Дисертації та автореферати

Постійне посилання на розділhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/16999

Електронна повнотекстова колекція авторефератів та дисертацій, упорядкована за назвами спеціальностей

Переглянути

Результати пошуку

Зараз показуємо 1 - 10 з 203

Інформаційно-екстремальна інтелектуальна технологія діагностування емоційно-психічного стану людини
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Прилепа, Дмитро Вікторович
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.06 – інформаційні технології (12 – Інформаційні технології). – Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Харків, 2023. Об’єктом дослідження є слабо формалізований процес прийняття рішень при діагностуванні емоційно-психічного стану (ЕПС) людини за довільних початкових умов формування зображення її обличчя. Предмет дослідження складають моделі та методи інформаційно-екстремальної інтелектуальної технології машинного навчання системи підтримки прийняття діагностичних рішень (СППДР) при визначенні ЕПС людини. Дисертаційна робота присвячена підвищення функціональної ефективності здатної до машинного навчання системи підтримки прийняття діагностичних рішень для визначення ЕПС людини за зображенням її обличчям, що дозволить збільшити точність і оперативність оцінювання поточного рівня стійкості та впливу стресу, втоми та різних збурюючих факторів на професійну діяльність людини. У дисертаційній роботі вирішено важливе науково-прикладне завдання підвищення функціональної ефективності СППДР при визначенні ЕПС людини за зображенням її обличчя. Обрані методи дослідження базуються на фундаментальних основах і методах системного аналізу та технологіях інтелектуального аналізу даних для побудови в процесі машинного навчання контейнерів класів розпізнавання, методах функціонального аналізу для побудови категорійних моделей машинного навчання, методах теорії інформації для оцінки інформаційної міри різноманітності системи діагностування ЕПС людини, методах теорії ймовірностей та математичної статистики для оцінки випадкових величин і перевірки статистичних гіпотез та об’єктно-орієнтованій методології проектування складних систем для розробки інформаційного та програмного забезпечення здатної навчатися СППДР при визначенні ЕПС людини. Дисертаційна робота обґрунтовує актуальність теми, зазначає зв’язок роботи з науковими темами, формулює мету та задачі дослідження, визначає об’єкт, предмет та методи дослідження, демонструє наукову новизну та практичне значення отриманих результатів, наводить інформацію про практичне використання, апробацію результатів та їх висвітлення у публікаціях. Показано, що основним шляхом підвищення якості процесу діагностування ЕПС людини за зображенням її обличчя є наявність системи функціонального діагностування, що дозволяє оцінювати нестабільність поточного стану та ефективність психокорегуючих заходів. За результатами аналізу сучасного стану та тенденцій розвитку систем діагностування ЕПС людини її зовнішнього спостереження показано необхідність розробки моделей і методів інформаційних технологій функціонального діагностування на основі машинного навчання і теорії розпізнавання образів. Аналіз результатів, отриманих різними вченими показує, що основним шляхом вирішення проблеми розробки ефективної технології оцінки емоційно-психічного стану людини є поєднання класичних методів психодіагностування з сучасними інтелектуальними інформаційними технологіями аналізу даних. Водночас прослідковується тенденція до заміни класичних активних методів безпосереднього опитування на технології аналізу психофізичних реакцій людини, характеристик зовнішності та поведінки, динаміки її рухів в режимі пасивного дистанційного спостереження; перехід від індивідуального діагностування в контрольованому середовищі до масової оперативної оцінки при довільних оточуючих умовах; застосування сучасних інформаційних технології фото та відеоспостереження для накопичення даних та інтелектуальних методів ідентифікації особи та класифікаційного аналізу динаміки її стану, використання додаткової інформації щодо активності людини в соціальних мережах або інших відкритих Інтернет-джерелах, корпоративних мережах та інших спеціалізованих сховищах даних. Показано перспективність використання інформаційно-екстремальної інтелектуальної технології аналізу даних, яка ґрунтується на максимізації інформаційної спроможності системи в процесі її самонавчання. Вперше розроблено метод інформаційно-екстремального машинного навчання системи підтримки прийняття діагностичних рішень, який дозволяє визначити емоційно-психічних стан людини за зображенням її обличчя шляхом оцінки інформаційної різноманітності ліво- та правопівкульних портретів, сформованих за довільних початкових умов виконання окремих діагностичних дій. Вперше розроблено у рамках інформаційно-екстремальної інтелектуальної технології комплекс функціональних категорійних моделей, які дозволяють забезпечити перетворення інформації та інформаційних потоків, що відбуваються під час притаманних лікарю-психологу когнітивних процесів формування та прийняття класифікаційних рішень при визначенні емоційно-психічного стану людини за зображенням її обличчя, та здійснювати синтез алгоритмів функціонування інтелектуальних складових комп'ютеризованих систем діагностування. Вперше розроблено комбіновану інформаційну міру різноманітності ліво- та правопівкульного портрету людини, яка формується в процесі визначення ЕПС, що дозволяє усунути недоліки ентропійного критерію та інформаційної критерію Кульбака-Лейблера, які використовувалися як міри оцінювання функціональної ефективності машинного навчання у попередніх дослідженнях у рамках інформаційно-екстремальної інтелектуальної технології аналізу даних. Розроблено інформаційно-екстремальнийметод оптимізації значень генотипних і фенотипних параметрів машинного навчання системипідтримки прийняття діагностичних рішень при визначенні емоційно-психічного стану людини як за повним зображенням її обличчя, так і за окремими фрагментами або їх комбінаціями шляхом оцінки інформативності діагностичних ознак.Отримав подальший розвиток комплексний підхід для вирішення задачі моніторингу ЕПС людини під час виконання психотерапевтичних заходів шляхом формування індивідуальної траєкторії психокорекції на базі функціональних кате-горійних моделей інформаційно-екстремального машинного навчання. Отримали подальший розвиток методи інформаційно-екстремальної оптимізації параметрів вхідного математичного опису системи підтримки прийняття діагностичних рішень з урахуванням особливостей процесу визначення емоційно-психічного стану людини за зображення обличчя та його рецепторного поля, що дозволило без втрати якості і точності діагностування використовувати вхідні дані сформовані без залучення спеціального обладнання та довільних умов. Запропоновано методологію проєктування здатної до машинного навчання системи підтримки прийняття діагностичних рішень, що дає змогу сформувати структуру взаємопов’язаних етапів її аналізу і синтезу, реалізація яких в процесі визначення ЕПС людини здійснюється залежно від результатів попередніх задач.Усі теоретичні розробки дисертації доведено до конкретних інженерних методик та алгоритмів з застосуванням запропонованої інформаційної технології створення та використання здатної навчатися СППДР при визначенні ЕПС людини за її обличчям. Основні наукові результати впроваджено у вигляді інформаційної технології, яка включає функціональні категорійні моделі, методи, критерії оцінки інформаційної міри різноманітності, засобів алгоритмічного і програмного забезпечення системи підтримки прийняття рішень для діагностування емоційно-психічного стану людини на підприємстві КНП СОР “Обласний клінічний медичний центр соціально небезпечних захворювань” (м.Суми) (акт впровадження від 23.05.2023 р.)) і в навчальний процес Сумського державного університету (акт впровадження від 22.05.2023 р.).
