Вісник № 01. Системний аналіз, управління та інформаційні технології
Постійне посилання колекціїhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/53562
Переглянути
17 результатів
Результати пошуку
Документ Сучасні підходи до розв'язання контактної задачі про втиснення двозв'язного штампу в пружній півпростір(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Зайцева, Тетяна Анатоліївна; Шмельов, Іван ІгоровичРобота присвячена розв’язанню задачі про вдавлення в пружний півпростір циліндричного штампу з плоскою основою під дією вертикальної сили, лінія дії якої проходить через центр основи. Поперечний перетин штампу займає двозв’язну область, обмежену двома концентричними лініями. Зроблено стислий огляд методів розв’язання задачі аналізу контактної взаємодії між циліндричним штампом та пружним півпростором. Застосовано розв’язок задачі у вигляді розкладення за малим параметром для випадка коли рівняння граничних кривих залежать від одного і того ж малого параметра. Для цього у кожному наближенні задача про вдавлення штампа з двозв’язною площадкою контакту у формі некругового кільця зводиться до аналогічної задачі про вдавлення штампа з площадкою контакту у формі кругового кільця. Розроблено програмне забезпечення на мові Java для обробки аналітичного розв’язку за отриманими розрахунковими формулами. За допомогою програмного пакету ANSYS створено скінчено-елементну модель контактної взаємодії абсолютно жорсткого штампа з пружним півпростором. Чисельне моделювання відбувалося із застосуванням ліцензованої версії, яка надається безкоштовно. Розв’язана низка задач для квадратних кілець різної ширини. Отримано розподіл тиску під штампом у різних перерізах та заглиблення штампу. Побудовані графіки розподілу тиску. При розв’язанні низки тестових задач з метою оцінки адекватності скінчено-елементної моделі, було проведено порівняння чисельних результатів з результатами, отриманими аналітичним шляхом. Отримана модель може бути використана для аналізу та прогнозування навантаження, зносу та руйнування контактної ділянки. До перспектив дослідження можуть бути віднесено розв’язання низки задач аналізу напружено-деформованого стану взаємодії штампу складної форми з пружнім півпростором, а також групи штампів складної форми, та аналіз поведінки моделі в залежності від властивостей та особливостей пружного півпростору.Документ Development and comparative analysis of semi-supervised learning algorithms on a small amount of labeled data(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Yamkovyi, KlymThe paper is dedicated to the development and comparative experimental analysis of semi-supervised learning approaches based on a mix of unsupervised and supervised approaches for the classification of datasets with a small amount of labeled data, namely, identifying to which of a set of categories a new observation belongs using a training set of data containing observations whose category membership is known. Semi-supervised learning is an approach to machine learning that combines a small amount of labeled data with a large amount of unlabeled data during training. Unlabeled data, when used in combination with a small quantity of labeled data, can produce significant improvement in learning accuracy.The goal is semi-supervised methods development and analysis along with comparing their accuracy and robustness on different synthetics datasets. The proposed approach is based on the unsupervised K-medoids methods, also known as the Partitioning Around Medoid algorithm, however, unlike K-medoids the proposed algorithm first calculates medoids using only labeled data and next process unlabeled classes – assign labels of nearest medoid. Another proposed approach is the mix of the supervised method of K-nearest neighbor and unsupervised K-Means. Thus, the proposed learning algorithm uses information about both the nearest points and classes centers of mass. The methods have been implemented using Python programming language and experimentally investigated for solving classification problems using datasets with different distribution and spatial characteristics. Datasets were generated using the scikit-learn library. Was compared the developed approaches to find average accuracy on all these datasets. It was shown, that even small amounts of labeled data allow us to use semi-supervised learning, and proposed modifications ensure to improve accuracy and algorithm performance, which was demonstrated during experiments. And with the increase of available label information accuracy of the algorithms grows up. Thus, the developed algorithms are using a distance metric that considers available label information.