Радіоелектроніка, інформатика, управління - 2019, №4 (51)
Permanent URI for this collectionhttps://eir.zp.edu.ua/handle/123456789/27633
Browse
Recent Submissions
Item Анализ достоверности передачи между устройствами систем управления при пакетировании ошибок(Національний університет "Запорізька політехніка", 2019) Фрейман, В. И.; Фрейман, В. І.; Freyman, V. I.RU: Актуальность. Проведен анализ показателей достоверности передачи информации между элементами систем управления с учетом пакетирования (группирования) ошибок в канале связи. Объектом исследования являются характеристики и параметры помехоустойчивых циклических двоичных и недвоичных кодов, ориентированных на исправление пакетов ошибок. Предмет исследования – теоретический и экспериментальный сравнительный анализ показателей достоверности кодов, исправляющих пакеты ошибок. Цель работы – определение аналитических зависимостей показателей достоверности выбранных избыточных кодов от их параметров и свойств канала связи, разработка моделей для их экспериментального исследования, формирование рекомендаций по выбору кодов с заданными характеристиками при определенных свойствах и модели описания ошибок. Методы. Использован математический аппарат и теория построения помехоустойчивых циклических двоичных (БЧХ) и недвоичных (Рида-Соломона) кодов. Получены аналитические соотношения для определения показателей достоверности передачи с учетом возможных искажений символов кода внутри пакета ошибок. Исследованы зависимости корректирующих свойств и вероятности правильной передачи от параметров кода и ошибки, приведены иллюстрирующие примеры. Разработаны имитационные схемотехнические модели системы управления с исследуемыми способами помехоустойчивого кодирования. Проведены экспериментальные исследования, на основании полученных данных сделаны выводы и предложены рекомендации по выбору параметров кодов для заданных показателей достоверности для обеспечения максимальной эффективности (информационной скорости передачи). Результаты. Получены зависимости показателей достоверности (вероятность правильной передачи) и корректирующих свойств (длина исправляемого пакета ошибок) исследуемых избыточных кодов от их параметров (количества избыточных символов, степени перемежения – для БЧХ-кодов; модуль поля Галуа, кратность исправляемых ошибок – для кодов Рида-Соломона). Даны рекомендации по использованию полученных результатов при выборе параметров кода. Для проведения экспериментальных исследований созданы и настроены модели системы управления в среде MathWorks MatLab Simulink. Выводы. Проведенные в работе исследования позволяют рассчитать и обоснованно выбрать параметры избыточных кодов для заданных показателей достоверности с учетом модели поведения ошибок в канале передачи. Это дает возможность проектировать и реализовать надежные системы управления с заданными показателями достоверности и максимальной информационной скоростью передачи. UK: Актуальність. Проведено аналіз показників достовірності передачі інформації між елементами систем управління з урахуванням пакетування (групування) помилок в каналі зв’язку. Об’єктом дослідження є характеристики і параметри завадостійких циклічних двійкових і недвійкових кодів, орієнтованих на виправлення пакетів помилок. Предмет дослідження – теоретичний і експериментальний порівняльний аналіз показників достовірності кодів, що виправляють пакети помилок. Мета роботи – визначення аналітичних залежностей показників достовірності обраних надлишкових кодів від їх властивостей і якостей каналу зв’язку, розробка моделей для їх експериментального дослідження, формування рекомендацій щодо вибору кодів з заданими характеристиками при певних властивостях і моделі опису помилок. Методи. Використаний математичний апарат і теорія побудови завадостійких циклічних двійкових (БЧХ) і недвійкових (Ріда-Соломона) кодів. Отримано аналітичні співвідношення для визначення показників достовірності передачі з урахуванням можливих спотворень символів коду всередині пакету помилок. Досліджено залежності коригувальних властивостей і ймовірності правильної передачі від параметрів коду і помилки, наведені ілюструвальні приклади. Розроблено імітаційні схемотехнічні моделі системи управління з досліджуваними способами завадостійкого кодування. Проведено експериментальні дослідження, на підставі отриманих даних зроблено висновки і запропоновані рекомендації щодо вибору параметрів кодів для заданих показників достовірності для забезпечення максимальної ефективності (інформаційної швидкості передачі). Результати. Отримані залежності показників достовірності (ймовірність правильної передачі) і коригувальних властивостей (довжина пакета помилок, що виправляється) досліджуваних надлишкових кодів від їх параметрів (кількості надлишкових символів, ступеня перемеження – для БЧХ-кодів; модуль поля Галуа, кратність виправлених помилок – для кодів Ріда-Соломона). Надано рекомендації щодо використання отриманих результатів при виборі параметрів коду. Для проведення експериментальних досліджень створено і налаштовано моделі системи управління в середовищі MathWorks MatLab Simulink. Висновки. Проведені в роботі дослідження дозволяють розрахувати і обґрунтовано вибрати параметри надлишкових кодів для заданих показників достовірності з урахуванням моделі поведінки помилок в каналі передачі. Це дає можливість проєктувати і реалізувати надійні системи управління із заданими показниками достовірності та максимальною інформаційною швидкістю передачі. EN: Context. The reliability indicators of information transmission between control systems elements, taking into account the packaging (grouping) of errors in the communication channel, are analyzed. The research object are the characteristics and parameters of noise stability cyclic binary and non-binary codes for the correction of error packets. The research subject is a theoretical and experimental comparative analysis of the reliability indicators of codes for correcting error packets. Objective. The purpose of the work is to determine the analytical dependencies of the reliability indicators of the selected redundant codes from their parameters and the communication channel properties develop models for their experimental research, formulate recommendations for choosing codes with preset characteristics with certain properties, and an error description model. Methods. The math methods and building theory of noise stability cyclic binary (BCH) and non-binary (Reed-Solomon) codes are used. The analytic formulas for determination of reliability indicators taking into account bits distortions within error packet are received. The dependencies for corrective properties and correct transmission probability form codes and error parameters are researched, the illustrating examples are shown. The simulation circuit design models for control systems with researched methods of noise stability encoding are developed. The experimental research has been done, based on the results, conclusions and recommendations for choice of code parameters for preset reliability indicators for providing of maximum efficiency (information rate) are made. Results. The dependencies of the reliability indicators (correct transmission probability) and the corrective properties (the length of corrected errors packet) from its parameters (the number of redundancy symbols, the interleaving degree – for BCH-codes; the Galua field module, number of corrected errors – for Reed-Solomon codes) are received. The recommendations of using the received results for code parameters choice are given. Conclusions. The performed researches allows calculate and reasonably choose of redundancy codes parameters for preset reliability indicators и the behavior model of errors within the communication channel. It makes possible to design and implement reliable control systems with preset reliability indicators and maximum information rate.Item Automatic collision avoidance with multiple targets, including maneuvering ones(Національний університет "Запорізька політехніка", 2019) Zinchenko, S. M.; Nosov, P. S.; Mateychuk, V. M.; Mamenko, P. P.; Grosheva, O. O.; Зінченко, С. М.; Носов, П. С.; Матейчук, В. М.; Маменко, П. П.; Грошева, О. О.EN: Context. There is considered the task of automatic collision avoidance with multiple targets, including maneuvering ones. The object of the research is the process of automatic collision avoidance with multiple targets, including maneuvering ones. The subject of research is the method and algorithms that implement the process of automatic collision avoidance from multiple targets, including maneuvering ones. Objective. The purpose of the article is development a method and algorithms for automatic collision avoidance from multiple targets, including maneuvering ones, for the module of the onboard controller of the ship control system. Method. This goal is achieved by periodically measuring the true speed of the vessel and relative speeds of the vessel and targets, averaging the measured information to remove noise, estimating the true speeds of the targets, building, for the obtained estimates of the true speeds of the targets, areas of allowable collision avoidance controls with each targets by numerical iteration of the collision avoidance parameters (speed and course) at the nodes of a given grid in the area of their possible changes, determining the relative speeds at the nodes of the grid ship and target movement and checking that the relative speeds don’t belong to sectors of dangerous courses, building a general area of acceptable collision avoidance controls with all targets by combining areas of allowable collision avoidance controls with each target, choosing collision avoidance parameters from the general area of acceptable collision avoidance controls according to specified criteria. This allows to diverge from multiple targets, including maneuvering ones, in a fully automatic mode. Changing the criteria for selecting discrepancy parameters leads to a change in the ship’s behavior in case of discrepancy without changing the program code. Results. The developed method and algorithms are implemented in software and investigated by solving the problem of collision avoidance from multiple targets, including maneuvering ones, in a fully automatic mode in a closed circuit with the simulator Navi Trainer 5000 for various types of ships, targets, navigation areas and weather conditions. Conclusions. The experiments confirmed the performance of the proposed method and algorithms and allow to recommend them for practical use in the development of modules for automatic collision avoidance with multiple targets, including maneuvering ones, of the onboard controller of the ship control system. UK: Актуальність. Розглядається задача автоматичного розходження з багатьма цілями, включаючи маневруючі. Об’єктом дослідження є процес автоматичного розходження з багатьма цілями, включаючи маневруючі. Предметом дослідження є метод і алгоритми, що реалізують процес автоматичного розходження з багатьма цілями, включаючи маневруючі. Мета. Метою статті є розробка методу і алгоритмів автоматичного розходження з багатьма цілями, включаючи маневруючі, для модуля бортового контролера системи управління судном. Метод. Ця мета досягається періодичним, з тактом роботи бортового контролера, вимірюванням істинної швидкості судна і відносних швидкостей судна і цілей, усередненням виміряної інформації для видалення шумів, оцінкою істинних швидкостей цілей, побудовою, для отриманих оцінок істинних швидкостей цілей, областей допустимих управлінь розходженням з кожною ціллю шляхом чисельного перебору параметрів розходження (швидкості і курсу) на вузлах заданої сітки в області їх можливих змін, визначенням на вузлах сітки відносних швидкостей руху судна і цілей і перевіркою їх на не приналежність секторам небезпечних курсів, побудовою загальної області допустимих управлінь розходженням з усіма цілями шляхом об'єднання областей допустимих управлінь розходженням з кожною ціллю, вибором параметрів розходження із загальної області допустимих управлінь розходженням у відповідності із заданими критеріями. Це дозволяє розходитися з багатьма цілями, включаючи маневруючі, у повністю автоматичному режимі. Зміна критеріїв вибору параметрів розходження призводить до зміни поведінки судна при розходженні без зміни програмного коду. Результати. Розроблені метод та алгоритми реалізовані в програмному забезпеченні і досліджені шляхом вирішення задачі розходження з багатьма цілями, включаючи маневруючі, у повністю автоматичному режимі у замкнутій схемі з тренажером Navi Trainer 5000 для різних типів суден, цілей, районів плавання і погодних умов. Висновки. Експерименти підтвердили працездатність запропонованого способу і алгоритмів і дозволяють рекомендувати їх для практичного використання при розробці модулів автоматичного розходження з багатьма цілями, включаючи маневруючі, бортового контролера системи управління судном.Item The inversion method of four-bit boolean sac cryptotransforms(Національний університет "Запорізька політехніка", 2019) Fedotova-Piven, I. M.; Rudnytskyi, V. M.; Piven, O. B.; Myroniuk, T. V.; Федотова-Півень, I. M.; Рудницький, В. M.; Півень, O. Б.; Миронюк, T. В.EN: Context. Nonlinear systems of Boolean functions play a prominent role in the protection of cryptosystems. The creation and use of new four-bit cryptographic transformations with nonlinear Boolean functions that have the property of strict avalanche criterion is an actual task