2021
Постійне посилання на фонд
Переглянути
Перегляд 2021 за Дата публікації
Зараз показуємо 1 - 20 з 38
Результатів на сторінці
Налаштування сортування
Документ Відкритий доступ Теоретичні основи проєктування об’єктива камери високої роздільної здатності для систем керування автомобілем(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2021) Стаднічук, В. С.; Колобродов, В. Г.; Мосолаб, О. О.; Кондратенко, Д. Ю.; Рябоконь, Д. І.Проблематика. Аналіз статистичних даних показав, що переважно причиною автомобільних аварій є помилки водіїв. Через це протягом останніх 10-ти років активно виконують розробки в галузі розпізнавання дорожніх знаків і перешкод на шляху руху автомобіля. Автовиробники пропонують готові системи, вмонтовані за внутрішнім дзеркалом заднього виду та підключені до бортового комп’ютера автомобіля, що контролює його в критичній ситуації. Основними недоліками систем цього класу є невисока дальність роз пізнавання дорожніх знаків, залежність оптичних параметрів від температури та низька світлочутливість. Мета дослідження. Змоделювати атермальний об’єктив для камери високої роздільної здатності, дослідити характеристики лінз залежно від температури довкілля. Методика реалізації. Аналіз і моделювання об’єктивів, лінз, оптичного скла з різних матеріалів. Результати дослідження. Запропоновано об’єктив камери високої роздільної здатності для всіх типів автомобілів. Розроблено атермальний об’єктив для камери високої роздільної здатності. Висновки. Розглянуто оптимізовану атермічну конструкцію об’єктива видимого спектра для автомобільних камер дальнього радіуса дії. Автомобільні камери зазвичай мають фіксований фокус, а камери, спрямовані вперед, зазвичай потребують відносно великих фокусних відстаней для надання інформації про віддалені об’єкти. Оптична система для цих камер має забезпечувати високу роздільну здатність, а також працювати в широкому діапазоні температур довкілля. Параметри конструкції камери отримані з функціональних вимог розпізнавання дорожніх знаків на відстані 200 м. Конструкція об’єктива має п’ять лінз зі сферичними поверхнями. Об’єктив має відносний отвір f/2 і МПФ понад 0,5 за 111 л/мм у всьому температурному діапазоні.Документ Відкритий доступ Гнучка та біорозкладна сенсорика: матеріали, технологія виготовлення та прилади на її основі(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2021) Лапшуда, В. А.; Коваль, В. М.Проблематика. Для виготовлення приладів гнучкої електроніки, зокрема сенсорів, використовують багато матеріалів і технологій, тому актуальним є огляд матеріалів і технологій виготовлення гнучких сенсорів, які б за величиною чутливості не поступались їх твердотілим аналогам. До того ж у більшості сучасних технологій гнучкої електроніки використовують синтетичні полімери, виробництво яких забруднює довкілля та які потребують утилізації наприкінці терміну служби. Тому існує проблема пошуку екологічно дружнього матеріалу, альтернативного синтетичним полімерам. Мета дослідження. Визначити конструктивно-технологічні особливості виготовлення та застосування гнучких і біорозкладних електронних сенсорів. Методика реалізації. Аналіз, класифікація та порівняння матеріалів і технологій виготовлення гнучких сенсорів, які б за величиною чутливості не поступалися їх твердотілим аналогам. Зіставлення технологій та основних характеристик гнучких сенсорів, виготовлених на основі синтетичних і біорозкладних матеріалів. Результати дослідження. Визначено конструктивно-технологічні особливості виготовлення та застосування гнучких електронних сенсорів у порівнянні з їх твердотілими аналогами. Встановлено три групи матеріалів підкладок, які можна використовувати для синтезу гнучких сенсорів; проаналізовано їхні робочі характеристики. Зіставлено технології виготовлення гнучких електронних сенсорів з погляду екологічності, економічності та технологічності. Висновки. Найбільш перспективним біорозкладним матеріалом, на основі якого можна створити гнучкий сенсор, є наноцелюлоза. Перспективними є різні типи друку як технології виготовлення такого пристрою, оскільки вони недорогі та можуть забезпечити високу продуктивність виробництва. На основі одержаних результатів можна вдосконалювати наявні та розробляти нові методи створення приладів гнучкої електроніки, що не потребують утилізації.