Документ Алгоритмическое и программное обеспечение оптимального управления прерывистым тепловым режимом зданий(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Товажнянский, Владимир ИгоревичРассматривается актуальная задача синтеза оптимального закона управления режимом прерывистого отопления офисных зданий, заключающегося в программном снижении температуры помещений во внерабочее время. Проведенный анализ источников информации показал отсутствие в достаточной мере обоснованных методов решения задачи оптимизации тепловых процессов зданий, обеспечивающих комфортные условия функционирования персонала с одной стороны и экономию расходов на их поддержание, с другой стороны. Сформулирована постановка задачи оптимального управления тепловым состоянием здания, содержащая математическую модель процесса, цель управления, ограничения на управляющие воздействия и интегральный квадратичный критерий качества, включающий отклонения температуры помещения от заданной программы и расхода теплоты. Ограничение по управляющему воздействию учтено методом штрафных функций. В качестве математической модели оптимизируемого теплового процесса принята двумерная управляемая система дифференциальных уравнений с постоянными коэффициентами, величины которых определяются на основе критериев подобия зданий, что позволяет решать задачу оптимизации в безразмерной форме. Модель включает управляющее воздействие – подводимый тепловой поток и возмущающее воздействие – температуру окружающей среды, изменяющуюся по заданному гармоничному закону. Численное решение задачи оптимального управления реализовано методом последовательных приближений Черноусько. Приведено описание интерфейса пользователя, а также примеры реализации оптимального управления тепловым состоянием. Предложенное программное обеспечение позволяет на этапе проектирования системы теплоснабжения получать экспресс-оценки различных тепловых режимов здания, а также может быть использовано в качестве компьютерного обеспечения автоматизированных индивидуальных тепловых пунктов.Документ Моделювання розташування віртуального розподіленого виробництва в умовах обмежених можливостей розвитку підприємства(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Прончаков, Юрій ЛеонідовичСтавиться та вирішується задача дослідження підприємств при розміщенні їх на нових площах. Актуальність задачі пов’язана з моральним та фізичним старінням виробничих систем, що призводить до необхідності їх модернізації та реінжинірингу. Для розвитку підприємства потрібні нові площі для розміщення сучасного технологічного обладнання. Через диверсифікацію діяльності підприємства і появи нових замовлень доцільно на нових площах розміщувати сучасні виробничі лінії з високим ступенем автоматизації. Вимоги щодо організації нових виробництв, з урахуванням концепції Industry 4.0, призвели до створення підприємств у вигляді віртуальних виробництв, які орієнтовані на створення нових інноваційних виробів. Ціллю роботи є розробка моделей раціонального розміщення віртуального виробництва на нових площах в умовах обмежених можливостей підприємства. З-за складності задачі, що вирішується, дослідження проводиться у три етапи: оптимізація розміщення на земній поверхні; формування комунікаційної інфраструктури віртуального виробництва; моделювання виробничого циклу віртуального підприємства. Раціональне розміщення віртуального виробництва проводиться з використанням як локальної, так і багатокритеріальної оптимізації. Для формування комунікаційної інфраструктури віртуального підприємства здійснюється вибір оптимальної траси прокладки магістралі. Моделювання виробничого циклу здійснюється з урахуванням часових затримок та черг при виконанні технологічних операцій. Новим науковим результатом є рішення задачі розміщення віртуальної виробничої системи на земній поверхні з урахуванням запропонованих показників та обмежень, які включають вартість оренди (придбання) земельних ділянок, а також витрати, пов’язані з проведенням земельних та будівних робіт. Використані математичні методи: цілочисельна оптимізація, імітаційне моделювання, агентне моделювання.