for increasing the reliability of information protection systems. Objective. The goal of the work is creating a method for obtaining inverse four-bit cryptographic transformations with the strict avalanche criterion property, which contain balanced Boolean functions only with the operations of inversion and addition modulo two. Method. A method is proposed for obtaining inverse four-bit cryptographic transformations with the strict avalanche criterion property, each of which contains balanced Boolean functions only with the operations of inversion and addition modulo two. The method simplifies the process of finding inverse cryptographic transformations by creating a class of thirty balanced basic Boolean functions with the required predefined limitations and properties and for finding, within this class, the basic Boolean functions that make up the inverse cryptographic transformation. Results. The effectiveness of the method is shown for obtaining two inverse four-bit cryptographic transformations with the property of a strict avalanche criterion from two direct four-bit cryptographic transformations with the property of a strict avalanche criterion. Conclusions. For the first time, there was proposed a method for obtaining inverse four-bit cryptographic transformations with the strict avalanche criterion property for balanced Boolean functions containing two logical operations (inversion and addition modulo two) to ensure reliable information protection. This method is a method of selecting the already existing basic Boolean functions from a predetermined set of balanced basic Boolean functions for direct and inverse cryptographic transformations, whereas the existing methods of searching for inverse cryptographic transformation are methods for calculating each element of the Boolean functions for the inverse cryptographic transformation. The method can be extended to a larger even number of arguments of the balanced Boolean functions of cryptographic transformations to increase the cryptographic resilience. UK: Актуальність. Нелінійні системи булевих функцій грають важливу роль в захисті криптосистем. Створення і використання нових чотирьохрозрядних криптографічних перетворень з нелінійними булевими функціями, що володіють властивістю строгого лавинного критерію, є актуальним завданням підвищення надійності систем захисту інформації. Метою роботи є створення методу отримання обернених чотирьохбітових криптографічних перетворень з властивістю строгого лавинного критерію, які містять збалансовані булеві функції лише з операціями інверсії і додавання за модулем два. Метод. Запропоновано метод отримання обернених чотирьохбітових криптографічних перетворень з властивістю строгого лавинного критерію, кожне з яких містить збалансовані булеві функції тільки з операціями інверсії і додавання за модулем два. Метод спрощує процес пошуку обернених криптографічних перетворень шляхом створення класу з тридцяти збалансованих базових булевих функцій з необхідними наперед визначеними обмеженнями і властивостями, а також знаходження в цьому класі базових булевих функцій, що становлять обернене криптографічне перетворення. Результати. Показана ефективність методу для отримання двох обернених чотирьохбітових криптографічних перетворень з властивістю строгого лавинного критерію з двох прямих чотирьохбітових криптографічних перетворень з властивістю строгого лавинного критерію. Висновки. Вперше запропоновано метод отримання обернених чотирьохбітових криптографічних перетворень з властивістю строгого лавинного критерію для збалансованих булевих функцій, що містять дві логічні операції (інверсія і додавання за модулем два) для забезпечення надійного захисту інформації. Цей метод являє собою метод вибору вже існуючих базових булевих функцій з заздалегідь визначеного набору збалансованих базових булевих функцій для прямого і оберненого криптографічних перетворень, тоді як існуючі методи пошуку оберненого криптографічного перетворення є методами обчислення кожного елемента булевих функцій для оберненого криптографічного перетворення. Метод може бути розширений до більшого парного числа аргументів збалансованих булевих функцій криптографічних перетворень для підвищення криптографічного стійкості.Item Methods of factorial coding of speech signals(Національний університет "Запорізька політехніка", 2019) Faure, E. V.; Shvydkyi, V. V.; Lavdanskyi, A. O.; Kharin, O. O.; Фауре, Е. В.; Швидкий, В. В.; Лавданський, А. О.; Харін, О. О.EN: Context. The paper outlines the methods of factorial coding of speech signals using a factorial code to provide integrated information security and to maintain a receiver and transmitter clock phase. By integrated information security, for the methods proposed in this article, we mean data protection from effects of noise in communication channel and attempts of data unauthorized access in open multiple access telecommunication networks. Objective. The goal of the research is to provide integrated protection of real-time speech signals based on factorial coding. For this, the methods for factorial coding of speech signals and building speech codecs have been developed. These methods are based on the properties of factorial codes to keep synchronism with the working signal, to detect a significant part of errors caused by the action of noise, natural or created intentionally, to provide the ability to correct all detected errors with a finite accuracy, as well as to provide cryptographic protection against voice message unauthorized listening by hiding the law of converting speech signal samples into a permutation. Method. The main idea of the proposed methods is to choose permutations for information transferring with a specific set of properties and features that provide the ability to correct errors detected by code and to recover speech signal samples with a finite degree of accuracy (with a nonzero aperture). Results. The procedures for information coding/decoding have been determined. The results of the experimental evaluation of the model of such systems when working on a communication channel with both independent and multiple bit errors are presented. The magnitude of decoding noise due to the finite accuracy of speech signal samples recovery is determined as a function of bit error probability in a communication channel. Conclusions. The proposed methods of factorial coding of a speech signal provide integrated information security and recovery with finite accuracy of speech signal samples deformed by noise in communication channel. The requirements to the quality of communication channel (to the value of bit error probability) for comfortable speech perception are determined. UK: Актуальність. У роботі викладено методи факторіального кодування мовних сигналів, що використовують факторіальний код для забезпечення інтегрованого захисту інформації та підтримки циклової фази розподільників приймання/передавання. Під інтегрованим захистом розуміється захист інформації від впливу завад у каналі зв’язку і спроб несанкціонованого доступу у відкритих телекомунікаційний мережах множинного доступу. Мета роботи. Метою цієї роботи є забезпечення інтегрованого захисту мовних сигналів реального часу на основі факторіального кодування. Для цього в роботі розроблено методи факторіального кодування мовних сигналів і побудови мовних кодеків, що базуються на властивостях факторіальних кодів утримувати тактовий і цикловий синхронізм за робочим сигналом, виявляти значну частину помилок, обумовлених впливом завад природного походження або створених навмисно, забезпечувати можливість виправлення всіх виявлених кодом помилок зі скінченною точністю, а також забезпечувати криптографічний захист від несанкціонованого прослуховування мовного повідомлення за рахунок приховування закону перетворення вибірок мовного сигналу в сигнал – перестановку. Метод. Основна ідея запропонованих методів полягає у виборі для перенесення інформації перестановок з певним набором властивостей і ознак, що забезпечують максимальну виявляючу здатність коду, здатність виправлення виявлених кодом помилок і відновлення вибірок мовного сигналу зі скінченним ступенем точності (з ненульовий апертурою). Результати. Визначено процедури кодування/декодування інформації, що забезпечують виявлення та виправлення на приймальній станції вибірок мовного сигналу з ненульовий апертурою. Викладено результати експериментальної оцінки моделі таких систем під час роботи каналом зв’язку як з незалежними бітовими помилками, так і з пакетуванням помилок. Визначено величину шуму декодування, обумовленого скінченною точністю відновлення прийнятих з помилкою вибірок мовного сигналу, як функції ймовірності помилки в послідовності біт під час передавання інформації каналом зв’язку. Висновки. Запропоновано методи факторіального кодування мовного сигналу, що забезпечують інтегрований захист інформації і відновлення зі скінченною точністю вибірок мовного сигналу, деформованих завадами в каналі зв’язку. Визначено вимоги до якості каналу зв’язку (до значення ймовірності бітової помилки в каналі зв’язку), за якого забезпечується комфортне сприйняття мови.Item Avalanche characteristics of cryptographic functions of ternary logic(Національний університет "Запорізька політехніка", 2019) Sokolov, A. V.; Zhdanov, O. N.; Соколов, А. В.; Жданов, О. Н.EN: Context. The development and aplication of cryptographic algorithms based on many-valued logic functions makes it important to research their cryptographic properties and develop effective criteria for the cryptographic quality of their components. The development of efficient methods for the synthesis of high-quality cryptographic primitives based on the functions of many-valued logic is also an important task. The object of this research is the process of improving the efficiency of cryptographic algorithms based on many-valued logic functions. Objective. The purpose of this paper is to generalize the error propagation criterion and the strict avalanche criterion for the case of functions of three-valued logic. Method. The emergence of cryptography based on many-valued logic functions led to the understanding that today’s dominant cryptographic algorithms based on binary algebraic constructions are only a special case of more general trends. Numerous researches show that the use of cryptographic constructions based on many-valued logic functions leads to the creation of cryptoalgorithms that more fully implement the principles of diffusion and confusion. One of the most important cases of many-valued logic functions are 3-functions, which are also used in quantum cryptography. This article is another step towards developing cryptographic constructions based on many-valued logic functions. Results. The definition of the propagation criterion was extended to the case of functions of three-valued logic. On the basis of the propagation criterion for the functions of three-valued logic, the definition of a strict avalanche criterion was introduced, which describes the stability of cryptographic constructions against differential cryptanalysis attacks. We experimentally determined the number of 3-functions of length N=9, satisfying the strict avalanche criterion. A method based on three constructive rules is proposed, which allows to synthesize a complete set of 864 S-boxes of length N=9 satisfying strict avalanche criterion. This set of S-boxes is basic for the application of Kim’s construction, which allows to recurrently increase the length of the S-box to the required value. The paper shows that using Kim’s construction to increase the length preserves the S-box satisfying to a strict avalanche criterion, while allowing to obtain S-boxes with satisfactory non-linearity value as well as small output and input vectors correlation. Conclusions. The most important criterion of cryptographic quality, which shows the stability of the cryptographic algorithm to attacks of differential cryptanalysis is the propagation criterion that was generalized to the case of 3-functions. The existence of 3-functions of length N=9 satisfying the strict avalanche criterion is shown, and their full set is found. On the basis of the proposed constructive method, a complete set of S-boxes of length N=9 that satisfy the strict avalanche criterion was synthesized. It is shown that the Kim scheme can be applied to recurrently increase the length of S-boxes based on many-valued logic functions. As an actual direction for the continuation of the research, the development of regular and constructive methods for the synthesis of full sets of 3-functions and S-boxes of lengths N=27, 81, 243..., satisfying the strict avalanche criterion can be noted. UK: Актуальність. Розробка і впровадження криптоалгоритмів на основі функцій багатозначної логіки робить актуальною задачу поглибленого вивчення їх криптографічних властивостей, розробки ефективних критеріїв криптографічної якості компонентів, з яких вони складаються. Важливим завданням є також розробка ефективних методів синтезу високоякісних криптографічних примітивів, заснованих на функціях багатозначної логіки. Об’єктом даного дослідження є процеси підвищення ефективності криптоалгоритмів на основі функцій багатозначної логіки. Мета. Метою статті є узагальнення критерію поширення помилки і суворого лавинного критерію на випадок функцій тризначної логіки. Метод. Поява криптографії на основі функцій багатозначної логіки привела до розуміння, що домінуючі сьогодні криптографічні