Комп'ютерна система аналізу стану споруд цивільного захисту
Вантажиться...
Дата
2025
Автори
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
КПІ ім. Ігоря Сікорського
Анотація
Актуальність теми В умовах воєнного часу в Україні забезпечення належного технічного стану споруд цивільного захисту набуває критичного значення. Халатність у даному питанні створює велику загрозу життю і здоров’ю людей. На момент написання цієї роботи відбуваються регулярні масовані атаки на енергетичну і цивільну інфраструктуру України. Це викликає загрозу руйнуванню цих об’єктів і призводить до стрімкого збільшення кількості укриттів і захисних споруд, що потребують постійного моніторингу. Маємо доказаний факт, що доволі часто перевірки споруд цивільного захисту в Україні виявляють численні порушення у вигляді аварійності таких споруд. Ця проблема частково спричинена малою ефективністю класичного ручного контролю. Щоб це виправити слід звернути увагу на автоматизований моніторинг, що здатен більш оперативно виявляти небезпечні зміни в конструкціях будівельних споруд. Проте, ми можемо зіштовхнутися з проблемою обробки великих об’ємів даних, що будуть зроблені цим автоматизованим моніторингом. А цю проблему можуть вирішити інтелектуальні підходи до оцінки ризиків на базі штучного інтелекту, що крім вирішення проблеми обробки великих обсягів даних, також здатні прогнозувати стан будівельних конструкцій в найближчому і далекому майбутньому виходячи з цих данних. Навіть зараз інструменти що задіюють штучний інтелект називають асистентом для досвідчених інженерів. Це відбувається через вміння цих інструментів забезпечити швидку оцінку параметрів стану об’єктів. Але це тільки початок розвитку цієї індустрії. Отже, розвиток таких інтелектуальних систем аналізу є актуальним і своєчасним. Мета дослідження Метою даної роботи є розробка та впровадження удосконаленого підходу до аналізу стану захисних споруд. Робота буде базуватися на розробленій комп’ютерній системі аналізу стану будівель цивільного захисту, але буде доповнена блоком інтелектуального аналізу. Цей блок буде займатися прогнозуванням технічного стану споруд цивільного захисту та працювати над виявленням і попередженням потенційних ризиків в будівельних конструкціях. Дана інтеграція передбачає розробку інструмента підтримки прийняття рішень для інженерів задля підвищення швидкодії оцінювання і точності цієї оцінки. Об’єктом дослідження є методи штучного інтелекту і спосіб їх впровадження в існуючу систему. Предмет дослідження в роботі є інтелектуальні методи аналізу даних у системах моніторингу стану будівельних конструкцій для укриттів цивільного населення. Наукова новизна полягає в наступному Запропоновано ідею поєднання у тісній інтеграції алгоритмів машинного навчання з вже розробленою раніше наявною системою моніторингу стану споруд що розроблена на базі веб-фреймворку Django, СУБД PostgreSQL та інтеграції з Telegram-ботом для інтелектуального опрацювання даних про технічний стан об’єктів, що раніше досліджувалися в системі.
Розроблено модель оцінки технічного стану захисних споруд, що опирається на аналіз історичних даних експлуатації будівельних конструкцій. Модель дозволяє прогнозувати тенденції зміни стану будівельних конструкцій та виявляти аномальні відхилення. Реалізовано алгоритм раннього попередження про досягнення об’єктом аварійного стану. Практична цінність даної роботи являє собою створення програмного продукту, що дозволяє аналіз наданих даних про стан споруд цивільного захисту і передбачення погіршення стану будівельних конструкцій до критичного стану. Можливість інтегрувати цей інструмент в існуючі системи моніторингу стану споруд цивільного захисту. Данна розробка вже інтегрована з однією з таких систем, що підвищило точність і надійність оцінювання стану конструкцій для цієї системи і скоротило час реагування служб, що користуються цією системою.
Апробація результатів Проміжні висновки і результати даної роботи обговорювалися і були прийняті до відома на наступних конференціях:
1. IX Всеукраїнська студентська наукова конференція «ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ТА ТЕОРЕТИЧНІ ДОСЛІДЖЕННЯ В КОНТЕКСТІ СУЧАСНОЇ НАУКИ»
2. XVІІІ науково-практична конференція магістрантів та аспірантів ПМК 2025 факультет прикладної математики
Публікації
1. Устименко І. В., Принципи побудови серверної частини для обробки звітів з клієнтських застосунків// IX Всеукраїнська студентська наукова конференція «ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ТА ТЕОРЕТИЧНІ ДОСЛІДЖЕННЯ В КОНТЕКСТІ СУЧАСНОЇ НАУКИ». – 2025. – С. 94–96.
2. Устименко І. В., Побудова масштабної та відмовостійкої серверної частини системи збору звітів// XVІІІ науково-практична конференція магістрантів та аспірантів ПМК 2025 факультет прикладної математики - 2025
Структура та обсяг роботи мають підпадати під чітко зазначенні вимоги наукових робіт. Ця дисертація має структуру, обсяг і відповідає іншим вимогам, що ставляться до наукових робіт. Ця магістерська дисертація складається з вступу, чотирьох розділів і загальних висновків по роботі. У вступі доказана актуальність обраної теми, визначено об’єкт дослідження і сутність, що має бути поліпшена в роботі. Було сформульовано мету дослідження. В подробицях було розкрито наукову новизну і практичну цінність, що принесе поліпшення розробленого програмного продукту. У першому розділі був зроблений огляд існуючих розроблених сучасних систем моніторингу технічного стану споруд цивільного призначення. За допомогою цього огляду було поділено на групи всі існуючі системи. Було приділено увагу всім існуючим методам оцінювання стану споруд цивільного захисту задля кращого розуміння проблематики тієї сфери, для якої розробляється програмне рішення. Проаналізовано всі сучасні тенденції по застосуванню штучного інтелекту в аналізі споруд цивільного захисту. Були проаналізовані проблеми, що викликаються застосуванням цих систем і шляхи вирішення цих проблем. Також приділена увага геоінформаційним системам як складовій частині існуючих систем аналізу споруд цивільного захисту. У другому розділі розібрана архітектура комп’ютерних систем аналізу данних. Була визначена роль машинного навчання в системі. Були проаналізовані алгоритми регресії і класифікації, що можуть бути використані в технічному моніторингу. У третьому розділі була розібрана архітектура існуючої системи аналізу споруд цивільного захисту і було дослідження можливості інтеграції аналітичного модуля в цю систему. Було описано алгоритм, що використовується для оцінювання стану споруд і був наданий загальний опис аналітичного модуля. У четвертому розділі було проведено тестування розробленої системи. Також були надані рекомендації щодо подальшого покращення. У висновку було проаналізовано на скільки виконана робота відповідає тим вимогам, які перед нею поставлені. Також наданні кінцеві результати роботи. Магістерська робота викладена на 95 сторінках, містить 4 розділи, 1 рисунок, 7 таблиць та список із використаних джерел.
Опис
Ключові слова
система аналізу, споруди цивільного захисту, машинне навчання, моніторинг, Django, Telegram Bot, PostgreSQL, інтелектуальні системи, analysis system, civil defense protective structures, machine learning, intelligent systems
Бібліографічний опис
Устименко, І. В. Комп'ютерна система аналізу стану споруд цивільного захисту : магістерська дис. : 123 Комп’ютерна інженерія / Устименко Ілля Віталійович. – Київ, 2025. - 95 с.