Документ Відкритий доступ Finite approximation of zero-sum games played in staircase-function continuous spaces(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2021) Romanuke, V. V.Background. There is a known method of approximating continuous zero-sum games, wherein an approximate solution is considered acceptable if it changes minimally by changing the sampling step minimally. However, the method cannot be applied straightforwardly to a zero-sum game played with staircase-function strategies. Besides, the independence of the player’s sampling step selection should be taken into account. Objective. The objective is to develop a method of finite approximation of zero-sum games played in staircase-function continuous spaces by taking into account that the players are likely to independently sample their pure strategy sets. Methods. To achieve the said objective, a zero-sum game, in which the players’ strategies are staircase functions of time, is formalized. In such a game, the set of the player’s pure strategies is a continuum of staircase functions of time, and the time is thought of as it is discrete. The conditions of sampling the set of possible values of the player’s pure strategy are stated so that the game becomes defined on a product of staircase-function finite spaces. In general, the sampling step is different at each player and the distribution of the sampled points (function-strategy values) is non-uniform. Results. A method of finite approximation of zero-sum games played in staircase-function continuous spaces is pre sented. The method consists in irregularly sampling the player’s pure strategy value set, solving smaller-sized matrix games, each defined on a subinterval where the pure strategy value is constant, and stacking their solutions if they are consistent. The stack of the smaller-sized matrix game solutions is an approximate solution to the initial staircase game. The (weak) consistency of the approximate solution is studied by how much the payoff and optimal situation change as the sampling density minimally increases by the three ways of the sampling increment: only the first player’s increment, only the second player’s increment, both the players’ increment. The consistency is decomposed into the payoff, opti mal strategy support cardinality, optimal strategy sampling density, and support probability consistency. It is practically reasonable to consider a relaxed payoff consistency. Conclusions. The suggested method of finite approximation of staircase zero-sum games consists in the independent samplings, solving smaller-sized matrix games in a reasonable time span, and stacking their solutions if they are con sistent. The finite approximation is regarded appropriate if at least the respective approximate (stacked) solution is e-payoff consistent.Документ Відкритий доступ Метод системної інженерії систем нейронного машинного перекладу(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2021) Маслянко, П. П.; Сєльський, Є. П.Проблематика. На ринку існує не так багато компаній-розробників систем машинного перекладу (СМП), продукти яких користуються попитом. Це, наприклад, “GoogleTranslate”, “DeepLTranslator”, “ModernMT”, “Apertium”, “Trident” тощо. Існує потреба в упорядкованих і систематизованих методів розроблення СМП, а також потрібні науково обґрунтовані методи інженерії систем нейронного машинного перекладу (СНМП), щоб якнайшвидше отримати якісний і конкурентоспроможний продукт. Мета дослідження. Застосувати бізнес-профіль Еріксона–Пенкера для розроблення та формалізації методу системної інженерії СНМП. Методика реалізації. Методологія системної інженерії і бізнес-профіль Еріксона–Пенкера для формалізації впорядкованого способу розроблення СНМП. Результати дослідження. Метод розроблення СНМП на основі застосування технік системної інженерії складається з трьох основних етапів. На першому етапі структуру СНМП моделюють як бізнес-профіль Еріксона–Пенкера, на другому – визначають множину процесів, характерну для класу систем Data Science та міжнародного стандарту CRISP-DM, а на третьому проводять верифікацію та валідацію розробленої СНМП. Висновки. Запропоновано метод системної інженерії СНМП, що базується на модифікованому бізнес-профілі Еріксона–Пенкера представлення системи на метарівні, а також міжнародних стандартів процесів DataScience та DataMining. Досліджено ефективність застосування методу на прикладі розроблення системи двоспрямованого англійсько-українського нейронного машинного перекладу EUMT (English-Ukrainian Machine Translator) і встановлено, що система EUMT щонайменше не поступається за якістю англійсько-українського перекладу популярному перекладачеві “GoogleTranslate”. Повний код версії системи EUMT опублікований на платформі GitHub та доступний за посиланням: https://github.com/EugeneSel/EUMT.Документ Відкритий доступ Генерування корпусів текстових даних на основі детермінованого методу(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2021) Юсин, Я. О.; Заболотня, Т. М.