Дисертації (вільний доступ)
Постійне посилання зібрання
Переглянути
Нові надходження
Документ Відкритий доступ Автоматизована система для калібрування резервуарів сталевих циліндричних горизонтальних геометричним методом(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2026) Проскуренко, Денис Миколайович; Безуглий, Михайло ОлександровичДисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії в галузі знань 15 – Автоматизація та приладобудування за спеціальністю 151 – Автоматизація та комп’ютерно-інтегровані технології. – Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Київ, 2026. Дисертаційна робота присвячена вирішенню актуальної науковоприкладної задачі підвищення точності та ефективності калібрування сталевих циліндричних горизонтальних резервуарів шляхом розроблення автоматизованої програмно-апаратної системи, що базується на використанні тривимірного лазерного сканування та геометричного аналізу просторових даних. Необхідність виконання таких досліджень обумовлена зростанням вимог до точності обліку рідких продуктів у нафтогазовій, хімічній, енергетичній та транспортно-логістичній галузях, де навіть незначні похибки у визначенні місткості резервуарів можуть призводити до суттєвих економічних втрат, викривлення результатів комерційного обліку та зниження достовірності метрологічного забезпечення. Існуючі методи калібрування, зокрема об’ємний та геометричний, мають ряд обмежень, пов’язаних із трудомісткістю, недостатнім рівнем автоматизації, а також спрощеним урахуванням геометрії резервуара, що, як правило, розглядається як ідеалізована. У реальних умовах експлуатації резервуари зазнають деформацій, мають технологічні відхилення форми, локальні нерівності та інші фактори, які впливають на точність визначення їх місткості. У зв’язку з цим особливої актуальності набуває застосування методів, що дозволяють враховувати фактичну геометрію об’єкта на основі високоточного 3D-сканування. Метою дисертаційного дослідження є підвищення точності калібрування сталевих циліндричних горизонтальних резервуарів шляхом удосконалення геометричного методу на основі використання 3D-хмари точок та створення автоматизованої системи, яка забезпечує повний цикл оброблення даних — від сканування до формування поміліметрової градуювальної таблиці. Для досягнення поставленої мети у роботі виконано комплекс взаємопов’язаних теоретичних та експериментальних досліджень. У вступі обґрунтовано актуальність теми, сформульовано мету та завдання дослідження, визначено об’єкт і предмет дослідження, наведено методи та засоби, що використовуються в роботі, розкрито наукову новизну, практичне значення та особистий внесок здобувача. У першому розділі проведено системний аналіз існуючих методів калібрування резервуарів, включаючи об’ємні, геометричні та комбіновані підходи. Розглянуто нормативно-методичне забезпечення процесів калібрування та сучасні технічні засоби їх реалізації. Особливу увагу приділено аналізу обмежень традиційних методів у контексті автоматизації та врахування реальної геометрії поверхні резервуарів. Встановлено, що існуючі підходи не забезпечують достатньої інтеграції процесів збору, оброблення та аналізу даних, а також не містять ефективних засобів оцінювання якості отриманих 3D-даних. На основі проведеного аналізу сформульовано постановку задачі дослідження, яка полягає у створенні автоматизованої системи калібрування з урахуванням фактичної геометрії резервуара та адаптивного керування процесом сканування. У другому розділі розроблено структуру автоматизованої системи калібрування резервуарів геометричним методом, яка включає підсистеми збору даних, оцінювання якості 3D-хмари точок, керування положенням сканера, оброблення просторових даних та формування результатів калібрування. Запропоновано аналітичну модель функціонування системи, що описує взаємозв’язки між її складовими та визначає логіку прийняття рішень щодо адаптивного переміщення 3D-сканера у вертикальній площині. Розроблено метод оцінювання якості 3D-хмари точок, який базується на аналізі таких характеристик, як щільність розподілу точок, рівень шуму, повнота покриття поверхні та наявність викидів. На основі цих показників реалізовано алгоритм прийняття рішень щодо необхідності повторного сканування та визначення напряму і величини переміщення сканера. Це дозволяє забезпечити адаптивне формування повної та репрезентативної моделі поверхні резервуара. Запропоновано комбінований метод сегментації 3D-хмари точок, який поєднує використання ітераційного алгоритму RANSAC для виділення циліндричної частини резервуара та кластеризації методом DBSCAN для визначення днищ. Подальше уточнення меж сегментів здійснюється на основі аналізу нормалей та кривизни поверхні, що забезпечує підвищення точності виділення геометричних елементів. На основі сегментованих даних розроблено математичні моделі визначення геометричних параметрів циліндричної частини та днищ резервуара з урахуванням їх реальної форми. У третьому розділі наведено результати експериментальних досліджень розробленої системи. Проведено апробацію алгоритмів оцінювання якості 3D-хмари точок та адаптивного керування положенням сканера, що підтвердило їх ефективність у забезпеченні повноти покриття поверхні резервуара та зменшенні кількості повторних сканувань. Виконано дослідження точності комбінованого методу сегментації, за результатами якого встановлено зменшення похибки визначення геометричних параметрів до рівня 2–3 %. Окрему увагу приділено оцінюванню точності формування градуювальних таблиць. Показано, що врахування фактичної геометрії резервуара дозволяє підвищити точність визначення місткості порівняно з традиційними методами, які базуються на ідеалізованих геометричних моделях. Проведено аналіз впливу шуму вимірювань, нерівномірності розподілу точок та деформацій конструкції на результати калібрування. У четвертому розділі описано реалізацію програмно-апаратної частини автоматизованої системи. Обґрунтовано вибір 3D-лазерного сканера промислового класу, який забезпечує високу точність і щільність вимірювань. Розроблено механічну систему переміщення сканера у вертикальній площині, що дозволяє реалізувати адаптивну зміну його положення відповідно до результатів оцінювання якості сканування. Система керування побудована на основі мікроконтролерної платформи з використанням електромеханічних приводів, що забезпечують необхідну точність позиціонування. Розроблено програмне забезпечення «Автоматизований розрахунок градуювальної таблиці», яке реалізує повний цикл оброблення даних: завантаження 3D-хмари точок, її попередню фільтрацію, сегментацію, визначення геометричних параметрів, розрахунок об’ємів наповнення та формування поміліметрової градуювальної таблиці. Програмний продукт забезпечує автоматичну генерацію результатів у вигляді електронних таблиць формату .xlsx та текстових звітів формату .docx, що відповідає вимогам практичного використання в метрологічній діяльності. Узагальнення отриманих результатів показало, що розроблена автоматизована система забезпечує комплексне вирішення задачі калібрування резервуарів на основі інтеграції процесів вимірювання, оброблення та аналізу даних. Удосконалення геометричного методу за рахунок використання 3D-хмари точок дозволило врахувати реальну форму поверхні резервуара, що підвищило точність і достовірність визначення його місткості. Запропоновані методи оцінювання якості даних та адаптивного керування процесом сканування забезпечують підвищення ефективності отримання вихідної інформації та зменшення впливу людського фактору. Розроблені алгоритмічні, програмні та технічні рішення мають практичну цінність і можуть бути впроваджені у діяльність підприємств паливно-енергетичного комплексу, нафтобаз, хімічних виробництв та метрологічних служб. Вони також створюють основу для подальшого розвитку інтелектуальних систем автоматизованого калібрування та цифрових технологій контролю геометричних параметрів промислових об’єктів.Документ Відкритий доступ Модернізація механізмів взаємодії інститутів громадянського суспільства з органами публічної влади(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2026) Рубан, Юрій Юрійович; Пашов, Ростислав ІвановичДисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 281 «Публічне управління та адміністрування». – Національний технічний університет «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Міністерство освіти і науки України, Київ, 2026. Дисертаційне дослідження присвячене актуальній тематиці визначення напрямів удосконалення механізмів взаємодії інституцій громадянського суспільства з органами публічної влади. Метою дисертації є наукове обґрунтування та розроблення сучасних механізмів удосконалення взаємодії інституцій громадянського суспільства з органами публічної влади шляхом модернізації нормативно-правового забезпечення, впровадження цифрових інструментів комунікації, адаптації зарубіжних практик та формування нової моделі партнерської взаємодії, спрямованої на підвищення ефективності публічного управління й розвиток партисипативної демократії в Україні. Наукова новизна одержаних результатів полягає у теоретичному обґрунтуванні та концептуалізації розширення спектра форм, механізмів і моделей взаємодії суб’єктів публічного управління з інститутами громадянського суспільства. Автором доведено необхідність інтеграції цифрових трендів та впровадження інтерактивно-аналітичного інструментарію, зокрема через спеціалізовану технологію «Дашборд ініціатив громадянського суспільства» як засобу моніторингу та впливу на прийняття управлінських рішень; у проведенні комплексного експертного опитування щодо шляхів удосконалення механізмів такої взаємодії; в удосконаленні моделі партисипації через інтеграцію нормативно-правових змін, нових форм комунікації та цифрових інструментів; розвитку підходів до оцінювання ефективності участі громадянського суспільства на основі мета-аналітики різних форм залучення та формування системи показників, зокрема коефіцієнта суспільно важливих петицій; у поглибленні трактування поняття «інститути громадянського суспільства» як автономних і незалежних об’єднань громадян; а також у теоретико-прикладному обґрунтуванні механізмів упровадження технології ДІГС на державному рівні, що охоплюють організаційний, фінансовий, нормативно-правовий та інформаційний компоненти. У роботі обґрунтовано необхідність модернізації моделі взаємодії громадських інституцій з органами влади, зокрема внесення змін і доповнень в регулювання такої взаємодії та розширення форм, механізмів і технологій застосування цифрових інструментів. Доведено, що проблема налагодження ефективної взаємодії держави з інститутами громадянського суспільства має важливе значення для зміцнення принципів та стабілізації розвитку демократичної держави. Ретроспективний аналіз динаміки розвитку інститутів громадянського суспільства в Україні свідчить, що тенденції до самоорганізації та створення механізмів колективної взаємодії задля захисту суб’єктивних інтересів і прав простежувалися навіть у радянський період, попри державний тиск. Зазначені процеси правомірно розглядати як генезис сучасних інституційних форм громадянського суспільства. Постколоніальний період розвитку України характеризується інтенсифікацією розбудови громадського сектору, що супроводжується зростанням рівня громадянської партисипації та інституціоналізацією взаємовідносин між державою і соціумом. Особливе прискорення ці процеси отримали після Революції Гідності. На сучасному етапі пріоритетним вбачається поглиблення функціональної взаємодії інститутів громадянського суспільства з органами публічної влади в контексті реалізації стратегічного курсу на європейську інтеграцію. У роботі систематизовано зарубіжні практики співпраці інститутів громадянського суспільства з державними та місцевими органами виконавчої влади. Показано, що законодавчі практики європейських країн демонструють наявність балансу між сприянням розвитку громадських організацій і забезпеченням прозорості їхньої діяльності. Визначено напрями та механізми, використовуючи які Уряд України може сприяти подальшому вдосконаленню чинного нормативно-правового поля та розвитку нових форм співпраці. У дисертаційній роботі обґрунтовано необхідність застосування технологій аналізу ефективності взаємодії громадянського суспільства та влади. Зокрема, представлено авторську розробку, а саме – «Дашборд ініціатив громадянського суспільства» (ДІГС). Подібна практика застосування дашбордів вже існує в нашій державі, зокрема для оцінки експортного потенціалу регіонів (на порталі «Дія Бізнес») є «дашборд експортного потенціалу регіонів». Новизна запропонованого дашборду як форми взаємодії держави та громадян полягає в тому, що ця зручна інформаційна панель надає можливість всім користувачам доступ до метрик співпраці громадянського суспільства з публічною владою. Контент, представлений на ДІГС, буде об'єктивним показником реальних результатів зворотного зв’язку, який є основою партисипативних демократичних процесів. Основною метрикою, яка безпосередньо демонструватиме актуальність ініціативи, є коефіцієнт суспільно важливих петицій (КСВП), який визначається як співвідношення кількості петицій, що набрали необхідну для розгляду кількість підписів, до загальної кількості петицій. Обґрунтовано застосування ДІГС для налагодження співпраці із західними партнерами, в тому числі з міжнародними організаціями, які в реальному часі зможуть бачити результативність співпраці інститутів громадянського суспільства з органами влади і, відповідно, робити свої висновки щодо тенденцій демократизації процесів в Україні. Дослідження ефективності регулювання взаємодії між інституціями громадянського суспільства та органами виконавчої влади в Україні дозволило дійти висновку, що держава на сьогодні не завжди сприймає громадські формування як повноправних партнерів. Це зумовлює автономність повноважень інституцій громадянського суспільства, які часто не можуть впливати на прийняття значимих для суспільства рішень із врахуванням суспільної думки. Водночас, беручи до уваги зарубіжний досвід та поодинокі практики в Україні, доведено, що часто профільні інституції громадянського суспільства відіграють значну роль у системі надання соціальних послуг та у розбудові демократичного громадянського суспільства. Визначено шляхи впровадження змін до функціонування системи співпраці інститутів громадянського суспільства та органів публічної влади, до яких належать нормативно-правові зміни, використання цифрових інструментів та використання нової моделі взаємодії. Проведено експертне опитування, яке продемонструвало що найбільш дієвими інструментами взаємодії інститутів громадянського суспільства з органами публічної влади є: публічні консультації влади з громадянським суспільством перед прийняттям соціально значимих управлінських рішень, громадський контроль, взаємодія через цифрові платформи, електронні петиції, застосування механізму делегування повноважень, соціальне замовлення та розвиток інституту саморегульованих організацій. Експертне опитування було проведено серед представників інститутів громадянського суспільства та представників органів публічної влади. Проаналізовано наявні форми та інструменти взаємодії інституцій громадянського суспільства з органами публічної влади, наведено конкретні приклади неефективних форм співпраці і запропоновані шляхи щодо розробки механізму врахування існуючого розмаїття думок, уникнення низькоефективної співпраці та застарілих форм взаємодії. Обгрунтовано рекомендації щодо покращення нормативно-правової бази співпраці інститутів громадянського суспільства з органами влади і місцевого самоврядування. У процесі пошуку ефективної моделі співпраці інститутів громадянського суспільства з органами публічної влади було враховано зарубіжний досвід функціонування механізму співпраці неурядових організацій із владою і вироблена модель «ППП». В основу даної моделі покладено дотримання принципів Паритету, Партисипативності і Прозорості. Паритет має бути реалізований через нормативно-правове забезпечення та базове розуміння важливості взаємодії. Партисипативність реалізується через масове залучення інститутів громадянського суспільства до процесу прийняття рішень та спільних активностей. Прозорість забезпечується за допомогою використання сучасних цифрових інструментів, які, на сьогоднішній день, найкраще забезпечують доступність інформації для суспільства в цілому. «ППП» модель дозволяє підвищити ефективність прийняття управлінських рішень в діяльності органів публічної влади. Запропонована модель сприяє вирішенню проблемних питань співпраці інститутів громадянського суспільства з органами публічної влади і дозволяє наблизити Україну до високих стандартів Партисипативної демократії Європейських держав. Результати дослідження мають практичне значення для подальшого розвитку механізмів публічного управління в Україні.Документ Відкритий доступ Технологічне забезпечення якості деталей механізму фальцювання інтегральних обкладинок(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2026) Палюх, Дмитро Олександрович; Киричок, Петро ОлексійовичПалюх Д. О. Технологічне забезпечення якості деталей механізму фальцювання інтегральних обкладинок. Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 186 «Видавництво та поліграфія». – Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Навчально-науковий видавничо-поліграфічний інститут, Київ, 2026. Дисертаційна робота присвячена вирішенню актуального науковоприкладного завдання технологічного забезпечення стабільної якості фальцювання інтегральних обкладинок у сучасних умовах поліграфічного виробництва шляхом підвищення довговічності та точності роботи профільних фальцювальних планок як функціонально відповідальних елементів фальцювальних систем. Актуальність дослідження зумовлена тим, що якість інтегральних обкладинок безпосередньо залежить від стабільності кінематичної та контактної взаємодії у фальцювальному вузлі, яка, своєю чергою, визначається геометрією профілю фальцювальних планок, послідовністю їх формоутворення та станом робочої поверхні. Зношування планок, деградація мікрогеометрії та порушення умов тертя призводять до геометричних відхилень фальців, перекосів клапанів і зниження якості готової продукції. У першому розділі здійснено аналіз сучасного стану технологій виготовлення інтегральних обкладинок і чинників, що впливають на їх якість та довговічність упродовж життєвого циклу. Проаналізовано роль процесу фальцювання як критичної стадії післядрукарської обробки, узагальнено основні види дефектів і показано визначальну роль фальцювальних планок у формуванні геометрії клапанів. Обґрунтовано доцільність удосконалення робочих поверхонь планок шляхом формування зміцнювального мікрорельєфу. У другому розділі розроблено науково-технічні засади технологічного забезпечення якості деталей механізму фальцювання на основі аналізу контактно-механічних, кінематичних і трибологічних параметрів процесу. Обґрунтовано вибір керованих параметрів геометрії профільних фальцювальних планок (кривини, розподілу контактного тиску, умов тертя) та показано доцільність застосування профілів із плавною зміною кривизни і керованого мікрорельєфу для стабілізації процесу формоутворення фальців. У третьому розділі виконано математичне та чисельне моделювання напружено-деформованого стану профільних фальцювальних планок зі зміцненим мікрорельєфним шаром і розгорток інтегральних обкладинок. Побудовано аналітичні та скінченно-елементні моделі, які дозволяють оцінювати вплив геометрії профілю, параметрів мікрорельєфу та режимів навантаження на концентрацію напружень, деформації клапанів і зносостійкість деталей фальцапарату. Чисельне моделювання показало, що застосування профілів фальцювальних планок із плавною зміною кривизни (евольвентних і комбінованих) дозволяє зменшити пікові напруження у матеріалі обкладинок на 15–30 % порівняно з V-подібними профілями та знизити нерівномірність розподілу контактного тиску вздовж лінії фальца, що забезпечує зменшення геометричних відхилень зведення клапанів у 1,5–2 рази та підвищує повторюваність формоутворення інтегральних обкладинок у межах тиражу. У четвертому розділі проведено експериментальні дослідження формування зміцнювального мікрорельєфу на профільних фальцювальних планках зі сталей 05кп та 08Х18Н10Б із використанням лазерного та механічного інденторного оброблення. Досліджено геометрію мікрорельєфу, мікроструктуру та мікротвердість приповерхневих шарів і встановлено, що формування зміцнювального мікрорельєфу забезпечує зростання мікротвердості приповерхневого шару у 1,3–1,8 раза порівняно з незміцненим станом та підвищення зносостійкості фальцювальних планок на 25–40 % залежно від способу оброблення і матеріалу основи. При цьому глибина та крок мікрорельєфних напрямних, сформованих лазерним і механічним інденторним способами, знаходяться у діапазоні десятків мікрометрів, що забезпечує стабілізацію умов тертя та зменшення інтенсивності контактного зношування у фальцювальному вузлі. Виявлено, що керований мікрорельєф сприяє зменшенню дисперсії коефіцієнта тертя та пригніченню режимів нестабільного ковзання типу stick–slip, що є однією з основних причин перекосів і нерівної лінії згину. У п’ятому розділі на основі отриманих теоретичних і експериментальних результатів розроблено конструкцію пристрою для фальцювання і приклеювання клапанів інтегральних обкладинок із вакуумним транспортуванням розгорток і зміцненими профільними фальцювальними планками. Реалізація запропонованих технологічних і конструктивних рішень забезпечує стабільне вакуумне утримання розгортки, обмеження поздовжніх зміщень у межах технологічних допусків та збереження геометричної точності інтегральних обкладинок при зміні формату і жорсткості матеріалу. Застосування зміцнених фальцювальних планок дозволяє збільшити ресурс їх експлуатації та зменшити потребу у переналагодженні і заміні робочих елементів, що має безпосередній техніко-економічний ефект. У висновках узагальнено основні результати дисертаційного дослідження та підтверджено, що комплексне технологічне забезпечення геометрії профілю, послідовності формоутворення та стану робочої поверхні профільних фальцювальних планок є ефективним шляхом підвищення стабільності процесу фальцювання, якості та довговічності інтегральних обкладинок. На основі проведених теоретичних та експериментальних досліджень в рамках виконання дисертаційної роботи отримано такі найбільш суттєві результати: Вперше: – розроблено та науково обґрунтовано концепцію зміцнювальних мікрорельєфних напрямних як мікрогеометричних структур на робочих поверхнях фальцювальних планок, визначено їх основні морфологічні параметри та залежність від способу формування, що забезпечує підвищення зносостійкості планок на 25–35 %, стабільність процесу фальцювання й покращення якості інтегральних обкладинок. – встановлено науково обґрунтовані підходи до вибору геометрії профілю фальцювальних планок (U-, V-, евольвентного) з урахуванням товщини та жорсткості матеріалу інтегральних обкладинок, що забезпечує рівномірний розподіл контактних напружень у зоні згину клапанів, зменшення локальних деформацій та запобігання пошкодженню обкладинок. – визначено вплив послідовності нанесення зміцнювального мікрорельєфу (до або після формування профілю) на збереження його геометрії, точність відтворення та зносостійкість робочого шару фальцювальних планок, при цьому експериментально та розрахунково встановлено, що нанесення мікрорельєфу на вже сформований профіль забезпечує мінімальні спотворення структури, тоді як нанесення його до профілювання супроводжується ризиком часткового згладжування рельєфу. – встановлено відмінності у формі та симетрії мікрорельєфу, характері зміцнення приповерхневого шару й рівні його зносостійкості під час формування зміцнювальних мікрорельєфних напрямних методами лазерного текстурування та механічного вдавлювання сферичним індентором, що дає змогу цілеспрямовано керувати співвідношенням параметрів «мікротвердість – відтворюваність рельєфу – шорсткість» залежно від умов роботи фальцювально-склеювальних ліній. Удосконалено: – технологічні підходи до зміцнення робочих поверхонь фальцювальних планок шляхом інтеграції вибору профілю, послідовності нанесення та способу формування мікрорельєфних напрямних у єдину технологічну схему, що дозволило сформувати узагальнену модель прийняття технологічних рішень, здатну прогнозувати експлуатаційні показники планок (зносостійкість, стабільність фальцювання, чутливість до зміни матеріалу обкладинок) ще на етапі проєктування технології. Набули подальшого розвитку: – наукові обґрунтування екологічно орієнтованих технологій післядрукарської обробки інтегральних обкладинок, у межах яких підвищення довговічності деталей механізму фальцювання розглядається як інструмент ресурсоощадження, що забезпечує зменшення частоти заміни інструменту, скорочення обсягу технологічних відходів і зниження екологічного навантаження поліграфічного виробництва без погіршення якості готової продукції. Апробацію результатів дисертаційної роботи здійснено шляхом виробничих випробувань процесу фальцювання та приклеювання клапанів розгорток інтегральних обкладинок із використанням запропонованих технологічних і конструктивних рішень на поліграфічному підприємстві ТОВ «ВКП «СТ-ДРУК» (м. Київ). Результати дисертаційного дослідження впроваджено в навчальний процес Навчально-наукового видавничо-поліграфічного інституту під час проведення лекційних та лабораторних занять з дисциплін «Післядрукарські процеси» та «Технології виготовлення паковань та етикеток», які забезпечує кафедра технології поліграфічного виробництва, для студентів спеціальності 186 «Видавництво та поліграфія». Факт упровадження підтверджено відповідними актами та довідками.Документ Відкритий доступ Інтелектуальні методи виявлення та класифікації вибухонебезпечних предметів(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2026) Лесогорський, Кирило Сергійович; Синєглазов, Віктор МихайловичЛесогорський К.С. Інтелектуальні методи виявлення та класифікації вибухонебезпечних предметів. