EIRNUZP – Електронний інституційний репозитарій Національного університету «Запорізька політехніка»
Інституційний репозитарій Національного університету «Запорізька політехніка» – це електронний архів, що накопичує, систематизує, зберігає та забезпечує довготривалий відкритий доступ до електронних публікацій та електронних версій документів наукового та навчально-методичного призначення, авторами яких є співробітники, аспіранти, докторанти та студенти Національного університету «Запорізька політехніка».
Communities in DSpace
Select a community to browse its collections.
Recent Submissions
Ефективне обчислення цілочисельного ДКП-ІІ для стиснення зображень
(Національний університет "Запорізька політехніка", 2019) Процько, І. О.; Кузьмінський, Р. Д.; Теслюк, В. М.; Prots’ko, I. O.; Kuzminskij, R. D.; Teslyuk, V. M.
UK: Актуальність. Забезпечення результативності та багатофункціональності сучасних засобів оброблення візуальної інформації вимагає розробки різноманітних методів ефективного виконання дискретних косинусних перетворнь. Відповідно вимог сучасних відео стандартів, забезпечення високої чіткості стисненої візуальної інформації досягається на основі адаптивно блочно-розмірних перетворень, що потребує ефективних обчислювальних схем виконання дискретних косинусних перетворень змінних обсягів.
Мета роботи – створення узагальненої структурної схеми ефективного обчислення цілочисельного дискретного косинусного перетворення на основі циклічних згорток обсягів рівних цілій степені двійки, що забезпечує низьку обчислювальну складність і можливість застосування в системах стиснення візуальної інформації на основі адаптивно блочно-розмірних перетворень.
Метод. Запропоновано використання твірних масивів для ефективного синтезу алгоритмів та структурних схем обчислення цілочисельного дискретного косинусного перетворення на основі циклічних згорток.
Результати. Підсумком дослідження є розроблення узагальненої структурної схеми виконання цілочисельного дискретного косинусного перетворення обсягів рівних цілій степені двійки для систем стиснення візуальної інформації на основі адаптивно блочно-розмірних перетворень.
Висновки. У проведеному дослідженні застосовано підхід приведення базису цілочисельного дискретного косинусного перетворення до набору циклічних зліва підматриць, що дозволяє обчислювати перетворення на основі циклічних згорток. Основна ідея застосування належного математичного апарату полягає у використанні твірних масивів, що містять стислий опис блочно-циклічної структури базису перетворення. На основі одержаного набору циклічних підматриць ядра перетворення розроблено узагальненну структурну схему ефективного виконання цілочисельного дискретного косинусного перетворення коротких обсягів рівних цілій степені двійки. Обчислення відповідного набору циклічних згорток та об’єднання їх результатів за структурною схемою забезпечує виконання адаптивно блочно-розмірних перетворень для систем стиснення візуальної інформації.
EN: Actuality. Ensuring the efficiency and versatility of modern media for processing visual information requires the development of various methods for the effective implementation of the discrete cosine transform. In accordance with the requirements of modern video standards, providing high-definition compressed visual information is achieved on the basis of adaptively block-dimensional transforms, which requires efficient computational schemes for the implementation of discrete cosine transform of variable dimensions.
The purpose of the work is to create a generalized structural scheme for the efficient computation of an integer discrete cosine transform on the basis of cyclic convolutions of dimensions equal to the integer power of two, which provides low computational complexity and the possibility of using visual information compression systems on the basis of adaptively block-dimensional transforms.
Method. The use of hashing arrays for efficient synthesis of algorithms and structure schemes for computing an integer discrete cosine transform on the basis of cyclic convolutions is proposed.
Results. The result of the study is the development of a generalized structural scheme for the implementation of an integer discrete cosine transform of dimensions equal to the integer power of the two for the compression of visual information on the basis of adaptively block-dimensional transforms.
Conclusions. In the study, we apply the approach of bringing the basis of an integral discrete cosine transform to a set of left cyclic submatrices, which allows us to calculate transforms based on cyclic convolutions. The basic idea of using an appropriate mathematical apparatus is to use hashing arrays containing a brief description of the block-cyclic structure of the transform basis. On the basis of the received set of cyclic submatrices of the transform core, a generalized structural scheme for the effective implementation of an integer discrete cosine transform of small dimensions equal to an integer power of the two is developed. The computation of the corresponding set of cyclic convolutions and the combining of their results by the structural scheme ensures the implementation of adaptively block-dimensional transforms for compression of visual information.