Проблематика. Розв’язання великої кількості задач у галузі оброблення природної мови передбачає використання корпусів текстових даних, що зумовлює актуальність підготовки останніх. Їх формування на основі справжніх текстів потребує часових витрат, а також є не завжди доцільним. Тому популярності набуває автоматизоване генерування корпусів на основі різних методів й алгоритмів, що значно спрощує підготовку експериментальних даних. Мета дослідження. Збільшити кількість знаходжуваних дефектів під час тестування програмних реалізацій методів оброблення природномовних текстових даних, розробивши новий метод генерування корпусів текстових даних задля їх використання як вхідних даних для тестування. Методика реалізації. Запропоновано детермінований метод генерації корпусів текстових даних CorDeGen (від Corpora Deterministic Generation), що задовольняє такі вимоги: детермінованість; залежність на вході лише від бажаної кількості термів у корпусі, що генерується; забезпечення генерування корпусу нетривіальної структури. На основі запропонованого методу розроблено відповідний алгоритм, а також виконано програмну реалізацію на платформі .NET (мова програмування – C#). За допомогою цієї програмної реалізації оцінено швидкодію та ефективність розробленого методу. Результати дослідження. Оцінювання швидкодії розробленого методу CorDeGen показало степеневу залежність часу генерування корпусу від кількості термів (вхідного параметра) з показником степеня близьким до 1,5. У межах дослідження доцільність використання розробленого методу для тестування коректності програмних реалізацій показана на прикладі тестування методу кластеризації kсередніх. Висновки. Тестування створеного детермінованого методу генерації корпусів текстових даних довело його ефективність при тестуванні інших методів оброблення природномовних даних, як-от кластеризації, замість природних корпусів.Документ Відкритий доступ Sorting approaches in the heuristic based on remaining available and processing periods to minimize total weighted tardiness in progressive idling-free 1-machine preemptive scheduling(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2021) Romanuke, V. V.Background. In preemptive job scheduling, total weighted tardiness minimization is commonly reduced to solving a combinatorial problem, which becomes practically intractable as the number of jobs and the numbers of their processing periods increase. To cope with this challenge, heuristics are used. A heuristic, in which the decisive ratio is the weighted reciprocal of the maximum of a pair of the remaining processing period and remaining available period, is closely the best one. However, the heuristic may produce schedules of a few jobs whose total weighted tardiness is enormously huge compared to the real minimum. Therefore, this heuristic needs further improvements, one of which already exists for jobs without priority weights with a sorting approach where remaining processing periods are minimized. Three other sorting approaches still can outperform it, but such exceptions are quite rare. Objective. The goal is to determine the influence of the four sorting approaches and try to select the best one in the case where jobs have their priority weights. The heuristic will be applied to tight-tardy progressive idling-free 1-machine preemptive scheduling, where the release dates are given in ascending order starting from 1 to the number of jobs, and the due dates are tightly set after the release dates. Methods. To achieve the said goal, a computational study is carried out with applying each of the four heuristic approaches to minimize total weighted tardiness. For this, two series of 4151500 scheduling problems are generated. In the solution of a scheduling problem, a sorting approach can “win” solely or “win” in a group of approaches, producing the heuristically minimal total weighted tardiness. In each series, the distributions of sole-and-group “wins” are ascertained. Results. The sole “wins” and non-whole-group “wins” are rare: the four sorting approaches produce schedules with the same total weighted tardiness in over 98.39 % of scheduling problems. Although the influence of these approaches is different, it is therefore not really significant. Each of the sorting approaches has heavy disadvantages leading sometimes to gigantic inaccuracies, although they occur rarely. When the inaccuracy occurs to be more than 30 %, this implies that 3 to 9 jobs are scheduled. Conclusions. Unlike the case when jobs do not have their priority weights, it is impossible to select the best sorting approach for the case with job priority weights. Instead, a hyper-heuristic comprising the sorting approaches (i. e., the whole group, where each sorting is applied) may be constructed. If a parallelization can be used to process two or even four sorting routines simultaneously, the computation time will not be significantly affected.Документ Відкритий доступ Визначення “слабких” за надійністю силових трансформаторів енергосистем за результатами оцінювання ризику відмови через збурення в електричній мережі(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2021) Бардик, Є. І.; Болотний, М. П.; Коваль, Я. С.