алгоритми, засновані на двійкових алгебраїчних конструкціях, є лише окремим випадком більш загальних тенденцій. Численні дослідження показують, що використання криптографічних конструкцій на основі функцій багатозначної логіки веде до створення криптоалгоритмів, що більш повно реалізують принципи дифузії і конфузії. При цьому, найважливішим випадком функцій багатозначної логіки є 3-функції, які застосовуються також у квантовій криптографії. Ця стаття є ще одним кроком на шляху освоєння криптографічних конструкцій на основі функцій багатозначної логіки. Результати. Визначення критерія поширення було узагальнене на випадок функцій тризначної логіки. На основі критерію поширення для функцій тризначної логіки було введено визначення суворого лавинного критерію, який описує стійкість криптографічних конструкцій до атак диференціального криптоаналізу. У статті експериментально визначено кількість 3-функцій довжини N=9, що задовольняють суворому лавинному критерію. Запропоновано метод, заснований на трьох конструктивних правилах, що дозволяє синтезувати повну множину з 864 S-блоків довжини N=9, які задовольняють суворому лавинному критерію. Дана множина S-блоків є базовою для застосування конструкції Кіма, що дозволяє рекурентно збільшити довжину S-блоку до необхідного значення. У статті показано, що використання конструкції Кіма для збільшення довжини зберігає відповідність S-блоку суворому лавинному критерію, при цьому дозволяє отримати S-блоки з задовільними показниками нелінійності та кореляційного зв’язку векторів виходу і входу. Висновки. Найважливіший критерій криптографічної якості, який показує стійкість криптоалгоритму до атак диференціального криптоаналізу – критерій поширення помилки узагальнено на випадок 3-функцій. Показано існування 3-функцій довжини N=9, що задовольняють суворому лавинному критерію, а також знайдено їх повну множину. На основі запропонованого конструктивного методу синтезовано повну множину S-блоків довжини N=9, які задовольняють суворому лавинному критерію. Показано, що для рекурентного збільшення довжини S-блоків на основі функцій багатозначної логіки може бути застосована схема Кіма. В якості актуального напрямку продовження проведених досліджень можна зазначити побудову регулярних і конструктивних методів синтезу повних множин 3-функцій та S-блоків довжин N=27, 81, 243..., які відповідають суворому лавинному критерію.Item Метод покращення видимості на затуманених цифрових зображеннях та його реалізація у комп’ютерній системі обробки зображень(Національний університет "Запорізька політехніка", 2019) Сердюк, М. Є.; Беркут, В. Г.; Сірик, С. Ф.; Serdiuk, М. Е.; Berkut, V. G.; Sirik, S. F.UK: Актуальність. Присутність на цифрових зображеннях туману та димки може спричиняти проблеми у процесах розпізнавання, відстеження, класифікації об’єктів. Тому методи видалення туману та покращення розрізнюваності об’єктів на зображеннях, отриманих в умовах поганої видимості, є затребуваними в багатьох задачах комп’ютерного зору. У туманних погодних умовах контраст та колір зображення різко погіршуються. Видалення туману часто супроводжується появою артефактів на зображенні та спотворенням кольорів. Отже актуальним є пошук способів правильної оцінки присутності та видалення туману зі збереженням деталей та кольорів зображення та розробка відповідних методів обробки затуманених зображень. Мета. Метою роботи є пошук ефективних підходів до розв’язання задачі видалення туману та димки з цифрових зображень та реалізація їх в комп’ютерній системі обробки цифрових зображень [1]. Методи. Основні етапи обробки зображення виконуються на каналі інтенсивності, що сприяє збереженню кольорів. Запропоновано підхід для утримання значень пікселів, які обробляються, у допустимому діапазоні, що дозволяє краще зберегти деталі зображення. Для оцінки карти пропускання використовуються частотні фільтри. В модифікованому методі оцінка щільності туману виконується з використанням нейронної мережі. Результати. Запропоновано метод видалення туману та димки з одиночних зображень, який ефективно покращує видимість об’єктів, зберігає деталі та кольори на зображенні, а також його модифікація з іншим способом оцінки щільності туману. Представлені методи були реалізовані в комп’ютерній системі [1]. Висновки. Запропонований метод та його модифікація ефективно видаляють туман та димку з одиночних зображень, покращуючи розрізнюваність об’єктів на них. Реалізація цих методів у комп’ютерній системі обробки зображень [1] розширила функціонал системи та збільшила її можливості по підвищенню якості зображень, отриманих в умовах поганої видимості. Система може бути застосована для попередньої обробки зображень з метою запобігання помилкам в подальшій роботі алгоритмів комп’ютерного зору. EN: Context. Presence of fog and haze on digital images may cause problems in processes of recognition, tracking, classification of objects. Thus methods for removing fog and improving visibility of objects in images obtained under poor visibility conditions are in demand in many computer vision problems. In foggy weather, contrast and color of an image get worse. Fog removal is often accompanied by artifacts in the image and color distortion. Therefore, it is relevant to seek methods for correct assessing presence and removal of fog while preserving image details and colors and developing appropriate methods for blurred images processing. Objective. The purpose of this research is to find effective approaches to solving the problem of removing fog and haze from digital images and implementing them in a digital image processing computer system [1]. Method. Main stages of image processing are performed on the intensity channel, which helps to preserve colors. The proposed approach keeps the values of the processed pixels in an acceptable range, which allows better preservation of image details. Frequency filters are used to evaluate the transmission map. In a modified method, fog density is estimated using a neural network. Results. The method of removing fog and haze from single image is proposed. This method effectively improves the objects visibility, preserves details and colors in the image. A modification of the method with another fog density estimation method is also proposed. The presented methods were implemented in a computer system [1]. Conclusions. The proposed method and its modification effectively remove fog and haze from single image and improve the objects distinguishability in them. The implementation of these methods in a computer image processing system [1] has expanded the functionality of the system and increased its ability to improve the quality of images obtained under poor visibility conditions. The system can be used for preliminary image processing to prevent errors in further operation of computer vision algorithms.Item Computer modeling of accuracy characteristics of strapdown inertial navigation system(Національний університет "Запорізька політехніка", 2019) Mukhina, M. P.; Filyashkin, M. K.; Мухіна, М. П.; Філяшкін, М. К.EN: Context. The problem of correction for operation of strapdown inertial navigation system used for unmanned aerial vehicle is urgent because of further increased requirements to autonomous flight in blackout zones. The object of the study was to simulate the accuracy characteristics of strapdown inertial navigation system based on known (or given) instrument errors of its sensors. Objective. The goal of the work is to develop a mathematical and computer model of the strapdown inertial navigation system and estimate its accuracy characteristics based on given values of sensor errors. Method. The mathematical and computer models of the strapdown inertial navigation system based on slow, medium and fast cycles are developed. For the simulation of accuracy characteristics, the strapdown inertial navigation system is represented as a set of dynamic and kinematic equations in local tangent plane coordinate system with the Earth’s model taking into account components of gravity acceleration. The models of sensors are developed based on characteristics of low-cost microelectromechanical sensors used onboard. Data fusion algorithms were previously considered and include modified Kalman filter or, for some cases, complimentary filter by compensation scheme, but not considered here in details. Direction cosine matrix for strapdown inertial navigation system algorithms is found by Poisson’s method. Results. The developed models have been realized and simulated in MATLAB+Simulink. Initial parameters (errors of the primary information sensors and the flight conditions) during simulation have been varied: medium, high and low latitudes; direction of flight (along and across the meridian; on and against the direction of rotation of the Earth). Conclusions. The developed models and their simulations have been compared with actual testing results of strapdown gyrovertical СБКВ-П2А and confirmed the validity. It allow us to recommend them for use in designing strapdown inertial navigation system of unmanned aerial vehicle, as well as for experimental study of innovative data fusion algorithms for integrated satellite and inertial navigation system. UK: Актуальність. Розглядається задача корекції роботи безплатформенної інерціальної навігаційної системи, що використовується на борту безпілотного літального апарату. Завданням дослідження було моделювання точнісних характеристик безплатформенної інерціальної навігаційної системи на основі відомих (або заданих) інструментальних похибок її датчиків. Мета роботи – розробити математичну та комп’ютерну модель безплатформенної інерціальної навігаційної системи та оцінити точнісні характеристики на основі заданих значень похибок датчика. Метод. Розроблено математичну та комп’ютерну моделі безплатформенної інерціальної навігаційної системи на основі повільних, середніх та швидких циклів обчислення. Для моделювання точнісних характеристик безплатформенна інерціальна навігаційна система подається у вигляді системи динамічних та кінематичних рівнянь у місцевій геотопічній системи координат із обраною моделлю Землі з урахуванням компонентів прискорення сили тяжіння. Моделі датчиків розроблені на основі характеристик недорогих мікроелектромеханічних датчиків, що використовуються на борту. Алгоритми синтезу даних раніше вже були розглянуті і включають модифікований фільтр Калмана або, в деяких випадках, компліментарний фільтр за схемою компенсації, але тут детально не розглядаються. Матриця напрямних косинусів для алгоритмів числення шляху інерціальної навігації знайдена за методом Пуассона. Результати. Розроблені моделі були реалізовані та змодельовані в середовищі MATLAB + Simulink. Початкові параметри (похибки первинних датчиків інформації та умови польоту) під час моделювання були різноманітними: середні, високі та низькі широти; напрям польоту (вздовж і проти меридіану; за та проти напрямку обертання Землі). Висновки. Розроблені моделі та їх випробування були порівняні з фактичними результатами тестування безплатформенної курсовертикалі СБКВ-П2А та підтвердили свою обґрунтованість. Це дозволяє рекомендувати їх для використання при проектуванні інерціальної навігаційної системи безпілотного літального апарату, а також для експериментального вивчення інноваційних алгоритмів синтезу обробки даних для інтегрованої супутникової та інерціальної навігаційної системи.Item Метод визначення ймовірнісно-часових характеристик рівня серверів сервісів та додатків IMS(Національний університет "Запорізька політехніка", 2019) Князєва, Н. О.; Шестопалов, С. В.; Сіренко, О. І.; Kniazieva, N. O.; Shestopalov, S. V.; Sirenko, O. I.UK: Актуальність. Стаття присвячена розробці методу визначення ймовірнісно-часових характеристик рівня серверів сервісів та додатків IMS. Показано, що завдяки постійно зростаючій різноманітності сервісів, котрі спроможна надати IMS, та збільшенню попиту на них серед користувачів, а також тому, що з розвитком телекомунікацій все більша увага приділяється якості надання сервісів – QoS, задача оцінки якості надання сервісів обумовлює актуальність розробки методу визначення ймовірнісно-часових характеристик рівня серверів сервісів та додатків IMS. Мета. Розробити метод визначення ймовірнісно-часових характеристик рівня серверів сервісів та додатків IMS з урахуванням різних видів сервісів, котрі спроможна надати IMS. Метод. Розглянуто архітектуру IMS. Основна увага приділена рівню серверів сервісів та додатків. Для розробки методу визначення ймовірнісно-часових характеристик рівня серверів сервісів та додатків IMS запропоновано скористатися підходами теорії телетрафіку та тензорним аналізом мереж. Запропонований метод являє послідовність етапів, виконання яких дозволяє: визначити структурні блоки рівня серверів сервісів та додатків IMS, які відповідають за надання сервісів різних видів; представити блок управління сеансами зв’язку та рівня серверів сервісів та додатків у вигляді окремої накладної мережі – вихідної мережі масового обслуговування; для використання контурного методу ввести уявну гілку, котра створює замкнутий контур; ввести контурні інтенсивності та визначити їх напрямки; визначити матрицю переходу від вихідної мережі до примітивної мережі; представити інваріантне рівняння для вихідної мережі; визначити контурні інтенсивності та на їх основі розрахувати інтенсивності надходження заявок на сервіси та завантаження серверів в вихідній мережі. В результаті – отримати вирази для розрахунку ймовірнісно-часових характеристик рівня серверів