Revealing of regularity, processing and prediction of sulfide inclusions distribution in carbon steel that is hardened in a chill mold
(Національний університет «Запорізька політехніка», 2018) Selivyorstova, T.V.; Mikhalyov, A.I.; Selivyorstov, V.Yu.; Селівьорстова, Т.В.; Михальов, О.І.; Селівьорстов, В.Ю.; Селиверстова, Т.В.; Михалев, А.И.; Селиверстов, В.Ю.
EN: Purpose. To develop a mathematical model that describes the dependence of the size and amount of sulfide inclusions for various zones of the cross-section of a casting on the parameters of the gas-dynamic effect.
Research methods. A computer program, ASImprints, has been developed for processing digital images of sulfur imprints. Digital images of sulfur imprints of 35Л steel casting templates obtained by traditional die-casting technology and under various gas-dynamic modes were processed. A mathematical description of the nature of sulfide inclusions distribution along the casting template as a power function is proposed.
Results. A model of the sulfide inclusions distribution in a cross section of a cylindrical cast of carbon steel with 240 mm diameter, that solidifies in an uncooled chill mold under various gas-dynamic modes, was obtained.
Scientific novelty. Analytical dependences are obtained that allow interpolating parameters values of the power distribution and, thus, make a prediction of the sulfide inclusions distribution in selected areas of the cross section of this cast that solidifies in an uncooled mold under a given gas-dynamic effect mode.
Practical value. The suggested model makes it possible to interpolate the parameters values of a power distribution for predicting sulfide inclusions distribution in a cross section of a given cylindrical cast that solidifies in an uncooled chill mold, for a given mode of gas dynamic effect. The correlation analysis of the probability density function of the power distribution obtained for each of the considered fragments of selected casting section areas showed the statistical homogeneity of the fragments belonging to one zone and the possibility of conducting a quantitative analysis of the digital image of a sulfur imprint.
UK: Мета роботи. Обробка серії цифрових зображень сірчаних відбитків темплетів виливків зі сталі 35Л, що заливаються в неохолоджуваний кокіль, отримання на її основі аналітичних залежностей розмірів і кількості сульфідних включень для різних зон перетину виливка і параметрів газодинамічного впливу.
Методи дослідження. Розроблено комп’ютерну програму «ASImprints», яка призначена для обробки цифрових зображень сірчаних відбитків. Проведено обробку цифрових зображень сірчаних відбитків темплетів виливків зі сталі 35Л, отриманих за традиційною технологією лиття в кокіль, і при різних режимах газодинамічного впливу. Запропоновано математичний опис характеру розподілу сульфідних включень уздовж темплету виливку у вигляді ступеневої функції.
Отримані результати. Модель розподілу сульфідних включень в поперечному перерізі циліндричної виливки діаметром 240 мм, що твердіє в неохолоджуваному кокілі при різних режимах газодинамічного впливу.
Наукова новизна. Отримано аналітичні залежності, що дозволяють інтерполювати значення параметрів ступеневого розподілу і тим самим скласти прогноз розподілу сульфідних включень в обраних зонах поперечного перерізу цієї циліндричної виливки, що твердіє в неохолоджуваному кокілі, при заданому режимі газодинамічного впливу.
Практична цінність. Запропонована модель дає змогу інтерполювати значення параметрів ступеневого розподілу для складання прогнозу розподілу сульфідних включень в поперечному перерізі даної циліндричної виливки, що твердіє в неохолоджуваному кокілі, при заданому режимі газодинамічного впливу. Проведений кореляційний аналіз функції щільності ймовірності ступеневого розподілу, отриманої для кожного з розглянутих фрагментів вибраних зон перетину виливка, показав статистичну однорідність фрагментів, що належать одній зоні, і можливість проведення кількісного аналізу зони цифрового зображення сірчаного відбитка по його фрагменту.