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук (доктора філософії) за спеціальністю 122 Комп’ютерні науки з галузі знань 12 Інформаційні технології. – Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Київ, 2026. Забруднення територій мінами та іншими вибуховими пристроями є однією з ключових проблем, які затримують розвиток країн у післявоєнний період. Оперативне виконання розмінування на якомога більшому об’ємі забрудненої території є критичною задачею для відновлення країн після завершення бойових дій. Однією з найскладніших та найнебезпечніших частин процесу є виявлення мін та вибухонебезпечних предметів. Історично це виконувалось інженерами розмінування, які використовували набір простих інструментів (метало детектори та щупи) для пошуку та позначення вибухонебезпечних предметів. Розвиток безпілотних систем та сенсорів дозволяє використовувати роботизовані системи для обстеження забруднених ділянок, значно знижуючи ризик для людей. Однак застосування таких технологій не є простим, оскільки існує ряд проблем, навединих нижче. 1. Для виявлення вибухових предметів на поверхні та під землею необхідні чутливі сенсори. 2. Комплексність проблеми вимагає побудови рішення із врахуванням особливості застосування методів на кожному з етапів. Моделі штучного інтелекту мають бути адаптовані до складних та великих даних, отриманих від різноманітних сенсорів. Дані від сенсорів мають бути передоброблені для якісної роботи моделей штучного інтелекту. 3. Сучасні моделі штучного інтелекту вимагають великої кількості даних для навчання. Розмінування є дуже спеціалізованим випадком, з обмеженою кількістю наборів даних та складністю збору додаткових наборів даних. Це створює необхідність у використанні спеціалізованих методів навчання для підвищення узагальнюючої здатності моделі та її можливості адаптуватись до нових умов. Нині у методах інтелектуального аналізу гіпер(мульти)спектральних зображень утворилося протиріччя – існуючі методи розробляються для класифікації великої кількості класів, однак при цьому кожен клас займає велику площу; набори даних є збалансованими та повністю маркованими – та практичними потребами задач виявлення ВНП – обмежена кількість класів, які складають малий відсоток набору даних з обмеженим маркуванням. Для розв’язання протиріччя, яке було визначене, в дисертаційній роботі розв’язується актуальне наукове завдання щодо розробки методології та методів передобробки та інтелектуального аналізу гіпер(мульти)спектральних зображень для вирішення задачі класифікації та сегментації на основі штучних нейронних мереж в умовах короткої, незбалансованої вибірки. Метою дисертаційної роботи є підвищення ефективності процесу інтелектуального виявлення вибухонебезпечних предметів у гіпер(мульти)спектральних та інфрачервоних аерофотозображеннях отриманих із БпЛА шляхом підвищення точності класифікації та зменшення кількості помилок I та II типу. Основні наукові завдання дослідження, відповідно до мети, полягають в наступному. 1. Провести комплексний аналіз стану проблеми забруднення ВНП, особливості процесу гуманітарного розмінування, застосування безпілотних систем при роботі з ВНП. Проаналізувати особливості методів обробки даних аерофотозйомки з гіпер(мульти)спектральних камер, етапів передобробки даних, навчання моделей машинного навчання та збереження результатів інтелектуальної обробки у геоінформаційних базах даних. 2. Розробити метод інтелектуальної обробки гіперспектральних (мультиспектральних) даних з метою виявлення вибухонебезпечних предметів. Визначення основних кроків та задач, які необхідно вирішити. 3. Розробити методи передобробки гіпер(мульти) спектральних даних: адаптувати існуючі методи покращення якості із урахуванням особливостей гіперспектральних (мультиспектральних) зображень, запропонувати нові підходи до зменшення спектральної розмірності шляхом виділення інформативних каналів з урахуванням особливостей формування векторів ознак зі спектральних сигнатур. 4. Розробити методи напівкерованого навчання націлених на зменшення ефекту самоупредженості при роботі з незбалансованими вибірками та навчання при можливості наявності перетину класу та невідомих класів. Розробка методу вибору оптимального алгоритму напівкерованого навчання на основі оцінки навчальної вибірки. 5. Розробити топології штучних нейронних мереж для виявлення спектрально-просторових ознак, їх злиття та класифікації гіперспектральних (мультиспектральних) даних. 6. Розробити програмне забезпечення для передобробки, формування ортофотоплану та інтелектуальної обробки спектральних даних із забезпеченням взаємодії з GIS системами для спрощення інтеграції в процеси гуманітарного розмінування. 7. Провести експериментальну перевірку запропонованих методів на наборах даних, зібраних у контрольованих умовах і відповідає реальному застосуванню ВНП для якісної та кількісної оцінки ефективності запропонованих методів. Об’єктом дослідження є методи класифікації гіперспектральних (мультиспектральних) даних. Предметом дослідження є інтелектуальні методи виявлення та класифікації ВНП на основі гіперспектральних та мультиспектральних даних. Методами дослідження є методи математичного моделювання, методи напівкерованого навчання, методи структурно-параметричного синтезу нейронних мереж, методи обробки цифрових зображень, теорія інформації, методи орторектифікації та зшивки аерофотографій, методи якісної та кількісної оцінки інтелектуальних методів. У дисертації вперше одержані наступні наукові результати. 1. Вперше розроблено метод виявлення та класифікації вибухонебезпечних предметів на основі інтелектуального аналізу гіпер(мульти)спектральних зображень, яка відрізняється від відомих тим, що вона включає в себе попередню обробку гіперспектральних (мультиспектральних) зображень, реконструкцію та сегментацію ортофотопланів, визначення просторових та спектральних ознак, та класифікацію вибухонебезпечних предметів з визначенням їх типів та місця знаходження на основі використання напівкерованого навчання, що підвищує ефективність виявлення ВНП з визначенням координат їх розміщення та типів. 2. Вперше розроблено метод передобробки гіперспектральних (мультиспектральних) даних для виявлення вибухонебезпечних предметів, який відрізняється від відомих тим, що включає алгоритм відновлення зображень (прибирання шумів та розмиття), оснований на використанні модифікованої архітектури U-net, алгоритм зменшення спектральної розмірності оснований на відборі найбільш інформативних каналів на основі критерію когерентності каналів на сонові локальної кореляційно-зваженої густини, що покращує якість зображення та зменшує обчислювальну складність інтелектуальної обробки. 3. Подальшого розвитку отримали методи напівкерованого навчання у незбалансованих вибірках та в умовах перетину класів. Модифіковано метод асамблевого напівкерованого навчання шляхом використання критерію міжвидової консистентності, що зменшує ефект передвзятості самоупредженості та підвищує точність класифікації на незбалансованих навчальних вибірках. Модифіковано метод активного напівкерованого навчання шляхом введення дуального критерію цінності зразка на основі інформативності на впевненості псевдоміток для вибору немаркованих зразків у процесі активного навчання, що підвищує точність класифікації на наборах даних із значним перетином або дисбалансом класів 4. Подальшого розвитку оримали методу вибору оптимального алгоритму напівкерованого навчання шляхом застосування набору метрик для оцінки відповідності набору даних припущенням напівкерованого навчання, що зменшує обчислювальну складність вибору алгоритму напівкерованого навчання. 5. Подальшого розвитку отримали методи інтелектуальної обробки гіпер(мульти)спектральних зображень. Модифіковано метод семантичної сегментації гіпер(мульти)спектральних зображень на основі використання нейронної мережі з топологією U-net, шляхом введення 3D блоків енкодеру з паралельною обробкою спектральних карт ознак та 2D блоків декодеру з перемежованою зваженою конкатенацією, що підвищує піксельну точність сегментації. Модифіковано метод класифікації гіпер(мульти)спектральних зображень на основі використання нейронної мережі з топологією Mobile ViT шляхом введення блоків перехресної спектрально-просторової уваги SpectralCA, що знижує обчислювальну складність трансформера та підвищує точність класифікації. Практичне значення одержаних результатів визначається можливістю їх використання для створення систем підтримки операцій гуманітарного розмінування. Розроблена методологія та програмні системи дозволяють інтегрувати запропоновані методи та підходи до процесів гуманітарного розмінування. Розроблені методи передобробки зображень та зменшення спектральної розмірності можуть бути застосовані як безпосередньо при пошуку вибухонебезпечних предметів, так і у інших задачах обробки гіпер(мульти)спеткральних даних. Запропонований підхід до покращення якості зображень зменшує вплив шуму на зображення на 1.56% та розмиття на 1.78%. Запропоновані методи напівкерованого навчання покращують точність класифікації в умовах перетину класу та незбалансованих вибірок. Метод ансамблевого напівкерованого навчання із міжвидовим консенсусом націлений на більш точну класифікацію даних в умовах значного перетину класів і в експериментах на модельних наборах даних показує приріст точності до 3% на модельних наборах даних. Алгоритм активного навчання із напівкерованим критерієм цінності зразка підвищує середню точність класифікації в умовах перетину та дисбалансу класів, підвищуючи середню точність на 4.53% і здатний автоматично знаходити оптимальну кількість даних для розмітки. Методи інтелектуальної обробки гіпер(мульти)спектральних зображень на основі штучних згорткових нейронних мереж та трансформерів були експериментально перевірені на реальних даних і показали 100% відклик при виявленні ВНП та 97.20% загальну точність класифікації ВНП. Запропонована методологія дозволяє обробляти великі об’єми території із формуванням мапи знаходження ВНП та інтеграцією з GIS системами, що робить її застосування доцільним у задачах гуманітарного розмінування Теоретичне значення дисертаційної роботи полягає у розвитку методів напівкерованого навчання та методів інтелектуальної обробки зображень. У роботі поглиблено теоретичні засади застосування методів напівкерованого навчання в умовах незбалансованих вибірок на перетину класів, а також формалізовано процес вибору алгоритму напівкерованого навчання на основі оцінки відповідності набору даних припущенням напівкерованого навчання. Запропоновані методи протестовано на основі експериментального мультиспектрального та інфрачервоного наборів даних, отриманих на базі Навчального центру інженерних військ та військ радіаційного, хімічного, біологічного захисту (в/ч А1884) в структурі Командування сил підтримки ЗС України, де отримали позитивний відгук. Запропоновані методи використовуються у виконанні експериментального прикладного-наукового дослідження «Розробка інтелектуальної мобільної системи виявлення мінних полів» (пріоритетна тематика 86. Використання штучного інтелекту для розмінування) у 2023-2026 рр. на базі ДУ «Київський авіаційний інститут» (номер державної реєстрації 0124U000456).Документ Відкритий доступ Керування режимами активних споживачів з гібридною системою електропостачання(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2026) Пустовий, Андрій Миколайович; Веремійчук, Юрій АндрійовичПустовий А.М. Керування режимами активних споживачів з гібридною системою електропостачання. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії у галузі знань 14 Електрична інженерія за спеціальністю 141 – Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка. – Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського, Київ, 2026. Актуальність дослідження зумовлена зростанням частки відновлюваних джерел енергії, поширенням фотоелектричних систем та установок зберігання енергії, що трансформує роль споживача в енергосистемі та підвищує значення керованості графіка електричних навантажень. Стрімке поширення фотоелектричних систем, а також установок зберігання енергії, призводить до зміни класичної ролі кінцевого споживача електричної енергії, який поступово трансформується з пасивного суб’єкта енергосистеми у повноцінного учасника ринку – активного споживача. В умовах функціонування сучасного ринку електричної енергії, зокрема із впровадженням механізмів для активних споживачів, ефективність діяльності активного споживача значною мірою залежить від здатності гнучко реагувати на ринкові сигнали, включаючи погодинні ціни, обмеження оператора системи передачі та розподілу, а також вимоги до балансування. Ускладнення процедур комерційного обліку електричної енергії та взаємодії з операторами систем обумовлює необхідність підвищення точності прогнозування графіків електричних навантажень та прийняття рішень щодо керування режимами в умовах невизначеності. Це визначає доцільність розробки методів оптимізації енергоспоживання і генерації з урахуванням технічних, економічних і регуляторних обмежень. Метою роботи є підвищення ефективності керування режимами генерації, споживання та зберігання електричної енергії активних споживачів за рахунок динамічного розподілу енергетичних потоків з урахуванням ринкових сигналів та технічних обмежень. Об’єктом дослідження обрано процеси розподілу потоків електричної енергії в системі електропостачання активних споживачів. Предметом дослідження виступають методи та засоби керування режимами в гібридних системах електропостачання активних споживачів для забезпечення ефективного споживання електричної енергії. Для досягнення поставленої мети було виконано такі дослідницькі завдання: аналіз нормативно-правового забезпечення України щодо функціонування активних споживачів; аналіз режимів активних споживачів на основі кластерного аналізу та аналітичних методів; формування методів та підходів до керування активними споживачами в умовах функціонування ринку електричної енергії; розробити алгоритм прийняття рішень динамічної зміни пріоритетів розподілу енергетичних потоків між елементами системи електропостачання активного споживача з залученням відновлюваних джерел енергії та установок зберігання енергії; розробити структуру інформаційнорозрахункового комплексу, визначивши його ключові компоненти та реалізувати їх взаємодію, що має забезпечувати операційну діяльність активного споживача на ринку електричної енергії. Проведений аналіз нормативно-правового забезпечення, що діє в Україні, для всіх етапів циклу функціонування активних споживачів дозволив визначити особливості побудови системи електропостачання та набуття статусу активного споживача. Це дозволило сформувати основні моделі функціонування активних споживачів з іншими суб’єктами ринку електричної енергії та провести порівняльний аналіз з моделями просьюмерів на енергетичних ринках Європейського Союзу. Встановлено, що українські моделі активного споживача перебувають на етапі активного формування, що створює як додаткові можливості, так і ризики для учасників ринку. Дослідження показало необхідність розробки адаптивних технічних рішень та відповідного аналітичного та нормативного супроводу для активних споживачів, що формуються в умовах стрімкої децентралізації енергетичних систем та зростання частки відновлюваних джерел енергії, з огляду на особливості їх впровадження та функціонування. Проведено статистичну обробку графіків електричних навантажень споживачів трьох груп (побутовий, малий непобутовий та промисловий споживач). Визначено характерні добові та сезонні профілі споживання, а також оцінено їх варіабельність і прогнозованість, зокрема із використанням коефіцієнта варіації як показника стабільності графіка. Отримані результати дозволили сформувати типові поведінкові стратегії для кожної групи споживачів у разі набуття ними статусу активних, з урахуванням доступних механізмів участі у ринку. Аналіз ринкових сигналів, включаючи погодинну динаміку цін на ринку «на добу наперед», продемонстрував, що використання лише сезонних або статичних стратегій керування є недостатнім для досягнення високої економічної ефективності. У зв’язку з цим запропоновано підхід, що базується на динамічній зміні пріоритетів розподілу енергетичних потоків у гібридній системі електропостачання активного споживача. Особливістю підходу є відмова від використання керування гнучким навантаженням, що дозволяє зосередитися виключно на оптимізації потоків між генерацією, споживанням, установками зберігання енергії та мережею. Розроблений алгоритм керування на базі методу логічного програмування обмежень з лінеаризацією розрахунків, дозволив за допомогою оцінки поточних ринкових сигналів змінювати режим активного споживача відносно мережі (імпорт або експорт електричної енергії), обмежувати генерацію відновлюваних джерел енергії змінювати режим та рівень навантаження установок зберігання енергії, без впливу на попит струмоприймачами споживача. Експериментально-модельна частина роботи підтвердила ефективність розробленого алгоритму. Зокрема, продемонстровано його здатність здійснювати керування графіком електричних навантажень відносно мережі з досягненням пріоритетних режимних характеристик та вищих економічних показниках діяльності активного споживача на ринку, базуючись на ринковоорієнтованій моделі, за рахунок вибору оптимальних цінових обмежень. Результати роботи дозволили зробити висновок про придатність розробленого підходу не лише на етапі експлуатації, але й на етапі проєктування систем електропостачання активних споживачів. Це дозволяє обґрунтовано визначати оптимальну структуру та параметри фотоелектричних систем і установок зберігання енергії, які є основою гібридних систем електропостачання з урахуванням майбутніх умов їх експлуатації. Наукова новизна, досягнута в дисертації, полягає у тому що: вперше застосовано процедуру ринково-орієнтованого керування режимами в гібридних системах активних споживачів з врахуванням часової динаміки спотових цін і технічних обмежень елементів системи, що у порівнянні з існуючими підходами, дає змогу динамічно вносити зміни в стратегію апаратного керування системи електропостачання; вдосконалено підхід до визначення структури гібридних систем електропостачання активних споживачів, за рахунок оцінки режимних характеристик та особливостей ринкових механізмів, що дозволило оптимізувати технічні параметри при проєктуванні та експлуатації; набула подальшого розвитку методологія керування режимами активних споживачів з власними джерелами енергії, шляхом побудови інформаційно-розрахункового комплексу ризико-орієнтованого керування графіків електричних навантажень активних споживачів, що призводить до зменшення впливу суб’єктивних дій персоналу на їх експлуатацію. Прикладне застосування дисертаційного дослідження забезпечуються розробленим ризико-орієнтованим інформаційно-розрахунковим комплексом, що використовує алгоритм з виставленими оператором пріоритетами для формування заявок активного споживача на ринку «доба на перед» та керуванням роботи комплексу в операційній добі. Запропоновані рішення дозволять: зменшити небаланси, мінімізувати ризики появи «каскадних» небалансів, підвищити використання власної генерації та повноту використання потенціалу установок зберігання енергії, в автоматичному режимі дотримуватись технічних та диспетчерських обмежень, спрощує та мінімізує людський фактор при адмініструванні та організації діяльності активного споживача на ринку електричної енергії. Таким чином, результати дисертаційного дослідження формують науковометодичну основу для підвищення ефективності функціонування активних споживачів з гібридною системою електропостачання в умовах сучасного ринку електричної енергії та сприяють подальшому розвитку концепції децентралізованої енергетики. Публікації: за результатами досліджень опубліковано 11 наукових публікацій, у тому числі: 3 статті у наукових фахових виданнях України категорії «Б», 1 стаття у періодичному науковому фаховому виданні проіндексована у базі Scopus, 7 тез виступів на наукових конференціях, у тому числі 1 проіндексована у базі Scopus.Документ Відкритий доступ Математичні моделі багатофакторного прогнозування активності контенту в глобальних інформаційних мережах(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2026) Баран, Данило Романович; Писарчук, Олексій ОлександровичБаран Д.Р. Математичні моделі багатофакторного прогнозування активності контенту в глобальних інформаційних мережах. – Кваліфікаційна наукова робота на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 123 – Комп’ютерна інженерія з галузі знань 12 – Інформаційні технології. – Національний Технічний Університет України «Київський Політехнічний Інститут імені Ігоря Сікорського», Київ, 2025. Дисертаційна робота присвячена розв’язанню науково-прикладної задачі з розробки і удосконалення математичних моделей багатофакторного аналізу та машинного навчання для обробки часових рядів. Головне завдання та ідея дисертаційної роботи полягає у розробці та удосконаленні математичних моделей, що забезпечують послідовність етапів, спрямованих на виявлення критичної активності інформаційного контенту в глобальних медіа, здатних змінити настрої та призвести до небезпечних дій соціуму. Інформаційний контент, його обговорення, що присутні в глобальних інформаційних мережах як сайти новин, інформаційні канали месенджерів, соціальні мережі, підлягає постійному цілодобовому моніторингу. Результатом є Big Data масив повідомлень – даних, що зберігаються у відповідній базі даних. Первинні масиви даних підлягають кластеризації на соціальні сфери (економіка, політика, безпекова, духовна тощо). Для кожного повідомлення з відповідної сфери встановлюється його тональність: негатив, позитив, нейтральне. В подальшому розраховується частота повідомлень за тональністю для кожної сфери, що формує відповідні часові ряди. Надалі первинні часові ряди підлягають: OLAP (online analytical processing) візуалізації результатів кластеризації, попередній обробці, вторинній обробці з використанням статистичного та глибинного навчання і прогнозування. Поточні та прогнозовані результати приводяться до інтегрованого показника за нелінійною схемою компромісів. Інтегрований показник аналізується на наявність біфуркаційного інтервалу (асимптотичне зростання), що може спричинити біфуркаційний перехід у настроях та діях соціуму під впливом негативних інформаційних повідомлень в різних сферах. Сумісний сигнатурний та окремий аналіз поведінки часових рядів з OLAP візуалізацією дозволяє оцінити причини появи біфуркаційних інтервалів – наслідків. Це може бути використано для своєчасної реакції у протидії негативним інформаційним повідомленням. Зазначені процеси реалізуються з використанням запропонованих математичних моделей кластеризації інформаційних повідомлень багатофакторного прогнозування активності контенту. Технологічно це реалізується на програмно-апаратному комплексі багатофакторного прогнозування активності контенту в глобальних інформаційних мережах, побудованому за принципами розподіленої комп’ютерної системи з відкритою архітектурою та із впровадженням принципів ситуаційного управління. Використання запропонованих рішень забезпечує підвищення достовірності та повноти визначення домінантного інформаційного контенту в глобальних інформаційних мережах. Результати роботи доведені до демонстраційного прототипу програмної системи, що доводить дієвість прийнятих рішень та отриманих науковоприкладних результатів. Запропоновані рішення є доцільними для оперативного визначення соціальних настроїв різних сфер соціуму, фокус-групах, цільових аудиторій, що реалізуються: комерційними структурами в сфері надання послуг, реалізації продажів, тощо; в органах державного управління різної ланки – місцевого самоврядування, міністерств та відомств; в сфері безпеки і оборони. Дисертаційні дослідження виконані відповідно до плану наукової роботи, затвердженому на кафедрі обчислювальної техніки КПІ ім. Ігоря Сікорського та у відповідності до положень Закону України «Про внесення змін до деяких законів України щодо пріоритетних напрямів розвитку науки і техніки та інноваційної діяльності» – розвиток сучасних інформаційних, комунікаційних технологій, робототехніки, в межах науково-дослідної роботи «Нелінійні та багатокритеріальні математичні моделі для технологій Data Science та Embedded Systems», державний реєстраційний номер: 0124U003323. Практична цінність роботи підтверджена актами впровадження (див. Додаток А). Мета дисертаційних досліджень. Підвищення достовірності (точності оцінювання і прогнозу) та повноти (множини врахованих факторів) визначення домінантного інформаційного контенту в глобальних інформаційних мережах. Для досягнення сформованої мети в дисертаційній роботі було вирішено комплекс взаємопов’язаних задач досліджень: - аналіз існуючих підходів до прогнозування інформаційного контенту в глобальних інформаційних мережах; - розробка математичної моделі кластеризації інформаційних повідомлень з індикаторами активності інформаційного контенту за тональністю і сферами діяльності соціуму та ієрархічною компресією вхідних Big Data масивів; - розробка математичної моделі багатофакторного прогнозування активності контенту в глобальних інформаційних мережах з обробкою та аналізом часових рядів з використанням методів статистичного та глибинного машинного навчання; - розробка технології багатофакторного прогнозування активності контенту в глобальних інформаційних мережах, яка базується на реалізації математичних моделей кластеризації інформаційних повідомлень та багатофакторного прогнозування активності контенту на спеціалізованому програмно-апаратному комплексі, побудованому за принципами розподіленої комп’ютерної системи з відкритою архітектурою; - розробка макету програмно-апаратного комплексу прогнозування активності контенту в глобальних інформаційних мережах та оцінювання ефективності запропонованих рішень. Наукова новизна отриманих результатів дисертаційних досліджень. 