processes for composite materials.
Метод виявлення наземних орієнтирів для навігації автономних мобільних роботів з використанням особливостей розподілу середньої інтенсивності кольорів
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024) Полярус, Олександр Васильович; Хоменко, Юрій Сергійович
Застосування відеокамер при навігації автономних мобільних роботів є один з можливих шляхів реалізації пасивних дистанційних методів виявлення наземних орієнтирів. Було запропоновано метод виявлення наземних орієнтирів при навігації автономних мобільних роботів, що ґрунтується на використані особливостей розподілу середньої інтенсивності кольорів в стовпцях матриці відеокамери автономного мобільного робота. Головна особливість розподілу проявляється в тому, що при появі в зоні огляду відеокамери стовпоподібного об'єкту як можливого орієнтиру в ньому з'являється стрибок або провал, амплітуда яких може служити в якості критерію виявлення орієнтиру. В роботі показано, що цю операцію можна ефективно виконати на основі аналізу матриці зображення, якщо колір орієнтиру істотно відрізняється від кольору фонового зображення. В інших випадках запропоновано використовувати усереднення інтенсивності червоного, зеленого та синього кольорів по стовпцям матриці відеокамери. Вказаний метод для підвищення ймовірності виявлення орієнтиру в широких умовах застосування відеокамери автономного мобільного роботу запропоновано в якості критерію виявлення застосовувати добуток модуля похідної від розподілу середніх кольорів в стовпцях матриці на модуль різниці зазначеного розподілу і його середнього значення по всім стовпцям.
Software development and research for machine learning-based structural errors detection in BPMN models
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024) Kopp, Andrii Mykhailovych; Orlovskyi, Dmytro Leonidovych; Gamayun, Igor Petrovych; Sapozhnykov, Illia Vitaliiovych
The most important tool for process management is business process modeling. Business process models allow to graphically represent the sequences of events, activities, and decision points that make up business processes. However, models that contain errors in depicting the business process structure can lead to misunderstanding of a business process, errors in its execution, and associated expenses. Thus, the aim of this study is to ensure the comprehensibility of business process models by detecting structural errors in business process models and their subsequent correction. During the analysis of the Business Process Management (BPM) lifecycle, it was found that the created business process models do not have a stage of control for the presence of errors in them. Therefore, the paper analyzes and improves the BPM lifecycle using the proposed approach. In the improved BPM lifecycle, it is proposed to take into account the correctness validation stage of business process models using the developed software.
Ситуаційна модель медичного бізнес-процесу
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024) Петров, Костянтин Едуардович; Чалий, Тарас Володимирович
Предметом дослідження є медичні бізнес-процеси. Мета роботи полягає у розробці ситуаційного підходу до моделювання узагальненого медичного бізнес-процесу. Виконано структуризацію медичних бізнес-процесів. Показано, що такі процеси складаються із клінічного шляху, шляху догляду та шляху лікування захворювання. Клінічний шлях реалізується в межах одного медичного закладу. Шлях догляду визначає комплексний опис послідовності догляду та лікування. Повний шлях лікування захворювання інтегрує різні заклади охорони здоров'я. Шлях лікування включає клінічний шлях та шлях догляду в якості підпроцесів. Запропоновано ситуаційну модель узагальненого медичного бізнес-процесу, що складається із послідовності ситуацій. Послідовність ситуацій задає загальний стандарт догляду або лікування, а індивідуалізація виконується в рамках окремих ситуацій з урахуванням потреб пацієнта та фінансових обмежень.
A software solution for real-time collection and processing of medical data for epilepsy patients
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024) Kopp, Andrii Mykhailovych; Liutenko, Iryna Viktorivna; Yamburenko, Viktor Viktorovych; Pashniev, Andrii Anatoliovych
The rapid development of computer technologies has significantly impacted various sectors, including healthcare. The ability to collect, process, and visualize medical data in real time is becoming increasingly important, especially for managing chronic conditions such as epilepsy. This paper presents a web-based application designed for real-time monitoring of health indicators, enabling healthcare professionals to track patient data efficiently. The system automates the process of collecting data from fitness trackers, transmitting it via a mobile device to a server, and visualizing it in a web application. Its architecture employs a thin-client model with Node.js for backend logic and React.js for the user interface, ensuring scalability and responsiveness. These results confirm the system’s robustness and suitability for deployment in medical facilities.
Проєктування інформаційної CRM-системи у сфері стоматологічного адміністрування
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024) Козуля, Марія Михайлівна; Солдатко, Олександр Володимирович
У статті досліджуються особливості оптимізації та автоматизації адміністративних послуг у стоматологічних клініках. На основі аналізу сучасних підходів до управління медичними закладами визначено основні напрями вдосконалення роботи адміністративного персоналу, включаючи впровадження CRM-систем, використання електронного документообігу та цифрових рішень для управління даними пацієнтів. Важливим аспектом є забезпечення високої якості адміністративних послуг за ключовими критеріями, такими як оперативність, точність та доступність інформації. Дослідження показують, що ефективність роботи клініки багато в чому залежить від організації процесів, що стосуються запису пацієнтів, управління розкладом лікарів, зберігання медичних даних та комунікації з клієнтами. Разом із тим, у процесі роботи виникають численні виклики. У статті пропонується підхід до проєктування адміністративних послуг, який поєднує використання сучасних технологій, таких як CRM-системи, автоматизація обліку пацієнтів та аналіз робочих процесів. Це дозволяє підвищити ефективність управління та забезпечити якісне обслуговування пацієнтів.