Проблематика. Збільшення інтенсивності технологічних порушень і серйозності їх наслідків переважно спричинене старінням і вичерпанням ресурсу працездатності електрообладнання (ЕО), лібералізацією електроенергетичної галузі. Це загострює проблему надійності електроенергетичних систем (ЕЕС) і потребує визначення елементів енергосистем, що мають найбільшу ймовірність відмови, а також тих, відмови чи планове виведення з експлуатації яких максимально підвищує ризик порушення режиму з можливим каскадним розвитком аварій. Тому актуально розробити моделі оцінювання ризику відмови обладнання за діагностуванням його технічного стану, зокрема за короткого замикання (КЗ) в зовнішній мережі. Мета дослідження. Розробити нечітку математичну модель силового трансформатора (СТ) для визначення ймовірності відмови за дефекту обмоток і дії КЗ у зовнішній мережі; визначити ризик порушення режиму за виведення трансформаторів із роботи. Методика реалізації. Використання підходів, які ґрунтуються на теорії нечітких множин і нечіткої логіки, для розроблення математичної моделі оцінювання ризику відмови СТ. Визначення “слабких” за надійністю СТ та автотрансформаторів (АТ) енергосистем за результатами оцінювання ризику відмови через зовнішні КЗ здійснено методами нечіткої логіки та ймовірнісно-статистичного моделювання режиму ЕЕС. Результати дослідження. Доведено необхідність комплексного моделювання режимів ЕЕС для оцінювання ймовірності відмови СТ за збурень в електричній мережі. Змодельовано технічний стан обмоток СТ і досліджено вплив КЗ на рівень працездатності СТ й АТ в ЕЕС. Визначено кількісні показники ризику експлуатації ЕЕС за відключення СТ. Висновки. Для визначення кількісних показників ризику порушення режиму ЕЕС розроблено лінгвістичну математичну модель оцінювання ймовірності відмови обмоток СТ за дефекту та дії КЗ в електричній мережі.Документ Відкритий доступ Controlling the thickness of the plastic layer applied using 3d printing by electromagnetic acoustic method(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2021) Tymchik, Grigoriy S.; Podolian, Oleksandr O.; Druziev, Maksym S.Background: Currently, the EMA method is not used to control the thickness of the layer of plastic applied to a metal platform using 3D printing, which significantly limits the scope of its use. However, EMA flaw detectors are widely used to control the quality of the metal platform itself. The solution of the problem of radiation research will allow carrying out complex control of the thickness of the layer of plastic applied by 3D printing, which will increase the efficiency of ultrasonic flaw detection in the reliability and speed of work. Objective: This article considers the possibility of determining the thickness of the layer applied by 3D printing using electromagnetic-acoustic (EMA) method. Methods: The analysis of the relationship between the thicknesses of the layer of plastic applied by 3D printing on the acoustic pressure created in it during the control using EMA transducers. The influence of the thickness of the plastic layer applied to the metal platform by means of 3D printing on the acoustic parameters of the EMA transducer was investigated with the help of mathematical modeling. Experimentally obtained dependences showing the influence of the thickness of the layer applied by 3D printing on the generated acoustic pressure. Results. The effect of the thickness of the plastic layer applied to a metal platform using 3D printing on the acoustic parameters of the EMA transducer is studied using mathematical modelling. Dependences showing the effect of the thickness of the plastic layer applied to the metal platform using 3D printing on the created acoustic pressure are obtained experimentally. The maximum acoustic pressure is created when there is no thickness of the plastic layer applied to the metal platform using 3D printing. The pressure drops sharply, as the layer thickness increases. Conclusions: Good convergence of the outcome of theoretical and experimental studies is demonstrated, with the ap proximation error of experimentally obtained data generally not exceeding 5%. The study is based on a widely proven approach to analyzing the process of acoustic wave formation by an EMA transducer. The reliability of the results obtained is confirmed by the correct use of the mathematical tools and good convergence of the outcome of theoretical and experimental studies.Документ Відкритий доступ Tunable polarizers for x-band radar and telecommunication systems(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2021) Bulashenko, A. V.; Piltyay, S. I.; Kalinichenko, Ye. I.; Bulashenko, O. V.Background. Nowadays processing of signal polarizations is widely applied in modern information and telecommunication radio engineering systems for different purposes. Commonly polarization processing is carried out in polarization adaptive antenna systems. The essential elements of such systems are transformation devices for polarization processing. They perform the transformation of the types of polarization and separate the different types to isolated channels. The most simple, effective, technological and actual for analysis are polarizers based on square waveguides with irises and posts. Objective. The purpose of this work is to improve the electromagnetic characteristics of an adjustable polarizer by creating a mathematical model of such device. The device must provide optimized polarization and matching characteristics. Methods. The article presents a mathematical