1. Отримала подальший розвиток математична модель кластеризації інформаційних повідомлень, яка базується на частотному аналізі їх тональності з використанні методологій обробки природньої мови (Natural Language Processing (NLP)) з підтримкою великих мовних, моделей; OLAP візуалізації результатів кластеризації та вирізняється встановленою системою індикаторів активності інформаційного контенту за сферами діяльності соціуму з ієрархічною компресією вхідних Big Data масивів. Це забезпечує підвищення повноти аналізу інформаційних повідомлень в глобальних інформаційних мережах шляхом врахування множини факторів за сферами діяльності соціуму. 2. Вперше запропоновано математичну модель багатофакторного прогнозування активності контенту в глобальних інформаційних мережах, яка базується на обробці та аналізі часових рядів з використанням методів статистичного та глибинного машинного навчання і відрізняється від відомих рішень: виявленням і очищенням вхідних даних від аномальних вимірів з оперативним аналізом динамічних та статистичних властивостей вимірів в ковзному вікні; визначенням параметрів нелінійних моделей з балансом диференціальних спектрів для методів статистичного навчання; модифікацією штучних нейронних мереж для обробки часових рядів із впровадженням нелінійної схеми компромісів у вхідному прошарку та формування навчальної вибірки для екстраполяції за методами статистичного навчання; визначенням інтегрованої оцінки активності інформаційного контенту за нелінійною схемою компромісів як результат багатофакторного аналізу вектору факторів за сферами діяльності соціуму; пошуком прогнозованих біфуркаційних інтервалів як критичної активності інформаційного контенту; Це забезпечує підвищення достовірності (ймовірності виявлення і точності прогнозу) домінантної активності контенту в глобальних інформаційних мережах. 3. Вперше розроблено технологію багатофакторного прогнозування активності контенту в глобальних інформаційних мережах, яка базується на реалізації запропонованих математичних моделей кластеризації інформаційних повідомлень та багатофакторного прогнозування активності контенту на спеціалізованому програмно-апаратному комплексі, побудованому за принципами розподіленої комп’ютерної системи з відкритою архітектурою та відрізняється впровадженням архітектурних рішень програмної компоненти з імплементацією розроблених математичних моделей кластеризації та багатофакторного прогнозування інформаційних повідомлень. Використання розробленої технології забезпечує підвищення достовірності та повноти визначення домінантного інформаційного контенту в глобальних інформаційних мережах.Документ Відкритий доступ Удосконалення технології закріплення укосів кар’єрів з видобутку пухких гірських порід(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2026) Дзьоба, Максим Вадимович; Фролов, Олександр ОлександровичДзьоба М. В. Удосконалення технології закріплення укосів кар’єрів з видобутку пухких гірських порід. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 184 «Гірництво» (18 – Виробництво та технології). - Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Київ, 2026. В дисертаційній роботі представлено нове рішення актуальної науковотехнічної задачі з удосконалення технології закріплення укосів кар’єрів з видобутку пухких гірських порід на основі комплексної оцінки напруженодеформованого стану гірського масиву на усіх етапах проєктування захисних конструкцій шляхом постійного моніторингу значення коефіцієнта стійкості. Сучасний стан відкритих гірничих робіт у сфері видобутку будівельних корисних копалин відзначається ускладненням гірничо-геологічних і технологічних умов розробки. Додатковим чинником, що впливає на безпеку роботи підприємств, є також зосередження гірничих процесів у межах обмеженого простору через звуження фронту робіт. Такі обставини безпосередньо позначаються на стійкості укосів уступів і бортів кар’єрів, від яких залежить ефективність і повнота розробки родовища, а також технікоекономічні показники роботи підприємства. У зв’язку з цим важливим завданням відкритого способу видобутку є визначення оптимальних параметрів укосів, що гарантують їх довготривалу стійкість за мінімальних обсягів гірничих робіт. Надмірне збільшення кутів укосів уступів і бортів спричиняє розвиток зсувних процесів у кар’єрах, занадто малі кути укосів зумовлюють істотне зростання обсягів розкривних робіт, втрати корисної копалини в бортах кар’єру та нерідко стають причиною збитковості підприємства. Для забезпечення економічної ефективності робіт з видобутку корисних копалин і дотримання безпечних умов праці застосовують штучне укріплення уступів і бортів шляхом спорудження спеціальних захисних конструкцій. Крім запобіганню зсувам і забезпечення нормативної стійкості укосів, важливе значення має правильний вибір методів розрахунку стійкості гірського масиву з урахуванням конкретних гірничо-геологічних, технологічних умов і фізикомеханічних характеристик порід прибортової зони. Тому дослідження, які проведені в дисертаційній роботі, і отримані наукові та практичні результати є безумовно актуальними. У першому розділі дисертації проведено аналіз можливих деформацій укосів, виконано короткий огляд типів та конструкцій утримуючих споруд та встановлено, що стійкість укосів кар’єру визначається передусім напруженим станом прибортового масиву, який формується під дією статичних і динамічних навантажень, а також фізико-механічними характеристиками гірських порід, зокрема їх міцністю вздовж потенційної поверхні ковзання. У зв’язку з цим основними завданнями дослідження механізмів деформування гірського масиву є визначення геометрії та просторового положення поверхні ковзання, а також встановлення значення коефіцієнта стійкості укосу. Крім того, для обґрунтування безпечних параметрів стійкості укосів на кар’єрах важливе значення має вибір методу розрахунку, який повинен відповідати конкретним гірничо-геологічним і технологічним умовам. При локальній кількісній оцінці та прогнозуванні стійкості схилів зазвичай розв’язують плоску задачу. Найбільш поширеними для таких розрахунків є методи граничної рівноваги. Просторову постановку задачі застосовують у випадках, коли необхідно оцінити умови рівноваги всього об’єму зсувного масиву. Застосування тривимірного аналізу суттєво розширює можливості дослідження стійкості укосів і є особливо актуальним у випадках необхідності перевірки результатів, отриманих методами граничної рівноваги, при аналізі нетипових схем деформування масиву, прогнозуванні подальшого розвитку напружено-деформованого стану порід, врахуванні нелінійної поведінки гірських порід при різних схемах навантаження, а також при оцінюванні впливу динамічних факторів. У другому розділі обґрунтована доцільність і ефективність геопросторового моделювання родовищ корисних копалин для їх геологічної, технологічної і економічної оцінки, а також подальшої розробки. У програмному комплексі Surfer за геологічними даними розвідувальних свердловин створена цифрова геопросторова модель Сихівського родовища кварцових пісків, яка, на основі отриманих даних геoстатичнoгo аналізу покладу та розрахункових об’ємах розкриву і корисних копалин, дозволила обрати оптимальний напрям розвитку гірничих робіт. За результатами цифрового моделювання розраховані площі та об’єми гірських порід на загальній ділянці гірничого відводу родовища та на ділянці, визначеній Спеціальним дозволом на користування надрами. Після аналізу даних цифрової моделі родовища та визначення основного технологічного показника (мінімальної потужності розкривного горизонту), встановлено найбільш доцільним напрям просування фронту гірничих робіт. У третьому розділі наведені аналітичні дослідження та моделювання стійкості укосів уступів на кар’єрі Сихівського родовища. Запропонована методика встановлення стійкості укосу гірського масиву методом графічних побудов, яка базується на використанні критерію міцності масиву Кулона-Мора, з визначенням коефіцієнту стійкості уступу. Відповідно до неї, для технологічнонебезпечних умов розробки кварцових пісків, отримана кругло-циліндрична поверхня ковзання та розраховані усі необхідні параметри для подальшого обчислення коефіцієнту стійкості укосу. Для підтвердження результатів, отриманих методом графічних побудов, в Slide виконано розрахунки стійкості укосу аналітичними методами аналізу – Bishop, Janbu та Spencer. Порівняння результатів розрахунку за методом графічних побудов з результатами у Slide показує, що вони мають значну розбіжність отриманих даних. За результатами досліджень доведено безпосередній вплив кількості блоків розбивки (а відповідно, і їх ширини) зсувного клину на чисельні значення коефіцієнту стійкості, розрахованого методом графічних побудов. Отримана графічна залежність між шириною блоків розбивки зсувного клину та коефіцієнтом стійкості укосу уступу має лінійний характер – зі зменшенням ширини блоків зсувного клину зменшується чисельне значення коефіцієнту стійкості укосу гірського масиву. Досліджено вплив кута укосу уступу на коефіцієнт його стійкості для умов Сихівського родовища при використанні різних методів аналізу, в тому числі і нормативного. Встановлено, що характер зміни графічних залежностей коефіцієнту стійкості від кута укосу є однаковим як для методів аналізу у Slide, так і для методу графічних побудов. За результатами моделювання в PLAXIS 3D напружено-деформованого стану уступу кварцових пісків отримані значення коефіцієнтів стійкості укосів і максимально можливих переміщень гірського масиву. Порівнюючи результати усіх досліджень зі встановлення закономірностей зміни коефіцієнту стійкості робочого уступу від кута укосу встановлено, що значення, отримані в результаті чисельного моделювання напружено-деформованого стану гірського масиву в PLAXIS 3D, в цілому є еквівалентними показникам, що були визначені традиційними методами граничної рівноваги, а найбільше співпадіння результатів спостерігається з методом графічних побудов. В четвертому розділі виконані дослідження щодо поведінки укосу з утримуючими спорудами та розробки огороджувальних конструкцій для забезпечення стійкості гірського масиву. Запропоновано удосконалену методику розрахунку утримуючої конструкції з буронабивних паль для забезпечення стійкості уступів і бортів кар’єра, в основі якої закладена оцінка стану укосу, визначення зсувного зусилля можливої призми обрушення та розрахунок палі на спільну дію горизонтальної сили і моменту. Виконані дослідження впливу розташування буронабивної палі відносно нижньої бровки уступу на значення коефіцієнтів стійкості укосу у Slide і PLAXIS 3D та отримані графічні залежності розподілу коефіцієнту стійкості залежно від місця розміщення паль, які мають параболічний характер. Характер графічних залежностей зміни коефіцієнтів стійкості укосу від відстані розміщення палі відносно нижньої бровки уступу у PLAXIS 3D є ідентичним графікам, отриманим в Slide методами граничної рівноваги Bishop, Janbu та Spencer. Однак чисельні значення коефіцієнтів стійкості в цілому дещо вищі. Результати моделювання стійкості укосу гірського масиву із застосуванням комбінованої огороджувальної конструкції показують, що додаткове застосування, в якості захисного елемента конструкції, буроін’єкційних ґрунтових анкерів значно підвищує коефіцієнт стійкості укосу. В п’ятому розділі наведена технологія впровадження результатів досліджень у виробництво при розробці пухких порід та обґрунтована їх ефективність. Зокрема, запропоновано удосконалену технологію укріплення зсувонебезпечного борта кар’єра буронабивними палями і, при необхідності, ґрунтовими анкерами за рахунок застосування сучасних технічних засобів та спеціальних матеріально-технічних ресурсів. Для ділянки борта кар’єра, рекомендованої для укріплення, визначено припустимий нормативний вертикальний тиск на дорожнє покриття від автотранспорту та виконано моделювання у Slide та PLAXIS 3D поведінки борта кар’єра Сихівського родовища, що підлягає зміцненню, при дії на нього додаткового навантаження. Для забезпечення нормативної стійкості борта кар’єра запропоновано декілька варіантів огороджувальних конструкцій. За результатами моделювання напружено-деформованого стану борта кар’єру під дією додаткового навантаження, укріпленого різними типами огороджувальних конструкцій, і подальшого техніко-економічного їх порівняння обрано варіант укріплення борту трьома рядами буронабивних паль, який повністю окупає витрати на встановлення захисної конструкції.Документ Відкритий доступ Концепція покращення радіаційного захисту з використанням нових композитних матеріалів(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2026) Романенко, Ірина Михайлівна; Письменний, Євген МиколайовичРоманенко І.М. Концепція покращення радіаційного захисту з використанням нових композитних матеріалів. - Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 143 «Атомна енергетика». – Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» Київ, 2026. Дисертаційна робота присвячена актуальній задачі дослідження та аналізу захисних властивостей від радіаційного випромінювання для різних бетонних сумішей, армованих базальтовою фіброю з різними важкими агрегатами. В рамках даної роботи розроблено нейтронно-фізичні моделі радіаційного захисту для сучасних енергетичних реакторів, перспективних ядерних реакторів нового покоління та контейнерів для зберігання відпрацьованого ядерного палива. Ця робота виконується в рамках наступних міжнародних та українських науково-дослідних проектів: - Horizon 2020 project “Development of boron-infused basalt fiber concrete for nuclear and radioactive waste management applications (M-ERA.Net)”, May 2018 – Apr 2020; - НДР «Вплив радіаційного випромінювання на структурні та термофізичні властивості матеріалів реакторів 4 покоління» пропонується для виконання в ІПБ АЕС НАН України в рамках цільової програми «Ядерні та радіаційні технології для енергетичного сектору і суспільних потреб», розділ програми «Підвищення ефективності та безпеки експлуатації діючих ядерних установок України»; - НДР «Виконання робіт з науково-технічного супроводу на етапах будівництва і введення в експлуатацію ЦСВЯП». У вступі обґрунтувано актуальність обраної теми дисертаційної роботи, сформульовано мету й основні завдання дослідження, об’єкт, предмет дослідження, зазначена наукова новизна та визначена практична цінність отриманих результатів, показано особистий внесок автора та відомості про апробацію результатів дослідження, зазначена кількість публікацій, виконаних за темою дисертаційної роботи. У першому розділі розглянуто декілька основних найвпливовіших досліджень в області впливу радіаційного опромінення на бетонні конструкції. Огляд цих робіт дає змогу зробити висновок про деяку обмеженість в представлених даних. Значення механічних властивостей бетонів для нейтронних потоків більше 1,0·1019 н/см2 іноді були отримані при температурі >100 °C. Це обмежує їх практичне використання для біологічного захисту традиційних АЕС та сховищ ВЯП, оскільки температура в конструкції біологічного захисту або опорних конструкціях корпусу ядерного реактору обмежена в середньому 65° C з піковими значеннями, що не перевищують 93° C. Така підвищена температура за відсутності радіації може також згубно впливати на механічні характеристики бетонів та цементні розчини. Отже, дані вище >100°C є суперпозицією як шкідливих ефектів нейтронного опромінення, так і підвищеної температури. Також представлені дані не віднормовані до конкретних відсічень енергії нейтронів. Відсічення по енергії нейтронів має вирішальне значення для оцінки деградації бетону та необхідності прийнятого інтегрованого параметра пошкодження. Лише деякі автори опублікували спектр нейтронного флюєнсу для тестових позицій, які використовували у своїх дослідженнях. Через недостатню інформацію в літературі будь-які спроби нормувати дані або визначити життєздатний інтегрований параметр пошкодження на основі емпіричних доказів у цей час залишається досить складними. Ще одне із значних розбіжностей в представлених даних - це склад бетону та метод його приготування. Наприклад, спостерігаються зміни в співвідношенні агрегату до цементу для різних авторів, а також у співвідношенні вода-цемент. Ці відхилення в приготуванні бетонної суміші, можуть суттєво впливати на результати фізичних та механічних властивостей, а також можуть змінювати реакцію бетону на опромінення нейтронами. Всі ці фактори свідчать про необхідність додаткових експериментальних випробувань бетонних зразків при опроміненні, хоча збільшена кількість представлених даних, раніше опублікованих тенденцій, допомагає збільшити впевненість у висновках, запропонованих у літературі. У другому розділі описано експериментальне дослідження нових композитних матеріалів, армованих базальтовою фіброю з різною концентрацією оксиду бора (6% та 12%). Основними об’єктами дослідження обрано: стандартну суху бетонну суміш В15Р3, що використовується в будівництві. Суміш містила портландцемент (1100-1200 кг/м3, міцність за 28 діб 51,2 МПа); Дніпровський річковий пісок, як дрібний наповнювач і щебінь гранітний, як крупний наповнювач; зразки з різною концентрацією оксиду бору (B2O3): 6% і 12%. В результаті дослідження захисних властивостей від нейтронного випромінювання композитного бетону з різною кількістю базальт-борної фібри показано, що потік нейтронів крізь 100 мм композитного бетону, що вміщує фібру з 12 % (мас.) В2О3 , зменшується на 15 %, а при вмісті 6 % (мас.) В2О3 – лише на 3 %. При збільшенні товщини бетону до 500 мм обидва типи фібри сприяють зменшенню потоку нейтронів в 2-3 рази. Для захисних споруд з великою товщиною бетонів рекомендовано фібру, що вміщує 6 % (мас.) В2О3, а для малої товщини бетонів - фібру з 12 % (мас.) В2О3. Отримані результати по вивченню впливу добавок В2О3 мають значний потенціал у використанні в атомній енергетиці, як матеріалу біологічного захисту від нейтронного випромінювання. У трьетьому розділі проведено дослідження нового композитного матеріалу з базальт-борною фіброю різної концентрації для радіаційного захисту від нейтронного випромінювання. Було розглянуто два випадки. У першому випадку розглянуто два типи надважкого бетону: зі звичайним щебеневим агрегатом та з баритовим агрегатом. До кожного з цих типів бетону додавалося від 1 до 50 кг базальтової фібри на 1 м3 бетону. В результаті нейтроннофізичного моделювання визначено коефіцієнти передавання струму нейтронів від джерела нейтронів до детектора при проходженні через різні товщини запропонованих бетонних композицій. Отримані результати моделювання проаналізовано з точки зору ефективності згасання нейтронного випромінювання. Проаналізовано перерізи реакції нейтронного захоплення для вибраних ізотопів, що допомогло зрозуміти захисні властивості бетону щодо нейтронного випромінювання для різних бетонних композицій. Продемонстровано, що бетон невеликої товщини із звичайним щебенем має кращі характеристики згасання завдяки кращому розсіюванню нейтронів на легких ядрах, а бетон більшої товщини з баритом має кращі характеристики згасання завдяки кращим поглинаючим властивостям. Показано, що додавання базальтової фібри в бетон не тільки покращує його механічні властивості та зменшує кількість і величину мікротріщин, але й збільшує здатність до захисту від нейтронного випромінювання. У другому випадку представлено новий композитний матеріал для радіаційного захисту на основі важкого бетону з серпентинітом, армованого базальтборною фіброю, з різними концентраціями оксиду бору, для використання в біологічному захисті в атомній енергетиці. Захисні властивості нового композитного матеріалу були досліджені з різними джерелами нейтронного випромінювання, а саме: 1) нейтрони з енергією 14 МеВ; 2) швидкі нейтрони, що утворюються при поділі U-235 (джерело спектра поділу U-235); 3) швидкі нейтрони поділу U-235 після проходження шару води. Для обох випадків виконано моделювання проходження нейтронного випромінювання в цих композитних матеріалах за допомогою Монте-Карло коду Serpent. Ці моделі дозволяють проводити розрахунок переносу нейтронів в бетонних шарах з різною товщиною і різною кількістю шарів. У четвертому розділі наведено результати дослідження нових композитних матеріалів для біологічного захисту контейнерів HI-STORM, що використовуються для зберігання відпрацьованого ядерного палива на центральному сховищі відпрацьованого ядерного палива. Було досліджено два процеси. Перший процес - проходження первинних фотонів у бетоні біологічного захисту від гомогенізованого джерела випромінювання фотонів відпрацьованого ядерного палива. Другий процес - визначення вторинних фотонів, що утворилися внаслідок поглинання та непружного розсіювання первинних нейтронів у бетоні біологічного захисту від гомогенізованого джерела випромінювання. У першому та другому процесах досліджувалися два типи важкого бетону: бетон з гранітним щебнем та бетон з базальтовим щебнем. До бетону з гранітним щебнем додавалися два типи базальт-борної фібри з різними концентраціями оксиду бору. Перший тип базальтової фібри містить 5 % маси B2O3 і 95 % маси базальту. Другий тип базальтової фібри містить 10 % B2O3 і 90 % базальту. На один метр кубічний бетону з гранітним щебнем додавалося від 1 кг до 20 кг базальт-борної фібри. Методом Монте-Карло виконано моделювання процесу радіаційного поглинання нейтронів з подальшим утворенням та проходженням фотонів через бетон біологічного захисту контейнера HI-STORM. Проаналізовано захисні властивості бетону з додаванням базальтової фібри та різним масовим вмістом оксиду бору (5 % і 10 %). Модифіковані склади бетону мають більше переваг порівняно зі звичайним бетоном. Продемонстровано, що для покращення захисних властивостей від фотонного випромінювання в бетон доцільно додавати наповнювач з більшою густиною. Також, як композитний матеріал, запропонована базальт-борна фібра, яка має значний потенціал та може бути використана в атомній енергетиці для покращення захисних властивостей біологічного захисту контейнерів зберігання відпрацьованого ядерного палива.Документ Відкритий доступ Удосконалення технологічної схеми отримання високооктанового бензину на основі алкілбензольної фракції поліетиленових відходів(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2026) Куберський, Ігор Олегович; Бойченко, Сергій ВалерійовичКуберський І.О. Удосконалення технологічної схеми отримання високооктанового компоненту бензинів на основі алкілбензольної фракції поліетиленових відходів. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 161 – Хімічні технології та інженерія (16 – Хімічна та біоінженерія). – Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Київ, 2026. У цій науковій праці здійснено аналіз та напрацьовані технічні рішення у проблемній сфері виробництва високооктанових бензинів у контексті комплексної ситуації щодо наявної вітчизняної сировини для виробництва бензинів і високооктанових компонентів для них і необхідності утилізації пластикових відходів серед промислових і побутових відходів. Пластикові відходи (пластик (пластичні маси), мікропластик, поліетилен) тут розглядаються як вторинна сировина для отримання компонентів подальшого виробництва високооктанових бензинів. Встановлено, що за даними статистики у світі на тепер переробляється лише 9% з відходів пластикових матеріалів (ВПМ), у тому числі мікропластик, поліетилен, що викидаються. Спалюється близько 12%. В Україні Лише 3% вторсировини сьогодні переробляють. Щороку у світі виробляється близько 350 млн т пластику, з них близько 200 млн т майже відразу стають відходами. В Україні наявна величезна кількість неутилізованих енергоємних промислових і побутових відходів (різноманітні ВПМ (пластик, різні пластичні маси, мікропластик, поліетилен), зношені шини, інші гумові матеріали (гума) тощо, а також відходи харчової промисловості). Наприклад, за даними Державної служби статистики України, кожен українець виробляє в середньому 300 кг твердих побутових відходів (ТПВ) на рік, 95% з яких знаходиться на сміттєзвалищах. За даними Шостого національного повідомлення України з питань зміни клімату до структури ТПВ входять 9–15% ВПМ. Тобто щорічно кожен українець виробляє близько 45 кг ВПМ. За попередніми підрахунками наявні обсяги ВПМ в Україні 1,3 млн тонн щорічно. Щороку також виходить з використання 150 тис. тонн гумових покришок. З них в кращому випадку 8% скеровуються на перероблення. Вони також є унікальною енергосировиною серед різноманіття промислових і побутових відходів. Тобто в Україні наявна реальна можливість використовувати їх як сировину для виробництва композиційних моторних палив, як наслідок підвищувати енергетичну та екологічну безпеку в країні. Сумарно це може позитивно вплинути на розвиток альтенативної енергетики та потенційно додатково забезпечити економіку країни близько 1 млн тонн композиційних моторних палив. Виконано критичний огляд сучасного стану досягнень у технологіях виробництва бензинів і перероблення ВПМ. Засвідчено, що розвиток паливної галузі взагалі та паливного матеріалознавства, зокрема, тісно пов’язаний із проблемою покращення якості бензинів. Виявлено, що цю завжди актуальну проблему, що постає перманентно перед галуззю, прийнято вирішувати за двома напрямами: розроблення якісно нових палив і ефективне використання традиційних бензинів додаванням: - спеціальних за складом і будовою речовин і сполук – так званих хімічних додатків (присадок) (до 0,5% мас.) та добавок (до 2% мас. і більше), що мають чітко визначені функціональні властивості та покращують експлуатаційні показники палив; - нових, синтетичного або біосинтетичного походження, хімічних сполук – потенційних компонентів (більше 2% мас.) для створення найсучаснішого типу палив – композиційних (реформульованих), що одержують компаундуванням (змішуванням) традиційних бензинів і нових паливних компонентів, а також відповідних додатків і (або) добавок, або цілий їх пакет. Обґрунтовано, що одним з нагальних науково-практичних завдань на сьогодні є необхідність пошуку нових композицій екологічно безпечних високооктанових бензинів, що будуть мати покращені експлуатаційні та екологічні характеристики без шкоди для експлуатації техніки та охорони довкілля (мінімізуючи вплив на навколишнє середовище). Значний обсяг аналітичних і експериментальних досліджень пов’язаний, у першу чергу, з впливом якості перспективного реформульованого палива на хіммотологічну надійність техніки (безпеку її експлуатації). Важливо, що, з одного боку, сировина для виробництва високооктанових бензинів може бути вітчизняною, що дасть змогу збільшити контроль держави над виробництвом та ціноутворенням. З іншого боку, це створить внутрішню альтернативу викопному паливу, що на сьогодні імпортується, позитивно вплине на тенденції розвитку альтернативної енергетики та відновлення ресурсів держави. Дослідженню питань перероблення вторинної сировини (ВПМ, зношених шин тощо) та отримання компонентів моторних палив присвятили себе такі українські вчені як Гринишин О.