Intelligent technology for semantic completeness assessment of business process models
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024) Rudskyi, Oleksandr Vadymovych; Kopp, Andrii Mykhailovych; Goncharenko, Tetiana Yevhenivna; Gamayun, Igor Petrovych
In this paper, we present a method for comparing business process models with their textual descriptions, using a semantic-based approach based on the SBERT (Sentence-Bidirectional Encoder Representations from Transformers) model. Business process models, especially those created with the BPMN (Business Process Model and Notation) standard, are crucial for optimizing organizational activities. Ensuring the alignment between these models and their textual descriptions is essential for improving business process accuracy and clarity. Traditional set similarity methods, which rely on tokenization and basic word matching, fail to capture deeper semantic relationships, leading to lower accuracy in comparison. Our approach addresses this issue by leveraging the SBERT model to evaluate the semantic similarity between the text description and the BPMN business process model. The experimental results demonstrate that the SBERT-based method outperforms traditional methods, based on similarity measures, by an average of 31%, offering more reliable and contextually relevant comparisons. The ability of SBERT to capture semantic similarity, including identifying synonyms and contextually relevant terms, provides a significant advantage over simple token-based approaches, which often overlook nuanced language variations.
Програмна реалізація із використанням трансформера з оптичним потоком та GeoNet для ідентифікації параметрів динамічних об'єктів
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024) Кондратов, Олексій Михайлович; Нікуліна, Олена Миколаївна
Сьогодні міждисциплінарні дослідження в галузі комп'ютерних наук та інженерії стають все більш актуальними через зростаючу потребу обробляти дані в реальному часі для виявлення та відстеження об'єктів. Зокрема, ідентифікація параметрів динамічних об'єктів є критично важливою у таких сферах, як автономні транспортні системи, робототехніка, системи спостереження і моніторингу. Ефективне автоматичне отримання та обробка інформації з відеоджерел є перспективною галуззю для науковців і практиків, що працюють у суміжних областях. Метою цього дослідження є вдосконалення процесів виявлення та відстеження динамічних об'єктів шляхом розробки та впровадження інформаційної технології, заснованої на використанні сучасних методів машинного навчання, таких як DETR (Detection Transformer), оптичний потік та GeoNet. Методи дослідження включають розробку програмного забезпечення на основі мови програмування Python із застосуванням сучасних бібліотек та фреймворків для обробки зображень і відео.
Application of optical character recognition and machine learning technologies to create an information system for automatic verification of offline testing
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024) Ziuziun, Vadym Ihorovych; Petrenko, Nikita Andriiovych
During the learning process in any field, testing and monitoring the knowledge of students or other learners is an essential part. The purpose of this research was to develop an information system (web platform) that simplifies the offline test grading process using optical character recognition technologies powered by machine learning algorithms. The object of this research is the processes and functionality involved in creating an information system for the automated grading and evaluation of offline tests. The developed system can recognize handwritten text from photos, create an array of responses, and compare them to the answers provided by the teacher. This approach significantly reduces the time teachers spend on grading tests. For user convenience, a minimalist interface was created, granting access to all main system functions with intuitive controls. A detailed description of the developed algorithms and machine learning models is provided.
Моделі приватності та техніки анонімізації табличних медичних даних
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024) Калінін, Денис Вікторович; Северин, Валерій Петрович; Безменов, Микола Іванович
У сучасному світі питання приватності та захисту персональних даних набувають надзвичайної актуальності, особливо в медичній галузі, де використання великих обсягів даних для досліджень стає все більш поширеним. Використання персональних даних регулюється відповідними законами, які вимагають анонімізації даних для мінімізації ризиків ідентифікації осіб. Анонімізація є процесом, що дозволяє використовувати чутливі дані без ризику розкриття особистої інформації, зберігаючи при цьому їх корисність. У статті розглядаються основні моделі приватності та техніки анонімізації, що застосовуються для захисту табличних медичних даних. Моделі приватності включають k-анонімність (k-anonymity), l-диверсність (l-diversity) та t-близькість (t-closeness).
Mathematical rationale for creating an application for conducting random meetings "Coffee Break"
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024) Ziuziun, Vadym Ihorovych; Osoka, Daniil Serhiiovych
Modern society is facing an increasing trend of social isolation, as people increasingly rely on social media for interaction instead of face-to-face communication. This lack of in-person contact often leads to feelings of loneliness and disconnection. This study proposes the concept of a mobile application, CoffeeBreak, designed to counteract these trends by offering users a platform to arrange brief, in-person meetings, such as a quick coffee. The model ensures that users are matched in a way that promotes engagement, as each participant can be assured that their matched partner is equally motivated for the encounter. As the application continues to evolve, it can incorporate additional scheduling criteria to enhance the quality of matches and distribution. For example, if a user attends a meeting within the first two days, they could unlock the potential for additional matches by the end of the week. Ultimately, CoffeeBreak aims to broaden users' horizons, help them form new professional and informal connections, and enhance their social skills.
