Наукоємні технології

ТРАНСПОРТНІ ТЕХНОЛОГІЇ У КОНТЕКСТІ ВІДНОВЛЕННЯ СУДНОВИХ ВАНТАЖНИХ МЕХАНІЗМІВ НОВІТНІМИ МОДИФІКОВАНИМИ ЕПОКСИПЛАСТАМИ

2024-09-20T12:40:18+03:00

Розвиток транспортних технологій на сьогодні обумовлює необхідність не лише створення основ оптимального технічного використання засобів транспорту, їх технічної експлуатації, але й технічного обслуговування і ремонту. Одним із основних завдань транспортних технологій є пошук нових перспективних наукових напрямів та їх впровадження у практику, а також забезпечення ефективного застосування новітніх технологій та інноваційних методів для формування чи відновлення об’єктів водного транспорту. У цьому плані перспективним є застосування полімерних композитів на основі епоксидної смоли. Вони відрізняються покращеними показниками адгезійних та когезійних властивостей порівняно з іншими відомими олігомерами, що визначає широкий спектр їх застосування на водному транспорті.

З метою поліпшення властивостей адгезивів на основі епоксидної матриці у неї на початковій стадії формування вводять добавки різної фізичної природи. У роботі досліджено вплив модифікатора d-аскорбінової кислоти на теплофізичні властивості епоксипластів для отримання матеріалу, призначеного для відновлення суднових вантажних механізмів. За динамікою теплостійкості від концентрації d-аскорбінової кислоти визначено оптимальний вміст добавки у епоксидному компаунді, який становить 1,25…1,50 мас.% на 100 мас.% епоксидної смоли. Уведення у епоксидний олігомер модифікатора забезпечує отримання композитів з максимальними значеннями теплостійкості серед усіх досліджуваних матеріалів. При цьому значення теплостійкості зростають від 341 К (для епоксидної матриці) до 352…354 К.

Обґрунтовано механізм підвищення теплостійкості епоксидної матриці у присутності модифікатора, який передбачає взаємодію епоксидної смоли з добавкою і твердником внаслідок перебігу хімічних реакцій. У результаті перебігу реакцій структуроутворення компаунду на основі епоксидного олігомеру та модифікатора у присутності поліетиленполіаміну виникають в основному міцні хімічні зв’язки типу С-О, NН₂, О-NН₂, N=О, N-О-Н, С=N, які значною мірою обумовлюють підвищення показників когезійної міцності новостворених модифікованих епоксидних матриць. Зазначимо, що саме показники когезійної міцності матриці визначають теплостійкість матеріалу в умовах впливу підвищених температур.

Встановлено, що максимальні показники температури склування (333 К) спостерігали для модифікованого матеріалу, який містить d-аскорбінову кислоту у кількості 1,5 мас.%. За такого вмісту добавки спостерігали максимальні значення як теплостійкості, так і температури склування порівняно з вихідною епоксиматрицею (327 К). Саме за такої концентрації модифікатора при зшиванні компаунду формується максимально зшита структурна сітка аморфного полімеру з найбільшою кількістю хімічних зв’язків.

КОМП’ЮТЕРНА ДІАГНОСТИКА СТАНУ СУДНОВИХ ПІДШИПНИКІВ КОЧЕННЯ ПРИ ЇХ ЕКСПЛУАТАЦІЇ

2024-09-20T12:52:45+03:00

сигналів наводить до необхідності злиття показників різної розмірності без втрати наявної інформації в єдиний узагальнюючий показник, для чого в роботі використано метод головних компонент. Описано методологію статистичного опрацювання та практичну реалізацію діагностики вібраційних сигналів при аналізі еволюції пошкоджень підшипників кочення турбонагнітачів суднових енергетичних установок. Виявлено й експериментально підтверджено новий комп’ютерний інформаційний параметр вібродіагностики, заснований на аналізі першого головного компонента у часової області та спектрального ексцесу в частотної області. Використання нових діагностичних параметрів надає змогу ні тільки судити про ступень пошкоджень підшипника кочення, а і спостерігати динаміку розвитку дефекту та робити відносній прогноз робочого ресурсу підшипника кочення. Розглянуто реальну практичну ситуацію - комп’ютерну діагностику вібраційних сигналів суднові підшипники кочення точкового дефекту зовнішнього дефекту кільця підшипника кочення. Визначення застосовності методу головних компонент до інших видів дефекту показало їх перспективність для вібродіагностиці дефектів, розташованих на внутрішньому кільці підшипника і підчас випадання кульки з обойми.