Система підтримки прийняття діагностичних рішень при аналізі цифрових медичних зображень
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Шехна, Халед
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії (PhD) за спеціальністю 123 – Комп’ютерна інженерія – Національний технічний університет “Харківський політехнічний інститут ”, Харків, 2023. Дисертація присвячена вирішенню актуальної науково-практичної задачі підвищення ефективності виявлення анатомічних та патологічних структур на слабо контрастних напівтонових зображеннях молочної залози шляхом розробки формалізованої моделі процесу мамографічного обстеження, математичних методів реалізації її окремих етапів та розробка системи підтримки прийняття рішень за допомогою сучасних інформаційних технологій. Метою дисертаційної роботи є удосконалення методів аналізу напівтонових біомедичних зображень в мамографічних системах підтримки прийняття рішень. Об'єктом дослідження є процес аналізу анатомічних та патологічних структур на цифрових мамограмах. Предметом дослідження виступають методи виділення та класифікації анатомічних та патологічних структур на цифрових мамограмах. У вступі акцентовано увагу та обґрунтовано актуальність теми, що досліджується, показано зв’язок роботи з науковими програмами, планами та темами, наведено наукову новизну та практичне значення отриманих результатів.В першому розділі проаналізовано види досліджень молочних залоз та показана важливість мамографічних обстежень, які є найбільш безпечними і недорогими, та мають достатню інформативність, особливо на ранніх етапах діагностики патології молочної залози. Виконано аналіз методів цифрової обробки біомедичних зображень та розглянуті особливості побудови систем підтримки прийняття рішень в медицині біомедичних зображень. Показано, що існуючі методи цифрової обробки зображень мають обмежену сферу застосування при обробці мамограм, оскільки зазначені зображення малоконтрастні, містять значну шумову складову, а параметри діагностичних елементів – значну варіабельність. Крім того, такі елементи мамограм, як зовнішньопротокові утворення та мікрокальцинати мають регулярну (фрактальну) структуру. Обгрунтована актуальність обраної теми роботи та встановлена доцільність розробки спеціалізованих методів пошуку анатомічних і патологічних структур на цифрових мамограмах, а також класифікацію мамограм відповідно до типів виявлених патологій. Отримані висновки дали змогу сформулювати мету роботи та задачі дослідження. В другому розділі виконана формалізація етапів процесу проведення мамографічних досліджень лікарем-мамологом та виділені критичні елементи мамографічної СППР, які можуть призвести до вироблення некоректних рішень або відмови від прийняття рішення. Виконана формалізації етапів процесу проведення мамографічних досліджень та розроблена узагальнена модель процесу, яка включає функціональну, структурну, інформаційну та математичну модель, які в остаточному підсумку дозволяють підвищити достовірність та обґрунтованість лікарських рішень та мінімізувати ризики лікарських помилок. В третьому розділі розглянуто особливості процесу морфологічного аналізу цифрових мамограм. Відмічено, що мамограма відноситься до класу біомедичних зображень з локально зосередженими ознаками. Завданням морфологічного аналізу є виділення на фоні завад інформативних структурних елементів мамограм, параметри яких слугують для формування простору діагностичних ознак. Показано перспективність використання фрактального аналізу для дослідження та класифікації мамограм, зокрема, для діагностики раку молочної залози на ранніх стадіях розвитку. Розроблено метод морфологічного аналізу цифрових маммограм з урахуванням їхньої фрактальної розмірності. Наведено відповідні математичні вирази та пропонується алгоритм обчислення фрактальної розмірності напівтонових зображень мамограм, або їх виділених фрагментів – зон інтересу. В четвертому розділі виконано розробку комбінованого діагностичного вирішального правила. Відмічено два підходи при постановці діагнозу: – традиційна діагностика, де кожне захворювання характеризується деяким набором значень діагностичних ознак (симптомів), які формують симптомокомплекс захворювання, та є експертною оцінкою кожного захворювання (суб’єктивна складова); – задача класифікації, в якій моделлю об’єкта діагностики є "чорна шухляда", і шукається залежність між формалізованими станами об’єкта діагностики (множиною діагностичних станів в заданій предметній області) і вектором вхідних діагностичних ознак (об’єктивна складова). Вказана залежність визначається на етапі навчання при аналізі навчальної вибірки, елементами якої виступають пацієнти з підтвердженим діагнозом, а в подальшому на етапі класифікації вона використовується для постановки діагнозу нових пацієнтів при аналізі вектору вхідних ознак. Обґрунтовано застосування в якості об’єктивної складової метод порівняння з еталоном, та розглянуто механізми врахування експертних оцінок щодо структури симптомокомплексу при обчисленні координат еталонів класів. В п’ятому розділі розроблена структура СППР проведення мамографічних обстежень на основі розроблених раніше функціональної, інформаційної, структурної та математичної моделей. Сформовано вимоги, яким повинна задовольняти система та розглянуто функціональне призначення основних модулів системи. Тестова перевірка виконувались за допомогою інтерактивного середовища MatLab із вбудованою високорівневою мовою програмування. Виконано тестування розроблених в дисертації методів на реальних даних, яке підтвердило їх працездатність та ефективність. У висновках наведено основні результати наукової роботи щодо вирішення поставлених наукових задач дослідження. За результатами дослідження отримано такі наукові результати: – удосконалено загальну модель процесу маммографічного обстеження, яка включає функціональну, структурну, інформаційну та математичні моделі шляхом формалізації етапів: введення діагностичних даних та попередня обробка мамограм з урахуванням особливостей їхнього відображення на слабоконтрастних напівтонових зображеннях молочної залози; фрактальна обробка цифрових мамограм з метою формування системи діагностичних ознак; розробка діагностичного вирішального правила формування комп’ютерного діагнозу; вироблення рішення щодо проведення діагностико-лікувального процесу, що дозволило застосувати формальні методи реалізації відмічених етапів; – набув подальший розвиток метод виділення та класифікації анатомічних та патологічних структур на цифрових маммограмах, включаючи внутрішньопротокові утворення та мікрокальцинати шляхом розрахунку їх фрактальної розмірності, що дозволило сформувати вектор діагностичних ознак для постановки комп’ютерного діагнозу; – вперше розроблено комбіноване діагностичне вирішальне правило на основі модифікації методу порівняння з еталоном шляхом внесення експертної інформації щодо структури симптомокомплексів при обчисленні координат прототипів класів, яке дозволяє врахувати як об’єктивну ймовірністну складову, так і суб’єктивну складову процесу постановки діагнозу, яка є формалізацією експертної оцінки структури симптомокомплексу вказаного захворювання. Запропоновано варіанти спільного використання його складових (колектив вирішальних правил, зважування та підсумовування оцінок). Практичне значення отриманих результатів для галузі інформаційних технологій полягає в тому, що розроблені в дисертаційній роботі методи фрактальної обробки цифрових мамограм слугують науково-методичною основою для розробки відповідного інформаційного, алгоритмічного та програмного забезпечення. Розроблена комп’ютерна система, яка забезпечує підтримку прийняття рішення при класифікації цифрових мамограм на предмет наявності/відсутності патологічних структур з метою подальшої діагностики. Результати дисертаційної роботи впроваджені у навчальний процес НТУ “ХПІ” на кафедрі “Комп’ютерна інженерія та програмування” при вивченні дисциплін «Обробка сигналів та зображень», «Проектування комп'ютерних діагностичних систем», «Основи наукових досліджень» та в дипломному і курсовому проектуванні.
Християнський концепт любові в сучасній культурі: філософсько-антропологічний аналіз
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Фідровська, Марія Георгіївна
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 033 «філософія». – Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Харків, 2023. У роботі досліджується питання любові, як базової складової людської природи на прикладі християнського концепту любові, як одного з оптимальніших та авторитетніших концептів у сьогоденні у його різних аспектах – культурному, сцієнтичному, соціальному. Об’єктом дослідження - концепт любові в філософсько-антропологічному аспекті. Предмет дослідження – християнський концепт любові в практичній площині культури, зокрема сучасної. Робиться акцент на дослідах середньовічного православного та католицького напрямів християнської філософії, у яких любов є одним із трьох фундаментальних Божественних основ людини, які є проявами її духовної природи. Окрім любові іншими двома основами середньовічна філософія називає інтелект та свободу, а у представники сучасного православ’я основними частинами душі називаються: свобода(воля), розум та почуття (любов). Ці досліди є підґрунтям для наголошення значущості почуттів у існуванні людини та соціуму. В дисертації аналізується по-перше змістовне значення концепту любові. По-друге аналізується підґрунтя почуттів людини на основі даних медичних наук і психології[72], [147], [148], [220], [225], [247], [254], [128], [108], [109], [107], [90], [82] [64]. Оскільки зустрічаються тези про недостатню значущість почуттів і навіть їх негативну оцінку, вибір теми зумовлений необхідністю дати обґрунтування значущості почуттів у світлі сучасних наукових відкриттів та думок, та акцентувати значущість почуттів у природі людини. Тому одним з завдань цієї роботи є відмова від нелегітимної критики та нівелювати розуміння почуттів, як гріховного, тваринного, афективного. В психології одна з таких теорій називається рудиментарною, у ній почуття протиставлялися інтелекту. Рудиментарна теорія нещодавно перестала бути однією з головних теорій сучасної психології і втратила свою значущість. Тому пригнічення почуттів вже не є доцільною з точки зору сучасної науки. Любов є такою ж базовою складовою духовної людської природи, як і пізнання. На любові будуються сім’ї та будь-які стосунки, саме любов до ближнього – запорука толерантного гуманного суспільства. Наукова новизна полягає в тому, що на підставі багатодисциплінарного аналізу проблематизується концепт любові. Пропонується концепт любові, джерелом якого є християнська філософія та доводиться його продуктивність у сучасному світі. У роботі людська природа, а особливо її духовний вимір був досліджений і осмислений на предмет того, чим є почуття щодо людського існування. Сфера почуттів у суспільстві аналізується у головних сферах своїх маніфестацій. Ніцше зауважував, що філософія та європейська цивілізація з самого початку максимально тяжіла до раціональності та раціонального обґрунтування світу. З історії філософії можна побачити, що раціональне певний час замість важливого вважалося єдиним головним у природі людини. Звичайно не можна не погодитися з Декартом та багатьма іншими філософами, які вважали здатність мислити фундаментальною в природі людини. Тим не менш багатоманіття філософських робіт та наукові дослідження кажуть про те, що духовна природа людини багатоскладена і почуття також відіграють одну з найважливіших ролей у ній. У роботі пропонується концепт почуттів, який багато в чому спирається на християнську думку, що почуття – так само, як і інтелект, є першоосновою душі. У роботі це обґрунтувати трьома основними шляхами. Через загально-логічні методи, які використовують у будь-якому філософському дослідженні, і які були винайдені у самій філософії. По-друге, це історико-філософський метод – ми провели пошук співзвуччя цієї гіпотези у історії філософії. Такі ідеї були перш за все в християнській філософії багато отців церкви пишуть про визначальність любові у християнстві та у житті людини, оскільки головними двома заповідями християнства є дві заповіді: любов до Бога і любов до ближнього. Третій шлях, через який аргументується концепт – це аналіз основних фундаментальних досліджень почуттів у медичних дисциплінах. Ми аналізуємо дані досліджень з клінічної психології, біології та нейронаук, де також можна побачити, що почуття та любов є ессенціальними та важливими у нашій психічній діяльності. Важливо також дослідити, чому та внаслідок чого у філософії почуття почали розглядатися, як гріх та пристрасті, які приводять до гріха. Така думка паралельно починає складатися у середньовіччя. У відповідь вищезазначеному висувається гіпотеза, що неправильні почуття можуть призводити до гріха, але за аналогією до гріха можуть призводити і неправильні думки та упередження. І те, і те є помилка і патологія духовного життя. Тобто у роботі розділяються почуття на правильні та неправильні, істинні та помилкові, так само, як розділені думки та умовиводи на істині та помилкові. Акцентується, що християнський концепт любові є актуальним і зараз, тому що християнство багато в чому є одним з базисів європейської цивілізації і тому що він дійсно відображає важливу сторону людської природи. У роботі робиться висновок про те, що почуття дійсно є важливою стороною людської духовної природи, а любити – є не менш важливим, ніж пізнавати світ та мислити. Ця робота може дати підґрунтя для необхідних подальших досліджень феномену почуттів у майбутньому та допомогти нам нарешті, зрозуміти себе та свої духовні потреби. У подальшому це дослідження може дати матеріал християнській антропології, онтології та іншим наукам для подальших досліджень та послужить базою для нових філософських творів та роздумів. За результатами дослідження отримано такі наукові результати: 1. Вперше зауважується необхідність доповнення Декартівської раціональної парадигми людини ще одним першопочатком, а саме – чуттєвим. 2. Вперше пропонується оригінальний еволюційний підход до розуміння почуттів. 3. Вперше пропонується авторський концепт «реальне – механіка божественого» для розуміння співвідношення матеріального та ідеального. 4. Показано, що християнський концепт любові не має протиріч з розумінням концепту любові в інших сферах сучасної суспільної свідомості, таких як філософія, наука та культура, а християнство так само є релігією αγαπή, що підсилює значення концепту любові сьогодні. 5. Проаналізовано, у яких сферах соціальної діяльності людини можуть бути реалізовані маніфестації почуттів у сьогоднішньому суспільстві й робляться пропозиції щодо їхнього функціонування в межах цих сфер. 6. Наголошено необхідність постпросвітницького та пост постмодерністського проєкту стосовно любові, який вже почав з’являтися в рамках феноменологічних та наукових сучасних досліджень. 7. Удосконалено розуміння християнського концепту любові. Практична значущість роботи: практична значущість полягає не лише в значенні для філософії. Філософія тісно пов’язана з суспільством, як елітарна культура пов’язана із масовою. Новомодні філософські ідеї швидко потрапляють у культуру через багато механізмів, як наприклад сьогодні концептуальне мистецтво. Ця робота дає нову оцінку значенню почуттів у житті людини й суспільства, акцентує джерело християнської думки для поновлення студій любові в сучасній науці. Ця робота покликана допомогти очищенню почуттів від критики, яка нещодавно звучала від рудиментарної й супутніх провідних теорій. У цій роботі буде реалізована спроба показати важливість визнання й прийняття любові, як того, що є субстанційним для людської духовної природи.