RU: Цель работы. Обработка серии цифровых изображений серных отпечатков темплетов отливок из стали 35Л, заливаемых в неохлаждаемый кокиль, получение на ее основе аналитических зависимостей размеров и количества сульфидных включений для различных зон сечения отливки и параметров газодинамического воздействия.
Методы исследования. Разработана компьютерная программа «ASImprints», предназначенная для обработки цифровых изображений серных отпечатков. Проведена обработка цифровых изображений серных отпечатков темплетов отливок из стали 35Л, полученных по традиционной технологии литья в кокиль и при различных режимах газодинамического воздействия. Предложено математическое описание характера распределения сульфидных включений вдоль темплета отливки в виде степенной функции.
Полученные результаты. Модель распределения сульфидных включений в поперечном сечении цилиндрической отливки диаметром 240 мм, затвердевающей в нехлаждаемом кокиле, при различных режимах газодинамического воздействия.
Научна новизна. Получены аналитические зависимости, позволяющие интерполировать значения параметров степенного распределения и, тем самым, составить прогноз распределения сульфидных включений в выбранных зонах поперечного сечения данной цилиндрической отливки, затвердевающей в нехлаждаемом кокиле, при заданном режиме газодинамического воздействия.
Практическая ценность. Предложенная модель позволяет интерполировать значения параметров степенного распределения для составления прогноза распределения сульфидных включений в поперечном сечении данной цилиндрической отливки, затвердевающей в нехлаждаемом кокиле, при заданном режиме газодинамического воздействия. Проведенный корреляционный анализ функции плотности вероятности степенного распределения, полученной для каждого из рассматриваемых фрагментов выбранных зон сечения отливки, показал статистическую однородность фрагментов, принадлежащих одной зоне и возможность проведения количественного анализа зоны цифрового изображения серного отпечатка по ее фрагменту.
Approaches going to determination periods of the human factor of navigators during supernumerary situations
(Національний університет "Запорізька політехніка", 2019) Nosov, P. S.; Ben, A. P.; Safonova, A. F.; Palamarchuk, I. V.; Носов П. С.; Бень, А. П.; Сафонова, А. Ф.; Паламарчук, І. В.
EN: Context. The problem of identifying the manifestation of the human factor in the context of utility in maritime transport during emergency situations is considered. The aim of the study is to increase safety in maritime transport by identifying positive and negative human factors, as well as analyzing the behavioral reactions affecting the vessel’s passage parameters.
Objective. The aim of the work is to determine the approaches and the construction of software tools to identify periods of manifestation of the human factor of the navigators during abnormal situations.
Method. The study identified the types of manifestations of the human factor in the form of intuitive (illogical) behavior of the navigator. The dependence of intuitive behavior, as a reaction, on exceeding the detection threshold of perception of service information, is given. It was determined that the distribution of information load among members of the navigation watch will significantly reduce the detection threshold of the navigator at the time of making management decisions.
It was established that the detection step is to determine the balance of information effects on the navigator and his individual polar reactions. The cycle of updating the navigator model is determined by analyzing his individual behavior model of previous intellectual activity. A formal description of the space of alternatives and reactions of the navigator in the form of polar groups at the moment of vessel management is proposed. Software has been developed that allows the analysis of the vessel’s passage trajectory for collision detection and the identification of periods of occurrence of the detection threshold of the navigator.
Analysis of the trajectories made it possible to conclude that before the collision the navigator was in active/passive polar states of action, which directly proportional to the speed of the vessel, which confirms the main hypothesis of the study. As a mathematical tool for solving the problem of classifying individual reactions of the navigator, the factor analysis and a training sample are offered – more than nine typical situations, which make it possible to adequately determine polar reactions according to the principle of utility.
Results. In order to confirm the adequacy of the proposed formal-logical approaches, an experiment was conducted using the Trainer Professional 5000 navigation simulator (NTPRO 5000). The results of the experiment, as well as the developed software, made it possible to identify the time periods of the negative human factor manifestation of the navigator caused by the information overload and to determine its individual stimulus factors. At the same time, the moment of occurrence of an extraordinary situation was determined by analyzing the passage trajectory of the vessel by means of processing log files by passing the Bosporus strait location.
