2022 № 3 Сучасні інформаційні системи

Постійне посилання колекціїhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/65929

Переглянути

Зараз показуємо 1 - 13 з 13

Mechanisms for ensuring the security of channels of a prospective management system
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Tomashevsky, Bogdan; Yevseiev, S. P.; Pohasii, Serhii; Milevskyi, Stanislav
The development of military (state) control systems in modern conditions of hybrid warfare requires the possibility of rapid expansion of both functionality and scaling of the physical and logical basis of management, increasing the range of digitization and use of both military and civilian communication channels to manage troops and weapons. Not only the computing power of the enemy, the means of suppressing and / or blocking the communication channels of the control system, but also the development of quantum technologies that place new and more stringent requirements on security mechanisms based on symmetric and asymmetric cryptography algorithms. According to NIST, a full-scale quantum computer breaks both symmetric and asymmetric cryptosystems in polynomial time, significantly reducing their resilience. The paper proposes mechanisms of post-quantum cryptography, which allow to ensure the stability of not only communication channels, but also elements of the structure of the control system. The basis of post-quantum encryption algorithms is the combination of algorithms (schemes) of crypto-code structures with cryptosystems on unprofitable codes (multi-channel cryptography), as well as the possibility of combining them with digital steganography methods. This approach provides the ability to hide elements of management commands, and the use of different channels provides the ability to hide individual elements of cryptograms.
Effect of ambient temperature on thermodynamic temperature measurements
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Iskandarov, Nabi
The development of science and technology is closely related to the use of measuring instruments. Measurements are one of the ways to know nature as a process and help to make scientific discoveries and apply these discoveries in production and technology. Measurements are also of great importance as the only means of monitoring technological processes in various fields of industry and production processes. Properly organized measurements ensure the reliability, economy and convenience of conducting production processes, as well as provide opportunities for their extensive automation. In addition, it is not possible to provide safe and trouble-free maintenance of production processes and facilities without using measurement tools. Today, the national economy of the country is provided with a large arsenal of measuring instruments of both domestic and foreign production, from the simplest primary converters and measuring devices to complex automatic tools and systems that allow controlling technological devices and complex production using information and computers. A wide variety of measuring tools requires the right choice for specific purposes. In this regard, one of the important issues is the question of their metrological assurance. Accurate and correct measurements performed during technological processes lead to an increase in product quality, a reduction in waste products, as well as a minimization of time and material losses. For this reason, ensuring the accuracy of temperature measurements performed in technological processes is one of the most urgent issues today. The research work has shown that the most important part of the error of the temperature measurements is the influence of the environment on the measurement process. For this reason, the amount of this effect was determined and analyzed during the research work.
Experimental unit for determining body weight of astronauts and light-weight objects in zero-gravity conditions
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Kolomiitsev, Oleksii; Komarov, Volodymyr; Dmitriiev, Oleh; Pustovarov, Volodymyr Volodymyrovich; Oliinyk, Ruslan
The transition of an astronaut into zero gravity leads to a certain restructuring of the body, including the redistribution of fluid flows in it. The process of dehydration of the body is stimulated, the astronaut loses weight. Knowledge of the regularities of changes in an astronaut's body weight, keeping it within normal limits thanks to a rational load distribution, rest, physical exercises, and a well-thought-out diet are extremely necessary in order to provide the astronaut with the most favorable conditions for adaptation in zero gravity, as well as to better prepare him for his return to Earth. Returning materials for scientific research and experiments, as well as equipment, from the space station to Earth also requires high-precision determination of the low weight of objects. The object of the research is an experimental unit that allows measuring the weight (parameters) of the astronaut’s body and the small weight of objects (equipment, devices, etc.) that oscillate. The subject of research is the frequency of natural oscillations of the dynamic system. The purpose of scientific work is the development of an experimental unit for determining the weight of the astronaut’s body and the low weight of objects in zero gravity. Conclusions. An experimental setup for determining the body weight of astronauts and the low weight of objects (control objects – СО) in zero gravity is proposed. For high-precision determination of the weight of the СО in zero gravity, the natural frequency (NF) was chosen as a diagnostic parameter. In the experimental installation, the weight of the OC is determined by changing the NF of the dynamic system "control object – moving anchor" depending on the attached weight of the СO. The essence of the work of the experimental unit is revealed, and its general appearance and structural scheme are presented.