Гідродинамічні і масообмінні характеристики зваженої насадки в стабілізованому пінному шарі
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Репко, Каліф Юрійович
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії зі спеціальності 161 – хімічні технології та інженерія (16 Хімічна та біоінженерія). – Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Харків, 2023. Об’єктом дослідження є процеси гідродинаміки та масопередачі на комбінованих блочних елементах із зваженою шароподібною насадкою в колонному апараті. Предметом досліджень є гідродинамічні і масообмінні характеристики одиничної зони контакту в комбінованому блочному елементі із зваженою шароподібною насадкою, а також їх режимні та конструктивні параметри. Дисертаційна робота присвячена дослідженню масообмінного обладнання для абсорбційних та десорбційних процесів при безпосередньому контакті газу і рідини з використанням комбінованих блочних елементів із зваженою шароподібною насадкою, а також більш глибокому опису ціх процесів, що є актуальним завданням хімічної технології. В дисертаційній роботі вирішена науково-практична задача з підвищення ефективності роботи колонних апаратів із протитечійним рухом фаз завдяки суміщенню та комбінуванню в одному апараті кількох видів контактних пристроїв – регулярних та нерегулярних, а також при використанні режиму розвинутого псевдозрідження. Для зменшення шкідливого впливу бризкоунесення на ефективність тарілки та контактного блоку в сепараційному просторі між тарілками розміщують стабілізатори газорідинного шару при роботі апаратів у інтенсивних режимах при швидкості газу більше 2,5 м/с. Ці стабілізатори також самі є додатковою зоною контакту фаз та працюють одночасно як сепаратори. Для ефективної роботи комбінованого блочного елементу із тарілками провального типу великого вільного перетину зі зваженою шароподібною насадкою конструкція повинна мати велику продуктивність як по газу так і по рідини, мати відносно невеликий гідравлічний опір і володіти достатніми сепараційними характеристиками. Розроблено комбінований блочний елемент який складається із провальної тарілки, шароподібної проникної пористої насадки та стабілізатора газорідинного шару. Така блочна секція відрізняється широким робочим діапазоном, зменшує міжсекційне бризковіднесення та може працювати у широкому діапазоні навантажень як газової, так і рідкої фаз, що дозволяє збільшувати продуктивність та ефективність масообмінних колон при їх реконструкції. У вступі обґрунтовано вибір теми дослідження та актуальність дисертаційної роботи, сформульовано мету та задачі, визначено об’єкт, предмет і методи дослідження, показано зв’язок дисертаційного дослідження з науково-практичною роботою кафедри, наведено дані про наукову новизну, практичне значення отриманих результатів. У першому розділі проведено аналіз результатів попередніх досліджень за темою дисертаційної роботи. На підставі аналізу літературних джерел, було встановлено, що в даний час розробляється безліч конструкцій зважених та регулярних насадок, опорні решітки для зваженої насадки також мають варіювання за конструкцією. При цьому постійно йдуть пошуки більш ефективних масообмінних поверхонь для конкретний технологічних процесів. Апарати зі зваженою псевдозрідженою насадкою можуть бути вдосконалені в напрямку зниження енерговитрат, що є важливим для процесів очищення газів. Серед цієї категорії обладнання окремо виділяються комбіновані апарати з рухомою насадкою, які є складними конструкціями, що поєднують в собі елементи барботажних апаратів та апаратів з трифазним псевдозрідженим газорідинним шаром. Були проаналізовані сучасні регулярні насадкові структури. Розвиток регулярних насадок йде в напрямку створення структурованих насадок зі складними каналами для проходу газу і гофрованою листовою поверхнею, що дозволяє рівномірно розподілити рідину і створити умови для ефективного контакту фаз і здійснення процесу масообміну. В якості насадки для апаратів з псевдозрідженим шаром застосовуються насадкові тіла різної форми, виготовлені з матеріалів, стійких у відповідних робочих середовищах. З точки зору енерговитрат апарати повинні володіти низьким гідравлічним опором. Одним з факторів, що впливають на зниження гідравлічного опору газу, є зменшення щільності рухомих насадкових тіл, при якій, перш за все, забезпечується їх інтенсивний рух у всьому обсязі шару. З метою збільшення поверхні контакту фаз порожнисті сферичні тіла виконуються з наскрізними отворами, забезпечуються лопатями краплеподібної або тороідальної форми, а суцільна кульова насадка – у вигляді з'єднаних пружною половинок, з наскрізними каналами, а також з гофрами на поверхні, шипами і голками. З метою зменшення енергетичних витрат на проведення процесу масообміну доцільно застосування рухомі насадкові тіла з сітчастих матеріалів, такі матеріали дозволяють виготовляти насадки з високорозвиненою поверхнею контакту фаз, які при цьому мають низьку насипну щільність. Одночасно зменшенням довжини блоків із насадками які працюють у активних гідродинамічних режимах досягається більші значення коефіцієнтів масовіддачі. На підставі отриманих результатів аналізу обрано напрями досліджень та поставлені основні задачі дисертаційної роботи. У другому розділі представлений опис експериментальних установок, новий тип апарату із контактними комбінованими блочними елементами, приведені варіанти конструкції блоків та шароподібних насадкових елементів. Для дослідження гідродинамічних закономірностей нових конструкцій наведена установка для експериментального визначення висоти газорідинного шару, гідравлічного опору, газовмісту та показників бризковіднесення, також представлені методики проведення експериментальних досліджень. В процесі експериментальних досліджень використовувалися методи візуального спостереження поведінки трифазної системи всередині комбінованого блочного елементу, методами інструментальних вимірювань визначали гідродинамічні характеристики. Для оцінки якісного і кількісного складу сумішей використовували методи фізико-хімічного аналізу. Графічне представлення та статистичну обробку результатів дослідження проводили з використанням методів математичної статистики та прикладного програмного забезпечення. Для визначення характеристик масопереносу та вивчення фазової масовіддачі у розділі представлена установка для дослідження процесів поглинання аміаку та десорбції діоксиду вуглецю в потік повітря на комбінованих блочних елементах та обрана методика для обробки експериментальних даних і оцінки похибки вимірів. У третьому розділі представлені результати теоретичних та експериментальних досліджень характеристик гідродинаміки для комбінованого блочного елементу. Були визначені зони та режими роботи трифазної газорідинної системи, які відрізняються від досліджених раніше. Отримані залежності для висоти пінного шару, гідродинамічного опору комбінованого блочного елементу для визначення робочих параметрів нової конструкції. Рекомендована висота розташування стабілізатора над полотном тарілки 250-300 мм. Показано, що при застосуванні стабілізації газовміст у комбінованому блочному елементі скорочується, а це призводить до більш стабільної та рівномірної роботи апарату. У розділі наведені рівняння для розрахунку висоти газорідинного шару, гідравлічного опору, відносної щільності газорідинного шару яка характеризує газовміст, приведені емпіричні залежності для визначення величини бризковіднесення для різних режимів роботи комбінованого блочного елементу. У четвертому розділі приведено результати експериментальних досліджень параметрів масообміну при роботі комбінованого блочного елемента із застосуванням стабілізації. Визначили залежності для розрахунку ефективності роботи комбінованого блочного елементу від конструктивних та режимних параметрів. Результати розрахунків за отриманими залежностями показують достатньо високу кореляцію із експериментальними даними, а відхилення для залежностей коливається в межах 5-15%. У п’ятому розділі наведені рекомендації із впровадження дослідженої конструкції із комбінованими блочними елементами із зваженою насадкою у промислові технологічні схеми. Запропоновано модернізований апарат для санітарної промивки технологічних газів содового виробництва. Дані рекомендації щодо впровадження апаратів у виробництвах мінеральних добрив, а також при реконструкції апаратів декарбонізації у технологічних системах водопідготовки для ТЕЦ і котелень. За висновками щодо ефективності дисертаційного дослідження відзначені такі наукові результати: 1. Вперше запропоновано механізм формування потоків взаємодіючих фаз у комбінованому блочному елементі; виявлено існування 5 режимів роботи трифазної газорідинної системи. 2. Вперше отримані залежності висоти пінного шару, гідродинамічного опору комбінованого блочного елементу для двох режимів роботи даної конструкції. Встановлені залежності для розрахунку відносної щільності газорідинного шару для газорідинного шару, який формується у комбінованому блочному елементі для двох основних робочих режимів конструкції. 3. Встановлені рекомендовані конструктивні параметри стабілізатору піни: висота блоку 50 мм, кут нахилу гофри до горизонтальної осі – 45о, кут між гранями гофри ламелей блоку – 60о, висота грані гофрування 10-15 мм. Обґрунтована висота розташування стабілізатора над провальною тарілкою у діапазоні 250-300 мм. Показано, що при застосуванні стабілізаторів пінного шару разом із зваженою шароподібною насадкою газовміст на контактному елементі зменшується, що сприяє стабільній та рівномірній роботи апарату. 4. Розширені уявлення про механізм утворення бризковіднесення в комбінованому блочному елементі та наведені емпіричні залежності для визначення його величини залежно від режимних параметрів. 5. Отримали подальшого розвитку залежності для розрахунку ефективності роботи комбінованого блочного елементу залежно від режимних та конструктивних параметрів, що описують процеси, які спостерігались при експериментальних дослідженнях та показують достатню кореляцію із експериментальними даними. Достовірність отриманих теоретичних результатів підтверджено експериментальною перевіркою. Практичне значення отриманих результатів дослідження полягає в тому, що запропоновано нову конструкцію зваженої пористої насадки для використання у контактних апаратах із провальними тарілками у активному гідродинамічному режимі розвинутого псвдозрідження із стабілізацією газорідинного шару. Надано відповідні рекомендації щодо впровадження розробленої насадки у промислову практику та щодо проектування апаратів із запропонованим контактним елементом.