сервісів та додатків. Результати. Запропоновано метод визначення ймовірнісно-часових характеристик рівня серверів сервісів та додатків IMS на основі підходів теорії телетрафіку та тензорного аналізу мереж, який надає можливість ураховувати різні видів сервісів, котрі спроможна надати IMS. Висновки. Метод визначення ймовірнісно-часових характеристик рівня серверів сервісів та додатків IMS надасть можливість проектувальникам IMS на ранніх етапах проекту розрахувати ймовірнісно-часові характеристики, що дозволить визначити потрібні мережні ресурси для забезпечення необхідного значення якості надання сервісів різних видів. В подальшому, при розвитку запропонованого методу, при дослідженні рівня серверів сервісів та додатків IMS з метою визначення ймовірнісно-часових характеристик доцільно урахування самоподібного характеру потоку заявок на сервіси та обмеження буферної пам’яті серверів. EN: Context. Article is devoted to development of a method of definition of probability-time characteristics of layer of services and applications servers of IMS. It is shown that constantly growing a variety of services which IMS, and increase in demand for them among users is capable to provide and also the fact that with development of telecommunications the increasing attention is paid to quality of providing services – QoS, the problem of assessment of quality of providing services causes relevance of development of a method of definition of probability-time characteristics of layer of services and applications servers of IMS. Objective. Develop a method of definition of probability-time characteristics of layer of services and applications servers of IMS taking into account different types of services which IMS is capable to provide. Method. It is considered architecture of IMS. The main attention is paid to the layer of services and applications servers. For development of a method of definition of probability-time characteristics of layer of services and applications servers of IMS it is offered to use approaches of the queuing theory and the tensor analysis of networks. The offered method represents the sequence of stages which execution allows to define structural blocks of layers of services and applications servers of IMS which are responsible for providing services of different types; present call session control function and the layer of services and applications servers in the form of separate laid on network – initial queuing network; for use of a planimetric method to enter the imagined branch which creates the closed circuit; enter planimetric intensity and define their directions; define a transition matrix from initial network to primitive network; present the invariant equation for initial network; define planimetric intensity and on their basis to calculate intensity of receipt of requests for services and loadings of servers in initial network. As a result – to receive expressions for calculation of probability-time characteristics of layer of services and applications servers. Results. The method of definition of probability-time characteristics of layer of services and applications servers of IMS on the basis of approaches of the queuing theory and tensor analysis of networks which allows to consider different types of services which IMS is capable to provide is offered. Conclusions. The method of definition of probability-time characteristics of layer of services and applications servers of IMS will allow designers IMS to calculate probability-time characteristics at early stages of the project that will allow to define the necessary network resources for ensuring required value of quality of providing services of different types. Further, at development of the offered method, at a research of layer of services and applications servers of IMS for the purpose of definition of probability-time characteristics accounting of self-similarity of a flow of requests for services and restrictions of a buffer memory of servers is reasonable.Item Програмні засоби моніторингу цінності як інструмент адаптації до змін у вимогах стейкхолдерів проектів(Національний університет "Запорізька політехніка", 2019) Гусєва, Ю. Ю.; Чумаченко, І. В.; Husieva, Yu. Yu.; Chumachenko, I. V.UK: Актуальність. В умовах динамічного середовища, коли вимоги зацікавлених сторін можуть змінюватись, традиційні методи моніторингу і контролю виконання програмного проекту мають певні обмеження. Отже, є необхідність в створенні підходів та відповідних програмних засобів для моніторингу виконання вимог стейкхолдерів проекту, зокрема, з урахуванням їх особистісної оцінки цінності вимог та ресурсів. Мета роботи. Розробка методу моніторингу цінності вимог стейкхолдерів програмного проекту та відповідних інструментів його впровадження. Метод. Використано методи аналізу та синтезу, операції над матрицями, систему вагових коефіцієнтів Фішберна, методи теорії управління проектами. Запропоновано ціннісний підхід до моніторингу вимог зацікавлених сторін проекту. Запропоновано підходи до визначення цінності вимог стейкхолдерів на основі наявної інформації з типових проектних документів. Запропоновано метод моніторингу цінності вимог стейкхолдерів проектів, зокрема, програмних, та відповідні інструменти його впровадження. Результати. На основі ціннісного підходу до моніторингу вимог розроблено програмні інструменти відстеження досягнення планової цінності проекту. Відповідність запропонованого методу процесам традиційного проектного менеджменту дає змогу використовувати стандартне програмне забезпечення для формування вихідних даних та відображення результатів розрахунків. Висновки. На основі методу освоєних вимог проекту розроблено метод моніторингу цінності вимог, який, на відміну від існуючих, дозволить враховувати особистісні оцінки цінності вимог та ресурсів під час моніторингу виконання проекту, здійснювати відповідні прогнози та розробляти стратегії роботи з певними зацікавленими сторонами або їх групами. Інструменти використання запропонованого методу в середовищі MS Project забезпечують інформаційну підтримку для прийняття ґрунтовних рішень щодо адаптації проекту до змін у вимогах стейкхолдерів, зокрема, розраховується відхилення у досягненні цінності за розкладом та індекс досягнення цінності за розкладом. Перспективою подальших досліджень є вирішення задачі оптимізації розподілу ресурсів у проекті за умов максимізації досягнутої цінності проекту. EN: Context. In a dynamic environment where stakeholder requirements may change, traditional project monitoring and control methods have some limitations. Therefore, there is a need to develop approaches and appropriate software to monitor the requirements of the software project stakeholders, in particular, taking into account their personal assessment of the value of requirements and resources. Objective. The goal of the work is the development of a method for monitoring the value of the software project stakeholders’ requirements and the corresponding tools for its implementation. Method. Methods of analysis and synthesis, operations on matrices, a system of weighting coefficients of Fishburne, methods of the project management theory are used. A value-based approach to monitoring the requirements of the project stakeholders is proposed. The approaches to determining the value of the requirements of stakeholders are proposed based on available information from standard project documents. The method of project stakeholders’ value monitoring, in particular, for software projects, and the appropriate tools for its implementation are proposed. Results. Based on the value-added approach to monitoring requirements, tools have been developed to track the achievement of the project's planned value. Compliance of the proposed method with the processes of traditional project management allows using standard software for generating initial data and displaying the results of calculations. Conclusions. Based on the method of the earned requirements of the project, a method of requirements’ value monitoring has been developed that, unlike existing ones, will allow to take into account personal assessments of the value of requirements and resources during project monitoring; to carry out relevant forecasts and develop strategies for working with certain interested parties or groups. The tools of using the proposed method in the MS Project environment provide information support for making fundamental decisions on adapting the project to changes in the requirements of stakeholders, in particular, the schedule variance and schedule performance index is calculated. The prospect of further research is to solve the problem of optimizing the distribution of resources in the project in the conditions of maximizing the achieved value of the project.Item Особливості архітектури інтернет системи управління комерційним контентом на основі методів Machine Learning, Web mining та SEO-технологій(2019) Висоцька, В. А.; Демчук, А. Б.; Литвин, В. В.; Vysotska, V.; Demchuk, A.; Lytvyn, V.UK: Актуальність. Сьогодні більшість корпорацій постійно переосмислює бізнес з точки зору можливостей Інтернет, а саме його доступність, широке охоплення і постійно мінливі потреби користувача. Web-ресурс е-комерції, який забезпечує зручний для користувача досвід, зокрема, можливість швидко знаходити необхідні згідно його портеб та смаку товари, більше підтримує конкурентні переваги. Метою дослідження є розроблення загальної архітектури інтелектуальної системи поширення комерційного контенту в Інтернет-просторі на основі навчання нейронної мережі згідно історії постійної аудиторії для подачі унікального контенту з використанням підходу персоналізації та використання тегів. Метод. Розроблено модель інформаційної системи персоналізації комерційного контенту згідно потреб користувача. Також розроблено метод поширення комерційного контенту на основі підходу персоналізації та використання тегів. При цьому використано навчання нейронної мережі для створення тег рекомендацій та доступні на ринку засоби персоналізації. Розроблений алгоритм персоналізації дозволяє пов’язати кожного користувача з списком продуктів, які найімовірніше його зацікавлять, а також може прогнозувати те, що клієнти можуть хотіти бачити, навіть якщо вони ще не знають про це. Розроблений метод можна використати для забезпечення більш релевантного набору контенту. Також розроблений метод дає можливість класифікувати відповідний контент або показати його раніше в процесі гортання сторінок для уникнення споживачами вибору неправильного контенту або витрати часу на прокручування при пошуці товару. Результати. Розроблена система призначена для поширення продуктів інформаційних технологій (публікацій, книг, курсів, відео, файлів тощо) за допомогою Інтернет. Висновки. Інтернет. Впровадження цієї системи дасть змогу отримувати доступ до певного роду контенту широкому загалу користувачів, адже сайт буде розміщено у всесвітній павутині, з другого боку інша частина мети створення цієї системи є комерційна складова, а саме отримання прибутків власником чи адміністратором інтелектуальної системи, через механізми е-комерції. EN: Context. Today, most corporations are constantly rethinking business from the point of view of the Internet, namely its availability, broad reach and ever-changing needs of the user. The e-commerce web-site, which provides user-friendly experience, including the ability to quickly find the products that are necessary for its portables and taste, is more in favor of competitive advantage. Objective of the study is to develop a general architecture of the intellectual system for the distribution of commercial content in the Internet space, based on the study of the neural network in accordance with the history of the psychedelic region to provide unique content using the approach of personalization and the use of tags. Method. The model of information system of commercial content personalization for the user needs is developed. Also the method of distributing commercial content based on the approach of personalization and the tags use is developed. In this case, the neural network training is used to create a recommendation tag and marketable personalization tools. The customization algorithm allows you to associate each user with a list of products that they are most likely to be interested in, and can predict what customers might want to see even if they do not yet know about it. The developed method can be used to provide a more relevant set of content. Also, the developed method gives the opportunity to classify the relevant content or show it earlier in the process of rolling the pages to avoid consumers choosing the wrong content or spending time scrolling when looking for a product. Results. The developed system is intended for distribution of information technology products (publications, books, courses, videos, files, etc.) through the Internet. Conclusions. Implementation of this system will allow access to certain types of content to the general public, since the site will be placed on the World Wide Web; on the other hand, another part of the purpose of creating this system is a commercial component, namely, the receipt of profits by the owner or administrator of the intellectual system, through the mechanisms of e- commerce.Item Методика вибору оптимального маршруту руху колони техніки по нестаціонарній мережі доріг(Національний університет "Запорізька політехніка", 