Temporal-oriented model of causal relationship for constructing explanations for decision-making process
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Chalyi, Serhii; Leshchynskyi, Volodymyr
The subject of research in the article is the decision-making process in intelligent systems. The goal is to develop a model of the causal relationship between the states of the decision-making process in an intelligent information system, taking into account the temporal aspect of this process, in order to build cause-and-effect relationships between the actions of the process and further use these dependencies to form explanations for the sequence of actions to obtain a decision. The formation of causal relations between the states of the decision-making process makes it possible to substantiate the sequence of actions of this process, considering incomplete information regarding external influences on this process. Tasks: structuring the decision-making process in an intelligent information system as a specialized business process; development of a three-element model of the causal relationship between the states of the decision-making process, considering the temporal aspect of this process; substantiation of the possibility of using three-element relationships to build causal dependencies for decision making in intelligent systems. The approaches used are: the set-theoretical approach used to describe the elements of the decision-making process in intelligent systems; a logical approach that provides a representation of the relationship between the states of the decision-making process; probabilistic approach to describe the probabilistic component of the decision-making process. The following results are obtained. The decision-making process in an intelligent information system was structured as a specialized business process that, using additional information from the user, turns the input data into a result that is valuable for this user; a three-element model of the causal relationship between the states of the decision-making process is proposed, which makes it possible to take into account external influences on the process; using a probabilistic approach, the possibility of using three-element causal relations to describe the decision-making process in intelligent systems is substantiated, taking into account uncontrolled external influences. Conclusions. The scientific novelty of the obtained results is as follows. A three-element model of the causal relationship between the states of the decision-making process is proposed, based on a model of a temporal rule of the "future" type, containing a state-cause, a state-effect and an intermediate state that reflects external influences. The model makes it possible to build a base of causeand-effect dependencies for the decision-making process in an intelligent information system, considering external influences and use these dependencies to build explanations for this process.
Parametric synthesis of an electro-hydraulic executive device of a digital system of automatic control of a moving object
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Aleksandrov, Eugene; Aleksandrova, Tetiana; Kostianyk, Iryna; Morgun, Yaroslav
Most modern moving objects, including military moving objects, are equipped with guidance and stabilization systems with electro-hydraulic executive devices. Intercontinental ballistic missiles, space vehicles, aircraft, the main armament of tanks and ships have high-precision digital guidance and stabilization systems with electro-hydraulic actuators with potentiometric feedback, capable of ensuring high accuracy of stabilization of a moving object in a given direction. The work is devoted to the development of a methodology for selecting the value of the feedback channel amplification coefficient, which provides the maximum margin of stability and the maximum speed of the closed digital system of guidance and stabilization of a moving object. The proposed technique is based on the application of a discrete-continuous mathematical model of a closed digital system of guidance and stabilization of a moving object, which contains ordinary differential equations for describing the disturbed motion of the continuous part of the stabilized object, as well as difference equations for describing a discrete stabilizer. To construct the characteristic equation of a closed discrete system, the mathematical model is reduced to a system of difference equations using matrix series. At the same time, the number of considered members of the matrix series depends on the value of the quantization period of the digital stabilizer, therefore, in addition to determining the amplification coefficient of the feedback channel of the executive device, the proposed technique also includes the determination of the value of the quantization period of the digital stabilizer.
Evaluation model of the recovery processes of non-markovian systems, considering the elements unreliability under arbitrary distribution laws
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Raskin, Lev; Ivanchikhin, Yuriy; Sukhomlyn, Larysa; Svyatkin, Iaroslav; Korsun, Roman
The subject of the study is the reliability of recoverable non–Markovian systems, functioning of which is described by arbitrary distribution laws. The purpose of the article is to develop a mathematical model of the functioning of modern computer systems under arbitrary laws of the distribution of stay duration in each of the states, taking into account the recovery system and the provision of spare elements. The main task is to develop an adequate model of the system functioning process, taking into account the non-Markovian character of the processes occurring in the system, its possible large dimension, and the presence of a hierarchical recovery system. Based on this model, a method for calculating the density of the system recovery time distribution has been developed. At the same time, a universal four-parameter distribution is proposed to describe random processes occurring in the system. Using this approximation, the calculation of the desired parameter of the recovery flow is performed by solving the Volterra integral equation with a difference kernel.