Моделі та методи оптимізації розподілу завдань у туманному середовищі інтернету речей
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Резанов, Богдан Михайлович
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії (PhD) за спеціальністю 123 – Комп’ютерна інженерія. – Національний технічний університет “Харківський політехнічний інститут”, Харків, 2023. Дисертаційна робота присвячена вирішенню актуальної науково-технічної задачі, пов'язаної з розробкою нових та удосконалення існуючих методів розподілу завдань, що потребують виконання у режимі, наближеному до реального часу, в туманних середовищах Інтернету речей. Об’єкт дослідження – процес розподілу завдань у туманному середовищі Інтернету речей. Предмет дослідження – моделі та методи розподілу завдань у туманному середовищі Інтернету речей. Метою дисертаційної роботи є підвищення ефективності використання обчислювальних ресурсів туманних середовищ Інтернету речей шляхом розробки нових та удосконалення існуючих методів розподілу завдань, що потребують виконання у режимі, наближеному до реального часу. У вступі обґрунтовано актуальність проблеми розподілу завдань у туманних середовищах Інтернету речей (IoT) та висвітлено її важливість у контексті швидкого розвитку цієї технологічної галузі та появи нових вимог до продуктивності та надійності базових комп’ютерних систем. Аналізуючи сучасний стан розподілу завдань у таких середовищах, визначено, що існуючі методи не завжди здатні забезпечити оптимальний рівень продуктивності та надійності, особливо в умовах зростаючої навантаженості та вимог до низької затримки. У першому розділі досліджено актуальні науково-технічні завдання, пов'язані з розподілом завдань в туманних середовищах IoT. Здійснено аналіз сучасних підходів та розглянуто їх обмеження. Сформульовано основну наукову проблему, яка полягає у покращенні ефективності розподілу завдань у таких середовищах з метою задоволення вимог до продуктивності та зниження затримок. У другому розділі проведено обґрунтування вибору методів кластеризації та формування топологічної структури туманної платформи підтримки Інтернету речей, зокрема, методів формування топологічної структури туманних середовищ для підтримки Інтеренету речей та методів кластерізації. У третьому розділі запропоновані моделі та методи для підвищення ефективності розподілу завдань у туманному середовищі Інтернету речей. Зокрема, розроблені математична модель початкового розподілу інтегрованого кластера обчислювальних ресурсів та структура даного методу, кластеризації туманного середовища підтримки Інтернету речей, наведені пропозиції щодо сумісного використання методів DBSCAN та C-Means. Запропоновано модель елементарних потоків завдань Інтернету речей при використанні туманної платформи, яка враховує особливості розподілених обчислень та поєднує моделі послідовних завдань та поступову обробку даних. Удосконалено метод перерозподілу ресурсів туманного середовища підтримки Інтернету речей, який відрізняється від відомих використанням моделі елементарних потоків завдань, що дозволило прискорити процес адаптивного перерозподілу ресурсів та його проводити без призупинення процесу обробки транзакцій пристроїв Інтернету речей. Удосконалено метод розпаралелювання завдань попередньої обробки даних Інтернету речей, який відрізняється від відомих сумісним використанням на етапі розподілу завдань на вузли туманного середовища методу кластеризації та моделі елементарних потоків завдань, що дозволило за рахунок паралельної обробки значно зменшити час обробки та збалансувати використання хмарних ресурсів. У четвертому розділі проведено аналіз ефективності запропонованих у дисертаційній роботі методів розподілу завдань, методу швидкої двохфакторної аутентифікації в туманних середовищах IoT та виконано порівняльний аналіз з класичними методами, зокрема з методом "Round Robin". Для оцінки ефективності проведені чисельні експерименти та аналіз результатів. Встановлено, що запропоновані методи дозволяють покращити якість розподілу завдань, зменшити затримки та підвищити продуктивність туманних середовищ IoT. Також надані рекомендації щодо використання запропонованих методів. У висновках наведено основні результати наукової роботи щодо вирішення поставлених наукових задач дослідження. За результатами дослідження отримано такі наукові результати: отримав подальший розвиток метод кластеризації туманного середовища підтримки Інтернету речей за рахунок використання математичної моделі початкового розподілу інтегрованого кластера обчислювальних ресурсів, що дозволило покращити якість групування завдань і ресурсів та сприяло підвищенню продуктивності туманної платформи; вперше розроблено модель елементарних потоків завдань Інтернету речей при використанні туманної платформи, яка враховує особливості розподілених обчислень та дозволяє провести декомпозицію зв’язної неперервної послідовності вхідних даних; удосконалено комплекс методів розподілу ресурсів туманного середовища підтримки Інтернету речей, який відрізняється від відомих сумісним використанням розробленої моделі елементарних потоків завдань та методу кластеризації, що дозволило прискорити процес адаптивного перерозподілу ресурсів та проводити його без призупинення процесу обробки транзакцій у випадках змінного навантаження та збільшених вимог до ресурсів, а також значно зменшити час обробки та збалансувати використання хмарних ресурсів при надходженні великих потоків даних; отримав подальший розвиток метод швидкої двохфакторної аутентифікації між пристроями Інтернету речей за рахунок інтеграції другого фактору в службу аутентифікації з централізованою базою користувачів, що дозволило суттєво зменшити час на перевірку санкціонованості доступу та забезпечення конфіденційності даних. Практичне значення отриманих результатів полягає в наступному: – підвищення продуктивності туманної платформи IoT до 9%. Однією з ключових переваг є покращення виробничих результатів системи завдяки оптимізації розподілу завдань. Це дозволяє більш швидко та ефективно обробляти дані, що надходять від сенсорів IoT та виконувати завдання обробки даних; – зменшення часу відгуку до 10%: розроблені методи дозволяють більш раціонально використовувати ресурси, такі як обчислювальні потужності та пропускна здатність мережі. Це призводить до зменшення середнього часу відгуку системи; – покращення методу швидкої двохфакторної аутентифікації в туманних середовищах Інтернету речей. Внаслідок цих покращень підвищилася швидкість аутентифікаціїї у 2.65 рази при використанні цього методу для розглядаємої туманної платформи; – розвиток сучасних застосувань: отримані результати роблять доступними більшу кількість сценаріїв використання систем IoT на туманній платформі. Це розширює можливості для застосувань в таких галузях, як управління містом, промисловість, охорона здоров'я та багато інших; – забезпечення стійкості та надійності в середньому до 3%: оптимізовані методи роблять системи IoT більш стійкими до викликів та забезпечують надійність роботи в умовах навантаження та змін. За результатами дослідження підтверджено практичну та теоретичну цінність розроблених методів, надано практичні рекомендації, щодо застосування розроблених методів та розглянуто перспективи їх подальшого розвитку.