2019) Боровик, О. В.; Рачок, Р. В.; Купельський, В. В.; Боровик, Л. В.; Borovyk, O. V.; Rachok, R. V.; Borovyk, L. V.; Kupelsky, V. V.UK: Актуальність. Ефективне вирішення значного числа прикладних задач, що стосуються перевезень, у ряді випадків залежить від вдалого вибору маршруту руху. Побудова оптимальних маршрутів на розміченому графі, що описує мережу доріг і який має сталі ваги ребер, є класичним і детально вивченим завданням. Проте в багатьох застосуваннях виникає потреба врахування можливої динаміки зміни в часі ваг ребер, що відповідає випадкам зміни дорожніх умов. Останнє вимагає розвитку відповідного науково-методичного апарату. Мета. Метою роботи є розробка методики вибору оптимального маршруту руху колони техніки по нестаціонарній мережі доріг у розумінні змінності ваг ребер графа, що відповідає цій мережі. Метод. У роботі запропонована математична модель вибору оптимального маршруту руху колони техніки по мережі доріг. Для опису мережі доріг використаний граф. Критерієм оптимальності при виборі маршруту руху є мінімізація часу, який витрачається на пересування. Особливістю моделі є урахування можливості динамічної зміни ваг ребер графу при реалізації пересування колони техніки по обраному маршруту. На основі використання даної моделі запропонована методика, яка забезпечує вибір оптимальних маршрутів руху для дискретно-стохастичного, дискретно-детермінованого та неперервно-невизначеного випадків зміни ваг ребер графу. Результати. У статті запропоновано алгоритми, що забезпечують розв’язування задачі вибору оптимального маршруту в умовах нефіксованої в часі ваги ребер, які описують мережу доріг, а також показано особливості застосування алгоритмів. З використанням розробленого програмного забезпечення досліджений варіант мережі доріг з нестаціонарною вагою ребер. На прикладі показано недосконалість рішень щодо вибору оптимального маршруту при нестаціонарній вазі ребер графу, отриманих з використанням класичних методів. Висновки. Неврахування можливої зміни дорожньої обстановки, що проявляється зміною в часі ваг ребер графа, який описує мережу доріг, може призвести до неоптимальності отримуваних рішень з використанням класичних методів пошуку найкоротшого маршруту в графі. Для отримання оптимальних маршрутів з урахуванням зміни в часі дорожньої обстановки при русі колони, можливо використати запропоновану у даному дослідженні методику. Отримані результати розширюють можливості щодо вирішення задач в галузі дискретної оптимізації з урахуванням динаміки зміни обстановки при реалізації оптимальних розв’язків. EN: Context. Effective solution of a large number of applications requires optimal transportation. Construction of optimal routes on a static in time graph describing a network of roads is a classic and detailed study of tasks. However, in many applications, there is a need to take into account the possible dynamics of the change in time of road conditions, which requires the development of the appropriate scientific and methodical apparatus. Objective. The purpose of the work is to develop a methodology for choosing the optimal route of movement of the equipment column on a non-stationary road network. Method. In the paper a mathematical model of the choice of the optimal route of the movement of the vehicles column along the network is proposed. A graph is used to describe the network of roads. The criterion of optimality when choosing a route is to minimize the time spent on travel. The peculiarity of the model is to take into account the possibility of dynamically changing the weight of the edges of the graph when moving the column of technology on the chosen route. Based on the use of this model, a technique is proposed which ensures the selection of optimal route for discrete-stochastic, discrete-deterministic and continuously-indefinite cases of changes in the weight of the edges of the graph. Results. In the article the algorithms are chosen and the features of their application are shown, which provide solution of the problem of choosing the optimal route in the conditions of the ribs that are not fixed in time, which describe the network of roads. The description of the algorithmic and programmatic implementation of the proposed methodology is given. With the use of developed software, the research model of the road network with a non-stationary weight of the ribs. The example shows the imperfection of the solutions for optimal route under the non-stationary weight of the edges of the graph obtained using classical methods. Conclusions. Failure to take into account the possible change in the road situation, which manifests itself in the change in the time scale of the edges of the graph, which describes the network of roads, may lead to the non-optimality of the solutions obtained using the classic methods of finding the shortest route in the graph. To get the best routes, taking into account the change in the time of the road situation during the movement of the column, it is possible to use the method proposed in this study. The obtained results extend the possibilities for solving the problems in the field of discrete optimization taking into account the dynamics of the changing situation in the implementation of optimal solutions.Item Detecting objects moving in space from a mobile vision system(Національний університет "Запорізька політехніка", 2019) Spevakov, A. G.; Spevakova, S. V.; Matiushin, I. S.; Спеваков, А. Г.; Спевакова, С. В.; Матюшин, Ю. С.EN: Context. In the study, the task of identifying objects moving in space from a mobile system of technical vision is considered. The analysis of the modern methods of dynamic object identification from both stationary and moving platforms is conducted. The need to create a new method for the identification of dynamic objects with a mobile optical-electronic system, which is adaptive to changing observation conditions, is identified. This is a relevant scientific and technical problem. The object of the study is the model of moving object detection from a mobile vision system. Objective. The objective of this article is the analysis of the modern methods of moving object identification and the creation of a new method. The method must allow observation from a mobile vision system and must be able to adapt to changing observation conditions. Method. A method for identifying objects moving in space from a mobile vision system is proposed, which allows to automatically detect moving objects, determine their three-dimensional coordinates with a given accuracy, and adapt to changing observation conditions. This method is based on the developed mathematical model of stereoscopic determination of motion parameters of objects in space, which allows us to increase the detection accuracy. Results. The proposed method is implemented in software. An experiment confirming the adequacy of this mathematical model was conducted. As the result of the experiment, data on the movement of the object and the mobile coordinate system were obtained. Conclusions. The experiments have confirmed the performance of the proposed method and allow us to recommend it when building mobile automatic tracking and identification systems for objects. The method allows automatic isolation of the moving objects, determining their three-dimensional coordinates, and adapting to changing observation conditions. Prospects for further research may be in the creation of hardware tools for the selection of moving objects, allowing to improve the accuracy of the selection. UK: Актуальність. Розглянуто завдання виділення об’єктів, що рухаються в просторі, з рухливої системи технічного зору. Проведений аналіз сучасних методів виділення динамічних об’єктів із стаціонарних і рухливих платформ. Виявлена необхідність створення нового методу виділення динамічних об’єктів з рухливої оптико-електронної системи, що має адаптивність до умов спостереження, що змінюються, що є актуальним науково-технічним завданням. Об’єктом дослідження була модель виділення об’єктів, що рухалися в просторі, з рухливої системи технічного зору. Мета. Метою роботи є аналіз сучасних методів виділення об’єктів, що рухаються в просторі, і створення нового методу, що дозволяє вести спостереження з рухливої системи технічного зору і що є адаптивною до умов спостереження, що змінюються. Метод. Запропоновано метод виділення об’єктів, що рухаються в просторі, з рухливої системи технічного зору, що дозволяє автоматично виділяти об’єкти, що рухаються, визначати їх тривимірні координати із заданою точністю, адаптуватися до умов спостереження, що змінюються. Цей метод грунтований на розробленій математичній моделі стереоскопічного визначення параметрів руху об’єктів в просторі, що дозволяє підвищити точність виділенн. Результати. Запропонований метод реалізовано програмно. Проведений експеримент, що підтверджує адекватність цієї математичної моделі. В результаті проведення експерименту отримані дані про рух об’єкту і мобільної системи координат. Висновки. Проведені експерименти підтвердили працездатність запропонованого методу і дозволяють рекомендувати його при по-строении мобільних автоматичних систем стеження і ідентифікації об’єктів. Перспективи подальших досліджень можуть полягати в створенні апаратних засобів виділення об’єктів, що рухаються, дозволяють підвищити точність выделения.Item Syntesis of group decisions in the problem of analysis of the technical condition of military-civilian objects(Національний університет "Запорізька політехніка", 2019) Shved, A. V.; Швед, А. В.EN: Context. Quite often, experts are involved in the process of diagnosis and monitoring the technical condition of buildings and structures, and in this case, situations might arise when expert data is generated under some specific types of uncertainty, and their possible combinations. This, in turn, necessitates the development of new approaches aimed at solving the problems of structuring and analytical processing of inaccurate, uncertain, fuzzy expert knowledge. Objective. The methodology for choosing the category of technical condition of construction objects, including buildings and structures, and ranking the corresponding construction objects within the given category of the technical condition according to their degree of danger (expected damage in the event of an emergency) has been proposed in this paper. The proposed approach is based on the expert assessment methods and the mathematical apparatus of the evidence theory, which allows operating correctly with data generated under uncertainty, incompleteness, and inaccuracy. In order to improve the quality of combination results, it is proposed to use one of the proportional conflict redistribution rules and determine the optimal evidence combination order based on metrics in evidence theory. Results. The paper proposes a methodology for the synthesis of group solutions for assessing the technical condition of civil, industrial and military-technical construction objects, and determining objects that primarily need maintenance or overhaul under complex forms of uncertainty and multi-alternatives. Application of the proposed methodology will allow rational distribution of available resources when planning preventive measures and carrying out repair work (overhaul, reconstruction, etc.) to increase the efficiency of their trouble-free operation. Conclusions. The methodology proposed in this study constitutes the theoretical basis for the design of decision support systems for monitoring the technical condition of residential and/or non-residential real estate (buildings, structures) for various purposes. UK: Актуальність. Досить часто при проведенні процедур діагностики і моніторингу технічного стану будівель і споруд залучаються експерти-фахівці, при цьому виникають ситуації, коли дані, отримані експертним шляхом формуються в умовах специфічних видів невизначеності, та їх можливих комбінацій. Це обумовлює необхідність розробки нових підходів спрямованих на вирішення завдань структуризації та аналітичної обробки неточних, невизначених, нечітких експертних знань. Метод. Запропонована в роботі методика спрямована на визначення категорії технічного стану та ранжування відповідних будівельних об’єктів в рамках заданої категорії технічного стану за ступенем їх небезпеки (очікуваного збитку при настанні аварійної ситуації). В основі запропонованої методики лежать методи експертного оцінювання та методів теорії свідоцтв, які дозволяють обробляти експертні судження сформовані в умовах невизначеності, неповноти, неточності. З метою підвищення якості результатів комбінування запропоновано використовувати правила перерозподілу конфліктів та визначати порядок комбінування експертних свідоцтв на основі метрик теорії свідоцтв. Результати. В роботі запропоновано методику синтезу групових рішень оцінки технічного стану об’єктів цивільного, промислового та військово-технічного призначення, та визначення таких об’єктів, які першочергово потребують ремонтно-будівельних робіт (капітального ремонту, реконструкції тощо) в умовах складних форм невизначеності та багатоальтернативності. Застосування запропонованої методики дозволить раціонально розподіляти наявні ресурси при плануванні попереджувальних заходів і проведення ремонтних робіт з метою запобігання можливих негативних наслідків (обмеження працездатності, аварійного стану) та підвищення ефективності їх безаварійної експлуатації. Висновки. Запропонована методика становить теоретичне підґрунтя для проектування систем підтримки прийняття рішення задач моніторингу технічного