Б., Григоров А.Б., Ранський А.П., Пиш’єв С.В., Сафранов Т.А. та інші. На підставі результатів вивчення сучасних літературних джерел і тенденцій розвитку у сфері виробництва бензинів, а також враховуючи національні особливості та стан економіки України нами сформулювано гіпотезу даного дослідження: піролітичною конверсією пластикових (поліетиленових) і текстильних відходів отримувати синтетичні високооктанові компоненти (альтернатива алкілату) без вмісту високотоксичного і канцерогенного тетраетилсвинцю (ТЕС) – Pb(CH3CH2)4 для продукування екологічно чистих високооктанових бензинів. Доведено актуальність дослідження якісного та кількісного складу піролізних рідин (піроконденсату, піролізату), отриманих переробленням пластикових (поліетиленових) і текстильних відходів. Встановлено причинно-наслідковий зв’язок екологічних та антидетонаційних властивостей компонентів бензинів, що полягає у залежності від компонентного складу бензину та пояснюється оптимальним і збалансованим співвідношенням ароматичних вуглеводнів та додатків (добавок, компонентів) для забезпечення експлуатаційної придатності палива з однієї сторони, так і впливу на навколишнє середовище з іншої сторони. Забезпечення задовільних екологічних і експлуатаційних властивостей бензинів та компонентів є досить складним завданням, адже поліпшення одних властивостей призводить до погіршення інших. Тому виконання досліджень в межах цієї наукової праці є додатковим кроком в удосконаленні технологічних основ виробництва високооктанових бензинів з використанням альтернативних технологій, відповідно є важливим науково-прикладним завданням. Встановлено, що використання легкої бензинової фракції (ЛБФ) перероблення нафти з низьким вмістом ароматичних сполук та низьким октановим числом (ОЧ) дозволяє використовувати високооктанові компоненти, отримані піролізом, та октанопідвищуючі додатки з метою створення синергетичного ефекту та продукування бензину з потрібними експлуатаційними та фізико-хімічними властивостями. Використання фракцій вуглеводнів, отриманих з вторинної сировини, дає змогу використовувати відходи як сировинну базу та розвивати перероблювальну галузь для отримання вторинних ресурсів. Так, алкілбензольну фракцію (С7–С10) можна використовувати як замінник алкілату під час виготовлення АБ через її придатне значення ОЧ. Результати досліджень дозволили дійти висновку, що найбільш ефективними компонентами для продукування високооктанових бензинів є ЛБФ, ізооктан, алкілбензольна фракція С7–С10. Вміст третбутилбензолу та ароматичних вуглеводнів потрібно обмежувати через вплив (у сторону підвищення) на температуру кінця кипіння фракційного складу. Встановлено оптимальну композицією, що задовільняє вимоги, гармонізовані до сучасних вимог світових стандартів до авіаційних бензинів ASTMD 6227 «Standard Specification for Unleaded Aviation Gasoline Containinga Non-hydrocarbon Component», та складається з 30% ЛБФ, 40% ізомеризату (продукт ізомеризації фракції С5–С6 з ОЧ = 85 од.), 30% алкілбензольної фракції С7–С10 бензинової фракції з полімерних відходів для високооктанового авіаційного бензину Grade UL 87. Розроблено принципову технологічну схему та технологічну карту виробництва високооктанового авіаційного бензину з вітчизняної сировини. Оцінено енергетичний потенціал перероблення ВПМ, що засвідчив – Україна очікувано може замінити 18,1% постачань бензину. Побудована діаграма енерго-економічної доцільності перероблення ВПМ у компоненти моторних палив на прикладі бензину. Отримана діаграма наочно свідчить про адекватну практичну цінність запропонованої технологічної схеми з прийнятними показниками економічної ефективності. Експлуатація запропонованої технологічної схеми на основі отриманої алкілбензольної фракції з поліетиленових відходів надасть очікуваного прибутку від продажу 1 т бензину 1150 грн, а рентабельність такого виробництва складе 3,2%. Наукова новизна отриманих результатів полягає у наступному: 1. Отримало подальший розвиток вчення про циркулярний підхід до отримання нових синтетичних компонентів з поліетиленових відходів як альтернативних ненафтового походження додатків для продукування екологічно чистих (сталих) високооктанових бензинів. 2. Встановлено, що у складі піроконденсату з відходів текстильної промисловості близько 63% – представники ароматичних вуглеводнів, насичені вуглеводні аліфатичного ряду (алканові) ~ 5%, представники ненасичених вуглеводнів ~ 14%. Решта компонентів ~ 18% не представляють енергетичної цінності у контексті завдання, що вирішується. У складі піроконденсату з поліетиленових відходів 14−18% (16%) − представники ароматичних вуглеводнів, представники алканових ~ 32−33%, представники ненасичених − 20−30% (25%), представники спиртів − більше 2%, близько 24% − високомолеколярні сполуки. 3. Доведено, що екстракція з піроконденсату такої специфічної групи як алкілбензольна фракція є ідентифікатором в традиційних нафтових дистилятах, з яких не видалено ароматичні речовини. Елююючи між C9 і C10 ця група дуже помітна на хроматограмі бензину, починаючись з н-пропілбензолу, за яким слідує 3-етилтолуол, що частково змішується з 4-етилтолуолом, а потім 1,3,5-триметилбензол і 2-етилтолуолом. За властивостями ця група подібна традиційному високооктановому компоненту – алкілату (суміш ізоалканів С6–С9, отримана за допомогою алкілювання алканів алкенами). 4. Встановлено вплив будови молекули вуглеводню, зокрема, метильної групи –СН3, на їх детонаційну стійкість. Хімізм такого явища пояснюється тим, що метильні групи діють як «пастки» для вільних радикалів, що уповільнюють передчасне окиснення. Практичне значення полягає у комплексному синергетичному ефекті, що реалізовується одночасно в економічному, екологічному (мінімізації екологічного впливу на довкілля) та енергетичному аспектах. Упровадження результатів дослідження – пряма реалізація моделі рециклінгу (циркулярної економіки, екологістики). 1. Алкілбензоли володіють надзвичайно високою детонаційною стійкістю. Метильна група може існувати як вільний радикал -CH3. Він надзвичайно реакційноздатний і має короткий час життя (мілісекунди). Саме такі радикали утворюються під час піролізу (нагріванні без повітря) деревини, нафти, вторинних відходів, запускаючи ланцюгові реакції утворення складніших сполук. Метильна група змінює механізм окиснення палива так як розгалужені молекули з метильними групами мають сильніші зв’язки у певних вузлах та створюють менше «пероксидних» радикалів, що зазвичай провокують вибухове згорання. У камері згорання двигуна це означає, що паливо не детонує (не вибухає) від стиснення, а повноцінно згорає. Це створює необхідні та достатні умови для упровадження у практику більш дешевих піролізних технологій отримання компонентів для виробництва високооктанових бензинів з пластикових (поліетиленових) матеріалів. 2. Використання ВПМ як сировини дозволяє отримати дорогий антидетонатор зі значно нижчою собівартістю, ніж при синтезі з первинної нафти. Поліетилен складає до 30–40% усіх побутових відходів. Замість захоронення на сміттєзвалищах, де він розкладається сотні років через погані властивості біорозкладання, пластик стає цінним сировинним ресурсом, раціонально застосовуючи екологістичний підхід на базі принципу життєвого циклу продукту. Очікувана економічна доцільність та ефективність впровадження запропонованої технологічної схеми на основі отриманої алкілбензольної фракції з поліетиленових відходів буде складати у вираженні прибутку від продажу 1 т бензину – 1150 грн, а рентабельність такого виробництва складе 3,2%. Очікувана собівартість реформульованого високооктанового бензину складе 35,9 грн/л. А очікувана ціна реалізації – 53,85 грн/л. Це є прийнятним і достатньо конкурентоздатним на ринку моторних палив в Україні на сьогодні. 3. Виробництво дешевого високооктанового компонента на основі алкілбензольної фракції бензинової фракції піролітичного перероблення ВПМ створює обґрунтовані умови для вирішення проблеми «пластикового забруднення» та зниження вуглецевого сліду. Хімічна конверсія пластику в моторне паливо генерує менше викидів, аніж видобуток нафти та її повний цикл перероблення, що важливо для виконання кліматичних норм. 4. Отримані алкілбензоли не містять сірки та сполук металів. Це дозволяє виробникам бензину відмовитися від шкідливих присадок, знижуючи токсичність вихлопних газів і нагар у двигунах. А також замінити високооктановий компонент – алкілат, виробництво якого відсутнє в Україні, а його започаткування достатньо вартісне. 5. Удосконалена технологія дозволяє отримувати компоненти для бензинів з місцевих (вітчизняних) ресурсів (сміття), зменшуючи залежність від імпорту сирої нафти та товарних нафтопродуктів. Це зміцнює енергетичну безпеку держави. Дисертація складається зі 159 сторінок, 3 додатків. Основна частина дисертації містить 21 рисунок та 25 таблиць.Документ Відкритий доступ Метод та засоби інтелектуальної обробки даних в мережах Інтернет речей(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2026) Гайдай, Анатолій Русланович; Клименко, Ірина АнатоліївнаГайдай А. Р. Метод та засоби інтелектуальної обробки даних в мережах Інтернет речей. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 123 – Комп’ютерна інженерія з галузі знань 12 – Інформаційні технологіії. – Національний Технічний Університет України «Київський Політехнічний Інститут імені Ігоря Сікорського», Київ, 2026. Дисертаційна робота присвячена розв’язанню актуальної науковопрактичної задачі підвищення ефективності обробки потоків даних та функціонування інфраструктури на граничному рівні розподілених систем Інтернету речей (IoT), що функціонують в режимі реального часу та за умов надходження великої кількості різнорідних сенсорних даних, багатопоточності обробки та масштабування інфраструктури. У роботі обґрунтовано системний підхід до адаптивної інтелектуальної обробки даних на граничному рівні розподілених систем IoT, що ґрунтується на формуванні адаптивно-інтелектуально керованої гібридної інфраструктури IoT, у межах якої процеси обробки потоків даних, моніторингу даних та стану ресурсів, інтелектуальної аналітики та забезпечення ефективності інфраструктури інтегровані в єдиний керуючий контур. Актуальність дослідження зумовлена активним розвитком промислових високотехнологічних та критичних систем, де широко застосовуються системи ІоТ. У таких системах функціонують тисячі сенсорів і вимірювальних пристроїв, які безперервно генерують значні обсяги даних, формуючи надвеликі потоки інформації, що потребують ефективної адаптивної обробки та інтелектуальної інтеграції ресурсів. Збільшення обсягів сенсорних даних у сучасних системах IoT робить традиційне передавання необроблених даних до централізованих хмарних систем все менш ефективним, оскільки це призводить до зростання навантаження на мережеву інфраструктуру, збільшення затримок обробки та обмеження масштабованості. Перехід до граничних обчислень (edge computing) частково вирішує ці проблеми. Проте актуальності набуває проблема обробки цих даних у режимі реального часу, оскільки значна кількість алгоритмів обробки та керування виконується на пристроях з обмеженими апаратними ресурсами, таких як мікроконтролери, одноплатні мінікомп’ютери та інші спеціалізовані обчислювальні платформи. Додатковою складністю є те, що сенсорні дані часто характеризуються низькою якістю та залежать від динаміки стану оточуючого середовища, включаючи, наприклад, сезонні, технологічні та експлуатаційні коливання, що ускладнює їх аналіз і потребує застосування ефективних методів попередньої обробки та корекції. Традиційні методи обробки потоків даних базуються на централізованій архітектурі та підходах до організації системи керування інфраструктурою і орієнтовані на обробку наперед визначених подій. Така організація обмежує оперативність прийняття рішень, знижує масштабованість і не дозволяє ефективно реагувати на динамічні зміни стану інфраструктури. В умовах зростання обсягів сенсорних даних та обмежених ресурсів граничних пристроїв виникає необхідність переходу до гібридної інфраструктури з розподіленим та централізованим керуванням і забезпечує автоматизацію, адаптивність та інтелектуальність процесів. Такий підхід дозволяє інтегрувати ключові функції обробки, моніторингу та аналітики у єдиний керуючий контур, підвищуючи ефективність, безпеку та гнучкість систем IoT у режимі реального часу. Метою роботи є підвищення ефективності обробки потоків даних та функціонування інфраструктури на граничному рівні розподілених систем IoT, що функціонують в режимі реального часу та за умов надходження великої кількості різнорідних сенсорних вимірювань, багатопоточності обробки та масштабування інфраструктури. Для досягнення поставленої мети були обґрунтовані принципи системного підходу до адаптивної інтелектуальної обробки даних на основі формування адаптивно-інтелектуальної керованої гібридної інфраструктури розподіленої системи IoT; формалізовані критерії ефективності обробки даних та функціонування інфраструктури ІоТ; розроблено новий комплексний метод адаптивної інтелектуальної обробки даних у розподілених системах IoT, який базується на інтеграції взаємопов’язаних часткових методів та засобів для підвищення достовірності сенсорних вимірювань, ефективного керування потоками даних, балансування обчислювального навантаження та забезпечення безпеки функціонування інфраструктури ІоТ; сформована методика практичної реалізації запропонованого методу; розроблені арифметичні розширювачі на гетерогенній реконфігуровній платформі SoC/ПЛІС, зокрема, для реалізації багаторівневого конвеєра фільтрації сенсорних даних та нейромережевого модуля прийняття рішень; реалізовані механізми взаємодії між вбудованим процесором ARM і програмно-конфігурованою логікою ПЛІС, що забезпечують динамічну реконфігурацію ПЛІС; проведені експериментальні дослідження для оцінки ефективності запропонованих рішень для забезпечення обробки потоків даних на граничному рівні інфраструктури IoT. У межах дослідження розроблено формальні моделі обробки потоків сенсорних даних, на основі яких проведено аналіз ефективності запропонованого методу, що разом із результатами експериментальних досліджень на реальному устаткуванні підтвердив доцільність його застосування та практичну ефективність у умовах адаптивної інтелектуальної обробки даних на граничному рівні IoT. Наукова новизна отриманих результатів полягає у розробленні комплексного методу адаптивної інтелектуальної обробки даних у розподілених системах ІоТ, який відрізняється від відомих поєднанням сукупності взаємопов’язаних часткових методів і засобів у межах єдиного керуючого контуру для забезпечення динамічного керування потоками даних та реконфігурації обчислювальних вузлів на ПЛІС з ціллю забезпечення оперативних керуючих впливів, підвищення ефективності використання обчислювальних ресурсів і безпеки функціонування інфраструктури. Удосконалено спосіб адаптивного налаштування порогів контролю у моніторингових системах, який на відміну від відомих підходів із фіксованими пороговими значеннями поєднує механізми вирівнювання сигналу, виділення тренду та адаптивного самоналаштування порогів, що дозволяє зменшити кількість хибних спрацювань і підвищити достовірність виявлення аномалій. Запропоновано спосіб динамічної реконфігурації обчислювальних вузлів на гетерогенних платформах SoC/ПЛІС, який забезпечує ефективну інтеграцію реконфігурованої логіки з вбудованим процесором ARM та дозволяє динамічно перерозподіляти обчислювальні задачі між апаратною і програмною складовими системи залежно від навантаження та класу вирішуваних задач. Така інтеграція створює умови для реалізації динамічних алгоритмів обробки сенсорних потоків у реальному часі на периферії системи. Отримав подальшого розвитку метод автоматичного прийняття рішень у безпекових сценаріях розподілених систем ІоТ, який відрізняється від відомих інтеграцією трьох компонентів: безперервного моніторингу стану системи з виконанням формалізованих алгоритмів аналізу аномальних подій та автоматизованим виконання керуючих впливів. Запропоновано спосіб інтелектуальної нейромережевої обробки сенсорних даних на ПЛІС, який поєднує апаратну стабілізацію вхідних даних із нейромережевим прийняттям рішень у межах єдиного обчислювального контуру, що дозволяє підвищити ефективність обробки даних завдяки апаратній реалізації нейромережі для прийняття рішень у реальному часі на периферії IoT. Практичне значення отриманих результатів полягає у створенні програмноапаратної платформи адаптивної інтелектуальної обробки сенсорних даних, що включає три взаємопов’язані компоненти: апаратний багаторівневий конвеєр на ПЛІС для фільтрації даних та отримання трендів, необхідних для реалізації адаптивних порогів; інтелектуальний нейромережевий модуль для прийняття рішень на основі оброблених сенсорних сигналів; автоматизоване адаптивне керування інфраструктурою IoT, що забезпечує динамічне перерозподілення обчислювальних ресурсів і оптимізацію потоків обробки даних». Запропонований метод досліджено з викоританням гетерогенної платформи SoC/ПЛІС Cyclone V. Експерименти проводились із використанням реальних потоків сенсорних даних (температура, вологість, освітленість та концентрація CO2) і підтвердили, що застосування апаратних фільтрів з адаптивними порогами контролю підвищує якість сенсорних вимірювань, зменшує затримки обробки та формування керуючих впливів та кількість хибних реакцій, підвищує енергоефективність порівняно з виключно програмною реалізацією на мінікомп’ютерах. Запропоновані метод та засоби можуть бути використані в промислових і високотехнологічних системах, включаючи підприємства, виробництва, критичні технологічні об’єкти, а також у системи промислового ІоТ та розумних містах, для підвищення якості моніторингу даних та ресурсів, безпеки, адаптивного балансування навантаження та інтеграції нейронних і реконфігурованих обчислень на ПЛІС. Основні положення та результати дисертаційного дослідження пройшли апробацію на міжнародних науково-технічних конференціях, а також обговорювалися на наукових семінарах профільної кафедри. За результатами дослідження опубліковано наукові праці, які повною мірою відображають зміст дисертації, зокрема статті у фахових виданнях України та тези доповідей. Дисертаційна робота оформлена відповідно до державних стандартів і складається зі вступу, чотирьох розділів, загальних висновків, списку використаних джерел та додатків.Документ Відкритий доступ Методи та програмне забезпечення семантичного моделювання каскадних ефектів у критичних інфраструктурах із застосуванням графових нейронних мереж(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2026) Хоменко, Олександр Миколайович; Коваль, Олександр ВасильовичХоменко О.М. Методи та програмне забезпечення семантичного моделювання каскадних ефектів у критичних інфраструктурах із застосуванням графових нейронних мереж. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 121 «Інженерія програмного забезпечення». – Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Київ, 2026. Критична інфраструктура – складана система, яка складається з множини об’єктів та зв’язків між ними. Електромережі забезпечують електроенергією побутових споживачів, промислові об’єкти та мають значний вплив на функціонування залежних об’єктів. Збої в роботі електромереж можуть призвести до каскадних ефектів, повного чи часткового знеструмлення мережі, що негативно впливає на функціонування пов’язаних інфраструктур: – водопостачання: зменшення потужності роботи електромережі впливає на роботу насосів, що призводить до ускладнення постачання води до кінцевих споживачів; – транспортної: проблеми з логістикою, ускладнення руху на дорогах, збільшення часу маршрутів. Захист критичної інфраструктури від каскадних збоїв є важливим та комплексним завданням. У дослідженнях використовуються методи та програмне забезпечення, що надає можливість виявити потенційні умови виникнення каскадного ефекту, потенційні сценарії розвитку подій. Моделювання та симуляція розвитку каскадних збоїв в електромережі є складним процесом та потребує розуміння предметної області. Обсяг даних в електромережах збільшується в залежності від кількості об’єктів та зв’язків між ними, тому виникає потреба у формалізації даних для використання в аналітичних моделях. Методи моделювання сценаріїв аналітичної діяльності досліджували О.Г. Додонов, О.В. Коваль, В.Р. Сенченко, А.В. Бойченко, А.Я. Гладун та інші. Методи виявлення збоїв в роботі критичної інфраструктури досліджували: A. Varbella, B. Gjorgiev, G. Sansavini, P. Hines, E.C. Sanchez, С.В. Толюпа та інші. Теорія графів, мережі Баєса, мережі Петрі, ланцюги Маркова використовуються для аналізу роботи критичної інфраструктури в різних сценаріях. Структура критичної інфраструктури визначається за допомогою графу, що допомагає візуально представити мережу, взаємозв’язки між об’єктами та параметри компонентів. Під час аналізу стійкості та вразливості в електромережах використовуються топологічні та гібридні підходи для дослідженні властивостей мережі. Велика частина метрик графів надає статичну оцінку стійкості системи, не відображає динамічні зміни компонентів системи при виникненні збоїв, а результати аналізу залежать від якості початкових даних сценаріїв збоїв. Використання теорії графів та метрик є основою для розуміння стійкості критичної інфраструктури на ранніх етапах аналізу, але її ефективність зростає при поєднанні з моделями, що враховують динаміку та специфіку предметної області. Мережі Баєса використовуються для дослідження стійкості критичної інфраструктури, аналізу каскадних збоїв, моделювання динамічних процесів, але потребують значних обчислювальних ресурсів для великих та складних систем зі значною кількістю змінних і параметрів для обчислень та висновків. Мережі Петрі використовуються для моделювання та аналізу поведінки системи в сценаріях, але побудова та підтримка великих, складних моделей потребує спеціалізованих знань для перевірки коректності роботи моделі та її інтерпретації. Ланцюги Маркова використовуються для аналізу каскадних збоїв, але при моделюванні великої кількості комплексних взаємозалежностей відбувається спрощення сценарію для зменшення складності обчислення, що знижує точність аналізу. Ефективність роботи моделей залежить від якості та адекватності спрощення даних. Перспективним підходам аналізу каскадних ефектів в електромережах є використання графових нейронних мереж, що надають можливість враховувати зв’язки між компонентами та їхні ознаки. Значна частина наявних програмних засобів, які використовуються для аналізу каскадних ефектів у системах (електромережах), має певну складність при моделюванні та порівнянні сценаріїв роботи систем. У зв’язку з цим виникає потреба в розробці програмного забезпечення обробки даних, створення представлень про стани роботи електромереж для визначення подібних сценаріїв та прийняття рішень. На основі проведеного аналізу методів моделювання сценаріїв аналітичної діяльності, методів виявлення каскадних ефектів в електромережах визначено такі протиріччя: – аналітичні моделі потребують консистентних даних, але відсутні формалізовані моделі перевірки даних; – нейронні мережі потребують для навчання великих обсягів даних, але існує обмежена кількість доступних даних про роботу електромереж, каскадних ефектів та інструментів для створення сценаріїв; – методи машинного навчання потенційно можуть виявляти каскадні ефекти в електромережі, але відсутній підхід порівняння сценаріїв; – програмні засоби аналізу каскадних ефектів побудовані для обробки підготовлених наборів даних, але мають обмежений функціонал для обробки даних у режимі реального часу. На основі визначених протиріч було сформовано наукове завдання: розробка науково-методичного апарату та програмного забезпечення семантичного моделювання розвитку каскадних ефектів у критичних інфраструктурах та їхнього порівняння для визначення альтернативних сценаріїв на основі представлення з графових нейронних мереж. Метою дисертаційної роботи є підвищення ефективності порівняння сценаріїв каскадних ефектів в електромережах та визначення подібних станів систем на основі графових нейронних мереж із врахуванням семантики ознак та зв’язків між об’єктами. Об’єктом дослідження є процеси аналізу вимог, розроблення, впровадження і супроводження програмного забезпечення виникнення каскадних ефектів та їхнє поширення в критичних інфраструктурах. Предметом дослідження є методи та програмне забезпечення семантичного моделювання взаємозв’язків у критичних інфраструктурах та побудови графових нейронних мереж для створення та порівняння представлень про сценарії каскадних ефектів. Дисертаційна робота виконана відповідно до науково-технічної діяльності Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» і кафедри інженерії програмного забезпечення в енергетиці. Наукова новизна одержаних результатів досліджень: 1. Уперше розроблено метод семантичного моделювання сценаріїв каскадних збоїв в електромережах на основі моделі потоку потужності, що базується на використанні онтологічної моделі та множині правил для формалізації, перевірки, доповнення даних про структуру електромережі та процеси розвитку каскадних ефектів у сценаріях. Розроблений метод дозволяє під час попереднього аналізу даних сценаріїв про каскадні ефекти в роботі електромереж виявляти протиріччя й помилки, що можуть бути усунені на ранньому етапі для покращення якості даних під час використання методів машинного навчання. 