model of a waveguide polarizer with irises and posts by the decomposition method using wave transmission and scattering matrices. The developed model takes into account the influence of the polarizer design parameters on its characteristics. Results. The article contains the results of calculations based on the developed mathematical model of the polarizer. In addition, the results of modelling of the device using the finite element method are presented for comparison. For the developed waveguide polarizer we have compared the polarization characteristics and the matching. Conclusions. The created mathematical model allows us to effectively analyse the characteristics when the design parameters change. These parameters include the size of the wall of the square waveguide, the heights of the irises and posts, the distance between them, the thickness of the irises and posts. The developed polarizer is recommended for the application in modern telecommunication and radar systems.Документ Відкритий доступ Використання самофлюсівних сплавів як джерела легувальних елементів під час отримання порошкових виробів конструкційного призначення з низьколегованого заліза(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2021) Ремізов, Д. О.; Степанчук, А. М.; Соловйова, Т. О.; Лобода, П. І.; Завадюк, С. В.Проблематика. Однією з проблем виготовлення порошкових конструкційних матеріалів на основі заліза, легованих малою кількістю легувальних елементів (0,5–5,0 мас.%), є отримання гомогенного сплаву в кінцевому матеріалі. Рівномірність розподілу легувальних елементів суттєво визначає кінцеві властивості матеріалу. Використання суміші порошків складників для отримання таких сплавів зазвичай не розв’язує проблеми отримання гомогенних сплавів. Тож перспективним є використання порошків сплавів, які вміщують легувальні елементи, як джерела легувальних елементів. Мета дослідження. Вивчити закономірності формування структури та властивостей матеріалів на основі сплавів заліза, отриманих із використанням самофлюсівних сплавів (СФС) як джерела легувальних елементів. Методика реалізації. Застосовано методики змішування–розмелювання у планетарних млинах, вивчення процесів змочування розплавами СФС заліза та взаємодії між ними методом лежачої краплі, растрової мікроскопії для вивчення структури матеріалів і розподілу елементів у них, вимірювання механічних властивостей (твердості). Результати дослідження. Встановлено засади визначення оптимальних умов отримання матеріалів: час розмелювання–змішування (4 хв), тиск пресування вихідних заготованок (600 МПа), температура спікання (1200 °C), час спікання (понад 80 хв). Їх застосування сприяє отриманню виробів з практично стовідсотковою щільністю матеріалу та високим ступенем гомогенності. Висновки. Використання СФС як джерела легувальних елементів, а також методів готування вихідної суміші змішуванням–розмелюванням у планетарному млині сприяє отриманню матеріалів із високим ступенем гомогенності внаслідок інтенсифікації процесів гомогенізації та спікання та, як наслідок, і підвищенню їх механічних характеристик.Документ Відкритий доступ Generative design of a frame type construction(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2021) Mastenko, І. V.; Stelmakh, N. V.Background. In recent years, there has been a rapid development of the domestic military industry. Reducing the mass and increasing the specific strength of military products used in the field – the most pressing challenges facing engineers and scientists today. The rapid development of adaptive production has significantly expanded the possibilities of methods of topological optimization in the design of new products or improvement of existing design and technological solutions in order to reduce weight. Objective. The purpose of the paper is to improve the efficiency of designing the technology of manufacturing a frame type construction based on the method of topological optimization, which will reduce the weight of the product, while maintaining all the specified functional parameters. Methods. The paper presents an analysis of topological optimization methods and offers the interaction of modern ADS, namely CAD, CAM, CAE modules at the stage of design and technological preparation of production, which once again demonstrated its effectiveness in solving problems to reduce product weight. Results. The main tasks of topological optimization were solved for the frame type constructions, such as the minimization of volume and mass under physical constraints, as well as the optimization of other parameters with given geometric constraints. As a result, the proposed method of reducing the weight of the product is improved, which due to rational design and technological measures ensured a 56 % reduction in the weight of the frame type structure from the original and reduced the complexity of the manufacturing process by 22 % due to its effective adaptation to new technological conditions. Conclusions. The application of methods of topological optimization and rational establishment of design and technological constraints on products at the design stage can be very effective in solving problems of reducing the weight of products and optimizing manufacturing processes.