стану об’єктів житлової та нежитлової нерухомості (будівель, споруд) різного призначення.Item Нейро-нечітка модель багатокритеріального оцінювання(Національний університет "Запорізька політехніка", 2019) Маляр, М. М.; Поліщук, А. В.; Поліщук, В. В.; Шаркаді, М. М.; Malyar, N. N.; Polishchuk, A. V.; Polishchuk, V. V.; Sharkadi, M. N.UK: Актуальність. Проведено дослідження актуальної задачі розроблення моделей і методів багатокритеріального оцінювання із застосуванням нейро-нечітких технологій. Метою даної роботи є розроблення моделі отримання агрегованої оцінки цінності об’єкта дослідження, яка з одного боку використовує різні характеристики об’єкту, що оцінюються за кількісними показниками, і на основі різних моделей представлення знань про об’єкт, а з іншого використовує досвід, знання та компетенції експертів у відповідній предметній області. Об’єктом дослідження є процес моделювання досвіду, знань та компетенції експертів для отримання кількісної оцінки об’єкту дослідження на основі нейро-нечітких мереж. Предметом дослідження є нейро-нечіткі моделі отримання кількісної оцінки об’єкта дослідження для прийняття рішень в умовах експертних даних. Метод. Вперше розроблено п’ятишарову нейро-нечітку модель для виведення кількісної та лінгвістичної оцінки щодо рівня цінності об’єкта дослідження використовуючи досвід, знання та компетенції експертів у відповідній предметній області. Вперше запропоновано використовувати у нейро-нечіткій мережі кількісні оцінки про об’єкт дослідження (агреговані оцінки отримані за допомогою багатокритеріальних моделей) та лінгвістичні міркування експертів. Вперше апробовано та верифіковано розроблену модель для прикладу оцінювання ризику фінансування стартап проекту на етапі розширення бізнесу, а також запропоновано в якості навчання нейро-нечіткої мережі «інтервальне представлення» синаптичних ваг. Порівняно результати дослідження на різних підходах визначення синаптичних ваг та реальними даними з визначенням похибки. Результати. Отриманим результатом дослідження є нейро-нечітка модель оцінювання об’єкта за багатьма критеріями. Розроблена модель дає можливість поєднати кількісні характеристики об’єкта з експертними думками у вигляді якісних оцінок. Раціональність оцінки доводить переваги розроблених моделей. Висновки. Сумісне використання апарату теорії нечітких множин і нейро-мереж являється зручним засобом моделювання у задачах багатокритеріального вибору. Як правило, важлива інформація для систем підтримки управлінських рішень поступає із двох джерел: 1) отримання оцінок об’єкта за певними кількісними показниками, що породжує неточність; 2) від людей-експертів, які описують свої знання про предметну область, що породжує суб’єктивність і невизначеність. Тому, збереження експертних оцінок і неточних даних потребує уміння з ними працювати. У роботі розв’язано науково-прикладне завдання розроблення моделі для отримання агрегованої оцінки цінності об’єкта, яка базується на нейро-нечіткій мережі і може бути застосована при вирішенні завдань прийняття управлінських рішень у соціо-економічних системах. EN: Context. The research of the actual problem of development of models and methods of multicriteria evaluation using neuro-fuzzy technologies is carried out. The purpose of this work is to develop a model for obtaining an aggregate evaluation of the significance of the object of study, which on the one hand uses different characteristics of the object, evaluated by quantitative indicators and on the basis of different models of representation of knowledge about the object, and on the other uses experience, knowledge and the expertise of experts in the relevant subject area. Objective. The object of the study is the process of modeling the experience, knowledge and competence of experts to quantify the object of study on the basis of neuro-fuzzy networks. The subject of the study is a neuro-fuzzy model of quantifying an object of study for decision making in expert data. Method. For the first time, a five-layer neuro-fuzzy model has been developed to derive quantitative and linguistic assessments of the object of the study using the expertise, expertise and expertise of the subject area. For the first time, it is proposed to use quantitative estimates of the object of study (aggregated estimates using multicriteria models) and linguistic expert reasoning on a neuro-fuzzy network. For the first time, a model has been tested and verified for an example of assessing the risk of financing a startup project in the business expansion phase, and is also offered as a training for the neuro-fuzzy synaptic weight interval network. Comparison of the results of the study on different approaches to determining synaptic weights and real data with error detection. Results. The result of the study is a neural-fuzzy model for evaluating an object by many criteria. The developed model allows to combine quantitative characteristics of an object with expert opinions in the form of qualitative estimates. The rationality of the evaluation proves the advantages of the developed models. Conclusions. Sharing the apparatus of fuzzy sets and neural networks theory is a convenient simulation tool for multicriteria selection problems. As a rule, important information for management decision support systems comes from two sources: 1) obtaining object estimates by certain quantitative indicators, which creates inaccuracy; 2) from expert people who describe their subject matter knowledge, which creates subjectivity and uncertainty. Therefore, maintaining expert judgment and inaccurate data requires the ability to work with them. The paper deals with the scientific and applied problem of developing a model for obtaining an aggregate estimation of an object based on a neural-fuzzy network and can be applied in solving management decision-making problems in socio-economic systems.Item Modification and parallelization of genetic algorithm for synthesis of artificial neural networks(Національний університет "Запорізька політехніка", 2019) Leoshchenko, S. D.; Oliinyk, A. O.; Subbotin, S. A.; Lytvyn, V. A.; Shkarupylo, V. V.; Леощенко, Сергій Дмитрович; Олійник, Андрій Олександрович; Субботін, Сергій Олександрович; Литвин, В. А.; Шкарупило, Вадим ВікторовичEN: Context. The problem of automation synthesis of artificial neural networks for further use in diagnosing, forecasting and pattern recognition is solved. The object of the study was the process of synthesis of ANN using a modified genetic algorithm. Objective. The goals of the work are the reducing the synthesis time and improve the accuracy of the resulting neural network. Method. The method of synthesis of artificial neural networks on the basis of the modified genetic algorithm which can be implementing sequentially and parallel using MIMD – and SIMD-systems is proposed. The use of a high probability of mutation can increase diversity within the population and prevent premature convergence of the method. The choice of a new best specimen, as opposed to a complete restart of the algorithm, significantly saves system resources and ensures the exit from the area of local extrema. The use of new criteria for adaptive selection of mutations, firstly, does not limit the number of hidden neurons, and, secondly, prevents the immeasurable increase in the network. The use of uniform crossover significantly increases the efficiency, as well as allows emulating other crossover operators without problems. Moreover, the use of uniform crossover increases the flexibility of the genetic algorithm. The parallel approach significantly reduces the number of iterations and significantly speedup the synthesis of artificial neural networks. Results. The software which implements the proposed method of synthesis of artificial neural networks and allows to perform the synthesis of networks in sequentially and in parallel on the cores of the CPU or GPU. Conclusions. The experiments have confirmed the efficiency of the proposed method of synthesis of artificial neural networks and allow us to recommend it for use in practice in the processing of data sets for further diagnosis, prediction or pattern recognition. Prospects for further research may consist in the introduction of the possibility of using genetic information of several parents to form a new individual and modification of synthesis methods for recurrent network architectures for big data processing. UK: Актуальність. Вирішено задачу автоматизації синтезу штучних нейронних мереж для подальшого використання при діагностуванні, прогнозуванні та розпізнаванні образів. Об’єкт дослідження – процес синтезу штучних нейронних мереж за допомогою генетичного алгоритму. Предмет дослідження – послідовий та паралельний методи синтезу штучних нейронних мереж. Мета роботи – зменшити час синтезу та підвищити точність отриманої нейронної мережі. Метод. Запропоновано метод синтезу штучних нейронних мереж на основі модифікованого генетичного алгоритму, який може бути реалізовано послідовно та паралельно використвуючі MIMD- та SIMD-системи. Введення великої ймовірності мутації дозволяє збільшити різноманітність всередині популяції та перешкодити завчасній збіжності методу. Вибір нової кращої особини, на відміну від повного перезапуску методу, значно економить ресурси системи та гарантує вихід із області локальних екстремумів. Використання нових критеріїв для адаптивного вибору мутації, по-перше, не обмежує кількість прихованих нейронів, а, по-друге, перешкоджає безмірному збільшенню мережі. Використання рівномірного схрещування істотно підвищує ефективність, а також без проблем дозволяє емулювати інші оператори схрещування. Більш того, саме використання рівномірного схрещування підвищує гнучкість генетичного алгоритму. Паралельний підхід значно скорочує кількість ітерацій та істотно прискорює виконання синтезу штучних нейронних мереж. Результати. Розроблено програмне забезпечення, яке реалізує запропонований метод синтезу штучних нейронних мереж і дозволяє виконувати синтез мереж послідовно та паралельно на ядрах центрального процесору або графічного процесору. Висновки. Проведені експерименти підтвердили працездатність запропонованого методу синтезу штучних нейронних мереж і дозволяють рекомендувати його для використання на практиці при обробці масивів даних для подальшого діагностування, прогнозування або розпізнавання образів. Перспективи подальших досліджень можуть полягати у введені можливості використання генетичної інформації декількох батьків для формування нової особини та модифікуванні методів синтезу для мереж рекурентних архітектур для обробки великих даних.Item A comparative study of cluster validity indices(Національний університет "Запорізька політехніка", 2019) Kondruk, N. E.; Кондрук, Н. Е.EN: Context. Cluster analysis is a method of classification without a teacher, that is, under conditions where preliminary information on the number of clusters is previously unknown. Therefore, defining the optimal number of clusters and test results of partitioning data sets is a complex task and requires further research. Objective. The aim of paper is to study the efficiency of finding the natural data structure by crisp and fuzzy clustering validity indices, when the partition is realized by the clustering method based on fuzzy binary relations and conducting their comparative analysis. Method. For partition of data sets the method based on fuzzy binary relation was used that provides an opportunity to simultaneously conduct crisp and fuzzy grouping of objects by different types of similarity measures. The distance similarity measure, which divides data into ellipsoid clusters, is used in the research. Two synthetic 2-dimensional data sets of a special type are generated, natural clustering of which is possible in two ways. Both sets are Gaussian. The most effective and frequently used groups of crisp and fuzzy cluster validity indices, which allow to find the optimal data set structure are described. Results. The study of estimating the quality of clustering was conducted by means of method of fuzzy binary relations with six indices in two data sets. A comparative analysis of the effectiveness of determining the cluster and sub-cluster data structures by validity indices is made. Conclusions. In practice, for some cluster validity indexes it is important to find not only the global extreme, but also local ones. They can fix the optimal sub-cluster data structure with less separation. To ensure the effectiveness of estimating the quality of clustering and to obtain objective results it is appropriate to take into account not only one index, but several of them. In perspective studies, creating a combined criterion that would join the most effective cluster validity indices by means of method based on fuzzy binary relations by a distance similarity measure is anticipated as well as implementing generalized cluster validity index for any similarity measures of fuzzy binary relations method; developing a software system that would ensure the automatic grouping of objects into clusters by concentric spheres, cones, ellipses without the preliminary determination of the clustering threshold. UK: Актуальність. Кластерний аналіз є методом класифікації без учителя, тобто в умовах коли попередня інформація про кількість кластерів заздалегідь невідома. Тому, знаходження оптимальної кількості кластерів і перевірка результатів розбиття наборів даних є складною задачею і потребує додаткових досліджень. Метою дослідження є