Підвищення ефективності очищення стічних вод в процесі пивоваріння при реалізації інформативних методів контролю
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Пироженко, Євгенія Володимирівна
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 101 – «Екологія». – Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут» Міністерства освіти і науки України, м. Харків, 2023. Дисертаційну роботу виконано на кафедрі Хімічної техніки та промислової екології Національного технічного університету «Харківський політехнічний інститут» Міністерства освіти і науки України. Об’єктом дослідження є процес очищення стічних вод підприємств пивоварної галузі при реалізації комбінованого метода на основі технологічної схеми очищення, яка передбачає омагнічування стічних вод з урахуванням порівняльного попереднього інформативного контролю нормативних параметрів зразків пивних стоків. Предмет дослідження – рішення питань підвищення ефективності очищення стічних вод пивоварних підприємств малої потужності та зменшення впливу антропогенного навантаження на навколишнє природнє середовище районів населених пунктів, у яких розміщуються підприємства пивоварної галузі. Дисертаційне дослідження присвячене пошуку шляхів підвищення ефективності очищення стічних вод підприємств пивоварної галузі розташованих у районах населених пунктів за рахунок реалізації раціонального комбінованого методу очищення стічних вод міні-пивоварень та удосконалення відповідної технологічної схеми, яка передбачає омагнічування стічних вод, на основі попереднього інформативного електромагнітного контролю нормативних параметрів зразків пивних стоків. У вступі обґрунтовано наукову актуальність дисертаційної роботи, сформульовано мету і задачі дослідження, визначено об’єкт, предмет і методи дослідження, показано зв’язок роботи з госпдоговірною тематикою НТУ «ХПІ», сформульовано наукову новизну та наведено практичне значення отриманих результатів дисертаційного дослідження, а також дані про особистий внесок здобувача, інформацію щодо апробації результатів дисертації, дані про публікації, обсяг та структуру дисертації. Перший розділ присвячено аналізу науково-технічної інформації щодо методів та технологічних схем очищення пивних стоків, які є висококонцентрованими та різноманітними за своїм складом та представляють собою слабкі електролітичні рідини. Наведений аналіз свідчить щодо необхідності урахування на міні-пивоварнях специфічних особливостей стоків, які обумовлені: технологіями виробництва продукції, споживанням води, а також технічними можливостями інформативних методів контролю фізико-хімічних характеристик зразків стічних вод. З’ясовано, що стічні води, які надходять на очисні споруди, утворюються на різних стадіях виробничого процесу (затирання солоду, бродіння, кип'ятіння, фільтрація та ін.). При цьому, відсутність чітких законодавчих норм створює умови щодо порушення діючого законодавства стосовно скиду стічних вод міні-пивоварні у міську каналізацію без попереднього очищення навіть від механічного сміття, залишків сировини та мийних стічних вод, які утворюються внаслідок миття обладнання, посуду і спеціальної тари. Слід визначити, що інформацію стосовно відповідності (чи невідповідності) стічних вод нормам водовідведення, отримують на основі результатів вимірювань фізико-хімічних параметрів зразків стічних вод при реалізації сучасних інформативних методів вимірювань. Наведено основні інформативні параметри пивних стоків у відповідності зі державними та міжнародними стандартами, до яких відносять питому електричну провідність χ (питомий електричний опір λ), відносну діелектричну проникність εr, температуру t, густину ρ та пов’язані з ними характеристики мінералізації ТДС, в’язкості μt, водневого показника рН, показників біохімічного споживання кисню (БСК) і хімічного споживання кисню (ХСК). Саме тому є підстави вважати, що питання обирання методу очищення, а також моделювання подальшої екологічної ситуації, яка пов’язана зі скидом стічних вод пивоварних виробництв – потребує створення нових широкомежових інформативних методів контролю пивних стоків. В цьому плані представляє важливий теоретичний і практичний інтерес сумісний вимірювальний багатопараметровий контроль параметрів зразків стічних вод методами, які реалізуються на базі електромагнітних перетворювачів (ЕП), що використовують поздовжнє магнітне поле. Таким чином, подальших досліджень потребують проблемні питання стосовно підвищення екологічної безпеки за рахунок моделювання ситуацій, пов’язаних з процесами урбанізації та руйнуванням навколишнього природного середовища районів населених пунктів в яких розміщуються виробництва пивоварної галузі. У відповідності з розглянутою технологічною схемою виробництва пива, з’ясовано утворення кислого стоку після здійснення технологічних операцій з напівфабрикатом у заторному чані та у циліндро-конічному танку гарячої води, у свою чергу, спостереження лужного стоку виникало під час отримання готового продукту з утворенням великої кількості водного органічного залишку. При цьому, для зменшення антропогенного впливу на навколишнє природнє середовище районів населених пунктів, необхідно дослідити питання удосконалення технологічного процесу виробництва пива і вибору раціонального методу очищення, а також удосконалення відповідної технологічної схеми за рахунок омагнічування зразків стічних вод. Другий розділ присвячено дослідженню можливості застосування теорії роботи теплового трансформаторного електромагнітного перетворювача (ТТЕП) та індуктивного параметричного електромагнітного перетворювача (ІПЕП) зі зразками стічних вод кислого і лужного складу та усереднених пивних стоків. На основі рівнянь Дебая, рівнянь Максвела і рівняння дифузії змінного електромагнітного поля у проводійну середу, що досліджується, доповнено наукові данні щодо теоретичних основ роботи ТТЕП та ІПЕП. Досліджено двопараметровий електромагнітний метод сумісних вимірювань питомої електричної провідності χ та температури t кислих, лужних та усереднених пивних стоків. Реалізація метода здійснюється за рахунок встановлення універсальних функцій перетворення Gt=f(Δφt) та Δφ =f(At), тобто залежностей амплітуди Gt від різницевого фазового кута зсуву Δφt та різницевого фазового кута зсуву Δt від узагальненого параметра Аt. Отримано залежності нормованих характеристик Lпн та φ₂t ІПЕП від узагальненого параметра Аt. Досліджено трипараметровий метод сумісних вимірювань питомого електричного опору λ, відносної діелектричної проникності εr та температури t зразків пивних стоків, наведено алгоритми вимірювальних та розрахункових процедур при реалізації запропонованого трипараметрового методу. Розроблено чотирипараметровий метод сумісного вимірювального контролю питомого електричного опору λ, відносної діелектричної проникності εr, температури t та густини ρ кислих, лужних та усереднених зразків стічних вод. Запропонований чотирипараметровий метод передбачає застосування двох близьких частот електромагнітного поля f0= 20,3 МГц і f1= 22 МГц. Отримано степеневі ряди, які відображують залежності відносної діелектричної проникності εr від густини ρ у діапазоні температур t = [15….35°С], при цьому отримані залежності представляють собою інтерполяційний поліном четвертого ступеня. Для знайденого інтерполяційного полінома на частотах f0 і f1 розраховано сталі коефіцієнти К0 і К1. З метою розширення функціональних та технічних можливостей багатопараметрових електромагнітних пристроїв, а також для підвищення точності вимірювань питомої електричної провідності χ, відносної діелектричної проникності εr, температури t та густини ρ стічних вод безпосередньо у великих ємностях та резервуарах малих, середніх та крупних пивоварних підприємств, досліджено чотирипараметровий інформативний метод на основі занурюваного параметричного електромагнітного перетворювача ЗПЕП, який замість осердя застосовує провідний шар стічних вод. ЗПЕП містить одну обмотку та може занурюватися в достатньо великі ємності, що надає змогу зчитувати вимірювальну інформацію навіть у тому випадку, якщо рідина не є гомогенною. У третьому розділі за рахунок отриманих співвідношень, які описують точнісні характеристики багатопараметрових електромагнітних перетворювачів, визначено похибки вимірювань компонентів сигналів на основі оцінювання характеристик функції багатьох змінних. Наведено методику оцінювання температурної похибки зразків стічних вод, яка безпосередньо впливає на амплітудні, фазові та частотні компоненти сигналів електромагнітних перетворювачів. Досліджено методику оцінювання відносних похибок спільних вимірювань питомого електричного опору λ, відносної діелектричної проникності εrt та температури t пивних стоків у раціональних режимах роботи ТЕТП при дослідженні температурного діапазону 15 ≤t ≤ 35 ºС. При реалізації чотирипараметрового методу спільних вимірювань питомої електричної провідності ꭓt, відносної діелектричної проникності εr, температури t та густини ρ пивних стоків визначено похибки вимірювань фізико-хімічних параметрів ɤλ, ɤεr, ɤρ и ɤt. Досліджено багатопараметровий електромагнітний метод визначення характеристик мінералізації TDS (St), в’язкості µt та температури t зразків пивних стоків. Виходячи з оброблюваного масиву даних, отриманих в результаті вимірювання параметрів усереднених зразків стічних вод, розраховано степеневий ряд, який відображує залежність в’язкості µt від питомої електричної провідності χ, отримана відповідна залежність (при постійному значенні тиску P=0,101325 МПа) в досліджуваному температурному діапазоні [15-35°C]. При дослідженні трьох та чотирипараметрових методів вимірювального контролю параметрів кислих, лужних та усереднених зразків пивних стоків, визначено загальну складову вірогідності контролю, яка складає відповідно DΣ = 0,978, що свідчить про ефективність запропонованих в дисертації інформативних методів контролю фізико-хімічних параметрів зразків пивних стоків. У четвертому розділі запропоновано шляхи удосконалення процесу виробництва пива за рахунок встановлення додаткових температурних пауз під час затирання солоду. З'ясовано, що температурні паузи повинні бути точно витримані у відповідності з часом відстоювання пивного напівфабрикату, є важливою також точність виміру температури t напівфабрикату, як під час температурної паузи, так і у терміни визначення t охолодження готового продукту, при цьому чим ближче значення температури до нижньої межі температурного діапазону паузи, тим довше ії необхідно підтримувати, нагрів до температури t = 78°С, призводить до псування готового продукту, залпових скидів пива і, як наслідок, забруднення стічних вод. Запропоновано комбінований метод очищення пивних стоків, який передбачає омагнічування стічних вод. Досліджено технологічну схему очищення пивних стоків, при цьому для удосконалення процесу очищення рекомендується в схемі для реалізації комбінованого методу очищення додавати фільтр М1, який передбачає спеціальну зону для введення магнітної рідини на водній основі. В основі запропонованого комбінованого методу очищення стічних вод пивоварних виробництв, лежить принцип омагнічування шляхом додавання магнітної рідини (параметри якої розраховано заздалегідь) у фільтр зі стічною водою та подальшому видаленні забруднень при реалізації процесу сепарації. Запропоновано метод сумісного визначення статичних характеристик досліджуваної модельної магнітної рідини (на водній основі): питомої електричної провідності χt, магнітної сприйнятливості kt і температури t магнітної рідини, яку у подальшому рекомендується застосовувати задля очищення стічних вод. Знайдено раціональне співвідношення стічна вода: магнітна рідина (СВ:МР), СВ:МР = 8,7‧10-3: 1. Наведені результати свідчать про ефективність запропонованого комбінованого метода очищення пивних стоків стосовно норм водовідведення у міську каналізацію, а саме водневий показник рН зменшується в результаті очищення на 34, 6%, ХСК в 7,14 рази, БСК5 в 1,52 рази, зважені речовини в 1,52 рази, катіони кальцію Са²⁺ в 1,53 рази, катіони магнію Mg²⁺ в 1,51 рази, загальна жорсткість dH в 1,64 рази, карбонатна жорсткість KH в 1,86 рази. Слід визначити, що введення магнітної рідини також дозволяє осаджувати дрібно дисперсні забруднення в каламутних стоках міні-пивоварні.