Документ Технологія визначення інформаційного порядку денного в потоках новинних даних(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Петрасова, Світлана Валентинівна; Хайрова, Ніна Феліксівна; Колесник, Анастасія СергіївнаЗ кожним днем обсяг потоків новинних даних зростає, що збільшує інтерес до систем, які дозволяють автоматизувати обробку великих потоків даних. Визначення смислової подібності текстової інформації на основі використання інтелектуальних засобів обробки даних дозволить виділяти спільні інформаційні простори новин. У статті проаналізовані сучасні статистичні метрики для визначення зв’язних фрагментів, зокрема, новинних текстів, що відображають порядок денний (agenda), вказані основні переваги та недоліки. Пропонується інформаційна технологія виявлення спільного інформаційного простору актуальних новин в потоці даних за певний період часу. Технологія включає логіко-лінгвістичну і дистрибутивно-статистичну модель ідентифікації колокацій. Модель дистрибутивної семантики МІ застосовується на етапі вилучення потенційних колокацій. При цьому регулярні вирази, розроблені відповідно до граматики англійської мови, дозволяють виявляти граматично правильні конструкції. Перевагою розробленої логіко-лінгвістичної моделі формалізації семантико-граматичних характеристик колокацій на основі використання алгебро-предикатних операцій і предиката семантичної еквівалентності, є врахування аналізу як граматичної структури мови, так і смислу слів (колокатів). Тезаурус WordNet застосовується на етапі визначення відношення синонімії між головними і залежними компонентами колокацій. На основі досліджуваного корпусу новинних текстів служб CNN і BBC проведена оцінка ефективності розробленої технології. Аналіз показав, що коефіцієнт точності precision дорівнює 0,96. Застосування запропонованої технології дозволить поліпшити якість обробки потоків новинних повідомлень. Вирішення завдання автоматичного визначення смислової близькості може застосовуватися при виявленні текстів однієї тематики, актуальної інформації, добуванні фактів і усунення смислової неоднозначності та ін.Документ Задача дробово-лінійного програмування в умовах невизначеності(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Павлов, Олександр Анатолійович; Вознюк, Олександра Віталіївна; Жданова, Олена ГригорівнаРозглядається задача дробово-лінійного програмування в умовах невизначеності. Під невизначеністю у роботі розуміється неоднозначність значень коефіцієнтів функціонала оптимізації. Наведено дві математичні постановки задачі: в першій задачі невизначеність відн оситься до чисельника – є кілька наборів коефіцієнтів цільової функції, кожен з яких може визначати чисельник критерію задачі на етапі реалізації її розв’язку, у другій – невизначеність відноситься до знаменника функціоналу. У роботі пропонується кілька компромісних критеріїв оцінки розв’язків даної задачі. Детально розглянуто два з них: 1) знаходження компромісного розв’язку, у якого значення часткових функціоналів відхиляються від їх оптимальних значень в заданих межах; 2) знаходження компромісного розв’язку за критерієм мінімізації сумарного зваженого перевищення значень часткових функціоналів відповідно заданих допустимих відхилень від їх оптимальних значень (величин поступок). Для знаходження компромісного розв’язку задач дробово-лінійного програмування за цими двома критеріями сформульована допоміжна задача лінійного програмування, обмеження якої залежать від напрямку оптимізації вихідної задачі. Для дослідження властивостей задачі були проведені серії експериментів чотирьох типів, метою яких було: 1) дослідження впливу зміни величин встановлених допустимих відхилень часткових цільових функцій на величини фактичних відхилень і на величини поступок; 2) дослідження впливу зміни експертних ваг часткових цільових функцій на величини фактичних відхилень і на величини поступок, що відповідають отриманим компромісним розв’язкам. В роботі запропоновані схеми експериментів і представлені їх результати в графічному вигляді. При цьому було встановлено, що отримані залежності залежать від напрямку оптимізації вихідної задачі.