2. Уперше розроблено метод визначення подібності сценаріїв каскадних ефектів в електромережах на основі моделі автоенкодера та косинуса подібності, що відрізняється від подібних семантикою взаємодії між об’єктами та їхніми значеннями при порівнянні представлень про стани систем, що дозволяє враховувати структуру та вплив змін в роботі компонентів електромереж. 3. Удосконалено моделі автоенкодера для створення представлень про крок та послідовність кроків роботи електромереж у сценаріях на основі графових нейронних мереж, які, на відміну від наявних, враховують семантику станів компонентів. Удосконалена модель для створення представлень про стани систем у кроках сценаріїв дозволяє підвищити коефіцієнт детермінації вузлів у середньому на 5,6%, коефіцієнт детермінації ребер у середньому на 27,2%. Удосконалена модель для створення представлень про зміни станів систем у послідовності кроків сценаріїв дозволяє підвищити коефіцієнт детермінації вузлів у середньому на 9,5%, коефіцієнт детермінації ребер у середньому на 0,5%. 4. Уперше розроблено архітектуру програмного забезпечення для проведення експериментів зі сценаріями роботи електромереж, зокрема каскадних ефектів, яка відрізняється від наявних порівнянням та визначенням подібності станів електромереж у сценаріях на основі розроблених методів та моделей автоенкодера, що дозволяє розробити програмне забезпечення, яке надає інформацію для прийняття рішення. Практичне значення одержаних результатів: 1. Уперше розроблено програмне забезпечення аналізу каскадних ефектів в електромережах, де використовуються такі методи: метод семантичного моделювання сценаріїв каскадних збоїв в електромережах; метод визначення подібності сценаріїв каскадних ефектів в електромережі на основі графової нейронної мережі та косинуса подібності. Енкодер натренованої моделі нейронної мережі використовується для створення представлень про роботу електромереж у сценаріях, що порівнюються за допомогою коефіцієнта подібності на основі косинуса подібності із врахуванням семантики та значень ознак. Крім того, отримані представлення використовуються для визначення множини подібних станів електромереж на основі кластеризації. Одержані результати можуть використовуватися в освітньому процесі: матеріали для лекцій, лабораторних робіт. Програмне забезпечення може застосовуватися як система для прийняття рішень на основі наявних сценаріїв. 2. Створено базу даних, що містить інформацію про проведені експерименти, що використовуються при аналізі роботи моделей. Систематизація даних допомагає визначити приховані закономірності, помилки, аномалії, які важко побачити при поодиноких тестах. На основі накопичених даних про роботу моделей можна виявити ефективні та неефективні налаштування гіперпараметрів. Порівняння роботи моделей з різними конфігураціями можна використати для визначення сильних і слабких сторін моделей та вибрати необхідні налаштування залежно від даних. Отримані результати, які зазначені в дисертаційному дослідженні, є внеском у розвиток теоретичних і прикладних напрямків інформаційних технологій: використання семантичної моделі для формалізації предметної області (сценарії роботи електромереж); використання графових нейронних мереж для аналізу сценаріїв каскадних ефектів (каскадних збоїв) у критичних інфраструктурах (електромережах); використання програмного забезпечення для обробки даних, що відкриває нові можливості для розв’язання складних задач. Перспективними напрямами досліджень є розробка нових методів й удосконалення наявних зі створення комплексних сценаріїв роботи електромереж, які розширюють множину подій, що впливають на мережу, варіанти розвитку каскадних збоїв, множину дій для стабілізації роботи мережі. Нові підходи можуть підвищити якість та варіативність даних для навчання нейронних мереж під час аналізу каскадних ефектів. Розробка нових моделей машинного навчання, які можуть додатково враховувати сторонні чинники в роботі електромереж та змінюються від моделювання середовища, є перспективним напрямом для майбутніх досліджень.Документ Відкритий доступ Управління експлуатаційним ризиком у підсистемі електроенергетичної системи в умовах змінення технічного стану електрообладнання та повітряних ліній(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2026) Заклюка, Ігор В’ячеславович; Бардик, Євген ІвановичЗаклюка І.В. Управління експлуатаційним ризиком у підсистемі електроенергетичної системи в умовах змінення технічного стану електрообладнання та повітряних ліній. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 141 – Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка. – Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Київ, 2026. У цій дисертаційній роботі розглядаються питання зі створення нових та покращення наявних математичних моделей та методик для діагностики технічного стану і визначення ресурсу працездатності повітряних ліній енергосистем, прийняття рішень щодо визначення пріоритету виведення з експлуатації ПЛ, розробки моделей розподілу річного виділеного енергокомпанією ремонтно-експлуатаційного фонду для задач управління експлуатацією і сегментації парку обладнання енергосистеми. У першому розділі проведено аналіз особливостей функціонування та поточного етапу реформ вітчизняної електроенергетичної сфери, розглянуті проблеми та завдання подальшого розвитку електромережевого комплексу України на фоні швидкого старіння електрообладнання та повітряних ліній, а також перспективи переходу до інтелектуальних технологій в енергетиці. Встановлено, що з розвитком ринкових відносин у сфері електроенергетики ключовим завданням є підтримання необхідного рівня надійності електропостачання споживачів. Виявлено, що в умовах новітніх реалій, на надійність електроенергетичної системи (ЕЕС) України найбільше впливають такі ключові фактори, як лібералізація електроенергетики та важкий режим роботи електрообладнання, яке працює в умовах ринкових відносин; значне зростання частки обладнання з виробленим ресурсом працездатності і низькими темпами його оновлення; збільшення частки відновлювані джерела енергії; збільшення ймовірності терористичних атак зовні на ключові об’єкти електроенергетики, які можуть призвести до порушення стабільності енергосистем та каскадного розвитку аварій. Наведено узагальнену характеристику стану та технологічних порушень силового і комутаційного обладнання, а також повітряних ліній енергосистем. Аналіз статистичних даних відмов електрообладнання та ПЛ виявив, що суттєва частина обладнання має великий термін напрацювання, що збільшує ймовірність його відмов. З'ясовано те, що повітряні лінії мають найвищу частку відмов, що значною мірою впливає на ризик порушення нормальної роботи, зокрема, втрати стійкості енергосистеми. Це вимагає першочергового знаходження ресурсу працездатності та складання прогнозу щодо ризику можливих відмов. Проаналізовано особливості режимів роботи ЕЕС України і світу при відмовах електрообладнання і ПЛ в умовах каскадного розвитку аварій. На основі аналізу причин і сценаріїв розвитку системних аварій, які трапилися у світі протягом минулих десятиріч, встановлено основні причини їх виникнення. Виділено етапи можливих змін станів в ЕЕС з точки зору ризику виникнення аварії та запропоновано і наведено узагальнений сценарій розвитку аварії в ЕЕС. Проведено поглиблений аналіз сучасних стратегій ТО, які застосовуються в світовій практиці. Орієнтуючись на вище розглянуті стратегії встановлено, що новим напрямком в розвитку системи ТО та ремонту електрообладнання і ПЛ України слід вважати розробку підходів, які засновані на індивідуальному спостереженні за реальними змінами ТС в процесі експлуатації і врахуванні схемно-режимних умов роботи. Обґрунтована необхідність розробки методів та засобів отримання діагностичної інформації, а також моделей оцінки ТС ПЛ. Розглянуто питання застосування стратегії ризик-менеджменту для управління експлуатацією ЕЕС. Встановлено, що використання цієї стратегії дає змогу здійснити детальний аналіз причинно-наслідкових зв’язків між технічним станом електричного обладнання та аварійними режимами в електроенергетичній системі, а також визначити загальний показник ефективності роботи електроенергетичної системи у різноманітних аварійних ситуаціях, які спричинені відмовами обладнання. Обґрунтовано використання показника ризику як основного критерію для аналізу аварійних режимів енергосистем. Враховуючи важливість показника індексу ризику функціонування ЕЕС в частині виділення коштів на ТО і Р чи оновлення обладнання як одного з критеріїв, проведено аналіз і наведено опис методів оцінки ймовірності появи аварійних ситуацій в системі внаслідок відмов або виведенні з роботи електричного обладнання, зокрема застосування критерію «n – 1». У другому розділі представлено комплексну лінгвістичну математичну модель повітряної лінії для оцінки ресурсу працездатності і ймовірності відмови. Використовуючи проведений аналіз, було обґрунтовано потребу у розробці моделей для оцінки технічного стану, спрацьованого ресурсу та ймовірності відмов електрообладнання для розв’язання задач оцінки ризику порушення нормального функціонування ЕЕС, оптимального розподілу коштів на ТО і Р та заміну обладнання, зокрема повітряних ліній. Встановлено, що при розробці моделей і методів для достовірної оцінки й прогнозування ТС повітряних ліній електропередачі найбільш ефективними підходами є такі, які ґрунтується на використанні штучного інтелекту. Застосування штучного інтелекту під час оцінки і прогнозування ТС ґрунтується на сполученні теорії нечіткої логіки, статистичних і ймовірнісних методів, нейронних мереж та генетичних алгоритмів. Тому, застосування нечіткої логіки для розробки комплексної математичної моделі, яка дозволяє визначити ресурс працездатності та ймовірності відмови ПЛ є досить обґрунтованим і необхідним. Враховуючи, що задачі побудови комплексних математичних моделей діагностування технічного стану об’єктивно відносяться до категорії погано формалізованих та слабо структурованих задач, доведено потребу у створенні та застосуванні таких нових моделей ПЛ. Ці моделі повинні дозволяти інтеграцію різноманітної інформації про об’єкт, включаючи суб’єктивні дані експертів, в єдину форму. Розроблено комплексну лінгвістичну математичну модель повітряної лінії для оцінки ресурсу працездатності та ймовірності відмови, що базуються на застосуванні інформації про ключові параметри ТС та ступеня важливості індивідуальних функціональних вузлів. Презентовані лінгвістичні математичні моделі ПЛ дозволяють визначити ймовірність відмови на інтервалі часу спостереження та визначити ризик порушення нормального режиму енергосистеми при відмовах та виводі електрообладнання і повітряних ліній з роботи. У третьому розділі представлено математичні моделі розподілу ремонтноексплуатаційних та інвестиційних витрат на заміну електрообладнання і ПЛ енергокомпанії. Визначено, що технічне обслуговування та ремонт електрообладнання електричних мереж енергосистем є одним з головних засобів для забезпечення надійності електропостачання споживачів, при цьому, стратегія профілактичного обслуговування є однією з найбільш ефективних стратегій ТО і Р. Встановлено, що на сьогоднішній день не існує єдиного методичного підходу щодо розподілу ремонтно-експлуатаційних та інноваційних витрат на заміну обладнання енергокомпанії з урахуванням усіх найбільш важливих експлуатаційних факторів, що не дозволяє визначити ефективність прийнятої стратегії управління експлуатацією обладнання та розробити способи її корегування. Обґрунтована необхідність розробки комплексної математичної моделі та відповідного програмного забезпечення для оптимального розподілу річного виділеного енергокомпанією ремонтно-експлуатаційного і інвестиційного фонду для задач управління експлуатацією ЕЕС з урахуванням найбільш важливих факторів впливу. Для вирішення даних задач побудована узагальнена балансова модель рознесення витрат за групами і одиницями електрообладнання, визначені фактори впливу та отримані моделі для розрахунку коефіцієнтів часткової участі електрообладнання у формуванні витрат на його ремонт, експлуатацію і можливу заміну за кожним з виділених факторів. Для агрегованої оцінки ступеню значущості одиниць і груп електрообладнання в частині розподілу ремонтно-експлуатаційних та інвестиційних витрат на заміну обладнання енергокомпанії розроблена лінгвістична математична модель. Побудовані математичні моделі і алгоритми оптимального вибору варіантів розподілу витрат на ТО і Р та заміну обладнання енергокомпанії. За допомогою розробленого математичного та програмного забезпечення проведено розрахунок розподілу ремонтно-експлуатаційних витрат енергокомпанії відповідно до поточних технічних характеристик обладнання та проведена оцінка ефективності оновлення обраного парку обладнання. В четвертому розділі вирішуються задачі сегментації експлуатуємого парку електрообладнання та повітряних ліній енергокомпанії. Проведений аналіз показав, що мінімізація ризику порушення нормального режиму ЕЕС при відмовах обладнання в межах ЕЕС енергокомпанії, яка містить сотні одиниць різнорідного електрообладнання і ПЛ різних класів напруг, можлива, за рахунок, в першу чергу оптимального розподілу виділених обмежених інвестиційних ресурсів на обслуговування, ремонт та заміну обладнання. Обґрунтовано необхідність сегментації наявного парку електрообладнання і повітряних ліній енергокомпаній за терміном експлуатації та за оціненим фактичним технічним станом. Встановлено, що питання розподілу фінансів на ТО і Р, а також прийняття рішень щодо виведення з експлуатації обладнання повинно ґрунтуватись на комплексному підході з урахуванням результатів як оцінки та ранжування технічного стану так і впливу відмови чи виведення з експлуатації об’єкта на режим роботи енергосистеми. Сформовано перелік ознак за якими визначався по нечіткій моделі комплексний агрегований показник, що характеризує значущість об’єкта в задачі оптимального розподілу витрат на ТО і Р та заміну електрообладнання і за яким необхідно виконати групування наявного парку електрообладнання. Проаналізовано існуючі підходи і методи групування наявного парку електрообладнання та обґрунтована доцільність і ефективність застосування методів штучного інтелекту, зокрема, кластерного аналізу для вирішення задач сегментації об’єктів підсистеми ЕЕС. Розглянуто основні особливості застосування алгоритмів чіткої і нечіткої кластеризації парку електрообладнання методом k-середніх. Виконана оцінка ризику виникнення аварійної ситуації в підсистемі ЕЕС енергокомпанії у випадку відмов, планового чи позапланового виводу з роботи електрообладнання і ПЛ. З використанням розроблених спеціальних програмних засобів була проведена сегментація парку електрообладнання підсистеми ЕЕС і визначені групи електрообладнання і ПЛ з підвищеним ризиком експлуатації. У п’ятому розділі розглядається задачі моделювання та аналізу режимної надійності підсистем енергетичної системи, зокрема моделювання і оцінка ризику порушення нормального режиму, при відмовах та виведенні з роботи ПЛ та оптимального розподілу обмежених виділених річних коштів на ТО і Р та заміну обладнання енергокомпанії. Показано, що отримання достовірної кількісної оцінки ризику виникнення аварійної ситуації в енергосистемі при відмовах електрообладнання можливе лише за умови існування адекватних моделей для діагностики ТС, визначення ресурсу працездатності та ймовірності відмови об’єкта, у тому числі і для повітряних ліній. Встановлено, що об’єктивно існуюча неповнота і невизначеність вихідної інформації, щодо технічного стану не дозволяє отримати всеохоплюючу математичну модель комплексної оцінки ТС, знаходження ресурсу працездатності ПЛ. Для розв'язання даних проблем запропоновано декілька типів моделей знаходження ресурсу працездатності та ймовірності відмови ПЛ. Для вибору оптимальних рішень відносно пріоритету виведення з роботи повітряних ліній за заданими критеріями використано метод оптимізації Парето та ймовірнісно-статистичне моделювання Монте-Карло з метою оцінення ризику появи аварійних ситуацій в енергосистемі. Розроблені математична модель і алгоритм дозволяють найти найбільш ефективне превентивне рішення відносно черговості виводу з роботи повітряних ліній. Обґрунтовано необхідність і доцільність використання суб'єктивних суджень експертів для нечіткої оцінки ступеня важливості електрообладнання і ПЛ. Запропоновано підхід для визначення ступеня важливості обладнання щодо пріоритету розподілу витрат на оновлення за результатами суб'єктивних експертних оцінок та наведено загальну схема отримання узагальненої нечіткої оцінки важливості варіанту для виділення коштів на ТО і Р та заміну обладнання. Для схеми (додаток А) електричної мережі енергопостачальної компанії на основі вище представленого підходу були отримані нечіткі експертні оцінки ступеню важливості оновлення обладнання та виконано розрахунки оптимального розподілу обмежених інвестицій між окремими виділеними групами обладнання нечітким булевим програмуванням. Результати роботи впроваджено в ТОВ «Науково-виробниче підприємство «Укренергоналадкавимірювання» та використано в курсах навчальних дисциплін «Інтелектуальні системи діагностики електрообладнання та прийняття рішень» і «Моделі технічного стану і режимів електрообладнання електричних станцій», а також при виконані кваліфікаційних та науково-дослідних робіт магістрів кафедри відновлюваних джерел енергії факультету електроенерготехніки та автоматики КПІ ім. Ігоря Сікорського.Документ Відкритий доступ Рекомендаційна система на основі нейронних мереж та динамічних вкладень графів(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2026) Андросов, Дмитро Васильович; Недашківська, Надія ІванівнаАндросов Д. В. Рекомендаційна система на основі нейронних мереж та динамічних вкладень графів. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 122 Компʼютерні науки (12 – Інформаційні технології). – Національний Технічний Університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Київ, 2026. Розуміння поведінки користувачів на різноманітних платформахмаркетплейсах є одним з ключових завдань для компаній, які прагнуть зберегти лояльність клієнтів та тим самим забезпечити собі стабільний дохід. Очевидно, що поведінкові шаблони користувачів формуються як на основі довгострокових індивідуальних уподобань, так і під впливом нещодавніх взаємодій користувачів з платформою. З метою моделювання та подальшого дослідження цих складних патернів використовуються рекомендаційні системи – спеціалізований клас алгоритмів статистичного навчання. Головна суть цих систем полягає в генерації персоналізованих рекомендацій – найбільш релевантних пропозицій – детально аналізуючи минулі дії, уподобання та історію взаємодій користувачів. На практиці релевантність рекомендацій може оцінюватись за допомогою явного зворотного зв'язку, як-от рейтингів, які користувачі надають взаємодіям з контентом. Однак, коли отримання таких даних є складним або непрактичним, застосовуються неявні джерела зворотного зв'язку. До неявних сигналів належать показники активності користувачів, такі як кліки, перегляди, історія покупок, час перебування на сторінці та інші взаємодії з платформою, які дозволяють визначити приховані уподобання та наміри користувачів. Таким чином, рекомендаційні системи на основі неявного зворотного зв'язку відіграють ключову роль у прогнозуванні майбутніх дій та покращенні користувацького досвіду. Попри суттєві досягнення у сфері глибоких нейронних мереж, ці підходи часто мають обмеження, включаючи скінченність розміру послідовностей, що подаються на вхід до мережі, та, як наслідок, схильність до рекомендації пропозицій, що є популярними на загал. Такі результати роботи рекомендаційної системи зменшують різноманітність рекомендацій, негативно впливаючи на залученість користувачів. Щоб вирішити ці проблеми, у роботі запропоновано новий методологічний підхід, що інтегрує зовнішню реляційну інформацію у вигляді графів знань, побудованих на основі історичних даних взаємодій. Завдяки включенню графів знань у механізм багатоголової уваги, запропонована модель ефективно враховує складні взаємозв'язки та контекстну інформацію. Метою дисертаційної роботи є підвищення точності прогнозування наступної найкращої дії користувача, одночасно забезпечуючи швидкість обчислень, необхідну для видачі рекомендацій у режимі реального часу. Заради досягнення даної мети застосовано методологію побудови рекомендаційних систем на основі моделей глибинного навчання для прогнозування послідовностей, а також методів інтелектуального аналізу даних для роботи зі зваженими графами. У дисертації отримано такі результати, представлені нижче. 1. Вперше запропоновано методологію побудови гібридної рекомендаційної системи, що включає метод автоматичної генерації графів знань, метод одночасного аналізу цих графів з обробкою послідовностей поточних взаємодій користувача та платформи на основі механізмів уваги, дистиляції знань для оптимізації складності системи та метод прогнозування попиту на елементи за допомогою моделей простору станів. 2. Вперше запропоновано метод прогнозування попиту за допомогою спеціалізованих архітектур моделей простору станів, що ґрунтуються на операторах поліноміальної проекції високого порядку (HiPPO-операторах) та моделюванні неоднорідних пуасонівських процесів з метою неявного моделювання графу знань, що керується динамікою цього процесу. 3. Запропоновано метод побудови графу знань у вигляді причиннонаслідкових звʼязків на основі статистичних метрик, що відрізняється від існуючих мінімізацією втручання особи, яка приймає рішення у процес з метою автоматизації процедури конструювання. 4. Запропоновано модифікацію моделі видачі послідовних рекомендацій на основі механізму уваги, що відрізняється від інших подібних архітектур можливістю одночасного аналізу послідовностей та графу знань, що робить можливим врахувати поточний контекст та довгострокові залежності, збільшуючи точність результатів у межах вирішення видачі послідовних рекомендацій. 5. Набув подальшого розвитку метод дистиляції знань для задачі видачі послідовних та сесійних рекомендацій з метою покращення швидкодії системи. Практична цінність дисертаційної роботи полягає в тому, що: 1) розроблено методологію побудови великомасштабних рекомендаційних систем, що здатні працювати з гетерогенними даними та вирішувати задачу видачі найкращої наступної пропозиції. 2) у межах методології вперше запропоновані швидкодіючі гібридні рекомендаційні системи на основі дистиляції знань, а також моделей простору станів, що виконують неявне моделювання графу знань на основі даних візитів користувачів, що демонструють значний приріст у точності прогнозування наступної найкращої дії користувача, порівняно з іншими дослідженнями. У дисертаційному дослідженні шляхом проведення низки експериментів над набором даних REES46 OpenCDP показано, що в порівнянні з бейзлайнрішенням, що використовує моделі глибинних мереж на основі моделей LSTM з метою прогнозування послідовності взаємодії користувача з елементами, отриманими як результат застосування представленої методології моделями було досягнуто значного приросту метрик ранжування та скорочення часу видачі моделлю топ-100 найкращих пропозицій. Так, дистильована гібридна рекомендаційна система на основі модифікованого механізму уваги демонструє приріст метрики MAP@1 на 169%, MAP@10 – на 117%, NDCG@1 – на 167%, а NDCG@10 -–на 105%, при цьому час видачі топ-100 рекомендацій ATI@100 покращено на 10%. У свою чергу побудована у межах дослідження гібридна рекомендаційна система на основі HiPPO-операторів демонструє покращення відносно метрики MAP@1 на 169%, MAP@10 – на 341%, NDCG@1 – на 217%, NDCG@10 – на 301%, NDCG@10 – 192%, при цьому час видачі топ-100 рекомендацій ATI@100 гірше на 14%. В результаті провдення експериментів над популярним набором даних RetailRocket в дисертаційній роботі показано, що синтезована у результаті дослідження рекомендаційна система на основі модифікації моделей механізму уваги та моделі на основі HiPPO-операторів мають перевагу в порівнянні з моделями, що є найпопулярнішими рішеннями в індустрії – GRU4Rec, SASRec та BERT4Rec. Зокрема, гібридна рекомендаційна система на основі модифікованого механізму уваги продемонструвала сталий приріст значень метрики MAP@20 – на 70% відносно GRU4Rec, і 40% відносно SASRec, та метрики NDCG@10 – на 72% віднсоно GRU4Rec, 13% – SASRec та 38% – BERT4Rec. У свою чергу, метод на основі HiPPO-операторів надає покращення MAP@20 – на 480% в порівнянні з GRU4Rec та 406% відносно SAS4Rec, а відносно метрики NDCG@10 – на 90% відносно GRU4Rec, 20% відносно SAS4Rec та 47% – відносно BERT4Rec. Результати роботи впроваджено у навчальний процес навчальнонаукового інституту прикладного системного аналізу КПІ ім. Ігоря Сікорського. Всі теоретичні і практичні результати дисертаційної роботи у повній мірі опубліковано у фахових вітчизняних та закордонних наукових виданнях, що входять до відповідного встановленого переліку, а також виконано їх належну апробацію на міжнародних наукових конференціях і семінарах. Дисертаційна робота виконана у відповідності до планів науководослідних робіт: - НДР «Розробка моделей та методів розв’язання задач передбачення на основі великих обсягів слабкоструктурованої інформації в умовах невизначеності», №2305-ф, Державний реєстраційний номер: 0122U000671, дата реєстрації: 26-03-2025; - НДР «Розв’язання задач передбачення з використанням методів і моделей штучного інтелекту», №2314-ф, Державний реєстраційний номер:0125U000244, дата реєстрації: 13-01-2025. У дисертаційному дослідженні розв’язана задача підвищення точності статистичних моделей в контексті видачі послідовних рекомендацій, тобто рекомендацій найбільш релевантних для користувача наступних пропозицій, шляхом застосування сучасних методів інтелектуального аналізу даних, глибинного навчання та теорії графів до статистичних даних, представлених у вигляді гетерогенних часових рядів. У роботі вибрано, розглянуто і описано класи рекомендаційних систем, що використані для моделювання задачі видачі найбільш релевантної пропозиції, а також виконано опис математичних моделей та підходів, що на базі статистичних даних у вигляді часових рядів використовуються для моделювання спеціального класу графів, що називаються графами знань, а також для дослідження динаміки даних часових рядів. Задля останньої задачі були досліджені нестаціонарні пуасонівські процеси. У роботі досліджені часові ряди візитів користувачів до онлайнритейлерів, сформульовано задачу прогнозування наступної найкращої пропозиції. Однак розроблену методику можливо поширити і на інші домени, де необхідним є вирішення задачі ранжування зліченого набору предметів (товарів, послідовностей дій) за умов попередньо виконаних дій особи, що приймає рішення у межах поставленої задачі. Для прогнозування розглянуто підхід предиктивної аналітики з використанням методів інтелектуального аналізу даних та глибинного навчання. Для первинної обробки даних і створення графів знань запропоновано підходи статистичного аналізу, а саме алгоритми асоціативних правил на основі дерев FP-росту, TF-IDF та статистику взаємної попарної інформації (pointwise mutual information). У роботі запропоновано методи побудови рекомендаційних систем, що полягають в автоматичному створенні графів знань, тренуванні дворівневої моделі колаборативної фільтрації та вирішенні задачі оптимізації швидкості відповіді системи за допомогою підходу дистиляції знань та моделей простору станів. Така методологія забезпечує підвищення адекватності моделі і точності прогнозів найкращої наступної пропозиції. Для оцінок якості ранжування прогнозів побудовано критеріальну базу на основі метрик MAP та NDCG. Додатково, враховуючи важливість не лише точності системи, а й швидкодії обробки нею вихідних вибірок рекомендацій, з метою швидшого надання даних рекомендацій, критеріальну базу доповнено метрикою ATI (англ. average time of inference, середній час відповіді системи). Для конструювання нелінійної контент-орієнтованої моделі колаборативної фільтрації розглянуті підходи на базі рекурентних (RNN) нейронних мереж та механізму уваги (attention mechanism), проаналізовано їх переваги та недоліки. Для адресування проблеми вузької спеціалізації рекомендацій на основі контенту та можливості використання інформації зі сконструйованого графу знань запропоновано модифікацію механізму уваги та застосування алгоритмів поліноміальної проекції для апроксимації функцій в моделях простору станів (HiPPO-оператори). Проведено порівняльний аналіз отриманих прогнозів з результатами використання відомих підходів та методів конструювання рекомендаційних систем колаборативної фільтрації на основі RNN. За результатами всіх практичних експериментів було показано, що застосування методології робить можливим отримувати гібридні рекомендаційні системи, що надають швидкі та точні прогнози при ненабагато більших обчислювальних витратах. За матеріалами дисертації опубліковано 8 робіт, з яких 5 – це статті у журналах, що входять до переліку фахових видань затверджених МОН України за спеціальністю дисертації (2 з них включені до міжнародної наукометричної бази Scopus та 2 - до Web of Science, 1 – до фахового видання категорії «Б»), 1 стаття конференції, що увійшла до іноземного періодичного видання, що індексується в наукометричній базі Scopus та 2 публікації у матеріалах конференцій (у тому числі 1 міжнародній).