Документ Відкритий доступ Model predictive control toolbox design for nonstationary process(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2021) Mariiash, Yu. I.; Stepanets, O. V.Документ Відкритий доступ Різновиди та технічні характеристики сонячних колекторів(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2021) Мацевитий, Ю. М.; Буштець, Я. М.Проблематика. Енергетичний ресурс є одним із головних складників успішності країни, а можливість використання екологічно чистої та доступної відновлюваної енергії сонячного випромінювання є важливим завданням. Нині існує велике різноманіття геліосистем за технічним рішенням і сферами використання: термо- та фотоелектричні, сонячні станції для промислового чи приватного видобування електроенергії, гарячого водопостачання, опалення, кондиціювання повітря тощо. Але питання щодо ефективної інсоляції та вибору матеріалів для цих систем відкрите. Тому є актуальним розроблення дієвих сонячних колекторів (СК) з раціональними геометричними та теплофізичними параметрами. Мета дослідження. Знайти та розробити СК з максимальною пропускною здатністю абсорбера та мінімізованими тепловтратами. Методика реалізації. Аналіз патентів СК за їхньою формою та технічними характеристиками, розробка нової моделі СК. Результати дослідження. Згідно з проведеним оглядом, нові розробки геліоколекторів відзначаються оригінальністю та новизною технічних рішень. Як матеріал абсорбера використовують гофровану трубу, сотовий полікарбонат, активоване вугілля, плутанку теплопровідного дроту; застосовують додаткове теплоакумуляційне покриття з розчином глауберової солі. Винаходи можна застосовувати в системах опалення та гарячого водопостачання, підігріві повітря приміщень і в обладнанні, що перетворює електромагнітне випромінювання сонця на теплову енергію для нагрівання рідкого теплоносія, а також на електроенергію. Для досягнення максимальної потужності колектора використовують приймальну поверхню з покриттям із високою пропускною здатністю сонячної енергії, а для мінімізації тепловтрат додатково встановлюють теплоізоляцію. Розроблено та запатентовано принципово новий за геометричною формою сферичний СК. Висновки. Розробка нових й удосконалення наявних СК забезпечує енергонезалежність як у приватному секторі, так і в масштабах країни, а також дає змогу дбати про довкілля. Розроблений сферичний СК однаково ефективно поглинає променисту енергію сонця протягом дня.Документ Відкритий доступ Optimization of lstm networks for time series forecasting(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2021) Romanuke, V. V.Background. LSTM neural networks are a very promising means to develop time series analysis and forecasting. However, s well as neural networks for other fields and applications, LSTM networks have a lot of architecture ver sions, training parameters, and hyperparameters, whose inappropriate selection may lead to unacceptably poor perfor mance (poor or badly unreliable forecasts). Thus, optimization of LSTM networks is still an open question. Objective. The goal is to ascertain whether the best forecasting accuracy is achieved at such a number of LSTM layer neurons, which can be determined by the time series lag. Methods. To achieve the said goal, a set of benchmark time series for testing the forecasting accuracy is presented. Then, a set-up of the computational study for various versions of the LSTM network is defined. Finally, the computa tional study results are clearly visualized and discussed. Results. Time series with a linear trend are forecasted worst, whereas defining the LSTM layer size by the lag in a time series does not help much. The best-forecasted are time series with only repeated random subsequences, or seasonality, or exponential rising. Compared to the single LSTM layer network, the forecasting accuracy is improved by 15 % to 19 % by applying the two LSTM layers network. Conclusions. The approximately best forecasting accuracy may be expectedly achieved by setting the number of LSTM layer neurons at the time series lag. However, the best forecasting accuracy cannot be guaranteed. LSTM networks for time series forecasting can be optimized by using only two LSTM layers whose size is set at the time series lag. Some discrepancy is still acceptable, though. The size of the second LSTM layer should not be less than the size of the first layer.Документ Відкритий доступ Ймовірнісне моделювання операційних ризиків(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2021) Левенчук, Л. Б.; Гуськова, В. Г.; Бідюк, П. І.