АСПЕКТИ ПРОТИКРИГОВОЇ ОБРОБКИ ПОВІТРЯНИХ СУДЕН АВІАХЕНДЛІНГОВИМИ КОМПАНІЯМИ (ОГЛЯД)

2024-06-30T15:41:13+03:00

процедури з наземного обслуговування. Ці фактори впливають на збільшення пасажиропотоку аеропортів. Якість наземного обслуговування має безпосередній вплив на рівень вибору пасажирами саме авіаційних перевезень. Варто відмітити, що ефективність питань забезпечення авіаційної безпеки залежить від рівня якості виконання та дотримання вимог з наземного обслуговування. Ефективність робіт з наземного обслуговування (підготовки повітряного судна до вильоту) суттєво залежить від наявних технологічних процесів та оперативної роботи авіаційної наземної техніки та обладнання аеропортів.

Наземне обслуговування здійснюється по двом основним принципам – це обслуговування службами аеропорту (обслуговування повітряних суден на пероні та під час стоянки) або хендлінговими компаніями. Протикригова обробка здійснюється як аеропортовими службами так і хендлінговими компаніями, які мають договори на організацію аеропортового та наземного обслуговування. Хендлінгові компанії, що надають послуги з наземного обслуговування в аеропортах, можуть бути незалежними, а також можуть належати авіакомпанії чи авіаційному перевізнику.

Протикригова обробка повітряних суден є важливим аспектом авіаційної безпеки та ефективності польотів, особливо в умовах холодного клімату та зимових погодних умов.

Сучасні протикригові розчини розроблено з врахуванням ефективності при низьких температурах та мінімізації впливу на навколишнє середовище за умови дотримання екологічних норм під час наземного обслуговування. Такі розчини можуть включати багатокомпонентні суміші, які дозволяють досягти кращого контролю над утворенням льоду на поверхні повітряного судна.

Дослідженню питань, що відносяться до наземного обслуговування повітряних суден присвячено ряд науково-практичних робіт з урахуванням всіх критеріїв задля зменшення чи унеможливлення ризиків, що передують неприйнятним наслідкам. Варто відмітити, що захист повітряного судна від утворення льоду – це питання авіаційної безпеки. Протикригова обробка повітряних суден є важливим та критичним елементом для забезпечення безпеки здійснення польоту повітряного судна.

Сучасні системи протикригової обробки поділяються на: повітряно-теплові, механічні, фізико-хімічні та комбіновані. Вибір системи протикригової обробки залежить від умов експлуатації повітряного судна та кліматичних умов місцевості, де розташовано аеропорт.

ПРОГРАМНО-АПАРАТНИЙ КОМПЛЕКС КОНТРОЛЮ ДОСТУПУ ДО КРИТИЧНИХ ОБ’ЄКТІВ ЗА ТЕХНОЛОГІЯМИ COMPUTER VISION

2024-09-20T12:46:46+03:00

В статті запропоновано програмно-апаратний комплекс контролю доступу до критичних об’єктів за технологіями Computer Vision. Апаратна складова реалізована на рівні проектних рішень. Програмна складова має практичну реалізацію.

Технологічною основою програмної складової є методи, моделі та алгоритмі Computer Vision, доведені до конкретного програмного продукту. Реалізацію програмної компоненти здійснено мовою програмування Python та відповідних бібліотек з інтеграцією інформаційних потоків від декількох камер спостереження. Програмно-апаратний комплекс контролю доступу до критичних об’єктів базується на використанні технологій розподілених комп’ютерних систем та мереж.

Приклад реалізації запропонованих рішень забезпечує функції контролю доступу автомобілів до паркувальних місць об’єктів критичної інфраструктури (торгівельно-розважальних центрів; спортивних / концертних майданчиків; закладів вищої освіти; житлових комплексів тощо); блокування незареєстрованих користувачів; виявлення порушників. Ідентифікація проводиться за номерними знаками та, за необхідності за іншими індикаторами.