Документ Дослідження методів класифікації типів даних при розробці програмного забезпечення комп'ютерної інженерії(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Павленко, Євген Петрович; Бутенко, Володимир Михайлович; Губін, Вадим Олександрович; Лубенець, Сергій ВасильовичУ роботі розглядаються проблеми підвищення ефективності розробки програмного забезпечення, зокрема, питання зменшення термінів розробки програм та використання автоматизованого синтезу програм, що дозволить уникнути доопрацювання вихідного продукту. Програмне забезпечення потрібно протестувати разом з іншими системними компонентами у всіх поєднаннях, які можуть зустрітися. Тестування займає багато часу, бо приховані помилки виявляються при несподіваних взаємодіях програмних компонентів. При структурному аналізі діаграми потоків даних не є кінцевим результатом, це інструмент розробників. Спочатку будуються діаграми, а потім розробляються механізми, що забезпечують необхідну поведінку системи. Розвивається графічний підхід до вирішення проблеми автоматизації розробки програмних засобів, який базується на залученні візуальних форм представлення програм. Для будь-якого програмного об’єкта можна виділити кінцеве число станів, в яких він перебуває в кожен момент часу. Хід виконання програми тоді асоціюється з переходами об’єкта з одного стану в інший. Граф замінює текстову форму опису алгоритму програми, при цьому реалізується подання алгоритму в візуальній формі. Специфікація структур даних, а також установка міжмодульного інтерфейсу за даними відділена від опису структури алгоритму і елементів управління. Використовуються базові модулі і типи даних. Базові модулі є локальними обчислюваними функціями, на основі яких породжуються всі інші об’єкти технології. Типи даних описують синтаксичний і семантичний аспекти побудови даних, що використовуються в базових функціях. Розглянуто алгоритми пошуків маршрутів на орієнтованих графах. Під час визначення маршрутів з кореневої вершини в кінцеві використано властивості алгебри тризначної логіки. На підставі розглянутого підходу, а також з урахуванням його недоліків, був запропонований метод класифікації типів даних, заснований на реалізації часткового перебору маршрутів графу зв’язків програми та спосіб проектування ПЗ на його основі з урахуванням мінімізації часу і вартості проекту.Документ Modelling semantic kernel of web resource(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Orekhov, Sergey Valerievich; Malyhon, Hennadiy VasilievichThe article presents an attempt to describe mathematically the effect of the semantic kernel of a web resource on the Internet. In accordance with the theory of marketing, the product that we want to sell on the network is characterized by the following basic properties: price, time and place. In other words, a potential buyer wants to receive a given product in the right place at a given time. To satisfy this need, it is necessary to use the classic component of marketing, product promotion. However, this component is now becoming a fully virtual instrument. This tool functions in a hypertext, video and image environment. Therefore, the user analyzes the meaning of these elements in order to get the desired product. The results of web projects carried out in this area indicate the emergence of a new phenomenon, which reflects the main meaning of virtual promotion – this is the semantic core. The core is a short annotation of the main properties of the product, its location and time of appearance. Therefore, the purpose of this article is both a presentation of a new object of research and a mathematical description. It is assumed that the semantic core is formed on the basis of natural language terms. In other words, the semantic core is a set of keywords that are grouped by meaning. We propose to use data mining approaches for clustering to group terms. The classic clustering method at the moment is k-means. The article presents a model of the semantic core based on this method. This method and its distance function are considered as the second stage of web content processing. At the first stage, web content is converted into a semantic web. However, the k-means technique has significant drawbacks when modeling the semantic core. Therefore, in the development of this idea, the work shows an alternative way to modeling the kernel. As an alternative approach, the construction of clusters based on the concept of maximum flow is considered. This approach has the significant advantage that the type of links in the semantic network overlaps with the type of distance function in this method. As a result, on a real web project, the effect of the connection between the semantic core model and the level of new users of the web resource was demonstrated over the past five years.