Development of an improved hierarchical control system using the metaheuristic PID tuner for DC microgrids
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Yusubov, Elvin; Bekirova, Lala
This paper presents the development of the improved hierarchical control system using the metaheuristic centralized PID tuner for DC microgrids. Hierarchical control is one of the best control strategies employed in photovoltaics (PV) based DC microgrids with three layers of primary, secondary, and tertiary controllers in which PID control is at the center of each one of these three layered control levels. The principal objective of the primary controller is to ensure near-equal power sharing among the units and of the secondary controller is to correct the deviations in the common DC link, while the tertiary controller is used to manage the energy flow among DC microgrids or between DC microgrid and the main utility grid. Partial shading, the uncertain nature of solar irradiation, and varying temperatures significantly reduce the overall power efficiency of traditionally tuned PID control-based hierarchical systems, since the tuning gains of these PID controllers are not adaptive to the dynamic processes. To optimize the control process, a novel hierarchical system is considered in which PID gains of primary, secondary, and tertiary controllers are tuned with metaheuristic moth-flame optimization to adapt to the variations. Matlab/Simulink simulations are performed to verify the efficiency of the proposed approach. The results highlight the superiority of the proposed method by utilizing process adaptive gains.
Векторний метод пошуку послідовностей у великих даних
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Хаханова, Ганна Володимирівна
Пропонується технологічне програмне рішення для метричного пошуку та ідентифікації логіко-часових патернів бізнес-потоку даних за рахунок створення додаткових векторних структур даних та паралельного методу їх обробки. Предметом досліджень є методи пошуку та ідентифікації логіко-часових патернів у великих даних. Метою є підвищення ефективності пошуку та розпізнавання логіко-часових патернів, що семантично утворюють бізнес-функціональності у 8-годинному часовому фреймі скріншотів зі "сміттєвими" даними. Застосовувані методи: апарат теорії множин та булевої алгебри, метричні матричні моделі визначення параметрів для множин двійкових векторів, елементи теорії ймовірностей, теорія алгоритмів, програмне моделювання, аналіз великих даних. Отримані результати: метод пошуку та розпізнавання патернів на основі векторного завдання символьних послідовностей, які ідентифікують патерни у потоках великих даних, що використовує унітарне кодування інформаційних примітивів та даних; векторні моделі – структури унітарно-кодованих даних для опису потоку великих даних, як декартові добутки множини примітивів-string-маркерів та дискретної послідовності-реалізації заданого часового фрейма. Практична значущість роботи полягає у реалізації векторного методу, що дозволило створити програму розпізнавання патернів у потоці великих даних з ймовірністю 0,77%.
Development of the estimating methodology of a 5TDF engine motor resource consumption under different operating modes of the machine
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Makogon, Helen; Sirosh, Vitaliy; Guba, Serhiy; Lavrut, Oleksandr; Zagrebelnuy, Sergiy; Rudiy, Andriy
The subject matter of the article is accounting for the motor resource of the 5TDF tank engine under different operating modes. The goal of the study is to development of a methodology for estimating the consumption of a motor resource of a 5TDF engine under different operating modes of the machine. The tasks to be solved are: based on the analysis of data on the operating modes of the 5TDF engine, to determine a set of parameters that give empirical and analytical estimates of the consumption of the motor resource of the machine; to request analytical estimates of the consumption of the 5TDF engine motor resource in terms of the number of years' service in different machine operating modes; to propose a mechanism for the processing of numerical values, depending on the results of the statistical processing of these machine operation data. General scientific and special methods of scientific knowledge are used. The following results were obtained: A continuous functional dependence of the actual number of hours spent by the engine on the values of the meter per hours at different speeds, allow more careful accounting of engine consumption, but will involve the development of special devices based on modern elements has been determined.
Застосування систем ортогональних функцій для формування простору ознак у методах класифікації зображень
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Гороховатський, Володимир Олексійович; Творошенко, Ірина Сергіївна; Чмутов, Юрій Вадимович
Предметом досліджень статті є удосконалення структурних методів класифікації зображень у системах комп'ютерного зору. Метою є скорочення обчислювальних витрат на класифікацію шляхом впровадження апарату розкладання компонентів опису зображення за системою ортогональних функцій та впровадження моделей стиснення простору ознак. Застосовувані методи: детектор ключових точок ORB, апарат теорії множин і векторних просторів, метричні моделі для визначення релевантності щодо множин багатовимірних векторів, теорія ортогонального розкладення векторів, елементи теорії ймовірностей, програмне моделювання. Отримані результати: розроблено модифікації методу класифікації зображень на основі впровадження ортогонального розкладення даних у векторному просторі, запропоновано моделі для стиснення даних у трансформованому просторі ознак, введено метрику Танімото для зіставлення образів, встановлено спосіб вибору порогу для визначення еквівалентних компонентів опису. Результативність розроблених модифікацій класифікатора залежить від вибору підмножини функцій для розкладення, метрики для зіставлення описів, способу визначення порогу еквівалентності. Впровадженням апарату ортогональних функцій вдалося не тільки у десятки разів скоротити обчислювальні витрати, але і забезпечити достатньо високі показники результативності та завадостійкості класифікації. Практична значущість роботи – побудова нових моделей класифікатора зображень у трансформованому просторі ознак, підтвердження працездатності, швидкодії та завадостійкості запропонованих модифікацій на прикладах зображень, створення програмного застосунку для впровадження розроблених методів класифікації у системах комп'ютерного зору.