Удосконалення технології переробки нафти з урахуванням її електрофізичних властивостей
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Набіль, Абдель Сатер
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 161 – Хімічні технології та інженерія (16 – Хімічна інженерія та біоінженерія). – Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Міністерство освіти і науки України, Харків, 2023. Дисертаційна робота спрямовано на розробку системи оперативного контролю роботи установок первинної переробки нафти. Об’єкт дослідження – вдосконалення процесу первинної переробки нафти. Предмет дослідження – вплив хімічного та фракційного складу нафти та отриманих з неї продуктів на їх електрофізичні властивості. В дисертаційній роботі вирішена науково-практична задача, яка пов’язана з удосконаленням процесу первинної переробки нафти за рахунок впровадження системи глобального моніторингу і корекції технологічного процесу за показником відносної діелектричної проникності сировини і отриманих з неї продуктів. Під час визначення стану питання щодо напрямків удосконалення роботи установок первинної переробки нафтової сировини застосовувався аналітичний підхід. Теоретичні дослідження базувалися на фундаментальних законах фізики, органічної хімії та математики. Експериментальні дослідження проводились в лабораторних умовах з використанням приладів кафедри технології переробки нафти, газу та твердого палива Національного технічного університету «Харківського політехнічного інституту» за стандартними (ДСТУ, ASTM та ISO) та авторськими методиками визначення показників якості сировини та отриманих з неї продуктів. Визначення групового хімічного складу нафти та продуктів її переробки, здійснювалося методом газової хроматографії мас-спектроскопії (ГХ/МС), а вимірювання відносної діелектричної проникності – резонансним методом. Обробку результатів, отриманих при проведенні експериментальних досліджень здійснювали методами математичної статистики, реалізованими в програмному пакеті STATISTICA 10. В вступі представлено обґрунтування актуальності обраної теми дисертаційної роботи; наведено зв’язок роботи з існуючими науковими програмами та темами; сформульована мета та відповідні до неї завдання дослідження; представлено характеристику методів дослідження, сформульовано наукову новизну та практичне значення отриманих результатів; визначено особистий внесок здобувача; представлена апробація результатів дисертаційної роботи; характеристика публікацій за темою дисертаційної роботи; структура і обсяг дисертаційної роботи. В першому розділі дисертаційної роботи здійснено критичний аналіз існуючої в світовій технічній літературі інформації щодо сировини, режимів та продуктів, які утворюються під час первинної переробки нафтової сировини. Визначено напрямки вдосконалення роботи цих установок та методи визначення якості нафтової сировини та продуктів її переробки. Обґрунтовано перспективність розробки та впровадження систем оперативного контролю технологічного процесу первинної переробки нафтової сировини, за її якістю та якістю продуктів її переробки, що визначається за допомогою показника відносної діелектричної проникності ε. Проведений критичний аналіз дозволив визначити та обґрунтувати актуальність, сформулювати мету та відповідно до цієї мети основні завдання дисертаційного дослідження. В другому розділі наведено характеристика обраної для дослідження нафтової сировини (нафтової та газоконденсатної); фракцій, отриманих з цієї сировини; створених на їх базі модельних середовищ; хімічні реагенти та матеріали. Представлено програму наукових досліджень, характеристику лабораторного обладнання та методів, які використовувалось під час проведення цих досліджень та обробки отриманих експериментальних даних. У третьому розділі обґрунтовано вплив на величину параметру ε нафти, газового конденсату та продуктів їх переробки – дистилятних і залишкових фракцій (мазуту), групового хімічного складу. Запропоновано оцінювати ступінь підготовленості нафти/газового конденсату за показником підготовленості нафти (ППН), який визначається як ППН = f(ε). На базі проведених теоретичних досліджень розроблено алгоритми, що дозволяють вдосконалити процес первинної переробки нафтової сировини через впровадження системи оперативного контролю технологічного процесу за значенням відносної діелектричної проникності сировини та продуктів її переробки. Запропоновано використовувати середнє значення показника відносної діелектричної проникності ε нафтової сировини для створення її нової альтернативної до існуючих, класифікації. Висунуто гіпотезу про використання в якості класифікаційного признаку типу нафтової сировини та напрямку її технологічної переробки, використовувати критерій прогнозування (КП), який включає в себе визначення параметру ε та додатково кінематичної в’язкості і коксівності за Конрадсоном. В четвертому розділі було встановлено, що показник ε суттєво залежить від групового хімічного складу (типу) нафтової сировини та змінюється в діапазоні значень від 2,05 до 2,94. При цьому, для сировини ароматичного типу (А) її середнє значення дорівнює 2,90; для сировини нафтенового (N) – 2,62; для сировини парафінового (P) типу – 2,28. Встановлено, що зі збільшенням вмісту води з розчиненими в ній хлористими солями, відбувається збільшення (так, для нафти, при вмісті 1% води з 100 мг/дм3 NaCl – це збільшення складає 0,2; при вмісті 1 % води з 300 мг/дм3 NaCl – це збільшення складає 0,3; при вмісті 1% води з 900 мг/дм3 NaCl – це збільшення складає 0,43) величини показника ε нафтової сировини. Експериментально підтверджено, що в залежності від значень КП нафту можна класифікувати наступним чином: при КП < 1,50, сировина відноситься до 0 типу; при 1,50 ≤ КП < 5,50, сировина відноситься до 1, 2 типу; при 1,50 ≤ КП < 11,00, сировина відноситься до 3 типу; при КП > 11,00, сировина відноситься до 4 типу. Експериментально доведено, що оперативний контроль глибини вилучення (Х, %) дистилятних фракцій при ректифікації нафтової сировини можливо здійснювати за значенням показника ε та таких фізико-хімічних показників якості як ρ20 і ν20. Для цього, було отримано моделі, адекватність яких підтверджують досить високі значення (0,9847-0,9969) коефіцієнту достовірності апроксимації R2. Похибка оцінювання величини (Х, %) в суміжних фракціях знаходиться на рівні 0,5959-1,3292 %. Оцінено вплив наявності в прямогонній бензиновій фракції таких високооктанових компонентів як бензин каталітичного крекінгу і риформінгу та присадок (спиртів та ефірів), на збільшення величини показника εΣ отриманої суміші. В п’ятому розділі, в залежності від значень КП, розроблено раціональні схеми технологічної переробки нафтової сировини, які відноситися до паливного, оливного або комбінованого напрямку (варіанту) переробки нафтової сировини. Запропоновано схему взаємозв’язку між технологічними параметрами виробництва (температурою сировини (t,°C), кількістю промивної води (Wп.в., кг/кг), кількістю деемульгатора (хд., кг/кг), тривалістю процесу підготовки (τ, год); температурою в колоні (t,°C), тиском в колоні (Р, МПа), кількістю флегми (Wфл., кг/кг), швидкістю парів (u, м/с); кількістю компонентів (Хк., %) і присадок (Хп., %) в суміші) товарного палива та показником ε, що охоплює всі основні ділянки (підготовки сировини, переробки сировини та компаундування) установки первинної переробки нафтової сировини. Розроблено конструкцію двохсекційного датчику при застосуванні якого, стабільний результат вимірювання показника ε нафтової сировини в потоці досягається схемою монтування датчику (на відвідному патрубку з запірною арматурою та муфтовими з’єднаннями), яка здатна запобігати утворенню турбулентного (Re >2300) режиму руху нафтової сировини крізь датчик. На підставі проведених досліджень, задля здійснення оперативного контролю технологічного процесу на всіх ділянках установки первинної переробки нафти, здобувачем запропоновано використання системи глобального моніторингу та корекції (СГМК).
Інтелектуально-моральна духовність в технотронному суспільстві
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Міщенко, Віктор Іванович
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії (PhD) за спеціальністю 033 – філософія. – Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Харків, 2023. Метою дисертаційної роботи є визначення концепту нового типу духовності як стратегії виживання людства на стадії переходу до планетарно-космічної цвілізації. Об’єкт дослідження: духовність як феномен культури. Предмет дослідження: інтелектуально-моральна духовність в процесі трансформації технотронного суспільства. У вступі обґрунтовано формування інтелектуально-моральної духовності, представлено зв’язок роботи з науковими програмами, планами і темами, наведено наукову новизну, представлено практичне значення отриманих результатів, надано інформацію щодо особистого внеску здобувача, представлено перелік публікацій за темою дисертації. У першому розділі дисертації «Історичний вимір духовності в контексті цивілізаційного розвитку людства» проаналізовано етапи духовного розвитку людства в історичному контексті, починаючи з давнього світу. Досліджено становлення духовності як інтелектуально-моральної в історії філософії й культурі античності, середньовіччя, Нового часу. Доведено, що в античній культурі та в середньовічної філософії відбулося становлення та формування духовності як інтелектуально-моральної. У другому розділі «Концептуальні основи інтелектуально-моральної духовності» виявлено теоретичні засади інтелектуально-моральної духовності з використанням міждисциплінарної методології. Проаналізовано засади критичного раціоналізму в інтелектуально-моральній духовності, доведено, що раціоналізм є досягненням людської цивілізації, концептуальною основою перетворення світу, основою формування культури і смисловим вираженням духовності як інтелектуально-моральної. Виведено соціальні засади науки в контексті постпозитивізму на тлі розвитку духовних процесів. Виділено культурологічні аспекти інтелектуально-моральної духовності, проаналізовано поняття духовності в контексті культури. Виявлено взаємозв'язок духовності і культури, показано вплив культури на інтелектуальне і моральне вдосконалення особистості. Проаналізовано духовно-інтелектуальні аспекти філософії космізму. В третьому розділі «Інтелектуально-моральна духовність як стратегія виживання та розвитку технотронного суспільства» розглянуто інтелектуально-моральну духовність як духовність перехідного періоду людства до планетарно-космічної цивілізації. Зроблено висновок про те, що у процесі еволюційного розвитку соціуму виникає складна суперечлива структура: антропо-інфо-техно-екосфера. Через складність та нерівномірність розвитку вона ініціює певні «девіаційні хвилі», що негативно впливають на духовний світ людини та стан екосистеми. Виходячи з необхідності гармонізації цієї структури, запропоновано стратегію розвитку технотронного суспільства та розроблена концепція інтелектуально-моральної духовності. У четвертому розділі «Духовний образ особистості: антропологічні виміри інтелектуально-моральної духовності» інтелектуально-моральна духовність розглянута вв аспекті духовного розвтку людини. Розроблена комплексна модель духовного образу особистості, яка складається з трьох компонентів: відкритості світу, інтелектуальності та здатності до творення. Розглянуто чотири етапи духовного розвитку особистості, які вона проходить протягом життя від усвідомлення власного існування як людини до найвищих етапів духовної зрілості. Виділено чотири форми девіації духовності особистості – бездуховність, гіпертрофована форма духовності, антидуховність, квазідуховність та можливість духовної ентропії – руйнування духовності особистості. У висновках наведено основні результати наукової роботи щодо вирішення поставлених наукових задач дослідження. Наукова новизна отриманих результатів. У результаті виконання дисертаційної роботи набув подальший розвиток науковий напрям, пов'язаний з осмисленням ролі духовності у цивілізаційному розвитку, формуванням духовної особистості. Вперше: розглянуто умови формування інтелектуально-моральної духовності, показано її зв’язок з духовними вимірами, які існували в історичному розвитку людства. Визначено її концептуальні основи на підставі узагальнення та систематизації ідей різних філософських напрямків та визначено теоретичні, методологічні й аксіологічні засади; Запропоновано: цивілізаційний підхід з еко-антропологічним виміром, який дозволив сформувати модель розвитку духовності в процесі її історичного становлення, виявлено її онтологічний статус як основи існування та виживання людства, що дозволило вийти на проблему взаємодії природа-розум в еволюційно-історичному та культурному становленні людства Удосконалено: концепцію розвитку технотронного суспільства на основі пріорите-тного розвитку техносфери для вирішення екологічних проблем та всебічної гармонізації антропо-інфо-техно-екосфери: подальшої трансформації інформаційної сфери в інформаційно-аналітичну, безперервного інтелектуального саморозвитку людства та терраформації планети; Виявлено: онтологічний зміст інтелекту в створенні імітаційної моделі управління середовищем існування, яка передбачає можливості активної співпраці людського інтелекту з мислячим штучним інтелектом в імітаційних інтелектуальних системах аналізу біосферних процесів та формування мораль-них основ глобального колективного управління; Запропоновано та досліджено: основні етапи духовного розвитку особистості, смислові конотації структурних елементів «духовного образу» як форми прояву інтелектуально-моральної духовності в антропологічному вимірі, запропоновано теоретичні підходи формування духовного образу в контексті вищої освіти в умовах антропологічної кризи; Дістали подальшого розвитку: концепція формування глобальної загальнопланетарної моралі та духовного виховання особистості.