Оркестрування робочих процесів взаємодії з клієнтами в корпоративних застосунках
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024) Колбасін, Вячеслав Олександрович
В даній роботі розглядається задача побудови системи оркестрування робочих процесів взаємодії з клієнтом на основі подійно-орієнтованого підходу. Замість умовно послідовного централізованого виконання графової моделі робочого процесу пропонується представити робочий процес у вигляді послідовності подій та реакцій системи на них, що дозволяє позбутися потреби в явному очікуванні відповіді від клієнта. В такий моделі операції робочого процесу будуть виконуватися під час обробки подій, а перехід до наступної операції відбуватиметься за рахунок відправлення нового повідомлення з описом цієї операції. Розглянуто централізований та розподілений підходи для виконання переходів між операціями робочого процесу, показані переваги та недоліки кожного з них. Також розглянуто реалізацію механізму очікування відповіді від клієнта, для чого пропонується перед початком взаємодії з останнім зберігати повідомлення у спеціалізованому сховищі, прив’язане до ідентифікатору сеансу взаємодії з клієнтом. А після надходження даних від клієнта – додавати їх до повідомлення і відправляти його назад в чергу повідомлень для продовження виконання робочого процесу.
Study of compatibility of methods and technologies of high-level protocols and error-correcting codes
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024) Sharov, Vladyslav Olegovich; Nikulina, Olena Mykolaivna
Since the year 2000, the fields of error-correction codes and Virtual Private Networks (VPNs) have undergone significant advancements driven by technological demands for higher reliability and security in communication systems. The importance of studying error-correction codes and VPNs in the modern era cannot be overstated. Error-correction codes are integral to overcoming the challenges of high-noise environments, enabling reliable communication in technologies ranging from space exploration to massive IoT networks. Simultaneously, VPNs remain critical for preserving user privacy, securing corporate networks, and protecting sensitive data in the face of sophisticated cyberattacks. Emerging technologies like quantum computing and artificial intelligence introduce both opportunities and threats, necessitating continuous innovation in these fields. Exploring quantum error-correction codes and post-quantum cryptographic protocols represents a vital area for future research. By addressing these challenges, scientists and engineers can ensure the resilience and security of communication systems in an increasingly digital and interconnected world.
Інтелектуальна інформаційна технологія швидкої класифікації за умов перетинних класів
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024) Бодянський, Євгеній Володимирович; Чала, Ольга Сергіївна
Предметом дослідження є процес швидкої класифікації даних за умов перетинних класів. Швидка класифікація виконується в режимі реального часу або близькому до нього. Мета роботи полягає у розробці інтелектуальної інформаційної технології швидкої класифікації в online та nearline режимах за умов перетинних класів. Досягнення мети дає можливість врахувати нестаціонарність вхідних даних та дисбаланс класів за умов потокового надходження даних. Задачі компенсації шумів у вхідних даних та зміну розподілу вхідних даних внаслідок нестаціонарності таких даних, а також задача компенсації дисбалансу класів пов’язані між собою при класифікації в умовах перетинних класів та потребують розробки комплексного рішення. Для досягнення мети вирішуються такі задачі: структуризація підходів до класифікації перетинних класів з урахуванням нестаціонарності вхідних даних та дисбалансу класів; розробка інтелектуальної технології класифікації в online та nearline режимах.
Модифікований алгоритм розгортання програмного забезпечення з використанням багатопоточності
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2024) Хацько, Наталія Євгенівна; Слєпушков, Микола Васильович; Хацько, Кирило Олександрович; Шебанов, Євгеній Олександрович
У статті представлено модифікований алгоритм розгортання програмного забезпечення з використанням багатопоточності в AWS CodeBuild, спрямований на оптимізацію часу збірки та зниження витрат на обчислювальні ресурси в хмарному середовищі. На основі скінченних автоматів, часових автоматів та мереж Петрі було змодельовано основні етапи процесу збірки, включаючи паралельне виконання тестів, аналіз розподілу завдань та управління обчислювальними ресурсами. Особлива увага приділялася ідентифікації та усуненню обмежень стандартних механізмів паралелізації AWS CodeBuild, які можуть призводити до неефективного використання ресурсів та збільшення тривалості збірки. Дослідження виявило, що стандартні механізми AWS CodeBuild не завжди здатні оптимально використовувати системні ресурси, особливо при обробці великих програмних проектів із численними залежностями. Для подолання цих обмежень було запропоновано використання багатопоточності засобами Python, як зручного інструменту для розширення базового функціоналу. Запропонований підхід дозволив реалізувати гнучке керування потоками та розподіл завдань на рівні користувацьких сценаріїв, зменшивши загальний час збірки. Експериментальні результати показали значне скорочення часу виконання збірок у порівнянні зі стандартними налаштуваннями AWS CodeBuild.