вивчення ефективності знаходження природної структури даних чіткими та нечіткими індексами якості кластеризації реалізованої методом кластеризації основаним на нечітких бінарних відношеннях та проведення їх порівняльного аналізу. Методи. Для розбиття наборів даних використано метод заснований на нечітких бінарних відношеннях, який дозволяє одночасно проводити чітку та нечітку кластеризацію об’єктів за різними видами мір подібності. В роботі використана міра подібності «відстань», яка розбиває дані на еліпсоїдні кластери. Згенеровано два синтетичні набори двовимірних даних спеціального виду, природна кластеризація яких можлива двома способами. Обидва набори є гаусівськими. Описано найбільш ефективні та використовувані групи чітких та нечітких індексів якості кластеризації, що дозволяють виявити оптимальну структуру даних. Результати. Проведено дослідження оцінки якості кластеризації методом заснованим на нечітких бінарних відношеннях шістьма індексами на двох наборах даних. Зроблено порівняльний аналіз ефективності визначання індексами якості кластерної та підкластерної структури даних. Висновки. На практиці для деяких індексів достовірності розбиття важливим є знаходження не тільки глобального екстремуму, а й локальних. Вони можуть фіксувати оптимальну підкластерну структуру даних із меншим показником розділення. Для забезпечення ефективності оцінки якості кластеризації та отримання об’єктивного результату доцільним є врахування не одного індексу, а декількох. В перспективних дослідженнях передбачається побудова комбінованого критерію, що поєднував би найефективніші індекси оцінки кластеризації методом заснованим на нечітких бінарних відношеннях за відстаневою мірою подібності; створення узагальненого індексу якості кластеризації за будь-якою мірою подібності методу нечітких бінарних відношень; розробка програмної системи, що забезпечить автоматичне групування об’єктів на кластери концентричними сферами, конусами, еліпсами без попереднього визначення порогу кластеризації.Item Сравнительный анализ двух систем массового обслуживания M/HE2/1 с обычными и со сдвинутыми входными распределениями(Національний університет "Запорізька політехніка", 2019) Тарасов, В. Н.; Бахарева, Н. Ф.; Тарасов, В. Н.; Бахарєва, Н. Ф.; Tarasov, V. N.; Bakhareva, N. F..RU: Актуальность. В теории массового обслуживания исследования частных систем типа M/G/1 актуальны в связи с тем, что они до сих пор активно используются в современной теории телетрафика. Рассмотрена задача вывода решения для среднего времени ожидания в очереди в замкнутой форме двух систем с обычными и со сдвинутыми экспоненциальными и гиперэрланговскими входными распределениями. Цель работы. Получение решения для основной характеристики системы – среднего времени ожидания требований в очереди для двух систем массового обслуживания типа M/G/1 и G/G/1 с обычными и со сдвинутыми экспоненциальными и гиперэрланговскими входными распределениями. Метод. Для решения поставленной задачи использован классический метод спектрального разложения решения интегрального уравнения Линдли. Данный метод позволяет получить решение для среднего времени ожидания для рассматриваемых систем в замкнутой форме. Метод спектрального разложения решения интегрального уравнения Линдли играет важную роль в теории систем G/G/1. Для практического применения полученных результатов использован известный метод моментов теории вероятностей. Результаты. Получены спектральные разложения решения интегрального уравнения Линдли для пары систем, с помощью которых выведены расчетные выражения для среднего времени ожидания в очереди в замкнутой форме. Сдвинутое экспоненциальное распределение трансформирует систему M/G/1 в систему G/G/1. Выводы. Получены спектральные разложения решения интегрального уравнения Линдли для рассматриваемых систем и с их помощью выведены расчетные выражения для среднего времени ожидания в очереди для этих систем в замкнутой форме. Эти выражения расширяют и дополняют известные формулы теории массового обслуживания для среднего времени ожидания для систем M/G/1 и G/G/1 с произвольными законами распределений входного потока и времени обслуживания. Такой подход позволяет рассчитать среднее время ожидания для указанных систем в математических пакетах для широкого диапазона изменения параметров трафика. Все остальные характеристики систем являются производными от времени ожидания. Кроме среднего времени ожидания, такой подход дает возможность определить и моменты высших порядков времени ожидания. Учитывая тот факт, что вариация задержки пакетов (джиттер) в телекоммуникациях определяется как разброс времени ожидания от его среднего значения, то джиттер можно будет определить через дисперсию времени ожидания. Метод спектрального разложения решения интегрального уравнения Линдли для рассматриваемых систем позволяет получить решение в замкнутой форме и эти полученные решения публикуется впервые. UK: Актуальність. В теорії масового обслуговування дослідження приватних систем типу M/G/1 є актуальними в зв’язку з тим, що вони й до сьогодні активно використовуються в сучасній теорії телетрафіку. Була розглянута задача виведення рішення для середнього часу очікування в черзі в замкнутій формі двох систем зі звичайними і зсунутими експонентними і гіперерлангівськими вхідними розподілами. Мета роботи. Отримання рішення для основної характеристики системи – середнього часу очікування вимог в черзі для двох систем масового обслуговування типу M/G/1 і G/G/1 зі звичайними і зсунутими експонентними і гіперерлангівськими вхідними розподілами. Метод. Для вирішення поставленого завдання був використаний класичний метод спектрального розкладання рішення інтегрального рівняння Ліндлі. Цей метод дозволяє отримати рішення для середнього часу очікування для розглянутих систем в замкнутій формі. Метод спектрального розкладання рішення інтегрального рівняння Ліндлі грає важливу роль в теорії систем G/G/1. Для практичного застосування отриманих результатів було використано відомий метод моментів теорії ймовірностей. Результати. Були отримані спектральні розкладання рішення інтегрального рівняння Ліндлі для пари систем, за допомогою яких виведені розрахункові формули для середнього часу очікування в черзі в замкнутій формі. Зрушений експоненціальний розподіл трансформує систему M/G/1 в систему G/G/1. Висновки. Були отримані спектральні розкладання рішення інтегрального рівняння Ліндлі для розглянутих систем і з їх допомогою виведені розрахункові формули для середнього часу очікування в черзі для цих систем в замкнутій формі. Ці формули розширюють і доповнюють відомі формули теорії масового обслуговування для середнього часу очікування для систем M/G/1 і G/G/1 з довільними законами розподілів вхідного потоку і часу обслуговування. Такий підхід дозволяє розрахувати середній час очікування для зазначених систем в математичних пакетах для широкого діапазону зміни параметрів трафіку. Всі інші характеристики систем є похідними часу очікування. Крім середнього часу очікування, такий підхід дає можливість також визначити моменти вищих порядків часу очікування. З огляду на той факт, що варіація затримки пакетів (джиттер) в телекомунікації визначається як дисперсія часу очікування від його середнього значення, то джиттер можна буде визначити через дисперсію часу очікування. Метод спектрального розкладання рішення інтегрального рівняння Ліндлі для розглянутих систем дозволяє отримати рішення в замкнутій формі і ці отримані рішення публікуються вперше. EN: Context. In the queueing theory, studies of particular systems of the M/G/1 type are relevant in that they are still actively used in the modern theory of teletraffic. The problem of finding a solution for the mean waiting time in a queue in the closed form of two systems with ordinary and shifted exponential and hypererlangian input distributions is considered. Objective. Obtaining a solution for the main system characteristic – for the average waiting time in a queue for two queuing systems of type M/G/1 and G/G/1 with conventional and offset exponential and hypererlangian input distributions. Method. To solve this problem, we use the classical method of spectral decomposition of the solution of the Lindley integral equation. This method allows to obtain a solution for the average waiting time for the systems under consideration in closed form. The method of spectral decomposition of the solution of the Lindley integral equation plays an important role in the theory of systems G/G/1. For the practical application of the results obtained, the well-known method of moments of probability theory is used. Results. Spectral decompositions of the solution of an integral equation of Lindley for couple of systems by means of which formulas for the average time of waiting in queue in the closed form are received. The shifted exponential distribution transforms the system M/G/1 into the system G/G/1. Conclusions. The spectral decompositions of the solution of the Lindley integral equation for the systems under consideration are obtained and with their help, the formulas for the average waiting time in the queue for these systems in a closed form are derived. These expressions expand and complement the known queuing theory formulas for the average waiting time for M/G/1 and G/G/1 systems with arbitrary laws of input flow and service time distributions. This approach allows us to calculate the average latency for these systems in mathematical packages for a wide range of traffic parameters. All other characteristics of the systems are derived from the waiting time. In addition to the average waiting time, such an approach makes it possible to determine also moments of higher orders of waiting time. Given the fact that the packet delay variation (jitter) in telecommunications is defined as the spread of the waiting time from its average value, the jitter can be determined through the variance of the waiting time. The method of spectral decomposition of the solution of the Lindley integral equation for the systems under consideration makes it possible to obtain a solution in a closed form and these solutions are published for the first time.Item Математические методы и модели изучения коррупции в организационных системах(Національний університет "Запорізька політехніка", 2019) Левин, В. И.; Левін, В. I.; Levin, V. I.RU: Актуальность. В процессе функционирования различных организационных экспертных систем – экономических, социальных, военизированных – возникает задача обнаружения, локализации и измерения уровня коррупции в системе. Эти задачи решают на основе разнообразных данных, получаемых в ходе наблюдений и экспериментов над системой. Однако единой методики обработки информации с целью решения указанных задач не существует. В работе предложена такая методика, основанная на сравнении оценок одних и тех же показателей оцениваемых объектов, даваемых различными экспертами. Цель статьи. Целью статьи является разработка полностью формализованного метода обнаружения, локализации и измерения уровня коррупции в организационной системе, состоящей из экспертов, на основе оценок, даваемых объектам. Метод. Предложенный в статье метод заключается в представлении организационной системы из экспертов, проводящей экспертизу объекта с показателями, посредством -матрицы . Здесь – оценка, данная -м экспертом -му показателю объекта. При этом системе с идеальными (некоррумпированными) экспертами соответствует матрица с равными элементами в любом столбце и, соответственно этому, с совпадающими строками. В системе с неидеальными (коррумпированными) экспертами матрица не обладает таким свойством. Это позволяет ввести показатель абсолютного уровня коррупции в системе как сумму расстояний между результатами экспертизы у различных экспертов. Результат. Получено общее аналитическое выражение показателя абсолютного уровня коррупции в системах с произвольными и . Найдено максимальное возможное значение этого показателя. Дан алгоритм обнаружения коррупции в организационных системах, основанный на сравнении вычисленного абсолютного уровня коррупции и его предельно допустимого уровня. Решена также задача обнаружения коррупции в сложной системе, где экспертизу проходят объекты с несколькими показателями. Приведены примеры обнаружения и измерения коррупции в реальных экспертных системах. Выводы. Предложен новый подход к математическому моделированию коррупционных процессов в организационных экспертных системах, основанный на использовании матрицы оценок различных показателей оцениваемых объектов различными экспертами системы. Этот подход, в отличие от сложившейся практики, позволяет подходить одинаково к решению различных задач изучения коррупции в системах этого типа. Таковы задачи обнаружения, локализации и измерения коррупции. Направление в целом предложено называть корруметрией. UK: Актуальність. В процесі функціонування різних організаційних експертних систем – економічних, соціальних, воєнізованих – виникає завдання виявлення, локалізації та вимірювання рівня корупції в системі. Ці завдання вирішують на основі різноманітних даних, одержуваних в ході спостережень і експериментів над системою. Однак єдиної методики обробки інформації з метою вирішення зазначених завдань не існує. В роботі запропонована така методика, заснована на порівнянні оцінок одних і тих же показників оцінюваних об’єктів, які дають різними експертами.. Мета статтi. Метою статті є розробка повністю формалізованого методу виявлення, локалізації та вимірювання рівня корупції в організаційній системі, що складається