Документ Відкритий доступ Комплексна модель електронної оптики технологічних гармат високовольтного тліючого розряду(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2026) Скрипка, Михайло Юрійович; Мельник, Ігор ВіталійовичСкрипка М.Ю. Комплексна модель електронної оптики технологічних гармат високовольтного тліючого розряду - Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 171 Електроніка - Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського", Київ, 2026. Метою дисертаційної роботи є створення комплексної чисельної моделі електронних гармат високовольтного тліючого розряду, яка дозволяє узгоджено моделювати процеси формування, транспортування та фокусування електронного пучка, забезпечуючи оптимізацію параметрів електродів і режимів розряду для досягнення заданих технологічних характеристик. Така модель має охоплювати всі ключові фізичні підсистеми гармати, бути відтворювальною та придатною для інженерного застосування. Досягнення цієї мети передбачало розв’язання низки взаємопов’язаних завдань. По-перше, необхідно було здійснити теоретичний аналіз фізичних механізмів роботи електронних гармат тліючого розряду, зокрема емісії електронів, розподілу електричного потенціалу, формування плазмової межі та кінематики електронного пучка. По-друге, потрібно було систематизувати сучасні підходи до математичного моделювання відповідних процесів і на цій основі розробити методологію системного прикладного аналізу електронної гармати як цілісної керованої системи. У межах цієї методології було необхідно реалізувати системну архітектуру, що поєднує описання геометрії електродів, розв’язання рівняння Лапласа, обчислення електростатичного поля, розрахунок траєкторій електронів і модуль оптимізації. Наступним завданням стало створення механізму автоматичної оптимізації електродної системи гармати за обраним критерієм, зокрема пошуку оптимального радіуса кривизни катода з урахуванням заданих геометричних та енергетичних параметрів електронного пучка. Завершальним завданням стало проведення верифікації моделі на основі емпіричних даних та оцінка її точності й придатності до практичного використання в інженерному моделюванні. У дисертаційній роботі досліджено процеси формування та транспортування електронного пучка в електронних гарматах високовольтного тліючого розряду та розроблено комплексну математичну модель, яка забезпечує узгоджене описання основних фізичних явищ, що визначають роботу таких систем. Актуальність дослідження обумовлена широким застосуванням електронно-променевих технологій у науці та промисловості, зокрема в зварюванні, напилені покриттів і модифікації поверхонь матеріалів, плавленні металів та діелектричних матеріалів, адитивному виробництві, де виникає потреба у точному керуванні профілем, шириною та фокусуванням електронних пучків. Об’єктом дослідження є процеси формування та транспортування електронного пучка в електронних гарматах високовольтного тліючого розряду, які працюють у середовищі залишкового газу та формують пучок за участю плазмової межі. Предмет дослідження становлять методи узгодження та оптимізації параметрів тліючого розряду — напруги, розподілу потенціалу, тиску робочого газу, геометрії катода і анода — з метою отримання електронного пучка із заданими технологічними характеристиками. Першим етапом дослідження стало висвітлення розвитку сфери електронних гармат, особливо джерел на основі тліючого розряду, які активно використовуються у вакуумних технологіях, електронно-променевому зварюванні та нанесенні покриттів, а також в адитивному виробництві. Показано еволюцію конструктивних рішень, починаючи від класичних термоелектронних джерел до плазмових гармат, що працюють у режимі самопідтримуваного тліючого розряду. Проаналізовано чинники, які визначають геометрію катода, форму анода, розподіл потенціалу та межу плазми, а також вплив залишкового газу на стабільність пучка. Особливу увагу приділено тому, як розвиток технологій вимагав створення узгоджених моделей для точного керування фокусуванням і профілем електронного пучка. Також розглянуто розвиток підходів до розрахунків електронних гармат, включно з класичними електростатичними методами, моделями плазмового шару, апроксимаційними методами та методами з використанням кореневополіноміальних функцій. Показано еволюцію чисельних методів від простих аналітичних наближень до складних гібридних моделей, що поєднують рішення рівняння Лапласа, кінетичні моделі руху електронів та процедури оптимізації. Наголошено на важливості того, що сучасні задачі, пов’язані з проєктуванням гармат ВТР, вимагають врахування взаємозалежних фізичних явищ і переходу від окремих моделей до комплексних інтегрованих платформ симуляції. На цій основі розроблено та обґрунтовано з точки зору системного прикладного аналізу новий спосіб розрахунку, який полягає у декомпозиції складного фізичного об’єкта — електронної гармати — на взаємопов’язані підсистеми: геометрична конфігурація електродів, плазмова межа, електростатичне поле, кінематика електронів, механізми втрат та критерії оптимізації. Запропоновано послідовність побудови моделей, яка забезпечує комплексний підхід: від формування параметрів розряду до отримання вихідних характеристик пучка. Такий системний підхід дозволяє визначити точки впливу кожного параметра, виявити структурні залежності та побудувати єдиний алгоритм оптимізації. У роботі наведено всебічний аналіз фізичних процесів, що відбуваються у гарматах ВТР: емісія електронів із холодного катода, формування плазмової межі, прискорення заряджених частинок у неоднорідному електричному полі, вплив залишкового газу та іонізаційних процесів на форму пучка, а також фокусування, розходження та втрати електронів під час транспортування. На основі узагальнення сучасних наукових джерел розглянуто класичні та сучасні підходи до моделювання електронних гармат, включно з методами розв’язання рівняння Лапласа, моделями плазмового шару, алгоритмами трасування та методами оптимізації геометрії електродів. Застосований методологічний апарат поєднує теоретичні, чисельні та аналітичні підходи. У роботі використано методи математичного моделювання (структурно-орієнтованому, фізично-обґрунтованому, детермінованому зі статичною та динамічною складовими, імітаційного та оптимізаційного моделювання), теорії електромагнітного поля, чисельні методи розв’язання диференціальних рівнянь, методи оптимізації та аналізу похибок. Значна частина дослідження присвячена побудові комплексної комп’ютерної моделі в середовищі GNU Octave, яка включає модулі побудови геометрії електродів, розрахунку межі плазми, обчислення електростатичного потенціалу, визначення електричного поля, інтегрування траєкторій електронів та автоматичної оптимізації параметрів джерела. Створена модель реалізує комплексний обчислювальний цикл, у якому всі етапи пов’язані між собою через глобальні параметри: геометрія електродів формує межі області для задачі Лапласа; розраховане потенціальне поле визначає напрямки та прискорення електронів; траєкторії формують показники ширини пучка та положення фокусної зони; отримані значення слугують критеріями для оптимізації радіуса кривизни катода та інших параметрів системи. Такий підхід забезпечує узгодженість на всіх рівнях моделювання й дозволяє проводити параметричні дослідження для пошуку оптимального режиму роботи гармати. У роботі виконано тестовий розрахунок за запропонованим способом моделювання із задачею пошуку фокусної відстані та автоматичної оптимізації параметрів, що дозволяє досягти заданого діапазону ширини пучка. Розроблений алгоритм оптимізації враховує радіус кривизни катода, положення плазмової межі, умови розряду та геометрію анода. З використанням засобів чисельного моделювання здійснюється перебудова геометрії електродної системи, повторно розв’язується задача Лапласа, обчислюються траєкторії електронів і визначаються критерії відповідності, що забезпечує збіжність розрахунків до конфігурації зі зменшеною шириною пучка та покращеними фокальними властивостями. Результатом є створення адаптивного інструменту підбору параметрів для технологічних застосувань. Розроблена модель дозволяє визначати положення фокусної точки, мінімальну ширину пучка, рівень асиметрії та втрати електронів на аноді. Було виконано чисельну оптимізацію радіуса кривизни катода, в результаті якої знайдено конфігурації, що мінімізують ширину пучка при заданих обмеженнях. Враховуючи отримані результати моделювання, отримано оптимальні параметри гармати, що забезпечують ширину пучка близько 3 мм за умови фокусної відстані ~85 мм. Окремий етап роботи присвячено верифікації моделі на основі експериментальних даних. Для цього були використані відомі результати стендових досліджень параметрів електронних гармат, у яких виміряна фокусна відстань, радіус і ширина стрічкового пучка при різних прискорювальних напругах. Порівняння даних моделювання із експериментом показало відхилення у межах 10–15%, що підтверджує коректність як електростатичної моделі, так і обраних моделей плазмової межі та початкових умов емісії. Це також підтверджує, що запропонований спосіб узгодження моделей є фізично достовірним та може використовуватись для інженерних розрахунків. Також розглянуто окремі методи розрахунку, зокрема кореневополіноміальні функції, які використовують для інтерполяції граничних траєкторій та наближення профілю пучка. Показано їх переваги над класичними інтерполяційними методами у разі роботи з жорсткими функціями, які характерні для короткофокусних електронних пучків. Наведено аналітичні залежності для різних порядків RPF, метод розв’язання системи лінійних рівнянь та оцінку точності. Окремо проаналізовано покращену геометрію анода, що реалізована на основі оптимізованої формули корисної моделі та забезпечує зменшення втрат електронів пучка та його потужності, рівномірне поле в зоні прискорення та покращені умови фокусування. Показано, що форма анода є критичною для стабільності фокусної зони та відтворюваності параметрів пучка. Наукова новизна роботи полягає у розробці методики інтеграції різнорідних моделей формування та транспортування електронного пучка в єдиний комплексний чисельний інструмент моделювання. Уперше показано, що поєднання електростатичної моделі, коренево-поліноміальної апроксимації та параметричної оптимізації дає змогу досягнути високої точності розрахунку профілю пучка у гарматах ВТР. Крім того, вперше запропоновано механізм автоматичного циклу перерахунку параметрів із динамічною зміною геометрії та граничних умов, що забезпечує збіжність моделі до оптимального рішення. Практичне значення полягає у створенні інструменту моделювання, який може застосовуватися для проєктування електронних гармат, налаштування технологічних режимів, прогнозування поведінки електронного пучка та верифікації нових конструктивних рішень. Розроблена модель може бути інтегрована в системи автоматизованого проєктування. Запропонований підхід може бути розширений для врахування додаткових фізичних ефектів, зокрема просторового заряду, магнітного фокусування, зіткнень електронів із газом, термоемісії та нагріву катода. Це робить модель перспективною для застосування у подальших дослідженнях та інженерних розробках, спрямованих на вдосконалення плазмових і електроннопроменевих систем. Таким чином, дисертаційна робота демонструє всебічний підхід до моделювання й оптимізації електронних гармат, формує єдиний узагальнений спосіб побудови складних комп’ютерних моделей та підтверджує їх ефективність та точність порівняно з емпіричними даними. Отримані результати мають як теоретичну, так і практичну цінність, і можуть бути використані у подальших дослідженнях та у прикладних технологічних задачах.Документ Відкритий доступ Методи та програмне забезпечення управління відеологуванням в мультиагентному середовищі(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2026) Ахаладзе, Антон Елдарійович; Лісовиченко, Олег ІвановичАхаладзе А. Е. Методи та програмне забезпечення управління відеологуванням в мультиагентному середовищі. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 121 – Інженерія програмного забезпечення з галузі знань 12 – Інформаційні технології. – Національний Технічний Університет України «Київський Політехнічний Інститут імені Ігоря Сікорського», Київ, 2026. Дисертаційна робота присвячена актуальній науковій проблемі підвищення ефективності управління відеологуванням великих територій у мультиагентному середовищі на основі рою безпілотних літальних апаратів (квадрокоптерів) шляхом розробки комплексних методів та спеціалізованого програмного забезпечення з децентралізованою координацією, автоматизованим формуванням геометричних формацій та розподіленою обробкою відеоданих з використанням нейронних мереж. Актуальність теми зумовлена швидким розвитком інформаційних технологій, машинного навчання та робототехніки, що відкриває нові можливості для автоматизованого моніторингу та відеологування у сферах пошуково-рятувальних операцій, патрулювання кордонів, охорони критичної інфраструктури, контролю сільськогосподарських угідь та оцінки наслідків стихійних лих. Традиційні системи з одиночними квадрокоптерами або централізованим керуванням мають суттєві обмеження: низьку масштабованість, залежність від наземної станції (точка відмови), високу навантаженість на комунікаційний канал, обмежену відмовостійкість та значні витрати часу операторів. Існуючі рішення (ArduPilot MAVSwarm, DJI Swarm SDK тощо) не забезпечують повної автономності в умовах нестабільного зв’язку та не підтримують ефективну розподілену обробку відеопотоків у реальному часі. Запропонований підхід на основі mesh-комунікації, модульної архітектури ROS2/PX4 та бортової обробки з YOLO11 дозволяє усунути ці недоліки, забезпечуючи лінійну масштабованість, високу відмовостійкість та автоматизацію процесів [55; 60]. Мета дослідження - підвищення ефективності процесу відеологування в мультиагентному середовищі за рахунок використання рою квадрокоптерів шляхом розробки методів децентралізованої координації, автоматизованого формування геометричних формацій та розподіленої обробки відеоданих. Для досягнення мети поставлено та вирішено такі основні завдання: 1. Провести аналіз сучасних методів і підходів до відеологування з використанням автопілота PX4 та операційної системи ROS2. 2. Розробити програмний модуль розпізнавання об’єктів, здатний працювати безпосередньо на борту квадрокоптера. 3. Спроектувати та реалізувати архітектуру симуляційного середовища для підвищення ефективності розробки та тестування алгоритмів. 4. Реалізувати метод узгодженого керування роєм квадрокоптерів на основі децентралізованої mesh-архітектури з динамічною зміною топології мережі. 5. Розробити метод організації окремих квадрокоптерів у геометричні формації (WEDGE, LINE, CIRCLE) для виконання задач пошуку та відеологування. 6. Реалізувати програмні засоби з підтримкою симуляційного середовища Gazebo та інтеграції з ШІ для аналізу відеопотоку на стороні кожного члена рою. 7. Розробити метод тестування та розширення функціональних можливостей поведінки квадрокоптерів у формації шляхом модульної архітектури бортового ПЗ на базі ROS2. 8. Провести експериментальні дослідження для оцінки продуктивності та доцільності запропонованого підходу, включаючи порівняння з традиційними рішеннями. Об’єкт дослідження - процеси аналізу вимог, розроблення, забезпечення якості, впровадження та супроводження програмного забезпечення відеологування в мультиагентному середовищі із застосуванням рою квадрокоптерів. Предмет дослідження - методи та програмні засоби координації рою квадрокоптерів, автоматизованого формування геометричних формацій та розподіленої обробки відеоданих для відеологування великих територій. Наукова новизна полягає в розробці комплексу нових методів та архітектурних рішень. Вперше запропоновано та обґрунтовано: 1. Модульну архітектуру бортового програмного забезпечення квадрокоптера на основі принципу розділення відповідальності (Separation of Concerns). Функціональність суворо розподілена між незалежними ROS2-модулями (YOLO-детектор, mesh-комунікація, White Walker для автономного керування), які взаємодіють лише через стандартизовані інтерфейси (topics/services). Це забезпечує незалежну розробку, тестування та розширення модулів без впливу на інші компоненти, суттєво підвищує надійність і гнучкість системи порівняно з монолітними аналогами. 2. Архітектурний підхід до інтеграції системи автопілота PX4 з бортовою операційною системою ROS2 через модульну композицію функціональних компонентів (розпізнавання об’єктів, координація групи, автономне керування). Дозволяє розширювати функціональність додаванням нових модулів без модифікації існуючих та гарантує повну автономність апарата після запуску без наземної станції. 3. Метод розподіленої обробки відеоданих у мультиагентному середовищі на основі паралельної незалежної обробки відеопотоків на борту кожного члена рою ізольованими модулями YOLO. Відрізняється передачею лише метаданих детекції замість повних відеопотоків, що збільшує частоту оновлення даних (з 16,2 Гц до 145,8 Гц), зменшує навантаження на мережу та забезпечує лінійну масштабованість продуктивності. 4. Архітектуру програмного забезпечення (Hive) для автоматизації конфігурування та запуску компонентів рою в симуляційному середовищі з інтеграцією Gazebo, SITL, PX4 та ROS2. Автоматична координація запуску всіх компонентів зменшує час підготовки тестового середовища та прискорює ітеративний цикл розробки алгоритмів формаційного польоту. Результати експериментальних досліджень (розділ 4) підтвердили високу ефективність розробленої системи. Рій у формації «Клин» забезпечує: ﹘ зменшення часу виконання місій на 75–85 %; ﹘ зменшення кількості операторів на 67–83 %; ﹘ рівень автоматизації ≥ 90 %; ﹘ підвищення ефективності покриття території на 31–46 % порівняно з окремими агентами (до 400–1100 % зростання площі покриття); ﹘ покращення F1-score детекції об’єктів на 19–27 %, ефективності виявлення (DE) – на 42 %; ﹘ час відновлення після відмови окремого апарата – 15 ± 5 с. Система демонструє лінійну масштабованість (від 2 до 10 квадрокоптерів) та синергетичний ефект (інтегральний показник ефективності рою перевищує очікуване масштабування в 4,38 раза). Практичне значення полягає в створенні спеціалізованих програмних засобів (бортове ПЗ на ROS2/PX4, Hive-архітектура, YOLO11-модулі), сумісних з сучасними платформами БПЛА. Розробки рекомендовані для впровадження в системах моніторингу великих територій, пошуково-рятувальних операцій, охорони об’єктів та патрулювання кордонів. Вони забезпечують гнучкість адаптації формацій (WEDGE, LINE, CIRCLE), динамічну реорганізацію та мінімальне навантаження на операторів. Структура дисертації: вступ, чотири розділи, висновки, список використаних джерел (61 найменування) та 6 додатків. Загальний обсяг – 233 сторінок (165 сторінок основного тексту), 30 рисунків, 11 таблиць. Апробація результатів: основні положення опубліковано в 6 статтях фахових журналів категорії Б та представлено на 3 міжнародних конференціях SoftTech.Документ Відкритий доступ Математичні моделі та методи 3D реконструкції в доповненій реальності(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2026) Савін, Володимир Вадимович; Куссуль, Наталія МиколаївнаСавін В.В. Математичні моделі та методи 3D реконструкції в доповненій реальності. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 113 «Прикладна математика» (галузь знань 11 «Математика та Статистика»). – Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Київ, 2026. В останні десятиліття спостерігається надзвичайно швидкий розвиток технологій доповненої реальності (ДР), які відкривають новий етап взаємодії людини з інформацією та оточуючим середовищем. Сценарії використання цих технологій стрімко еволюціонують, переходячи з мобільних на самостійніносимі пристрої. Продукти, які дозволяють споживати сценарії ДР, виходять зі стадії обмежених та дорогих платформ розробки і набувають масовості. Сучасні тренди у галузі доповненої реальності визначаються не лише зростанням її популярності, але й постійним удосконаленням технологічного арсеналу. Все більше компаній і дослідницьких груп зосереджують свою увагу на розробці інноваційних методів та рішень спрямованих на підвищення реалістичності взаємодії об’єктів ДР з реальним світом та користувача з об’єктами ДР. Одні з ключових технологій, необхідних для досягненні максимальної імерсії взаємодії та реалізації потенціалу ДР є реконструкція карт глибини та 3D реконструкція оточуючого середовища і його об’єктів. Мета 3D реконструкції полягає у відтворенні тривимірної моделі оточення на основі доступних даних: дво- та тривимірні зображення, внутрішні та зовнішні параметри камери, дані з IMU сенсорів, або систем позиціонування і т.