Особливість запропонованої розробки полягає у наступному. Система забезпечує контроль внутрішнього та зовнішнього периметру критичного об’єкта; відстеження об’єкту побудовано на використанні згорткової нейронної мережі YOLOv8, яка забезпечує об’єктову ідентифікацію в процесі Object Tracking за визначеною кількісттю кадрів; навчання мережі проведено за власним Dataset масивом. Розробка має практичне впровадження.

ЦИФРОВА ТРАНСФОРМАЦІЯ ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ В КОНТЕКСТІ СТРАТЕГІЧНОГО ГАЛУЗЕВОГО ПАРТНЕРСТВА З КРАЇНАМИ ЄС ТА ІНТЕГРАЦІЇ ДО ЄПВО (ОГЛЯД)

2024-09-20T12:43:38+03:00

У статті проаналізовано стан та перспективи цифрової трансформації освіти і науки України в контексті стратегічного галузевого партнерства з країнами Європейського Союзу та інтеграції до Європейського простору вищої освіти. Проаналізовано нормативно-правові документи, що окреслюють концептуальні засади, стратегію і основні напрямки розвитку галузей освіти та науки України. Наведено інформацію про конкурентні переваги і загрозливі тенденції для системи вищої освіти і науки, серед яких - слабка інтеграція вищої освіти України у світовий та Європейський освітньо-науковий простір, а також недостатній рівень інформаційного та матеріально-технічного забезпечення, що обумовлюють актуальність дослідження. Описано основні принципи цифрової трансформації та особливості цифровізації в галузях освіти і науки. Зазначено фундаментальні цінності та завдання у напрямку інтеграції України до ЄПВО в межах запланованих заходів за Угодою про асоціацію між Україною та Європейським Союзом. Проаналізовано прогрес виконання Угоди за даними АІС «Пульс» розділи «Освіта, навчання та молодь», «Наука, технології та інновації, космос». Розглянуто основні національні ініціативи та міжнародні проєкти в рамках цифровізації української вищої освіти, фахової передвищої освіти, професійної (професійно-технічної) освіти і науки. Встановлено, що синергетичний ефект від цифровізації галузей освіти та науки чинитиме позитивний вплив для подальшого розвитку інформаційного суспільства за рахунок забезпечення загальнодоступності інформаційно-комунікаційних технологій. Охарактеризовано програмно-технічні комплекси та автоматизовані системи, здатні забезпечити реалізацію ініціатив з цифровізації. Визначено перспективи цифрової трансформації освіти і науки в Україні для реалізації партнерства з країнами Європейського Союзу.

АДАПТИВНІ АЛГОРИТМИ УПРАВЛІННЯ ТЕХНОЛОГІЇ IOT В УМОВАХ ОБМЕЖЕ-НИХ РЕСУРСІВ

2024-09-20T12:49:39+03:00

Стаття присвячена дослідженню та аналізу застосування адаптивних алгоритмів управління технологією IoT в умовах обмежених ресурсів. В контексті швидко зростаючої популярності IoT, ефективне управління цією технологією в умовах обмежених обчислювальних, енергетичних та мережевих ресурсів стає вирішальним завданням. У роботі пропонуються методи адаптивного управління, спрямовані на оптимізацію використання ресурсів та підвищення продуктивності системи IoT.

Проведено аналіз трьох адаптивних алгоритмів управління IoT, а саме: Q- learning, алгоритм нечіткої логіки та алгоритм колективного інтелекту. Досліджуються особливості, ефективність та придатність цих алгоритмів для застосування в умовах обмежених ресурсів, таких як обчислювальна потужність та енергоефективність.

Як вирішення існуючої проблеми в статті запропоновано новий алгоритм: гібрид алгоритмів нечіткої логіки та колективного інтелекту. Новий алгоритм створює нові можливості для керування IoT-пристроями в умовах обмежених ресурсів, адже має кращі сторони обох алгоритмів, не маючи їх явних недоліків. Запропонований алгоритм має потенціал підвищення ефективності IoT-систем в середньому на 10-25%.