Розробка технології отримання BIO-CHAR
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Малік, Іван Костянтинович
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії (PhD) за спеціальністю 161 – Хімічні технології та інженерія. – Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», Харків, 2023. Дисертаційна робота спрямована на розвиток наукових основ і уявлень щодо розробки отримання деревного вугілля. Мета роботи: на підставі виконання теоретичних та експериментальних досліджень вирішити важливе науково-практичне завдання, яке характеризується науковою новизною і має практичне значення, а саме – розробити рекомендації щодо виробництва деревного вугілля (bio-char) з рослинної сировини. Об`єкт дослідження – процес карбонізації рослинної сировини з метою отримання деревного вугілля. Предмет дослідження – рослинна сировина, деревне вугілля. В дисертаційній роботі вирішене важливе науково-практичне завдання, яке характеризується науковою новизною і має практичне значення, а саме – розробці технології отримання деревного вугілля (bio-char). В експериментальній частині роботі використані сучасні стандартизовані методи визначення властивостей рослинної сировини та деревного вугілля (bio-char) – технічний (Wrt, Wa, Ad, Sdt, Vdaf) і елементний (Сdaf, Hdaf, Ndaf, Sdt, Odafd) аналізи. Деревне вугілля (bio-char) отримували на установці безперервної дії для термічної переробки рослинної сировини (патент України на корисну модель № 133566). Установка безперервної термічної переробки рослинної сировини) та на лабораторній установці для визначення впливу температури та тиску на вихід та якість деревного 3 вугілля (bio-char). Теплоту згоряння рослинної сировини та деревного вугілля (bio-char) визначали згідно ДСТУ ISO 1928:2006 (ISO 1928:1995, IDT). Палива тверді мінеральні. Визначення найвищої теплоти згоряння методом спалювання в калориметричній бомбі та обчислення найнижчої теплоти згоряння. Регресійний аналіз отриманих результатів і розробка математичних залежностей виконувалася за допомогою ліцензійної комп’ютерної програми Microsoft Excel. У вступі обґрунтована актуальність задач дослідження, показано зв’язок роботи з науковою темами, сформульована мета та основні задачі, наведено наукову новизну та практичне значення отриманих результатів, визначено особистий внесок здобувача, відзначена апробація результатів роботи. В першому розділі здійснений аналітичний огляд вітчизняних та світових джерел інформації, щодо отримання деревного вугілля (bio-char). Встановлено, що деревне вугілля (bio-char) використовується для виробництва хімічних речовин та різноманітних фармацевтичних продуктів. Воно також використовується для переробки металів, для виготовлення феєрверків, виробництва активованого вугілля, а також для домашнього приготування та опалення. На сьогоднішній день у світі було виробляється понад 50 мільйонів тон деревного вугілля (bio-char) на рік. Вихід та якість деревного вугілля (bio-char) пов'язані з типами біомаси та їх характеристиками, такими як розмір, фізичні властивості та частка хімічних компонентів. Більше того, на якість деревного вугілля (bio-char) сильно впливають такі параметри процесу, як температура карбонізації, швидкість нагрівання, рівень кисню та тиск. Крім того, якість деревного вугілля (bio-char) оцінюється шляхом безпосереднього аналізу, елементного аналізу, теплоти згоряння тощо. Доведено, що більша частина світового виробництва деревного вугілля (bio-char) все ще використовує традиційні печі з низькими технологіями, що призводить до погіршення виходу та якості деревного вугілля (bio-char). У другому розділі охарактеризовано необхідний і достатній набір інструментальних, переважно, стандартизованих методів дослідження складу і властивостей рослинної сировини та деревного вугілля (bio-char). Розроблена установка безперервної дії для термічної переробки рослинної сировини, конструкція якої забезпечить досягнення технічного результату, що полягає у підвищенні продуктивності та зниженні енергоспоживання за рахунок утворення теплоносія в процесі спалювання газоподібних продуктів, утворених в результаті термічної обробки сировини у каналах для сировини, та передачі тепла від каналу для теплоносія через стінку сусідньому каналу з сировиною (при цьому сировина та теплоносій рухаються протитечійно), що також робить установку автономною – одержуваного тепла вистачає на нагрівання нової порції сировини, процес протікає безперервно та дозволяє раціонально використовувати теплову енергію. Крім того, розглянута лабораторна установка для визначення впливу температури та тиску на вихід та якість деревного вугілля (bio-char). Наведено метод визначення найвищої теплоти згоряння на сухий беззольний стан згідно ДСТУ ISO 1928:2006 «Палива тверді мінеральні. Визначення найвищої теплоти згоряння методом спалювання в калориметричній бомбі та обчислення найнижчої теплоти згоряння». У третьому розділі наведені дані щодо визначення теплоти згоряння рослинної сировини та деревного вугілля (bio-char). У четвертому розділі наведені результати отримання деревного вугілля (bio-char) в промислових умовах, а також економічна ефективність отримання деревного вугілля (bio-char). Визначено найвищу теплоту згоряння на сухий беззольний стан згоряння 35 зразків рослинної сировини та 35 зразків деревного вугілля (bio-char). Встановлені необхідні для розрахунку показники їх технічного, елементного та калориметричного аналізів. Надані графічні залежності фактичних і розрахункових значень найвищої теплоти згоряння рослинної сировини та деревного вугілля (bio-char) від вмісту показників технічного та елементного аналізів. Надані математичні та графічні залежності між фактичними та розрахунковими значеннями найвищої теплоти згоряння рослинної сировини та деревного вугілля (bio-char). Виконано регресійний аналіз цих залежностей. Розраховано, що окупність ділянки з виробництва деревного вугілля становить 9 місяців, а рентабельність виробництва – 49 %. У п’ятому розділі досліджували вплив температури та тиску на вихід та якість деревного вугілля (bio-char). Встановлено, що процес піролізу рослинної сировини багато в чому залежить від температури і тиску, які визначають вихід і якість одержуваного деревного вугілля (bio-char). В дисертації отримані наступні наукові результати: 1. Виконано регресійний аналіз взаємозв'язку показників технічного і елементного аналізів, а також вищої теплоти згорання 362 проб рослинної сировини для виробництва біогазу, деревного вугілля і торрефіцірованної біомаси. Встановлено, що найбільш тісно в органічній масі рослинної сировини пов'язані показники вмісту вуглецю і кисню. Показано, що залежність вмісту вуглецю від вмісту кисню носить лінійний характер (𝑅2=0,898), а залежність атомної відносини вуглецю до кисню (𝐶/𝑂) від вмісту вуглецю і кисню – квадратичний (𝑅2=0,946 і 𝑅2=0,965). Розроблено математичні та графічні залежності, що дозволяють з високою точністю (𝑅2>0,849) прогнозувати величину вищої теплоти згоряння рослинної сировини за даними його елементного аналізу, а саме: за вмістом вуглецю, кисню і атомного відношення вуглецю до кисню. 2. Проведен регресійний аналіз взаємозв’язку між показниками технічного та елементного аналізів, а також теплоти згоряння 73 зразків деревного вугілля. Виявлено, що показники вмісту вуглецю та кисню найбільш тісно пов'язані в органічній масі деревного вугілля (𝑅2=0,987). Залежність атомних співвідношень (𝐶/𝐻 і 𝐶/𝑂) від вмісту вуглецю та кисню має ступеневий характер, а також залежність теплоти згоряння від цих співвідношень. Прогноз теплоти згоряння з найвищою точністю можна здійснити за даними визначення виходу летких речовин (𝑅2=0,8002) або нелеткого вуглецю (𝑅2=0,8002) у деревному вугіллі. 3. Встановлено, що вплив температури на вихід деревного вугілля носить нелінійний характер, а вплив тиску на вихід деревного вугілля – експоненціальний характер. Підвищення температури в діапазоні від 400 до 600 °С на кожні 1 °С призводить до зниження виходу деревного вугілля на 0,06 %. Подальше підвищення температури до 700 °С практично не впливає на вихід деревного вугілля. Підвищення тиску на 0,1 МПа в інтервалі від 0,1 до 2,0 МПа призводить до збільшення виходу деревного вугілля на 0,13 % на кожен 0,1 МПа. 4. Показано, що вплив температури на вихід летких речовин та зв’язаний вуглець деревного вугілля носить нелінійний характер, а вплив температури на зольність та найвищу теплоту згоряння деревного вугілля – лінійний характер. Підвищення температури в діапазоні від 400 до 700 °С на кожні 1 °С призводить до підвищення зольності деревного вугілля на 0,0064 %, зниження виходу летких речовин на 0,123 %, підвищенні зв’язаного вуглецю на 0,122 % та підвищенні вищої теплоти згоряння на 0,0122 МДж/кг. Вплив тиску на зольність, вихід летких речовин, зв’язаний вуглець та найвищу теплоту згоряння деревного вугілля носить нелінійний характер. Підвищення тиску від 0 до 2 МПа призводить до зміни якості деревного вугілля за такими показниками: зольність від 3,1 до 3,4 %; вихід летких речовин від 17,4 до 11,6 %; зв'язаний вуглець від 81,1 до 88,2 %; вища теплота згоряння від 31,8 до 34,3 МДж/кг. Достовірність теоретичних результатів, отриманих в дисертаційній роботі підтверджено експериментальними дослідженнями на розробленій установці безперервної дії для термічної переробки рослинної сировини. Результати досліджень використано при виконанні науково-дослідної роботи «Визначення факторів, що впливають на вихід та якість деревного вугілля» (ДР № 0123U104474, замовник – ТОВ «ГРІНПАУЕР УКРАЇНА», м. Харків), де здобувач був співвиконавцем. Основні теоретичні положення та результати експериментальних досліджень, викладені в дисертації, використовуються у виробничій діяльності в Державному підприємстві «Український державний науково-дослідний вуглехімічний інститут (УХІН)» та ТОВ «ГРІНПАУЕР» (м. Харків) та навчальному процесі на кафедрі технологій переробки нафти, газу та твердого палива Національного технічного університету «Харківський політехнічний інститут».