д. 3D реконструкція є своєрідним каркасом для доповненої реальності, а її основною складовою є отримання (за рахунок апаратних засобів), чи відтворення (за рахунок алгоритмів на основі даних з одної чи декількох камер) карт глибини. Якість моделі реконструйованої сцени суттєво впливає на реалістичність сприйняття сценаріїв доповненої реальності користувачем. Справжній виклик полягає в тому, як забезпечити точність, достовірність та ефективність 3D реконструкції середовища при виконанні алгоритмів на кінцевих пристроях користувача та апаратних прискорювачах з обмеженою розрядністю (DSP/NPU), особливо, в умовах наявності на сцені динамічного освітлення та складних поверхонь (відбивні чи напівпрозорі). Метою даного дослідження є підвищення якості, стійкості та енергоефективності методів 3D реконструкції середовища, що виконуються на кінцевому пристрої користувача, для забезпечення реалістичної та надійної взаємодії користувача з віртуальними об’єктами в системах доповненої реальності. Якість існуючих класичних підходів реконструкції карт глибини чи 3D реконструкції сцени недостатня для реалізація якісних та імерсивних сценаріїв доповненої реальності. Такі алгоритми часто помиляються на складних поверхнях, таких як: однорідні, прозорі/напівпрозорі, відбивні, поверхні з періодичною текстурою; та на складних сценах, що містять: тонкі чи дрібні структури, динамічне освітлення, динамічні об’єкти. Сучасні методи реконструкції карт глибини чи 3D реконструкції сцени вирішують, або мінімізують вплив вищезазначених складних сцен та поверхонь. Але їх обчислювальна складність робить їх непридатними, або не ефективними для використання на кінцевих пристроях користувача з обмеженими обчислювальними можливостями та з батареями невисокої ємності. Тому актуальною є розробка нових методів та підходів, що дозволять врахувати особливості складних сцен при їх реконструкції на кінцевих пристроях користувача та на апаратних прискорювачах з обмеженою розрядністю. Перший розділ дисертаційного дослідження систематизує популярні існуючі роботи та підходи, що присвячені задачам реконструкції карт глибини та 3D реконструкції сцени. Демонструються результати аналізу даних методів, визначено їх основні недоліки та сформульовано завдання дисертаційного дослідження. У другому розділі досліджується проблема реконструкції середовища в умовах динамічного освітлення сцени. Запропоновано модифікацію Neural Radiance Fields (NeRF) моделі до умов динамічного освітлення шляхом модифікації функцій втрат та введення часової змінної. Проведені експерименти на відкритих наборах даних, які демонструють ознаки наявності динамічного освітлення, підтверджують ефективність запропонованого підходу. Також, проведено аналіз та запропоновано використання описаного методу для розширення (аугментації) наявних наборів даних шляхом синтезу зображень новітніх видів сцени з метою подальшого навчання легших моделей орієнтованих на ефективне виконання на кінцевому пристрої користувача. У третьому розділі дисертаційної роботи розглядається проблема реконструкції карт глибини при наявних на сцені відбивних чи напівпрозорих поверхонь. Запропоновано метод, який дозволяє отримати та окремо зберігти значення глибини до самої складної поверхні та до відбитого чи перекритого об’єкту. Описаний метод запатентовано як винахід в глобальній базі WIPO PATENTSCOPE та присутній в петентних базах багатьох країн, включаючи Республіка Корея, США та ін. Четвертий розділ адресує проблему ефективної реконструкції карт глибини високої точності та з широким діапазоном глибини на апаратних прискорювачах з обмеженою розрядністю кінцевих пристроїв користувача. Запропоновано метод, особливістю якого є модифікація архітектури моделі реконструкції карт глибини шляхом додавання виходів для окремого передбачення компонент двовімірної кривої Гільберта. Виходи моделі піддаються простій постобробці для отримання карт глибини широкого діапазону. Представлені результати експериментів на відкритих наборах даних демонструють: - суттєве зменшення похибки квантування моделі, виконання якої планується на апаратних прискорювачах з обмеженою розрядністю; - покращення якості реконструкції карт глибини, особливо при наявності дрібних структур; - збільшення розрядності результуючих значень карт глибини, що призводить до розширення робочого діапазону та точності значень глибини; - зменшення часу виконання та енергоспоживання результуючої квантованої моделі. Демонструються результати аналізу обмежень запропонованого підходу та можливості для його подальшого розвитку. Наукова новизна отриманих результатів: 1. Удосконалено метод Neural Radiance Fields (NeRF) до умов динамічного освітлення шляхом модифікації функцій втрат та введення часової змінної, що дозволило покращити якість реконструкції сцен з динамічним освітленням та розширювати існуючі набори даних для складних сцен. 2. Вперше розроблено та запатентовано метод реконструкції глибини, який враховує напівпрозорі та відбивні поверхні, зберігає окремо значення глибини до самої площини та до відбитого/перекритого об’єкту, що дозволяє збільшити точність реконструкції складних сцен, які містять не дифузні поверхні. 3. Вперше сформульовано та розроблено метод для прогнозування карт глибини з представленням виходу моделі у вигляді компонент двовимірної кривої Гільберта, що дозволило для квантованих моделей розширити діапазон глибини, підвищити її точність та покращити енергоефективність реконструкції сцени на апаратних прискорювачах з обмеженою розрядністю (DSP/NPU) кінцевих пристроїв користувача. Практичне значення отриманих результатів та їх застосування. Результати присутні в даному дослідженні були використані в рамках комерційних та науково-дослідницьких проектів ТОВ «Самсунг РнД Інститут Україна». Запропоновані методи знайшли застосування у галузі візуального інтелекту при вирішенні завдань 3D реконструкції сцени для доповненої реальності та створення/редагування просторового контенту. 1. Метод призначений для реконструкції карт глибини з урахуванням напівпрозорих та відбивних поверхонь, що орієнтований на підвищення якості відтворення складних об’єктів, зокрема при наявності динамічного освітлення захищено патентом (US20240144503А1). Отриманий патент розширює патентне портфоліо компанії у відповідному технологічному домені. 2. Метод прогнозування високоточних карт глибини з широким діапазоном на пристроях з обмеженою розрядністю, що ґрунтується на використанні двовимірних кривих Гільберта, дозволяє: зменшити похибку квантування моделі у 4,6 рази, що підвищує якість реконструкції карт глибини на DSP-пристроях; розширити діапазон відстаней за рахунок збільшення ефективної розрядності з 8-біт до 10-біт; зменшити час виконання та енергоспоживання квантованої моделі у 1,5 раза порівняно з оригінальною моделлю за умови збереження або покращення якості прогнозування карт глибини. 3. Розглянуті та запропоновані методи 3D реконструкції сцени на кінцевих пристроях користувача з обмеженими обчислювальними ресурсами було використано при розробці комерційних проектів, що спрямовані на сценарії створення/редагування просторового контенту для флагманської моделі смартфону Samsung Galaxy S25. Також, представлення виходу моделі на основі кривої Гільберта, що запропоновано у методі прогнозування карт глибини високої точності з широким діапазоном на пристроях з обмеженою розрядністю може бути застосовано для покращення якості та ефективності і інших задач комп’ютерного зору на основі методів машинного навчання, що виконуються на апаратних прискорювачах з низькою арифметикою.Документ Відкритий доступ Забезпечення параметрів якості інженерних виробів, отриманих FDM, мінімальною постобробкою(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2026) Костенко, Антон Олександрович; Саленко, Олександр ФедоровичКостенко А.О. Забезпечення параметрів якості інженерних виробів, отриманих FDM, мінімальною постобробкою. – Кваліфікаційна праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії з галузі знань 13 Механічна інженерія 131 Прикладна механіка. Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Київ, 2026. Адитивні технології останніми роками принципово змінили парадигму інженерного проектування та конструювання, перетворивши ці процеси на системи безперервного синтезу готових тривимірних фізичних об'єктів. Серед широкого спектра технологій метод моделювання шляхом пошарового наплавлення полімерної нитки посідає провідне місце завдяки своїй економічній доступності, простоті експлуатації обладнання та широкій номенклатурі використовуваних матеріалів. Одним із найбільш доступних, дешевих і поширених методів є процес FDM (Fused Deposition Modeling) – процес пошарового викладання розплаву філаменту. Разом з тим, впровадження FDM-друку для виробництва відповідальних інженерних деталей гальмується рядом суттєвих недоліків. FDM-вироби не є повністю компактними та щільними. Пошарове викладання матеріалу призводить до формування вираженої анізотропії механічних властивостей: міцність деталі вздовж напрямку викладання волокон значно перевищує її міцність у напрямку осі Z. Якість і міцність з'єднання окремих ниток і шарів між собою критично залежать від температурних полів під час теплового контакту та гідродинамічних явищ екструзії розплаву. Як наслідок, надруковані деталі характеризуються значною похибкою форми, відхиленням геометричних розмірів, високою шорсткістю поверхні та наявністю маси внутрішніх і поверхневих дефектів (порожнини, деламінація, температурне викривлення, усадка). Щоб забезпечити параметри якості, адитовані заготовки зазвичай піддають постобробленню (механічному, фізико-хімічному, термічному). Проте механічний вплив різального інструмента на шарувату та порожнисту структуру 3D-друкованого пластику кардинально відрізняється від обробки суцільних металів чи литих полімерів. Механічне оброблення може як ліквідувати поверхневі дефекти, так і спровокувати зародження нових, викликати розвиток мікротріщин у приповерхневих шарах, збільшуючи так званий «деструктивний шар» через силові та теплові навантаження. Тому комплексне дослідження впливу механічного постоброблення на параметри якості виробів з FDM, а також розробка принципів мінімізації такого оброблення є надзвичайно актуальною науково-прикладною задачею. Виконано ґрунтовний огляд сучасного стану адитивних технологій. Проведено порівняльний аналіз FDM з іншими методами. Показано, що незважаючи на доступність FDM, процес несе в собі ризики утворення специфічних макро- та мікродефектів, які суттєво знижують несучу здатність та довговічність деталей. Обрано найбільш важливі параметри якості: міцність на розрив, квалітет точності (ІТ9–ІТ11), шорсткість поверхні (за параметром Ra) та герметичність. Зазначено, що нині інженерна практика покладається на механічне постоброблення для вилучення опорних і допоміжних структур та забезпечення квалітету точності окремих елементів. Однак класичні методики розрахунку припусків на механічну обробку не працюють для FDM-виробів через неоднорідність структури адитованого виробу. Постоброблення також виступає як засіб видалення поверхневих дефектів (хвиль, напливів), але одночасно може породжувати нові (внутрішні тріщини від дії мікроклина інструменту, термічні припали). На основі виконаного аналізу сформульовано основну гіпотезу досліджень щодо впливу постоброблення на параметри якості готового виробу. Обґрунтовано теоретико-експериментальну базу дослідження. Формування вихідних показників якості подано у вигляді складної цільової функції перетворення початкових (прогнозованих) геометричних і механічних характеристик через режими друку (швидкість обходу, товщина шару, температура екструдера) та режими обробки різанням (швидкість, глибина, подача) у вихідні. Наведено математичну модель термомеханічної поведінки матеріалу в процесі екструзії та охолодження. Показано, що плоский напружений стан у у площині викладання OXY супроводжується температурними градієнтами, які призводять до виникнення залишкових напружень. Для експериментальної оцінки використано методику випробувань на розтяг за стандартом ASTM D638-14. Застосовано методику контролю шорсткості та хвилястості поверхонь за допомогою профілограм, та методику дослідження газопроникності/герметичності деталей з використанням вакуумного поста ВУП-5. У якості основного інженерного демонстратора було обрано стільниковий бак, що працює під внутрішнім тиском. Аналіз такого виробу зводиться до оцінки взаємодії кількох компонент: внутрішньої стінки, еквівалентного стільникового заповнювача та зовнішньої стінки. Фланець бака змодельовано як защемлену круглу пластину в полярних координатах, що дозволило аналітично вивести рівняння для радіальних і тангенціальних згинальних моментів. Досліджено напружено-деформований стан оболонки. Прийнято до уваги структурну неоднорідність середовища. Показано, що руйнування оболонки відбувається внаслідок розвитку дефектів (тріщин нормального відриву), які здебільшого зароджуються в зонах міжшарових порожнин та температурних концентраторів і поведінка яких може бути описана за критерієм енергії руйнування Гріффітса. Наявність скупчень поверхневих дефектів критично погіршує напружено-деформований стан, концентруючи еквівалентні напруження в місцях сполучення фланця із циліндричною частиною баку. Відповідно до головної гіпотези досліджень змодельовано взаємодію різального клина з FDM-заготовкою у квазістатичній та динамічній постановках при точінні, фрезеруванні та свердлінні. Доведено, що процес різання супроводжується зсувними пружно-пластичними явищами. Через наявність внутрішніх пустот і низьку міжшарову міцність поле напружень від леза різця поширюється у глибину матеріалу: при різанні вздовж волокон — до 4 шарів, при поперечному різанні — до 5 шарів. Ця зона формує модифікований шар (Td). Обґрунтовано критерії вибору параметрів постоброблення. Досліджено процеси лезової обробки та шліфування. Встановлено, що шліфування пластикових FDM-виробів супроводжується значним тепловиділенням: контактна температура може сягати 220–310 °C, що перевищує температуру склування та навіть плавлення більшості філаментів. Це викликає локальні припали, розм'якшення, газовиділення та замазування абразивного круга, що робить високошвидкісне шліфування (понад 25 м/с) неефективним без спеціального охолодження. Обмеження інтенсивності шліфування дозволяє отримати шорсткість на рівні Ra 1,2–2,5 мкм. При лезовому обробленні (точінні) виявлено, що вироби вкрай чутливі до режимів різання. При швидкостях різання виробів з PLA більше 45 м/хв, товщині зняття понад 1,0–1,5 мм та подачі 0,5–0,6 мм/об напруження у площинах міжшарового зчеплення зростають до 32–48 МПа. Встановлено функціональний зв'язок між товщиною модифікованого шару (Td) та експлуатаційними показниками (межею міцності σb та втомною міцністю σm). Зняття поверхневого шару до певної глибини призводить до усунення концентраторів напружень і зростання міцності деталі. Однак надмірне зняття матеріалу або агресивне різання збільшує Td, що погіршує параметри якості. Встановлено закономірності зміни параметрів поверхні та модифікації поверхневих шарів механічним впливом (різанням або мікрорізанням). Способи і методи механічного оброблення аналогічні обробці полімерних матеріалів, у тому числі, шаруватих полімерних композитів, з обмеженням силового впливу та врахуванням анізотропії властивостей адитованого виробу.Документ Відкритий доступ Підвищення ефективності виготовлення і якості біметалів застосуванням комбінованих лазерно-ливарних процесів й відповідного обладнання(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2026) Салій, Сергій Сергійович; Головко, Леонід ФедоровичСалій С. С. Підвищення ефективності виготовлення і якості біметалів застосуванням комбінованих лазерно-ливарних процесів й відповідного обладнання. Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії зі спеціальністі 131 «Прикладна механіка». – Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» Міністерство освіти і науки України, - Київ, 2026. Дисертаційна робота присвячена актуальній та важливій для сучасного машинобудування науково-технічній проблемі – підвищенню ефективності виготовлення й покращенню якості біметалічних матеріалів за рахунок застосування комбінованих лазерно-ливарних процесів, які поєднують попередню лазерну обробку поверхні функціонального шару та подальше ливарне формування конструктивної складової. В умовах підвищення вимог до надійності та довговічності конструкційних елементів, що працюють у високотемпературних, корозійних або абразивних середовищах, питання створення надійних біметалів з високою стійкістю до руйнування є надзвичайно важливим. Застосування біметалів дозволяє суттєво підвищити ресурс деталей та зменшити їх собівартість за рахунок поєднання дорогої корозійностійкої або жароміцної поверхні з дешевою конструктивною сталевою основою. Проте традиційні технології виготовлення біметалів — наплавлення, зварювання, гаряча прокатка, дифузійне з'єднання та вибухове зварювання — обмежені щодо формування рівномірної структури, часто призводять до утворення тріщин, крихких проміжних фаз, непроварів, залишкових напружень або зниження експлуатаційних характеристик. Разом з тим, традиційні технології виготовлення біметалів – не завжди забезпечують стабільність процесу та необхідну якість зони з’єднання. Суттєвими недоліками цих методів є утворення тріщин через значні температурні градієнти, поява крихких прошарків, непроварів, зон локальної пористості, а також висока вартість попередньої підготовки поверхні. Комбінований лазерно-ливарний процес, розроблений у межах дисертації, дозволяє вирішити ці проблеми за рахунок поєднання керованого лазерного впливу, який формує макроструктуру поверхневого шару, та енергії перегрітого металу, що заливається у форму, створює сприятливі умови для інтенсифікації дифузії легувальних елементів і формування надійного металургійного зв'язку. У роботі вперше проведено комплексні дослідження процесів формування біметалів системи ХН60ВТ (UNS 6230) – Сталь S235JRG2 (Ст3) за умов поєднання лазерної модифікації поверхні та ливарного формування. Показано, що лазерна обробка випроміненням волоконного лазера LTS500 дозволяє формувати регулярний макрорельєф з чітко окресленими геометричними параметрами, які визначають розвиток зони дифузійного контакту та якість з’єднання. Встановлено, що найкращі показники міцності та однорідності забезпечує макрорельєф з висотою виступів 0,5 мм, кроком 1,5 мм та поперечним розміром 1×1 мм. Така конфігурація дає змогу отримати металургійний зв’язок до 97–98 % площі контакту, що значно перевищує показники традиційних методів. Особливу увагу приділено вивченню теплофізичних процесів за допомогою математичного моделювання в середовищі COMSOL Multiphysics. Моделювання дозволило визначити просторово-часові температурні поля, умови формування локальної зони розплаву, а також вплив швидкості відводу тепла та геометрії макрорельєфу на структуру з’єднання. Встановлено, що оптимальною температурою заливки є 1600 °С, що забезпечує достатню енергію розплаву для інтенсифікації дифузії легувальних елементів (Cr, Ni, W) з нікелевого сплаву в сталь та формування повноцінної дифузійної перехідної зони. Експериментальні дослідження структури та властивостей перехідної зони виконувалися методами електронної мікроскопії (SEM), енергодисперсійного спектрального аналізу (EDX), рентгеноструктурного аналізу (XRD), мікротвердометрії та металографії. Встановлено, що за умов комбінованого процесу формується перехідна зона товщиною 80–170 мкм, яка складається з дрібнозернистих структур з високою концентрацією легувальних елементів та новоутворених фаз. Рентгеноструктурний аналіз виявив присутність фаз Ni–Cr–Fe та FeO507–NiO493 (тетратаєніту), що забезпечують підвищення міцності інтерфейсу та стійкість до утворення тріщин. У дисертаційній роботі вперше описано явище локального теплового «запирання», яке виникає в зонах макрорельєфу під час дії перегрітого розплаву. Це явище сприяє зменшенню тепловідводу та підвищенню температури у контактній області, що інтенсифікує дифузію і сприяє формуванню рівномірної перехідної зони. Доведено, що формування макрорельєфу з оптимальною конфігурацією забезпечує не лише збільшення площі контакту, але й стабілізацію теплових потоків, що є ключовим фактором у створенні якісного металургійного з’єднання. Досліджено вплив режимів лазерної обробки (потужність 400–500 Вт, діаметр променя 0,6 мм, швидкість 1–2 м/хв, тиск газу 0,4–2 атм), температури попереднього нагрівання функціонального шару (≈300 °С) та температури заливки на формування структури та механічних властивостей з’єднання. Показано, що правильно підібрані режимні параметри дозволяють уникнути утворення газових включень, тріщин, зон непроплаву та перехолодження. Окремо досліджено методи підвищення стабільності механічних властивостей біметалів за допомогою термічної обробки. Запропоновано режим відпалу при температурі 550 °С протягом 30 хвилин, який дозволяє ефективно зняти залишкові напруження та підвищити рівномірність твердості в зоні з’єднання. Встановлено, що після відпалу значення мікротвердості перехідної зони стабілізуються та відповідають механічним властивостям основного металу. Наукова новизна отриманих результатів. - Вперше розроблено новий високоефективний процес виготовлення біметалів, який базується на комплексному використанні енергій лазерного випромінювання і індукованого електромагнітного поля. Лазерне випромінювання застосовується для розплавлення поверхневого шару функціональної складової біметалу на глибину 30-50 мкм, одночасно з чим, на його поверхню з певною витратою із індукційного нагрівача спрямовується розплав другої конструктивної складової. Запропоновано та експериментально апробовано оригінальну методику розрахунку параметрів подачі розплаву із заданою витратою. - Встановлено, що при лазерно-ливарному процесі виготовлення біметалів умови існування постійної зони розплаву і її розміри залежать від теплофізичних характеристик матеріалу та визначаються швидкістю і законом переміщення лазерного пучка, його потужністю, геометричними розмірами та розподілом інтенсивності випромінювання в зоні фокусування. Управління процесом доцільно здійснювати комплексною зміною параметрів сканування, швидкості переміщення і потужності лазерного випромінювання та висоти напірного стовпа розплаву. - Вперше запропоновано і досліджено принципово новий механо-ливарний спосіб виготовлення біметалів, сутність якого полягає в тому, що при створенні на поверхні функціональної складової біметалу виступів певної форми, площі у поперечному перерізі та висоти і наступному одночасному нагріванні їх поверхонь розплавом конструкційної складової, внаслідок зміни коефіцієнту теплопровідності по висоті виступів і обумовленого цим накопиченням теплової енергії у вершин, відбувається їх розплавлення. Внаслідок цього утворюється розчин функціональної і конструкційної складових біметалу, забезпечуючи між ними металургійний зв’язок. - Доведено, що оптимальними параметрами макрорельєфу, які забезпечують однорідність структури біметалу, максимальну площу металургійного контакту складових (97–98 %) без утворення дефектів і максимальну міцність їх зчеплення є - висота виступів - 0,5 мм, крок між виступами - 1,5 мм. Показано, що у залежності від вимог до потрібної міцності зчеплення складових біметалу і бажаної продуктивності його виготовлення крок між виступами може бути відповідним чином пропорційно збільшений. - Встановлено, при механо ливарному виготовленні біметалу на прикладі «хромо-нікелевий сплав ХН60ВТ– Ст3», вздовж умовної межі з’єднання складових утворюється перехідний шар від нікелевого сплаву до зони сплавлення, зона сплавлення та значно менший перехідний шар до структури вуглецевої сталі. Загальна ширина цих зон змінюється у залежності від режимів опромінення від 80 до 170 мкм. При цьому відбувається перерозподіл легуючих елементів Cr, Ni, W від нікелевого сплаву до сталі, в наслідок чого в зоні сплавлення утворюються фази Ni - Cr – Fe, вміст якої становить 86.4% та фаза Fe 0.507–Ni 0.493 (тетратаєніт), вміст якої у залежності від схеми розташування і розмірів виступів становить 13,6%. Зі збільшенням кроку розташування її вміст зменшується до 10,9%. Оптимальними параметрами макровиступів слід вважати: крок розташування -1,5 мм, висота - 0,5 мм. Вони забезпечують повне розплавлення макрорельєфу функціонального шару та формування розмитої хвилястої границі розділу з утворенням металургійного зв’язку та масопереносу елементів. - Оцінка залишкових напружень за методом Вільямсона–Голла показала, що мікродеформації кристалічної решітки становлять 0,08% для твердорозчинної фази Fe–Cr–Ni, що відповідає величині залишкових напружень 160–170 МПа, та 0,11% для впорядкованої фази FeNi (тетратаєніту), що відповідає 220–230 МПа. Підвищений рівень залишкових напружень у тетратаєніті свідчить про зростання густини дислокацій та формування більш напруженого стану решітки, що зумовлено локальними температурними градієнтами і високими швидкостями нагрівання–охолодження під час взаємного сплавлення компонентів біметалу. - Встановлено, що універсальне використання лише одного способу є технологічно та економічно недоцільним, оскільки гібридна схема є ефективною для одиничного та малосерійного виробництва, тоді як високопродуктивна схема забезпечує суттєве зниження питомих витрат і розширення габаритних можливостей при великосерійному виготовленні. Практичне значення результатів роботи міститься в наступному: - Застосування запропонованих технологій виготовлення біметалів дозволяє значно скоротити витрати високовартісних сталей і інших сплавів, зменшити собівартисть та підвищити продуктивність виготовлення виробів, значно розширити їх гаму з різними функціональними властивостями. - Розроблено оригінальну методику визначення умов подавання розплаву конструкційної складової біметалу, що забезпечує формування шару із заданими геометричними параметрами - шириною, довжиною, товщиною. - Визначено раціональні технологічні параметри виготовлення біметалу «нержавіюча сталь 12Х18Н10Т (2 мм) – сталь Ст3 (15 мм)» шириною 50 мм: потужність лазерного випромінювання P = 8,5 кВт, амплітуда сканування A = 50 мм, частота сканування f = 200 Гц, швидкість переміщення основи Vx = 1 м/хв, товщина наплавленого шару k = 2 мм, висота стовпа розплаву h = 7,6 мм. - Розроблено технологічні регламенти лазерно-ливарного та лазерномехано-ливарного процесів виготовлення біметалів систем ХН60ВТ–Ст3 і 12Х18Н9Т–Ст3 для деталей, що експлуатуються в складних умовах. - Проведено промислову апробацію результатів роботи та отримано акти зацікавленості від: ТОВ «Олімп груп» (Застосування технології для виготовлення біметалів алюміній–мідь, які використовуються у вентиляційних системах та системах кондиціювання). ТОВ «Компанія Сіайті» (Використання технології у виробництві інженерних комунікацій, а також реакторів для приготування будівельних сумішей). ТОВ «ЧЕРНІГІВСЬКИЙ АВТОАЗВОД» (Використання комбінованих технологій для отримання корозійностійких біметалів для автомобільної промисловості та їх конструктивних елементів) - За результатами роботи отримано 6 патентів України на корисну модель. - Показано, що інтенсифікація процесу виготовлення біметалів через застосування пластичної деформації для швидкого формування регулярної макроструктури на поверхні функціонального компонента дозволяє значно підвищити продуктивність процесу, виготовляти біметалеві листи шириною до 1 метра і більше, організувати при необхідності серійне чи крупносерійне виробництво. - Розроблені рекомендації можуть бути впроваджені на підприємствах оборонного та важкого машинобудування, а також у легкій, харчовій та нафтохімічній промисловості. Основні результати дисертаційного дослідження опубліковані у 38 наукових працях, серед яких: 2 статті у періодичних наукових виданнях, проіндексованих у базі Scopus; 3 статті у наукових фахових виданнях України; 1 - розділу монографії, 26 праць апробаційного характеру (тези доповідей). За матеріалами дисертаційної роботи розроблено та захищено 6 деклараційних патентів України на способи лазерно-ливарного та лазерно-механо-ливарного формоутворення біметалів.