Проте для досягнення кращих результатів, важливо також враховувати різні сценарії використання IoT-систем, оскільки ефективність алгоритмів може змінюватися залежно від конкретних умов. Наприклад, пристрої, що працюють у віддалених або важкодоступних місцях, вимагають більшої автономності та стійкості до обмежень мережевих ресурсів. Подібні фактори відіграють ключову роль у забезпеченні стабільної та надійної роботи IoT-систем у реальних умовах.

Висновки статті спрямовані на визначення найбільш ефективного алгоритму управління IoT в умовах обмежених ресурсів. Результати досліджень можуть бути корисними для розробників та впроваджувачів IoT систем, спрямованих на оптимізацію використання ресурсів та підвищення продуктивності систем.

АДАПТИВНИЙ МЕТОД ФОРМУВАННЯ АНСАМБЛІВ СКЛАДНИХ СИГНАЛІВ НА ОСНОВІ БАГАТОРІВНЕВОГО РЕКУРЕНТНОГО ЧАСОВО-ЧАСТОТНОГО СЕГМЕНТНОГО МОДЕЛЮВАННЯ

2024-09-20T12:54:20+03:00

У статті досліджено впровадження адаптивного методу формування ансамблів складних сигналів, заснованого на багаторівневому рекурентному часово-частотному сегментуванні. Розглянуто основні проблеми в когнітивних безпроводових мережах в умовах динамічних радіочастотних середовищах з високим рівнем інтерференції, що потребує швидкої адаптації до змін у спектральних характеристиках сигналів. Обґрунтовано необхідність використання адаптивних фільтрів та специфічних перетворень для покращення якості обробки сигналів, зокрема у середовищах з високою варіативністю частотних характеристик і наявністю потужних завад.

Запропонований метод багаторівневого рекурентного часово-частотного сегментування дозволяє змінювати тривалість часових сегментів і використовувати сегменти неоднакової довжини, що забезпечує гнучкість у процесі обробки сигналів та їх адаптацію до поточних умов. Така адаптивність дозволяє оптимально налаштовувати обробку для кожного окремого випадку, враховуючи короткочасні імпульси, довготривалі коливання, а також різноманітні типи завад та спотворень. Це забезпечує ефективне розділення частотних компонентів і зниження рівня інтерференції між ними, що є особливо важливим для забезпечення високої якості сигналу та стабільності зв’язку в когнітивних мережах.

Доведено, що застосування адаптивних фільтрів, таких як LMS та RLS, а також швидкого перетвореня STFT Фур'є, вейвлет і Гільберта на різних етапах багаторівневої часово-частотної сегментації значно підвищує завадостійкість та енергетичну ефективність обробки сигналів. Проведений порівняльний аналіз показників до та після фільтрації та перетворень демонструє збільшення якості сигналів на 14,3–24,5% та зниження рівня шуму на 21,7–29,6%. Особливо ефективним виявилося використання вейвлет-перетворення, яке дозволяє точно виділяти корисні частотні компоненти з шумового фону, покращуючи параметри сигналу за рахунок динамічного налаштування під конкретні умови радіосередовища.

Експериментальні результати підтверджують ефективність запропонованого методу, показуючи його здатність забезпечити стабільно високу якість обробки ансамблів складних сигналів навіть у динамічному когнітивному радіосередовищі.

ОЦІНКА ХАРАКТЕРИСТИК МЕТОДУ МОНІТОРИНГУ СПЕКТРУ VTSM ДЛЯ МЕРЕЖ КОГНІТИВНОГО РАДІО

2024-09-20T12:48:00+03:00

У статті досліджено проблеми спектрального аналізу у когнітивних радіомережах (CRN), які обумовлені зростаючим попитом на ефективне використання спектру. Проаналізовано альтернативні традиційні методи спектрального моніторингу, зокрема, моніторинг на основі енергетичного детектора, моніторинг на основі форми сигналу, циклостаціонарний моніторинг та узгоджену фільтрацію.