Обчислення значень функцій комплексної змінної 3 інтервальним аргументом, визначеним в гіперболічній формі
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Дубницький, Валерій Юрійович; Кобилін, Анатолій Михайлович; Кобилін, Олег Анатолійович; Кушнерук, Юрій Іонович; Шевяков, Юрій Іванович
Наведено відомості про інтервальні числа, представлені в класичному вигляді, системі ЦЕНТР – РАДІУС та в гіперболічному вигляді. Запропоновано правила переходу від однієї із форм подання інтервальних чисел до інших. Наведено відомості про комплексні інтервальні числа, дійсна і уявна частина яких представлені в гіперболічному вигляді. Описано правила виконання основних арифметичних дій з цими числами та обчислення інтервальних значень показникової, логарифмічної функції, прямих та обернених тригонометричних функцій, прямих та обернених гіперболічних функцій. Для функцій комплексного змінного наведено відомості про їхню дійсну та уявну частину. Перелік функцій відповідає функціям комплексного змінного, що входять до системи EXCEL. Отримано співвідношення для визначення дійсної та уявної частини функцій секансу, косекансу, тангенсу та котангенсу для кругових тригонометричних та гіперболічних функцій, які були відсутні у найбільш поширеній довідковій літературі. Наведено приклади, що ілюструють застосування запропонованої методики.
Static allocation method in a cloud environment with a service model IAAS
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Petrovska, Inna; Kuchuk, Heorhii
The article discusses a method that allows the allocation of the required computing resources for the initial launch of a virtual host. The method is focused on the functioning of a virtual host in a cloud environment focused on the service model "Infrastructure as a Service". The subject of research is the methods of static resource allocation in cloud environments. The object of study is the process of functioning of a virtual host in a cloud environment that provides all information technology resources for it. The purpose of the study is to develop a method for the static allocation of resources in the cloud environment, focused on the features of the service model "Infrastructure as a Service". Results: An approach has been developed for carrying out the decomposition of a cloud computing environment with the IAAS service model. The analysis of existing methods of static allocation of resources has been carried out. The application of the method of analysis of hierarchies for this problem is substantiated. A step-by-step algorithm for finding the most acceptable alternative from the set proposed has been developed. An example of the application of the developed method for initializing a virtual host in a cloud environment with the IAAS service model is given. Conclusion. The proposed method makes it possible to rationally use the computing resources of the cloud environment, which uses the "Infrastructure as a Service" service model. Direction for further research. The development of this direction is the development of a method for dynamic redistribution of resources in a cloud environment with the IAAS service model.
Використання дисперсійного аналізу при побудові моделі факторного впливу на результат дистанційного теплового контролю біологічних об'єктів
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022) Григоренко, Ігор Володимирович; Григоренко, Світлана Миколаївна; Жук, Олександр Васильович
Розглянуто вирішення науково-практичної задачі використання дисперсійного аналізу для побудові моделі факторного впливу на результат дистанційного теплового контролю біологічних об'єктів. Представлено модель впливу на результат вимірювання температури біологічного об'єкту чотирьох факторів, що негативно впливають на точність вимірювання температури, а саме: температура повітря, запиленість повітря, яскравість світлового випромінювання, вологість повітря. Розглянута схема дії зазначених факторів. Отримані результати базуються на тім, що дисперсійний аналіз – це метод статистичної оцінки надійності проявлення залежності результативної ознаки від одного або кількох факторів. Зроблено висновки, що отримані результати дають змогу подальшого удосконалення методів обробки результатів безконтактного вимірювання температури біологічних об'єктів. Представлені перспективи подальших досліджень розробленої моделі, а саме те, що є змога отримати рівняння для оцінювання достовірності статистичних висновків про інформаційну значимість показників контролю температури; отримання аналітичних співвідношень, що дадуть змогу оцінити кількість інформації для кожного з показників контролю температури при факторному впливі на функцію перетворення цих показників з тим, щоб ранжирувати показники контролю температури за зменшенням їх чутливості до зміни рівнів параметра температурного контролю.