Документ Відкритий доступ Методи адаптивної еволюції довіри у федеративному навчанні для кіберзахисту енергетичних мікромереж(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2026) Шибаєв, Геннадій Дмитрович; Гальчинський, Леонід ЮрійовичШибаєв Г. Д. Методи адаптивної еволюції довіри у федеративному навчанні для кіберзахисту енергетичних мікромереж. – Кваліфікаційна праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії з галузі знань 12 – Інформаційні технології за спеціальністю 125 – Кібербезпека. – Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Київ, 2026. Сучасні енергетичні системи стрімко трансформуються під впливом цифровізації, децентралізації генерації, широкого впровадження відновлюваних джерел енергії, накопичувачів енергії, інтелектуальних лічильників, сенсорних мереж та локальних систем керування. Внаслідок цього класичні централізовані електроенергетичні мережі поступово еволюціонують у напрямі розподілених мікромереж, у яких значна частина функцій моніторингу, аналізу, балансування та керування реалізується на рівні локальних вузлів. Така трансформація підвищує гнучкість, автономність і ефективність енергетичних систем, проте водночас суттєво ускладнює задачі забезпечення їхньої кібербезпеки. Особливістю сучасної мікромережі є те, що вона являє собою кіберфізичну систему, у якій цифрові, комунікаційні та обчислювальні компоненти безпосередньо впливають на фізичний стан об’єкта. Внаслідок цього інформаційні атаки можуть трансформуватися у кіберфізичні впливи, що порушують режими генерації, споживання, балансування потужності, стабільність частоти та напруги, а також загальну надійність функціонування мікромережі. У таких умовах особливої актуальності набуває задача своєчасного виявлення аномалій у часових рядах енергетичних параметрів. Аномалії можуть бути пов’язані з технічними відмовами, деградацією сенсорів, локальними збоями обладнання, зміною режиму роботи розподілених енергетичних ресурсів, введення неправдивих даних, спотворенням телеметрії, компрометацією контролерів або іншими видами кіберфізичних інцидентів. Методи машинного навчання є перспективним інструментом для розв’язання цієї задачі, оскільки вони дозволяють виявляти складні нелінійні закономірності, часові залежності та приховані відхилення, які важко формалізувати за допомогою жорстких аналітичних правил. Разом з тим централізований підхід до побудови моделей на основі збирання всіх локальних даних у єдиному центрі має істотні обмеження, пов’язані з конфіденційністю, автономністю вузлів, обмеженнями на передачу даних, масштабованістю та вимогами до стійкості розподіленої інфраструктури. У зв’язку з цим федеративне навчання розглядається як перспективна парадигма побудови моделей для розподілених енергетичних систем. Воно дозволяє виконувати колективне навчання глобальної моделі без передавання сирих локальних даних на центральний сервер, використовуючи лише модельні параметри або оновлення. Однак порівняльний аналіз сучасних підходів до федеративного навчання засвідчив, що класичні методи, зокрема FedAvg, не в повній мірі враховують специфіку мікромереж як розподілених кіберфізичних систем. Зокрема, ними недостатньо враховуються статистична неоднорідність локальних даних, різна роль вузлів у системі, часткова участь клієнтів у раундах навчання, можливість концептуального дрейфу, наявність шкідливих або ненадійних клієнтів, а також ризик отруєння і backdoor-атак. Це призводить до втрати стійкості глобальної моделі, зниження точності виявлення аномалій і послаблення кіберзахисту системи в цілому. Дисертаційну роботу присвячено розробці моделей і методів довірчо-орієнтованого федеративного навчання для виявлення аномалій у мікромережах, які дозволяють враховувати поведінкову надійність вузлів, адаптивно зменшувати вплив ненадійних клієнтів на глобальну модель та підвищувати стійкість розподіленого навчання до атак і дрейфу. Порівняльний аналіз сучасних підходів до виявлення аномалій у часових рядах енергетичних параметрів, методів федеративного навчання та довірливих механізмів у розподілених системах засвідчив, що існуючі рішення або орієнтовані переважно на централізоване навчання, або не враховують повною мірою поведінкову неоднорідність вузлів у мікромережі. Установлено, що для задач кібербезпеки енергетичних систем недостатньо просто виконувати федеративне усереднення модельних оновлень. Необхідно враховувати, що локальний клієнт може бути не лише джерелом корисної інформації, а й потенційним джерелом нестабільності, шкідливого впливу або статистичного дрейфу. За результатами дослідження сучасних мікромереж як кіберфізичних систем установлено, що локальні вузли мають природно неоднорідні часові ряди, які відображають різні режими генерації, споживання, накопичення енергії та керування навантаженням. Така неоднорідність не є аномальною сама по собі, однак вона істотно ускладнює виявлення справді шкідливих або ненадійних клієнтів у процесі федеративного навчання. Установлено, що в умовах мікромереж довіра до вузла має оцінюватися не як статична бінарна властивість, а як динамічний показник, що формується на основі історії поведінки клієнта, узгодженості його локальних оновлень, впливу на глобальну якість моделі, локальної аномальності та стабільності участі у федеративних раундах. У дисертації проведено аналіз моделей довіри в розподілених інформаційних системах. Розглянуто порогові, репутаційні, байєсівські, доказові та поведінкові підходи до моделювання довіри. Встановлено, що для задач федеративного навчання в мікромережах найбільш доцільним є використання гібридної байєсівсько-поведінкової моделі довіри. Такий підхід дозволяє, з одного боку, накопичувати позитивні та негативні свідчення про поведінку вузла в часі, а з іншого - враховувати поточні особливості його внеску в глобальне навчання. Це особливо важливо в умовах, коли вузол може бути не повністю шкідливим, а лише тимчасово ненадійним через дрифт, деградацію сенсорів або зміну локального режиму. У роботі досліджено методи виявлення аномалій у часових рядах енергетичних параметрів мікромереж. Показано, що для таких задач прості статистичні та порогові методи є недостатніми, оскільки не враховують багатовимірність, часову залежність, нестаціонарність і режимну природу енергетичних процесів. Обґрунтовано доцільність використання LSTM-орієнтованих моделей як базового інструменту локального виявлення аномалій, оскільки вони здатні ефективно моделювати часову структуру сигналів, нелінійні залежності між послідовними станами системи та приховані патерни нормальної поведінки. Здійснено формалізацію локальної задачі виявлення аномалій для вузла мікромережі у вигляді аналізу багатовимірного часового ряду енергетичних параметрів. Показано, що локальна модель може будувати прогноз наступного стану або реконструювати віконний фрагмент нормальної часової послідовності, а величина прогнозування або помилка реконструкції використовується як локальний оцінка аномалії. Важливо, що в межах запропонованого підходу локальна оцінка аномалій використовується не лише для виявлення відхилень у самому вузлі, а й як один із поведінкових сигналів для оцінювання довіри до клієнта в контурі федеративного навчання. У ході дисертаційного дослідження розроблено механізм довірчо-зваженої агрегації параметрів моделей у федеративному навчанні. На відміну від класичного FedAvg, де вага клієнта визначається переважно обсягом його локального набору даних, у запропонованому методі вага модифікується поточним значенням рейтинг довіри. Це дозволяє адаптивно зменшувати вплив вузлів, поведінка яких є нестабільною, суперечливою або підозрілою, не виключаючи їх повністю з процесу глобального навчання. Для формування поточної оцінки довіри використано багатофакторний поведінкові докази, до складу якого входять ознаки геометричної узгодженості локального оновленняз глобальним напрямом, впливу оновлення на глобальну валідаційну якість, стабільності участі вузла у федеративних раундах, локальної інтенсивності аномалій, фізичної правдоподібності поведінки вузла та нормового відхилення оновлення. Показано, що жоден окремий критерій не є достатнім у нестаціонарному й неоднорідному енергетичному середовищі, тому саме композиція кількох джерел доказів забезпечує належну якість оцінювання надійності клієнта. У дисертації розроблено байєсівський механізм адаптивного оновлення довіри до вузлів федерації. Для кожного клієнта підтримуються позитивний і негативний параметри довіри, які накопичують відповідні свідчення в часі. Поточне значення рейтингу довіри визначається як відношення накопиченого позитивних доказів до сумарного обсягу позитивних і негативних свідчень. Такий підхід забезпечує плавну еволюцію довіри, стійкість до одиничних флуктуацій, а також можливість поступового відновлення довіри до вузла після стабілізації його поведінки. У роботі запропоновано узагальнений метод довірчо-орієнтованого федеративного навчання для забезпечення кібербезпеки мікромереж. Метод інтегрує локальне LSTM-орієнтоване виявлення аномалій, багатофакторне формування поведінкових доказів, байєсівське оновлення довіри, довірчо-зважену агрегацію глобальної моделі та адаптивне керування участю вузлів у раундах навчання. У такий спосіб класичне федеративне навчання перетворюється зі “сліпого” механізму усереднення локальних оновлень на контекстно-обізнаний механізм розподіленого навчання, у якому враховується надійність джерела модельного внеску. Побудовано експериментальне середовище для апробації запропонованого методу. Експериментальна постановка включає шість вузлів мікромережі, які моделюють фотоелектричні підсистеми, розумний лічильник, вузол накопичення енергії, контролер навантаження та вузол із потенційно ненадійною поведінкою. Як дані використано реальні часові ряди енергетичних параметрів, доповнені синтетично інжектованими сценаріями атак отруєння, сенсорного дрифту та комбінованих порушень. Побудовано порівняння між централізованим підходом, класичним FedAvg і запропонованим методом рейтингу довіри. За результатами експериментальних досліджень установлено, що у нормальному сценарії без атак запропонований метод не погіршує базову якість федеративного навчання та демонструє стабільну збіжність, близьку до централізованого підходу. У сценарії отруєння класичний FedAvg продемонстрував значне зростання глобальної помилки та істотне погіршення якості виявлення аномалій. Натомість довірчо-орієнтований метод зберіг низький рівень MSE і забезпечив значно вищу повноту виявлення аномалій за нижчого рівня хибнопозитивних спрацьовувань. У дрифт сценарії запропонований підхід також показав вищу адаптивність, оскільки поступово знижував вплив ненадійного вузла і не допускав руйнування глобальної моделі. У комбінованому сценарії, що поєднував отруєння і дрифт, метод рейтингу довіри знову продемонстрував найкращі результати за всіма основними метриками. Отримані результати підтвердили, що класичний FedAvg є недостатньо стійким до атакованих і дрейф вузлів у мікромережевому середовищі, тоді як запропонований довірчо-орієнтований підхід забезпечує істотно вищу стійкість. Установлено, що в сценарії отруєння, середньоквадратична помилка для FedAvg зростала до 0,181, тоді як для запропонованого методу вона залишалася на рівні близько 0.102. Показник Recall при цьому зростав з 0,73 до 0,88, а FPR зменшувався з 0,19 до 0,07. У сценарії дрифту довірчо-орієнтований метод також продемонстрував помітну перевагу над класичним усередненням. Додатковий аналіз траєкторій довіри показав, що для чесних і стабільних вузлів рейтинг довіри зберігався на високому рівні або поступово зростав, тоді як для атакованого або дрифт-вузла довіра послідовно знижувалася. Це підтвердило, що механізм адаптивного управління довірою виконує не лише формальну роль у зміні ваги й є інтерпретованим засобом діагностики надійності учасників федерації. Проведений абляційний аналіз підтвердив, що найбільшої ефективності вдається досягти саме при багатофакторному формуванні доказів. Використання тільки одного критерію, наприклад косинусної подібності або посилення валідації, виявилося менш ефективним, ніж поєднання кількох поведінкових сигналів. Це підтверджує теоретичну гіпотезу про необхідність багатокомпонентного оцінювання надійності клієнтів у складному середовищі мікромереж. Метою дисертаційної роботи є розроблення моделей і методів довірчо-орієнтованого федеративного навчання для виявлення аномалій у розподілених мікромережах, що дозволяють підвищити стійкість глобальної моделі до атак отруєння, локального концептуального дрейфу та ненадійної поведінки окремих вузлів. Об’єкт дослідження: кібербезпека та кіберстійкость розподілених енергетичних мікромереж як кіберфізичних систем в умовах динамічних кіберзагроз. Предмет дослідження: методи, моделі та алгоритми довірчо-орієнтованого федеративного навчання для кіберзахисту мікромереж, які забезпечують: виявлення аномалій у даних DER, оцінювання надійності вузлів, стійкість процесу навчання до атак типу отруєння даних/моделей та до дрейфу даних (дрейф датчика/функції), а також адаптивне управління внеском вузлів у глобальну модель. У дисертаційному дослідженні отримані такі наукові результати: - вперше розроблено узагальнений метод довірчо-орієнтованого федеративного навчання для мікромереж, який поєднує локальне виявлення аномалій, багатофакторне оцінювання поведінкової надійності вузлів, байєсівське оновлення довіри та довірчо-зважену агрегацію параметрів моделей; - удосконалено механізм федеративної агрегації для розподілених енергетичних систем шляхом введення зважування з урахуванням довіри, що дозволяє адаптивно зменшувати вплив ненадійних, атакованих або дрифт клієнтів без повного виключення їх із процесу колективного навчання; - удосконалено модель адаптивного оцінювання довіри до вузлів у федеративному середовищі за рахунок використання багатофакторного поведінкових доказів, яке враховує геометрію оновлень, їх вплив на глобальну якість, локальну аномальність, стабільність участі та фізичну правдоподібність поведінки вузла; - дістало подальший розвиток застосування LSTM-орієнтованих моделей виявлення аномалій у часових рядах енергетичних параметрів як складової узагальненого федеративного методу кіберзахисту мікромереж. Практичне значення одержаних результатів полягає в тому, що розроблений метод може бути використаний при створенні захищених систем моніторингу та виявлення аномалій у мікромережах, розподілених енергетичних системах, smart grid-платформах та інших кіберфізичних середовищах, де необхідно поєднати локальність даних, колективне навчання, стійкість до ненадійних вузлів і здатність своєчасно виявляти небезпечні відхилення. Запропоновані моделі та методи можуть бути використані також у навчальному процесі, при підготовці фахівців зі спеціальності 125 «Кібербезпека», а також у подальших наукових дослідженнях у сфері федеративного навчання, довірчо-орієнтованих систем, захисту критичної інфраструктури та безпеки кіберфізичних систем. Результати дисертаційного дослідження використано під час опрацювання технічних рішень у межах робіт, що виконувалися в НН ФТІ КПІ ім. Ігоря Сікорського у 2024–2025 роках відповідно до умов договору № 47/2024 від 07.06.2024 та були пов’язані з дослідженням структури інформаційно-комунікаційної системи КПІ ім. Ігоря Сікорського і розробленням рішень щодо впровадження комплексної системи захисту інформації в підсистемі ІКС, яка забезпечує функціонування вебпорталу університету. Це підтверджується довідкою, наведеною в додатку Б. Наукові положення та методичні напрацювання, отримані в дисертації, були використані при формуванні архітектури розподіленої системи виявлення аномалій і протидії кіберзагрозам. Зокрема, використано довірчо-орієнтовану модель федеративної агрегації, що включає механізми оцінювання довіри вузлів, байєсівське оновлення довіри, марковські переходи станів довіри та довіро-зважену агрегацію локальних оновлень. Застосування зазначених результатів дало змогу сформувати пропозиції щодо підвищення відмовостійкості вузлів ІКС та оптимізації складу додаткових засобів захисту, що підтверджує наукову і практичну цінність одержаних результатів. Основні результати дисертаційної роботи відображено у фахових публікаціях автора та апробовано на наукових конференціях.Документ Відкритий доступ Формування структури і властивостей сплавів системи SiC– (Ti0.2Zr0.2Hf0.2Nb0.2Ta0.2)B2(КПІ ім. Ігоря Сікорського, 2026) Дуань Маньтан; Богомол, Юрій ІвановичДуань Маньтан Формування структури і властивостей сплавів системи SiC– (Ti0.2Zr0.2Hf0.2Nb0.2Ta0.2)B2 − Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 132 «Матеріалознавство». – Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Київ, 2026. Дисертаційна робота присвячена дослідженню композиційних матеріалів системи SiC–(Ti0.2Zr0.2Hf0.2Nb0.2Ta0.2)B2(SiC-HEB), у якій карбід кремнію розглядається як високотемпературна керамічна матриця, а високоентропійний диборид перехідних металів – як перспективна зміцнювальна фаза. Актуальність роботи зумовлена необхідністю створення нових керамічних матеріалів, здатних працювати в умовах високих температур, інтенсивного зношування, термічних навантажень та окиснювального середовища. Карбід кремнію має високу твердість, низьку густину, добру термостійкість і хімічну стабільність, однак його практичне застосування обмежується складністю спікання, недостатньою тріщиностійкістю та чутливістю до мікроструктурних дефектів. У зв’язку з цим введення другої тугоплавкої фази є одним із перспективних шляхів підвищення механічних і високотемпературних властивостей SiC-кераміки. У роботі поєднано методи першопринципних розрахунків і експериментального синтезу для встановлення закономірностей формування фазового складу, структури та властивостей матеріалів системи SiC–HEB. Дослідження включало розрахунок структурної стабільності, термодинамічних характеристик, електронної структури та механічних властивостей високоентропійного дибориду, визначення евтектичного складу системи SiC–HEB, одержання матеріалів методами дугового плавлення, безтигельного зонного плавлення зі спрямованою кристалізацією та швидкісного гарячого пресування, а також аналіз фазового складу, мікроструктури, механічних властивостей і окиснювальної стійкості. На першому етапі на основі теорії функціоналу густини виконано прогнозування властивостей однофазного твердого розчину (Ti0.2Zr0.2Hf0.2Nb0.2Ta0.2)B2. Для опису хімічного безладу на металевій підґратці використано підхід спеціальних квазівипадкових структур, що дає змогу наблизити локальне атомне оточення до випадкового розподілу елементів у багатокомпонентному твердому розчині. Розрахунки показали, що досліджуваний високоентропійний диборид є структурно стабільним і зберігає кристалічну будову типу AlB₂. Формування багатокомпонентного твердого розчину супроводжується локальними спотвореннями кристалічної ґратки, що пов’язано з різницею атомних радіусів і хімічної природи Ti, Zr, Hf, Nb і Ta. Розраховані пружні характеристики свідчать про високу жорсткість і механічну стабільність високоентропійного дибориду. Теоретична твердість за Віккерсом становить близько 32 ГПа, а розрахована тріщиностійкість – приблизно 3,57 МПа∙м1/2. Таке поєднання властивостей свідчить про можливість використання HEB як ефективної зміцнювальної фази у складі SiC-кераміки. Аналіз термодинамічної поведінки показав, що конфігураційна ентропія сприяє стабілізації багатокомпонентного твердого розчину при високих температурах. Встановлено, що за температури 2000 K енергетичний внесок електронної ентропії у повну вільну енергію становить близько 3,49 %, що підтверджує необхідність урахування електронної складової при оцінці високотемпературної стабільності тугоплавких високоентропійних боридів. Аналіз електронної структури та хімічного зв’язку показав, що між атомами перехідних металів і бору формується змішаний тип зв’язку з помітною ковалентною складовою. Напрямлена взаємодія між d-електронами перехідних металів і pелектронами бору є важливим чинником, що визначає високу твердість і жорсткість HEB. Показано, що елемент Nb сприяє посиленню напрямленої гібридизації зв’язку Me–B та загальної міцності міжатомного зв’язку. Це дозволяє краще пояснити природу високих механічних характеристик досліджуваного високоентропійного дибориду. Паралельно виконано теоретичну оцінку механічних властивостей карбіду кремнію як основної фази композиційного матеріалу. Встановлено, що SiC характеризується теоретичною твердістю за Віккерсом приблизно 31–33 ГПа та тріщиностійкістю близько 3,04 МПа∙м1/2. Порівняння властивостей SiC і HEB показало, що обидві фази мають високий рівень твердості, але відрізняються характером міжатомного зв’язку, кристалічною будовою та роллю у формуванні композитної мікроструктури. Додатково проведено першопринципні розрахунки для інтерфейсу SiC/HEB. Показано, що інтерфейс типу КМГ((К – C-термінована поверхня SiC; М – M-термінована поверхня HEB; Г – гексагональна конфігурація)) має найбільшу роботу адгезії Wad і є найбільш стабільною конфігурацією серед розглянутих моделей, що свідчить про можливість формування міцного міжфазного зв’язку між SiC і HEB. Експериментальне визначення евтектичного складу системи SiC–HEB виконано методом дугового плавлення. Було одержано композити різного складу та досліджено характер формування їх мікроструктури. Встановлено, що за складу 60SiC–40HEB, мол.%, формується протяжна, однорідна та дрібнодисперсна евтектична мікроструктура. Саме цей склад був визначений як близький до евтектичного і використаний для подальших досліджень методами спрямованої кристалізації та швидкісного гарячого пресування. Методом безтигельного зонного плавлення зі спрямованою кристалізацією отримано матеріали евтектичного складу SiC–HEB. Їх мікроструктура складається переважно з двох фаз – SiC та HEB – і має ламелярну будову. Включення високоентропійної боридної фази рівномірно розподілені по об’єму кристалу. За результатами мікроструктурного аналізу встановлено наявність виражених текстурних ознак, що пов’язано з напрямленим характером росту під час кристалізації. Показано, що збільшення швидкості кристалізації від 1 мм/хв до 3 мм/хв призводить до зменшення характерних розмірів другої фази та міжламелярної відстані. Така закономірність узгоджується з уявленнями про ріст евтектичних структур, згідно з якими підвищення швидкості росту сприяє подрібненню мікроструктури. Механічні випробування спрямовано закристалізованих матеріалів показали, що твердість за Віккерсом зростає зі структурним подрібненням і становить 22–25 ГПа. Тріщиностійкість KIC дорівнює 3,7±0,2 МПа∙м1/2. Підвищення тріщиностійкості пов’язане з дією кількох механізмів, зокрема відхиленням тріщин на міжфазних межах, розгалуженням тріщин, мостикуванням тріщин окремими структурними елементами та транскристалічним характером руйнування. Наявність двофазної ламелярної структури сприяє ускладненню траєкторії поширення тріщини, що забезпечує додаткове поглинання енергії руйнування. Крім того, методом швидкісного гарячого пресування виготовлено кераміку евтектичного складу SiC–HEB та досліджено вплив температури спікання в діапазоні 1800–2300 °C на фазовий склад, мікроструктуру та механічні властивості. Показано, що за температур спікання вище 1800 °C формується однорідна високоентропійна боридна фаза, яка виконує роль зміцнювальної складової. Матеріал після спікання переважно складається з двох фаз SiC та HEB. З підвищенням температури спікання відбувається збільшення розмірів фазових складових, а за температур вище 2100 °C спостерігається виражене огрубіння мікроструктури. Це може бути пов’язано з інтенсифікацією дифузійних процесів і ростом зерен при високих температурах. Механічні випробування спечених зразків показали загальну тенденцію до зниження твердості зі зростанням температури спікання. Максимальна твердість 23,75 ГПа досягається для зразків, спечених за температури 1800 °C. Тріщиностійкість змінюється немонотонно: спочатку вона зростає, а потім зменшується. Максимальне значення KIC, що становить 5,01 МПа∙м1/2, спостерігається для зразків, спечених за 1900 °C. Міцність на згин також має максимум для зразків, спечених за температури 1900 °C, і становить 670 МПа. Це свідчить про те, що саме при 1900 °C формується найбільш сприятливе співвідношення між щільністю, мікроструктурним станом, міжфазною взаємодією та механізмами гальмування тріщин. За даними синхронного термічного аналізу, що включає термогравіметричні та диференціально-сканувальні дослідження, встановлено, що формування високоентропійного бориду у складі композиту підвищує температуру початку окиснення з 586 °C до 650 °C. Крім того, швидкість приросту маси для спеченого зразка є нижчою, ніж для механічної суміші порошків. Це підтверджує покращення окиснювальної стійкості матеріалу після формування стабільної двофазної структури SiC–HEB. Отримані результати свідчать, що високоентропійна боридна фаза позитивно впливає не лише на механічні властивості, але й на високотемпературну хімічну стабільність композиту. Таким чином, у дисертаційній роботі реалізовано повний цикл дослідження системи SiC–HEB – від першопринципних розрахунків і визначення евтектичного складу до одержання матеріалів методами спрямованої кристалізації та швидкісного гарячого пресування. Встановлено основні закономірності формування фазового складу, мікроструктури та властивостей матеріалів системи SiC– (Ti0.2Zr0.2Hf0.2Nb0.2Ta0.2)B2. Показано, що поєднання карбіду кремнію з високоентропійним диборидом дає змогу отримати двофазні керамічні матеріали з високою твердістю, підвищеною тріщиностійкістю, значною міцністю на згин та покращеною окиснювальною стійкістю. Отримані результати можуть бути використані для подальшого проєктування високотемпературних конструкційних, зносостійких і керамоматричних матеріалів на основі карбіду кремнію та високоентропійних боридів.