Проблематика. Операційні ризики (ОР) притаманні всім видам людської діяльності, включно з промисловістю, транспортом, фінансовими послугами та ін. Ризики такого типу характеризуються множиною невизначеностей, неповнотою та низькою якістю даних, що ускладнює прогнозування й оцінювання. Для моделювання процесів, пов’язаних з ОР, необхідно виконати коректну обробку даних, а також ідентифікацію та врахування можливих невизначеностей. Для розв’язання таких задач придатний ймовірнісний підхід. Мета дослідження. Зробити короткий огляд методів ймовірнісного аналізу даних, призначених для побудови математичних моделей ОР. Розробити нову ймовірнісну модель у вигляді мережі Баєса для формального опису операційного ризику шахрайства, пов’язаного з актуарними процесами. Методика реалізації. Для обробки даних й експертних оцінок використовуються методи баєсового аналізу даних, призначені для побудови ймовірнісних моделей у формі баєсових мереж. Результати дослідження. Описано методи дослідження ОР і їх модифікації. Запропонований метод моделювання застосовано для побудови моделі ОР страхового шахрайства. Для побудови моделі проаналізовано задачу, вибрано множину змінних й оцінено необхідні апріорні умовні ймовірності. Остаточна модель побудована з використанням інструментарію моделювання GeNIe. Функціонування моделі продемонстровано на прикладі. Висновки. Показано, що задача моделювання, оцінювання та прогнозування ОР може бути розв’язана за допомогою ймовірнісного підходу, зокрема баєсової методології, яка дає змогу ідентифікувати та врахувати можливі невизначеності даних й експертних оцінок.Документ Відкритий доступ Вибір критерію якості для оцінювання прогнозів нелінійних нестаціонарних процесів(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2021) Белас, А. О.; Бідюк, П. І.Проблематика. Прогнозування нелінійних нестаціонарних процесів (ННП), поданих у формі часових рядів, є актуальним, оскільки такі ряди можуть описувати процеси в технічних й економічних системах. Для вибору найкращої математичної моделі використовують різні метрики оцінювання якості прогнозів, як-от: R^2, RMSE, MAE, MAPE. Однак оптимізація моделі за одним критерієм погіршує її відносно іншого. Тому важливо розуміти, яку метрику слід використовувати для оптимізації та оцінки якості прогнозу в поставленій задачі. Мета дослідження. Розробити та проаналізувати критеріальну базу для оцінювання прогнозів ННП, а також підхід до вибору критерію якості з урахуванням особливостей поставленої задачі прогнозування. Методика реалізації. Виконання порівняльного аналізу основних метрик для задачі регресії, а саме їхнього теоретичного та практичного змісту, переваг і недоліків у різних випадках. Результати дослідження. Сформовано критеріальну базу для оцінювання прогнозів ННП, а також підхід до вибору критерію якості з урахуванням особливостей поставленої задачі прогнозування. Для мінімізації абсолютної похибки проаналізовано та рекомендовано використовувати метрики RMSE (MSE, R^2) і MAE залежно від необхідності роботи з викидами. Для розв’язання задач мінімізації відносної помилки запропоновано використовувати метрику RMSLE. Висновки. Показано важливість вибору метрики для оптимізації та оцінювання якості прогнозу в поставленій задачі. Отримані критеріальну базу та підхід можна використовувати в подальших дослідженнях як для розв’язання практичних задач моделювання та прогнозування ННП, так і для розробки нових методів або загальної методики розв’язання цих задач.Документ Відкритий доступ Методи фільтрації даних у системах підтримки прийняття рішень(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2021) Пантєєв, Р. Л.; Тимощук, О. Л.; Гуськова, В. Г.; Бідюк, П. І.Документ Відкритий доступ Extraction of organosolv pulp and production of nanocellulose from hemp fibres(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2021) Barbash, V. A.; Yashchenko, O. V.; Yakymenko, O. S.; Zakharko, R. M.Background. The use of cellulose and nanocellulose instead of synthetic polymers makes it possible to improve the consumer properties and environmental friendliness of composite materials. Therefore, the development of technologies for the production of organosolv pulp and nanocellulose from plant raw materials, in particular from hemp fibres, is an urgent scientific and practical problem. Objective. The purpose of the paper is to obtain pulp from hemp fibres by the peracetic method and to study the effect of the concentration of sulfuric acid and the temperature of hydrolysis of organosolv pulp on the quality parameters of hemp nanocellulose. Methods. Treatment of hemp fibres was performed in two stages: alkaline extraction and organosolv cooking at a temperature of 97 ± 2 °C. Nanocellulose was obtained by hydrolysis with a solution of sulfuric acid of various concentra tions. The resulting nanocellulose was examined by scanning electron microscopy (SEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), and atomic force microscopy (AFM). Results. Organosolv hemp pulp with a residual lignin content of 0.16% and an ash content of 0.08% was obtained. The nanocellulose particles obtained from it had a transverse size of 8–36 nanometers and a length of several micrometers. Nanocellulose films had high mechanical properties: density up to 1.54 g/cm3 and tensile strength up to 60 MPa. Conclusions. Carrying out thermochemical treatment of hemp fibres in two stages makes it possible to obtain pulp with a minimum residual content of lignin and minerals, which is suitable for the production of nanocellulose. Nanocellulose has been successfully isolated from organosolv hemp pulp by acid hydrolysis. Subsequent ultrasonic treatment allows obtaining a stable nanocellulose gel with high mechanical properties.