Основна увага в дослідженні приділяється методу змінного моніторингу часових сегментів (VTSM), новому підходу, який оптимізує спектральний моніторинг шляхом динамічного регулювання часових сегментів, що використовуються для аналізу спектральних характеристик. У статті підкреслюється здатність методу VTSM підвищувати точність виявлення хибних тривог та знижувати їх рівень шляхом адаптації до різних радіо середовищ, що робить метод особливо придатним для складних і динамічних сценаріїв CRN.

У статті проведено порівняльну оцінку методу VTSM з традиційними методами за ключовими показниками ефективності, такими як точність виявлення, рівень хибних тривог, затримка та обчислювальна складність. Аналіз показує, що хоча традиційні методи мають свої переваги, VTSM пропонує збалансований підхід, поєднуючи гнучкість, точність і помірні обчислювальні вимоги, що робить його універсальним рішенням. Також метод VTSM відрізняється своєю здатністю динамічно адаптувати довжину часових сегментів на основі характеристик сигналу, що спостерігаються, забезпечуючи високу точність виявлення та низький рівень хибних тривог.

Отримані результати сприяють більш глибокому розумінню та розвитку когнітивних радіомереж, підтримуючи розробку більш надійних та ефективних рішень для спектрального моніторингу, які є надзвичайно важливими для оптимізації продуктивності мережі та забезпечення надійного зв’язку в умовах великої завантаженості когнітивного радіосередовища. Перспективи подальшого дослідження включають поглиблену оцінку VTSM у реальних умовах експлуатації, а також можливість його інтеграції з іншими методами моніторингу для підвищення загальної ефективності CRN.

МЕТОД СТИСНЕННЯ КЛАСТЕРИЗОВАНИХ ТРАНСФОРМАНТ НА ОСНОВІ БЛОЧНОГО КОДУВАННЯ З ЛОКАЛЬНО-МОНОТОННИМ ВИЗНАЧЕННЯМ ДОВЖИНИ

2024-09-24T11:03:45+03:00

В статті показано, що на даний час створено велику кількість різних стандартів та технологічних рішень щодо кодування джерел інформації. Найбільша частка таких рішень припадає на кодування відеозображень. Але ж не дивлячись на таку кількість різних підходів існуючи методи стиснення не можуть задовольнити потреб, які визначаються сукупністю системних вимог. Це в першу чергу стосується залежності рівня стиснення від алгоритмічної складності та рівня погіршення якості зображень за комплексом візуальних оцінок. Тому виникає потреба удосконалення засобів обробки зображень. Встановлено перспективність розвитку статистичного кодування в області спектральних перетворень. Для цього будується спектрально-параметричний опис рівномірних по розміру мікро-фрагментів зображень. Побудова такого опису приводить до дво-параметричного за складом уявлення масивів спектральних елементів. Після чого стиснення зводиться до обліку відповідних просторових особливостей під час скорочення надмірності. Однак обмеженням для подальшого збільшення стиснення може бути неоднорідність розмірів складових спектрально-параметричного опису (СППР) трансформант. Звідси виникає потреба щодо узгодження СППР описів для групи перетворених мікро-фрагментів. Для цього пропонується залучати підходи щодо попередньої кластерізації групи перетворених мікро-фрагментів. В той же час постає необхідність організації стиснення з врахуванням особливостей однорідності СППР ознак перетворених мікро-фрагментів. Обґрунтовано підхід до узгодження перетворених мікро-фрагментів у групі для створення можливості щодо обліку їх сукупних особливостей. В цьому напрямку розроблено спосіб кластерізації трансформант за розміром складових їх СППР опису. Побудована модель оцінки інформативності сукупного СППР опису трансформант кластеру з врахуванням обмежень на нижню межу розмаху варіант в слайсах. Показана можливість для додаткового скорочення кількості надмірності. Розроблено метод стиснення кластеризованих трансформант на основі двійкового блочного кодування компонент їх СППР опису в диференційно-нормованому просторі. Тут обліковуються особливості слайсів для сукупного СППР опису трансформант кластеру.