Моделі, методи та інформаційна технологія інтелектуальної обробки текстового опису товарів масового вжитку
(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2023) Іващенко, Оксана Віталіївна
Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 122 - Комп’ютерні науки (12 - Інформаційні технології). - Національний технічний університет “Харківський політехнічний інститут” Міністерства освіти і науки України, м. Харків, 2023. У дисертаційній роботі вирішена науково-практична задача ідентифікації комплексного сприйняття семантики товарних пропозицій на онлайн-платформах електронної комерції шляхом інтелектуальної обробки текстового опису товарів, що дозволяє систематизувати пропозиції товарів та спростити пошук. Об’єктом дослідження є процес обробки текстової інформації в системах електронної комерції. Предметом дослідження є моделі, методи та інформаційна технологія інтелектуальної обробки текстового опису товарів масового вжитку. Метою дисертаційного дослідження є підвищення точності визначення схожості товарів масового вжитку на основі їх текстових описів, представлених в системі електронної комерції. При вирішенні завдань дисертаційного дослідження використані: методсистемного аналізу для розробки концепції інтелектуальної обробки текстового опису товарів масового вжитку; методи математичної статистики, методи теорії прийняття рішень; інструменти NLP для створення моделі текстового опису товарів, моделі оцінки схожості товарів, алгоритму створення тегового ядра та моделі еталонного товару; методи теорії інтелекту для розробки моделі визначення схожості товарних пропозицій, методи експертного оцінювання для збору даних на основі краудсорсінгу; стандарт IDEF та уніфікована мова моделювання UML для проєктування інформаційної технології та компонентів програмного забезпечення, компонентно-орієнтовані методи для розробки інформаційної технології інтелектуальної обробки текстових описів. У вступі обґрунтовано актуальність теми дослідження, сформульовані мета, задачі та методи дослідження, відображено зв’язок дослідження з науковими програмами кафедри, наведено наукову новизну та практичне значення отриманих результатів, зазначено особистий внесок здобувача. В першому розділі здійснено дослідження стану розвитку електронної комерції, проблем та переваг, які супроводжують даний розвиток, проаналізовано особливості реалізації рекомендаційних систем, та запропоновані можливі покращення щодо реалізації та функціонування рекомендаційних систем. Виявлено, що багато дослідників акцентувало увагу на необхідності обробки текстової інформації представлення товару для систематизації та нормалізації інформації про товари та використання отриманої структурованої інформації для визначення схожості товарів, і, як наслідок для підвищення точності рекомендацій. Проведено аналіз сучасного стану завдань текстової обробки інформації, зокрема вирішення задач розпізнавання сутностей (entity resolution - ER) та визначення схожості товарів (item matching - IM), особливостей реалізації підходів щодо вирішення цих задач, проведено дослідження сучасних методів, підходів та алгоритмів, які використовуються для обробки текстової інформації, проаналізовано характеристики текстового представлення товарів, які використовують в сучасних підходах обробки текстової інформації в системах електронної комерції. У другому розділі обґрунтовано концепцію інтелектуальної обробки текстової інформації в системах електронної комерції, визначені основні етапи. Обґрунтовано необхідність використання алгоритмів векторизації та методів машинного навчання для обробки неструктурованих текстових даних. Розроблено модель представлення текстового опису товарів, яка є основою для подальшого аналізу та визначення схожості товарів. Запропоновано застосування етапу блокування (blocking) для зменшення складності обробки великого обсягу текстових описів, що дозволяє за рахунок поділу всього набору текстових даних на групи схожих товарів зменшити розрахункову складність алгоритмів співставлення текстових описів. Запропоновано модель гнучкого пайплайну оброки текстових даних, яка дозволяє оптимізувати параметри блокування за рахунок вибору конфігурації на основі наявної бібліотеки алгоритмів векторизації та кластеризації. У третьому розділі представлено методи співставлення та групування товарів в системі електронної комерції, розроблена модель визначення схожості товарів, яка базується на запропонованій у другому розділі моделі представлення текстового опису товарів. Запропоновано застосування підходу краудсорсінгу для збору додаткової інформації щодо визначення схожості товарів на основі порівняння зображень товарів та визначення колективної оцінки. Розроблено алгоритм побудови тегового ядра (множини ключових слів) для групи схожих товарів, який дозволяє визначити релевантні до кожного товару теги, які у сукупності характеризують всю групу схожих товарів та є найбільш вживаними в текстових описах товарів на онлайн платформах. Розроблена модель еталонного товару з урахуванням семантики текстового представлення та узагальнених значень артибутів. Розглянуто пошук товарів з використанням моделі еталонного товару на основі підходу навчання з підкріпленням. У четвертому розділі представлено розроблену інформаційну технологію інтелектуальної обробки текстових описів товарів та результати проєктування компонентів програмного забезпеченнчя. Інформаційна технологія базується на підході щодо створення гнучкого пайплану обробки текстових даних та включає в себе ряд процесів обробки та перетворення неструктурованої текстової інформації в змістовний структурований набір ключових слів (тегове ядро), які характеризують групу схожих товарів. Представлено прототип архітектурного рішення, яке використовує принципи компонентно-орієнтованої розробки. Також наведено основні результати експериментальних досліджень та апробації розроблених моделей, підходів, алгоритмів щодо інтелектуальної обробки текстової інформації, а також практичне впровадження підходу Результати експериментів підтверджують працездатність запропонованих моделей. У висновках коротко охарактеризовано вирішені завдання дисертаційної роботи, представлено теоретичну та практичну значущість отриманих результатів, наведено дані про впровадження та апробацію основних результатів дослідження. Наукова новизна проведеного дослідження полягає в наступному: 1 Удосконалено модель текстового опису товарів масового вжитку, що на відміну від існуючих базується на ідентифікації комплексного сприйняття людиною товарних пропозицій, що дозволяє підвищити точність визначення відповідності реальному товару за рахунок врахування семантики трьох складових опису (назва, характеристика, специфікація). 2 Удосконалено модель схожості товарів, яка дозволяє порівнювати споживчі характеристики товарів електронної комерції на основі їх текстового опису та, на відміну від існуючих, враховує вподобання споживачів та сприйняття текстового опису, що дозволяє систематизувати пропозиції та спростити пошук. 3 Дістала подальшого розвитку інформаційна технологія інтелектуальної обробки текстових описів товарів за рахунок вдосконалення моделі текстового опису товару, групування схожих товарів та представлення групи схожих товарів ядром тегів та еталонним товаром, що на відміну від існуючих підходів, дозволяє підвищити ефективність пошуку та ідентифікації товарів. Результати дисертаційної роботи впроваджено у навчальному процесі кафедри програмної інженерії та інтелектуальних технологій управління Національного технічного університету «Харківський політехнічний інститут» (акт від 14.11.2022 р.), використано у науково-дослідних роботах "Розробка інформаційно-аналітичного забезпечення управління ефективністю та якістю в складних системах за умови євроінтеграції України» (ДР № 0117U004806), «Створення моделей та методів збору та автоматизованої переробки бізнес-інформації у веб-просторі» (ДР № 0119U002556), «Розробка методів моніторингу актуальних даних в системах організаційного управління» (ДР № 0121U108870), у яких здобувачка брала участь як виконавиця окремих етапів (акт від 01.11.2022 р.) та впроваджено для вирішення практичних завдань в діяльності ТОВ Фінпрогруп» (довідка від 06.01.2023 р.).