Документ Відкритий доступ Порівняльний аналіз моделей глибоких нейронних мереж для прогнозування діагнозу COVID-19(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2021) Недашківська, Н. І.; Сапєльніков, О. О.Проблематика. Ситуація з коронавірусом COVID-19 станом на середину 2021 року знову викликає занепокоєння у всьому світі через появу нового небезпечнішого штаму “Дельта”. Науковці намагаються побудувати математичні моделі опису поширення захворюваності. У Китаї, США й інших країнах розробляють інструменти штучного інтелекту, спрямовані на прогнозування діагнозу COVID-19, і впроваджують їх у лікарнях. Мета дослідження. Порівняти розпізнавання різними моделями глибоких згорткових нейронних мереж хвороби COVID-19 на основі рентген-зображень грудної клітки людини. Методика реалізації. Моделі побудовано на основі архітектур мереж VGG16, ResNet50 і SqueezeNet із додаванням шарів для регуляризації цих мереж. Перед останнім, вихідним шаром мережі додавали шар дропауту. Навчання моделей здійснювали з використанням технології передачі знань transfer learning. Якість моделей оцінювали за матрицею помилок (confusion matrix), показниками точності (precision), повноти (recall/sensitivity), специфічності (specificity) і F-міри на валідаційній/тестовій множині рентген-зображень. Результати дослідження. Побудовано кілька моделей нейронних мереж, що поділяють рентген-зображення грудної клітки людини на класи: хворий на COVID-19 (клас 1) або здоровий (клас 2). Модель на основі архітектури ResNet50 отримала досить велике значення precision 96 % для класу 1 і загальне значення specificity 96,14 %. Recall виявлення захворювання на основі цієї моделі склала 88 %. Модель на основі архітектури VGG-16 правильно класифікувала 100 % (експеримент 1) / 96 % (експеримент 2) хворих на COVID-19 із тестової вибірки. Значення precision для класу хворих і значення загальної specificity на основі цієї моделі, однак, були меншими й склали 89 % / 92 % і 88,46 % / 92,31 % відповідно для двох експериментів. Значення F-міри для моделей ResNet50 і VGG-16 були досить значними й рівними 92 і 94 %. Висновки. Моделі глибоких згорткових нейронних мереж показали обнадійливі результати прогнозування діагнозу COVID-19 і потребують досліджень. Прогнозування діагнозу за допомогою розробленого програмного продукту на основі цих моделей триває до однієї хвилини – це швидше, ніж тести RT-PCR (ПЛР із зворотною транскрипцією), які нині використовують для підтвердження захворювання.Документ Відкритий доступ Agricultural by-product extracts as scale inhibitors of mild steel in tap water(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2021) Vasyliev, G. S.; Vorobyova, V. I.; Gerasymenko, Yu. S.; Chygyrynets, O. E.Background. In industrial heating processes, scaling is a major problem especially when natural water is used as heat carrier. The world economic losses due to scaling are estimated to constitute billions of dollars per year, the development of efficient, environmentally friendly and cheap approaches for reduction of scaling is an actual task nowadays. Utilization of agro-food wastes as a renewable source of scale inhibitors for water treatment of cooling water systems is a promising alternative to the existing approaches. Objective. Three industry by-products, namely rapeseed pomace, sugar beet pulp and fodder radish cake, have been tested as scale inhibitors of mild steel in tap water. Methods. Ethanol extracts were prepared by maceration and the electrochemical approach to study the scale formation was utilized, based on the measurement of oxygen reduction current during nucleation and formation of calcium carbonate in the presence of extracts. Scaling time, porosity and area density of the scale was determined and used to characterize the inhibition efficiency. Chemical compositions of extracts were analysed by GC-MS analysis (gas chromatography with mass selective detector by mass selective integration). Results. The rapeseed pomace extract and fodder radish cake extract at the concentration of 10 mL/L appeared to be efficient scaling inhibitors. Sugar beet pulp extract increases the crystallization time, however the amount of deposited scale appeared to be the same as in the tap water. Conclusions. The scale inhibition is caused mainly by the formation of adsorbed film on the scale nucleus that blocks the surface and prevent further crystal growth. Natural extracts are a promising source of scale inhibitors due to their low price, efficiency and environmental safety.