Документ Моделювання теплових процесів парогенератора АЕС для інформаційної технології оптимізації управління(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Нікуліна, Олена Миколаївна; Северин, Валерій Петрович; Коцюба, Ніна Вікторівна; Бубнов, Антон ІгоровичРозроблені математичні моделі теплових процесів у формі Коші в просторі стану з відносними змінними парогенератора ПГВ-1000 енергоблоку атомної електричної станції з ядерним реактором ВВЕР-1000 для використання моделей в інформаційній технології оптимізації управління парогенератором. Розглянуто робочі теплові процеси в парогенераторі ПГВ-1000, які пов’язані з підведенням до нього живильної води від системи водяної підготовки і теплоносія від ядерного реактора та відведенням пари у головний паровий колектор. Представлена розрахункова схема парогенератора, яка відображає робочі процеси в ньому під дзеркалом випаровування і над ним. На основі диференціальних рівнянь теплового балансу теплоносія в парогенераторі та в металевих теплообмінних трубках виконане моделювання теплопередачі від теплоносія до живильної води в парогенераторі. Розроблена модель теплопередачі у вигляді лінійної системи диференціальних рівнянь у відносних змінних стану. Розглянуті процеси пароутворення при нагріванні живильної води поверхнею теплопередачі. Складені диференціальні рівняння матеріального і теплового балансів динамічних процесів пароутворення в парогенераторі, які не є рівняннями у формі Коші. Виконані перетворення диференціальних рівнянь матеріального і теплового балансів в парогенераторі до форми Коші. Отримана нелінійна система диференціальних рівнянь балансу пароутворення у відносних змінних стану. Обчислені значення постійних параметрів моделей для парогенератора ПГВ-1000. Математична модель теплових процесів в парогенераторі ПГВ-1000, яка представлена у вигляді системи диференціальних рівнянь і включає процеси теплопередачі та пароутворення, за допомогою інформаційноїтехнології оптимізації дозволить виконати ідентифікацію та оптимізацію системи управління парогенератором.Документ Прогнозування результатів складання єдиного вступного іспиту з іноземної мови випускниками-бакалаврами закладу вищої освіти при вступі до магістратури(Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2021) Мельников, Олександр ЮрійовичВ роботі наведено інформацію щодо необхідності складання «Єдиного вступного іспиту» з іноземної (англійської) мови студентами, що отримали освітньо-кваліфікаційний рівень бакалавра та бажають продовжити навчання для здобуття ступеня магістра. Визначено, що при роботі зі студентами випускного курсу бакалаврату доцільно, по-перше, визначити відсоток випускників, здача якими ЄВІ малоймовірна, а по-друге, активізувати роботу з такими випускниками для підвищення цієї ймовірності. Було поставлено задачу створення моделі для прогнозування результатів складання єдиного вступного іспиту з іноземної мови випускниками-бакалаврами закладу вищої освіти при вступі до магістратури. Запропоновано низку факторів, які впливають на бал ЄВІ, а саме: конкурсний бал при зарахуванні (показник базового рівня студента), рейтинг (оцінка) за підсумками першого року навчання (іспит з обов’язкового предмету «Іноземна мова»), рейтинг за підсумками вивчення дисципліни вільного вибору «Іноземна мова» на 2-3-му курсах (максимальний з усіх або «0», якщо студент не вибирав), рейтинг за підсумками додаткових занять «Іноземна мова» на 4-му курсі, середній рейтинг за передостанню сесію (показник «актуального» відношення студента до навчального процесу), факт наявності додаткових балів (показник зацікавленості студента іншими видами діяльності, крім навчальної), середній рейтинг диплому бакалавра (показник загального ставлення студента до навчального процесу). Наведено наявні дані щодо студентів двох років кафедри інтелектуальних систем прийняття рішень Донбаської державної машинобудівної академії. Запропоновано метод штучних нейронних мереж з архітектурою двошарового персептрону з десятьма нейронами у кожному прихованому шарі, активаційною функцією сигмоїдою і алгоритмом зворотного поширення помилок для навчання мережі. Проведено розрахунки в середовищі Deductor Studio Lite, проаналізовано їхні результати. Зазначено, що запропонований підхід до прогнозування можна застосовувати при роботі зі студентами випускного курсу бакалаврату, для визначення відсотку випускників, здача якими ЄВІ малоймовірна, та активізації роботи з такими випускниками для підвищення цієї ймовірності.