In addition, an algorithm was developed for the formation of the navigator’s model and its updating on the basis of individual periods of the negative manifestation of the human factor. The features of the occurrence of informational imbalance between members of the navigation watch in the event of an emergency situation and features of its identification during the passage of the vessel are considered. The obtained results will allow at a qualitatively new level to approach the analysis of the problem of the influence of human factor on the adequate managerial decisions of the navigator.
Conclusions. The proposed formal approaches and the developed software will allow identifying the transition from the controlled adequate state of the navigator to the uncontrolled state with intuitive reactions. The scientific novelty consists in the fact that the developed algorithm of forming a navigator model in a discrete time, which allows to identify its polar reactions during extraordinary situations. The practical significance lies in the fact that the results of the experiment allowed identifying the time periods of the manifestation of the negative human factor of the navigator, caused by the information overload and identifying its individual factors-incentives. Prospects for further research may be the development of software in the form of an expert system defining deviations from a given course during the sea passage, as well as inadequate reactions in the performance of classical maneuvers in case of divergence of ships in constrained areas.
UK: Актуальність. Розглядається проблема ідентифікації проявів людського фактору у контексті корисності на морському транспорті під час позаштатних ситуацій. Метою дослідження є підвищення безпеки на морському транспорті засобами ідентифікації позитивного і негативного людського фактора, а також аналізу поведінкових реакцій що впливають на параметри переходу судна.
Мета. Метою роботи є визначення підходів і побудови програмних засобів, для ідентифікації періодів прояву людського фактора судноводіїв під час позаштатних ситуацій.
Метод. В рамках дослідження визначені види прояву людського фактора у формі інтуїтивної (нелогічної) поведінки судноводія. Наводиться залежність інтуїтивної поведінки, як реакції, що залежить від перевищення інформаційного порогу сприйняття службової інформації. Визначено, що розподіл інформаційного навантаження між членами вахтової служби істотно знизить інформаційний поріг судноводія в момент прийняття управлінських рішень. Встановлено, що етапом ідентифікації є визначення балансу інформаційних впливів на судноводія і його індивідуальних полярних реакцій. Визначено цикл поновлення моделі судноводія за допомогою аналізу його індивідуальної моделі поведінки попередньої інтелектуальної діяльності. Запропоновано формальний опис простору альтернатив і реакцій судноводія у вигляді полярних груп в момент управління судном. Розроблено програмне забезпечення, що дозволяє виконувати аналіз траєкторії управління судном на предмет виявлення зіткнень і ідентифікувати періоди виникнення інформаційного порогу судноводія. Аналіз траєкторій, дозволив зробити висновок, що судноводій перед зіткненням знаходився в полярних на предмет активності станах активний / пасивний, що прямо-пропорційно відбивалося на швидкості ходу судна, що підтверджує основну гіпотезу дослідження. У якості математичного апарату для розв’язання задачі класифікації індивідуальних реакцій судноводія запропоновано факторний аналіз і навчальна вибірка – більш ніж дев’ять типових ситуацій, що дозволяє адекватно визначати полярні реакції за принципом корисності.
Результати. З метою підтвердження адекватності запропонованих формально-логічних підходів був проведений експеримент із застосуванням навігаційного тренажера Trainer Professional 5000 (NTPRO 5000). Результати експерименту, а також розроблене програмне забезпечення дозволили ідентифікувати тимчасові періоди прояву негативного людського фактора судноводія, викликані інформаційним перевантаженням і визначити його індивідуальні фактори-стимули. При цьому, момент виникнення позаштатної ситуації визначався шляхом аналізу траєкторії управління судном засобами обробки log-файлів серверу по проходженню локації «Босфор».
Крім того, був розроблений алгоритм формування моделі судноводія і її поновлення на основі індивідуальних періодів негативного прояву людського фактора. Розглянуто особливості виникнення інформаційного дисбалансу між членами вахтової служби при виникненні позаштатної ситуації і особливостей його ідентифікації під час переходу судна. Наведені результати дозволять на якісно новому рівні підійти до аналізу проблеми впливу людського фактора на адекватні управлінські рішення судноводія.
