Програмне забезпечення для моделювання поширення епідемій у віртуальній реальності з використанням тривимірних клітинних автоматів
Вантажиться...
Дата
2026
Автори
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
КПІ ім. Ігоря Сікорського
Анотація
Магістерська дисертація за темою «Програмне забезпечення для моделювання поширення епідемій у віртуальній реальності з використанням тривимірних клітинних автоматів» виконана студентом кафедри інженерії програмного забезпечення в енергетиці НН ІАТЕ Шалаком Данило Володимировичем зі спеціальності 121 «Інженерія програмного забезпечення» за освітньо-професійною програмою «Інженерія програмного забезпечення інтелектуальних кібер-фізичних систем в енергетиці» і складається зі: вступу; 5 розділів («Теоретичні основи моделювання динаміки об’єктів віртуальної реальності», «Створення математичних моделей та алгоритмів», «Програмна реалізація та інтеграція», «Експериментальні дослідження та аналіз результатів», «Перспективи розвитку та практичне застосування»), висновків до кожного з цих розділів; загальних висновків; списку використаних джерел, який налічує 25 джерел; 25 ілюстрацій; 3 додатки. Загальний обсяг роботи 127 сторінок.
Актуальність теми. Сучасні виклики біобезпеки вимагають переходу від абстрактних математичних моделей до імітаційних систем, що здатні враховувати архітектурну складність та тривимірну конфігурацію реальних об’єктів. Використання гібридного підходу на основі 3D клітинних автоматів та VR-технологій дозволяє проводити предиктивний аналіз поширення інфекцій, мінімізуючи похибки, характерні для традиційних статичних симуляцій.
Мета роботи і завдання дослідження. Метою роботи є розробка програмного комплексу для імітаційного моделювання та візуалізації поширення епідемій, що використовує тривимірні клітинні автомати.
Для досягнення мети визначені наступні задачі:
Проаналізувати існуючі методи моделювання та виявити їхні обмеження.
Обґрунтувати гібридну модель на базі 3D-клітинних автоматів та агентного підходу.
Реалізувати підтримку епідеміологічних стратегій з гнучким налаштуванням параметрів.
Розробити програмний комплекс для моделювання поширення епідемій.
Дослідити вплив щільності населення, геометрії простору та біологічних характеристик вірусу на динаміку епідемії.
Об’єкт дослідження – процес просторово-часової динаміки поширення інфекційних захворювань у тривимірних середовищах зі складною геометрією.
Предмет дослідження – моделі, алгоритми та програмні засоби гібридного моделювання для аналізу епідеміологічних ризиків у віртуальному середовищі.
Наукова новизна одержаних результатів полягає у розробці методу моделювання епідемій, який вперше поєднує математичний апарат тривимірних клітинних автоматів із технологіями віртуальної реальності для дослідження поширення інфекцій.
Практичне значення одержаних результатів полягає у можливості проведення швидких імітаційних експериментів для верифікації епідеміологічних сценаріїв у контрольованому цифровому середовищі.
Опис
Ключові слова
тривимірні клітинні автомати, віртуальна реальність, моделювання поширення епідемій, моделі поширення епідемій, математичне моделювання, комп’ютерна симуляція, 3D cellular automata, virtual reality, epidemic spread modeling, epidemic spread models, mathematical modeling, computer simulation
Бібліографічний опис
Шалак, Д. В. Програмне забезпечення для моделювання поширення епідемій у віртуальній реальності з використанням тривимірних клітинних автоматів : магістерська дис. : 121 Інженерія програмного забезпечення / Шалак Данило Володимирович. – Київ, 2026. – 127 c.