ПРИНЦИП ЖИВЛЕННЯ ГРУПИ ВИПРОМІНЮВАЧІВ ОДНІЄЮ ЛІНІЄЮ ЖИВЛЕННЯ

2024-09-20T12:51:04+03:00

У деяких випадках при використанні мобільних радіоцентрів для забезпечення зв’язку, передачі інформації, оперативного керування специфічними видами діяльності, виникають труднощі з розгортанням антенних систем. Особливо це критично важливе, коли радіоцентр приходиться часто переносити з однієї локації до іншої і якщо радіоцентр обслуговує декілька зон на різних частотних каналах. При значних радіусах зон обслуговування труднощі зростають, оскільки антенні пристрої необхідно підіймати на певну висоту над земною поверхнею. Використовуючи живлення декількох антен одним фідером, можна зменшити час розгортання антенних пристроїв та кількість щогл, що дозволить більш раціонально використати виділену територію під радіоцентр, зменшити вартість антенних споруд і спростити умови перебазування радіоцентру, полегшити вибір місця установок щогл і т. ін. Враховуючи важливість живлення декількох антен за допомогою однієї радіочастотної лінії і значимість тих наслідків, які виникають при застосуванні фідера, побудованого на одній лінії передачі, в даній статті було окреслено проблеми і шляхи їх вирішення, які пов'язані із функціонуванням багатоканального пристрою живлення систем випромінювання. Згідно з наведеними зауваженнями, фідер у своєму складі повинен мати як мінімум лінійний пасивний безвтратний восьмиполюсник (три входи і один вихід) для об'єднання кількох незалежних потоків електромагнітної енергії, що генерується передавачами, радіочастотну лінію передачі для транспортування електромагнітної енергії та другого восьмиполюсника (один вхід і три виходи) для виокремлення потоків енергії та підведення їх до входів антенних пристроїв. Оскільки основною ідентифікаційною ознакою кожного потоку енергії є частота коливань, то такі восьмиполюсники доцільно будувати на основі смуго-пропускних фільтрів. Для того, щоб фідерний пристрій функціонував у стабільному режимі, в даній роботі визначено основні параметри фільтрів, які дали б можливість спроектувати і виготовити самі фільтри та аналітично обґрунтувати вибір точок приєднання фільтрів до лінії передачі.

МОДЕЛЮВАННЯ М2М ТРАФІКУ СУЧАСНИХ МЕРЕЖ ЗВ’ЯЗК

2024-09-20T12:45:07+03:00

Розвиток мереж зв'язку призводить до розширення їх можливостей у передачі трафіку. У зв'язку зі збільшенням обсягів оброблених та переданих даних, зокрема трафіку передавання медіафайлів, спеціалісти з обробки даних прагнуть до підвищення якості зображень шляхом постійного вдосконалення засобів і стандартів мультимедійного представлення. Важливо зазначити, що трафік передавання медіафайлів, що генерується користувачами, характеризується стабільністю та передбачуваністю, оскільки передача даних здійснюється переважно у відповідь на запити користувачів. Проте, окрім трафіку передачі медіафайлів, сучасні мережі стикаються зі зростаючим потоком даних між пристроями, переважно в рамках концепції Інтернету речей. Особливість М2М трафіку полягає в тому, що він генерується значною кількістю пристроїв, яка потенційно може бути набагато більшою, ніж кількість звичайних користувачів. Цей тип трафіку відрізняється від інших пріоритетних аспектів через те, що пристрої, які його генерують, працюють на основі стійких алгоритмів і не приділяють особливої уваги на інші фактори. Це може призвести до збільшення навантаження на мережу та створення додаткових вразливостей. У контексті цього дослідження, значна увага приділяється розробці нових технологій для ефективного управління трафіком M2M. Наприклад, стандарти мобільних мереж LTE та 5G включають механізми обслуговування та управління М2М трафіком.

У статті наведено результати аналізу трафіку M2M з використанням моделі, запропонованої 3GPP, яка була ретельно проаналізована та вдосконалена з метою покращення її моделювання. Аналітичні описи моделі та результати імітаційного моделювання дозволяють розуміти вплив М2М трафіку на якість обслуговування в мережах зв'язку. Отримані результати можуть бути використані як для моделювання трафіку М2М пристроїв, так і для визначення їх параметрів. Наприклад, вони можуть бути використані для розробки алгоритмів управління такими пристроями під час перевантажень мережі.