Висновки. Запропоновані формальні підходи дозволять ідентифікувати перехід від контрольованого адекватного стану судноводія до неконтрольованого стану з інтуїтивними реакціями. Наукова новизна полягає в тому, що вперше розроблений алгоритм формування моделі судноводія у дискретному часі, що дозволяє ідентифікувати його полярні реакції під час позаштатних ситуацій. Практична цінність полягає у результатах експерименту, що дозволили ідентифікувати часові періоди прояву негативного людського фактора судноводія. Перспективами подальших досліджень може бути розробка програмного забезпечення у вигляді експертної системи для визначення відхилень від заданого курсу під час переходу, а також неадекватних реакцій при здійсненні класичних маневрів при розбіжності судів в обмежених районах.
Комп’ютерне моделювання кібер-фізичної імуносенсорної системи на гексагональній решітці з використанням решітчастих диференціальних рівнянь із запізненням
(Національний університет "Запорізька політехніка", 2019) Марценюк, В. П.; Сверстюк, А. С.; Martsenyuk, V. P.; Sverstiuk, A. S.
UK: Актуальність. Важливим етапом проектування кібер-фізичних імуносенсорних систем є розробка та дослідження їх математичних та комп’ютерних моделей, побудова яких опиралася б на біологічних припущеннях для отримання відповідних систем диференціальних рівнянь популяційної динаміки. Математичне моделювання дозволило б отримати значення параметрів, які б забезпечили операційну стійкість імуносенсорних систем.
Мета. Метою роботи є розробка математичної та комп’ютерної моделі кібер-фізичної імуносенсорної системи з використанням решітчастих диференціальних рівнянь із запізненням на гексагональній решітці та дослідження її стійкості.
Метод. В роботі розроблено математичну та комп’ютерну моделі кібер-фізичної імуносенсорної системи на гексагональній решітці. Для моделювання неперервної динаміки використано систему решітчастих диференціальних рівнянь із запізненням. Для моделювання дискретних подій використано динамічну логіку першого порядку. Описано постійні стани моделі як розв’язки відповідних алгебраїчних систем. Висновок про стійкість робиться на основі аналізу відповідних фазових діаграм, решітчастих зображень та сигналів, отриманих з відповідної компютерної моделі.
Результати. Представлено аналіз результатів чисельного моделювання досліджуваної моделі у вигляді зображення фазових площин, решітчастих зображень ймовірності зв’язків антигенів з антитілами та елекричного сигналу з перетворювача, який характеризує кількість флуоресціюючих пікселів.
Висновки. Проведено математичне та комп’ютерне моделювання кібер-фізичної імуносенсорної системи. Встановлено, що її якісна поведінка суттєво залежить від часу імунної відповіді. Висновок про стійкість імуносенсорів може бути зроблено на основі решітчастого зображення пікселів, що флуоресціюють. Електричний сигнал, що моделюється кількістю імунопікселів, які флуоресціюють, є важливим при проектуванні кібер-фізичних імуносенсорних систем та дослідженнях їх стійкості. Граничний цикл або стійкий фокус визначають відповідний вигляд імуносенсорного електричного сигналу. Отримані експериментальні результати дали змогу виконати повний аналіз стійкості моделі іммуносенсора з врахуванням запізнення в часі.
EN: Context. An important stage in the design of cyber-physical immunosensory systems is the development and research of their mathematical and computer models, the construction of which would be based on biological assumptions to obtain appropriate systems of differential equations of population dynamics. Mathematical modeling would allow to obtain the value of parameters that would ensure the operational stability of immunosensory systems.
Objective. The aim of the work is to develop a mathematical and computer model of the cyber-physical immunosensory system using lattice-delayed differential equations on a hexagonal lattice and study its stability.
Method. The mathematical and computer models of the cyber-physical immunosensory system on the hexagonal lattice are developed. For the simulation of continuous dynamics, the system of lattice differential equations with delay was used. Dynamic logic of the first order is used to simulate discrete events. The permanent states of the model as solutions of the corresponding algebraic systems are described. The conclusion on stability is based on the analysis of the corresponding phase diagrams, lattice images and signals obtained from the corresponding computer model.
Results. The analysis of the results of numerical simulation of the investigated model in the form of an image of phase planes, lattice images of the probability of antibody bonds and an electron signal from the converter, which characterizes the number of fluorescing pixels, is presented.
Conclusions. Mathematical and computer modeling of the cyber-physical immunosensory system was performed. It is established that its qualitative behavior significantly depends on the time of the immune response. The conclusion on the stability of immunosensors can be made on the basis of the grid image of the pixels that are fluorescing. An electrical signal, modeled by the number of fluorescent immunopips, is important in the design of cyber-physiological immunosensory systems and studies of their resilience. Limit cycle or steady focus determine the appropriate form of immunosensory electrical signal. The experimental results obtained have made it possible to perform a complete analysis of the stability of the immunosensor model, taking into account the delay in time.
Тугоплавкие эмали для авиационной техники (обзор)
(Національний університет «Запорізька політехніка», 2018) Ненароков, В.К.; Грешта, В.Л.; Леховицер, З.В.; Ольшанецкий, В.Е.; Ненароков, В.К.; Грешта, В.Л.; Леховіцер, З.В.; Ольшанецький, В.Ю.; Nenarokov, V.; Greshta, V.; Lekhovіtser, Z.; Ol’shanetskii, V.
RU: Цель работы. Разработка или усовершенствование эмалевых ресурсных покрытий для жаропрочных сплавов, которые обеспечат надежную защиту от высокотемпературной коррозии деталей газотурбинных двигателей при температурах эксплуатации выше 1000 °С.
Методы исследования. Исследование структуры промежуточных слоев покрытия / металл, диффузных и окислительных процессов.
Полученные результаты. Появление жаропрочных сплавов, предназначенных для эксплуатации при температурах до 1200–1250 °С, требует разработки новых жаростойких эмалевых покрытий. Разработка новых ресурсных покрытий происходит за счет модифицирования серийных тугоплавких эмалевых покрытий.
Научная новизна. Разработка научных принципов легирования тугоплавкими компонентами, эмалевый шликер для улучшения эксплуатационной устойчивости высокотемпературных эмалевых покрытий.
Практическая ценность. Повышение уровня эксплуатационных характеристик жаростойкого покрытия путем оптимизации химического состава и технологии получения покрытия с высокой прочностью сцепления и термо-жаростойкостью.
UK: Мета роботи. Розробка або удосконалення емалевих ресурсних покриттів для жароміцних сплавів, які забезпечать надійний захист від високотемпературної корозії деталей газотурбінних двигунів при температурах експлуатації віще 1000 °С.
Методи дослідження. Дослідження структури проміжних шарів покриття / метал, дифузійних і окислювальних процесів.
Отримані результати. Поява жароміцних сплавів, призначених для експлуатації при температурах до 1200–1250 °С, потребує розробки нових жаростійких емалевих покриттів. Розробка нових ресурсних покриттів ведеться за рахунок модифікування серійних тугоплавких емалевих покриттів.
Наукова новизна. Розробка наукових принципів легування тугоплавкими компонентами емалевий шлікер для покращення експлуатаційної стійкості високотемпературних емалевих покриттів.
Практична цінність. Підвищення рівня експлуатаційних характеристик жаростійкого покриття шляхом оптимізації хімічного складу і технології отримання покриття з високою міцністю зчеплення та термо-жаростійкістю.
EN: Purpose. Development or improvement of enamel resource coatings for heat-resistant alloys, which will provide reliable protection against high-temperature corrosion of gas-turbine engine parts at operating temperatures above 1000 °C.
Research methods. The study of the structure of intermediate layers of the coating / metal, diffuse and oxidative processes.
Results. The appearance of heat-resistant alloys intended for operation at temperatures up to 1200–1250 °C requires the development of new heat-resistant enamel coatings. The development of new resource coatings occurs due to the modification of serial refractory enamel coatings.
Scientific novelty. The development of scientific principles of alloying with refractory components enamel slip to improve the operational stability of high-temperature enamel coatings.
Practical value. Increasing the level of performance characteristics of a heat-resistant coating by optimizing the chemical composition and technology of producing a coating with high adhesion strength and heat and heat resistance.