з експертів, на основі оцінок, які дають об’єктам. Метод. Запропонований в статті метод полягає в поданні організаційної системи з експертів, яка проводить експертизу об’єкта з показниками, за допомогою -матриці . Тут – оцінка, дана -м експертом -му показнику об’єкта. При цьому системі з ідеальними (некорумпованими) експертами відповідає матриця з рівними елементами в будь-якому стовпці і, відповідно до цього, з співпадаючими рядками. В системі з недосконалими (корумпованими) експертами матриця не володіє такою властивістю. Це дозволяє ввести показник абсолютного рівня корупції в системі як суму відстаней між результатами експертизи у різних експертів. Результат. Отримано загальний аналітичний вираз показника абсолютного рівня корупції в системах з довільними і . Знайдено максимальне можливе значення цього показника. Дано алгоритм виявлення корупції в організаційних системах, заснований на порівнянні обчисленого абсолютного рівня корупції та його гранично допустимого рівня. Вирішено також завдання виявлення корупції в складній системі, де експертизу проходять об’єкти з кількома показниками. Наведені приклади виявлення та вимірювання корупції в реальних експертних системах. Висновки. Запропоновано новий підхід до математичного моделювання корупційних процесів в організаційних експертних системах, заснований на використанні матриці оцінок різних показників оцінюваних об’єктів експертами системи. Цей підхід, на відміну від практики, що склалася, дозволяє підходити однаково до вирішення різних завдань вивчення корупції в системах цього типу. Такі завдання виявлення, локалізації та вимірювання корупції. Напрямок в цілому названо корруметріей. EN: Context. In the process of functioning of various organizational expert systems – economic, social, militarized – the task of detecting, localizing and measuring the level of corruption in the system arises. These tasks are solved on the basis of various data obtained during observations and experiments on the system. However, there is no single method for processing information to solve these problems. This paper proposes such a technique, based on a comparison of assessments of the same indicators of evaluated objects, given by various experts. Objective. The purpose of the article is to develop a fully formalized method for detecting, localizing and measuring the level of corruption in an organizational system consisting of experts, based on the assessments given to objects. Method. The method proposed in the article consists in the presentation of an organizational system of experts conducting an examination of the object with indicators by means of a -matrix . Here – is the assessment given by the -th expert to the -th indicator of the object. In this case a system with ideal (non-corrupted) experts corresponds to a matrix with equal elements in any column and, accordingly, with matching lines. In a system with non-ideal (corrupt) experts, the matrix does not have this property. This allows you to enter an indicator of the absolute level of corruption in the system as the sum of the distances between the results of the examination of various experts. Result. A general analytical expression is obtained for absolute level of corruption in systems with arbitrary and . The maximum possible value of this indicator is found. An algorithm for detecting corruption in organizational systems is given, based on a comparison of calculated absolute level of corruption and its maximum allowable level. The problem of detecting corruption in a complex system, where objects with several indicators pass the examination, is also solved. Examples of detecting and measuring corruption in real expert systems are given. Conclusions. A new approach to mathematical modeling of corruption processes in organizational expert systems, based on the use of a matrix of assessments of various indicators of evaluated objects by different experts of the system, is proposed. This approach, in contrast to the established practice, allows us to find uniform solutions of various problems of studying corruption in systems of this type. These are tasks of detecting, localizing and measuring corruption. The direction as a whole is proposed to be called corrumetry.Item The analytical description of final probabilities for states of queuing systems with input flow of groups of requirements(Національний університет "Запорізька політехніка", 2019) Gorodnov, V. P.; Городнов, В. П.EN: Context. The management of many economic and other “service” systems of random flows of “requirements” is based on the prediction of their efficiency, based on an estimate of the system states probability distribution. In a number of important practical cases, the input flow may have random composition groups of requirements, which determined the applicability of linear algebra numerical methods for searching probabilities, and also made it difficult to build queuing systems that are effective in a range of conditions and made it impossible to obtain probability estimates for systems with an infinite number of places to wait for service. The objects of the study are Markov models of three types of queuing systems: with refusals, with a limited and with an unlimited number of places to wait in the conditions of the input flow of a random composition groups of requirements. Objective. The goal of the work is to obtain an analytical description of the final state probabilities which are necessary to predict the values of efficiency indicators for three types of Markov multichannel queuing systems: with refusals, with a limited and with an unlimited number of places to wait in the conditions of the input flow of random composition groups of requirements. Method. In the general case, the probabilities of states in queuing systems with input flow random groups of requirements are described by Kolmogorov differential equations. The Kolmogorov equations, in the stationary state of the queuing system, are transformed into a linearly dependent homogeneous system of algebraic equations. The final probabilities of the states of a queuing system can be found by numerically solving a system of equations using methods well known in linear algebra: complete exclusion, the inverse matrix, and the matrix method of Ramaswami [3], [38], which takes into account the repeating block structure of the system of equations matrix. The infinite number of unpredictable combinations for the set of numerical values of the considered queuing systems parameters makes it difficult to control the operation of such systems and to build systems that are effective in a range of conditions. In queuing systems with an unlimited number of places to wait, the number of equations becomes infinite, and numerical methods become unsuitable for final probabilities searching and for solving problems of analysis, synthesis and control of queuing systems. Analytical expressions for the final probabilities of queuing systems are obtained by equivalent transformations of homogeneous systems of algebraic equations in the general case of each type of queuing system mentioned above. Results. The obtained analytical expressions for the final probabilities of the queuing systems states for three noted system types are not previously known and therefore required verification of their correctness. Such a check was performed by the way of degenerate the flow of random groups of requirements in the input of the system to the simplest flow of requirements. As a result of verification, analytical expressions for the final probabilities of the considered systems states were automatically transformed into the corresponding well-known models of queuing systems with the simplest input flow of requirements. This effect allows us to consider the well-known models of queuing systems of the simplest input requirements flow – to be a particular case of the obtained models of queuing systems with an input flow of groups of requirements. Conclusions. To further verify the correctness of the results and to assess the degree of influence of requirements random number in groups of input flow onto the system efficiency, a numerical example is given for the critical conditions of a constant intensity of requirements flow equal to the total performance of the system’s service channels. In this case, only the average number of requirements in groups changed. The results of the numerical experiment testify in favor of the correctness of the obtained analytical expressions for the final probabilities and in favor of the possibility of their practical application in real queuing systems when solving problems of forecasting efficiency, as well as analyzing and synthesizing the parameters of real queuing systems. UK: Актуальність. Розглянуто три типи систем масового обслуговування: з відмовами, з обмеженою і з необмеженою кількістю місць для очікування в умовах вхідного потоку груп вимог випадкового складу. Об’єктом дослідження були марковськи моделі зазначених систем масового обслуговування. Мета роботи – знайти аналітичний опис фінальних ймовірностей, що дозволяє вирішувати завдання прогнозу ефективності, аналізу і синтезу параметрів зазначених систем. Метод. Для пошуку фінальних ймовірностей використаний метод еквівалентних перетворень систем лінійно залежних алгебраїчних рівнянь, отриманих граничним переходом з диференціальних рівнянь Колмогорова, що описують кожну з систем масового обслуговування. Показано, що методи чисельного рішення, які використовуються, засновані на точних значеннях числових параметрів умов роботи систем. Такі параметри відповідають категорії безперервних випадкових величин, точні значення яких можна передбачити з вірогідністю строго рівною нулю, що робить чисельний розв’язок позбавленим прогностичних властивостей і не придатним для практики аналізу, синтезу і управління роботою зазначених систем обслуговування. Крім того, в системах обслуговування з необмеженим числом місць для очікування кількість рівнянь не обмежена, що виключає можливість їх чисельного рішення. Результати. Коректність знайдених аналітичних виразів фінальних ймовірностей для станів трьох типів систем масового обслуговування перевірена шляхом виродження потоку груп вимог на вході кожної системи в найпростіший потік вимог. У всіх випадках вираження автоматично переходили в добре відомі формули для систем обслуговування найпростішого потоку вимог. Наведено приклад розрахунків, який вперше чисельно демонструє фізичний зміст змін в роботі систем обслуговування при появі груп вимог в складі вхідного потоку. Висновки. До теперішнього часу спроби опису систем масового обслуговування з вхідним потоком груп вимог відомі тільки для одиничних окремих випадків структури системи і структури вхідного потоку. Розглянутий метод і результати містять повний аналітичний опис фінальних ймовірностей станів для цілого класу систем масового обслуговування з вхідним потоком груп вимог: систем з відмовами, з обмеженим числом місць для очікування і з нескінченним числом місць для очікування. Ці результати відкривають можливість прогнозу ефективності систем масового обслуговування в діапазоні умов і дозволяють вважати поставлену мету дослідження – досягнутою.Item Оценивание параметра с несколькими значениями(Національний університет "Запорізька політехніка", 2019) Вовк, С. М.; Прокопчук, О. Н.; Вовк, С. М.; Прокопчук, О. М.; Vovk, S. M.; Prokopchuk, O. M.RU: Актуальность. В условиях, когда на разных частях интервала наблюдения параметр заданной модели данных принимает разные значения, возникает задача оценивания параметра с несколькими значениями. Объектом исследования в данной работе является процесс оценивания параметра с несколькими значениями. Цель. Целью работы является разработка подхода к решению задачи оценивания нескольких значений неизвестного параметра для заданной модели данных. Метод. Подход к решению задачи оценивания неизвестного параметра с несколькими значениями основан на построении функции невязки между данными и их моделью и последующем применении к ней критерия минимума протяженности. Критерий минимума протяженности позволяет индивидуализировать значения неизвестного параметра в виде локальных минимумов функционала квазипротяженности для заданной функции невязки. В дискретном случае предлагаемый подход заключается в поиске основных локальных минимумов многоэкстремальной целевой функции. Для решения этой задачи в одномерном случае предложен простой метод, эффективность которого проиллюстрирована на примерах задач с одним неизвестным линейным параметром и с одним неизвестным нелинейным параметром модели. Результаты. В отличие от традиционных подходов, основанных на критерии наименьших квадратов или критерии наименьших модулей и обеспечивающих возможность оценивания только одного значения неизвестного параметра, предложенный подход предоставляет возможность оценивания нескольких значений неизвестного параметра. Численное моделирование одномерных задач аппроксимации данных моделями с одним неизвестным линейным параметром и с одним неизвестным нелинейным параметром подтвердило целесообразность предложенного подхода и его эффективность в условиях, когда необходимое сглаживание функционала не приводит к потере слабых локальных минимумов. Выводы. Для оценивания неизвестного параметра с несколькими значениями целесообразно использовать подход, заключающийся в постановке и решении задачи минимизации функционала квазипротяженности, который построен на основе функции невязки данных с заданной моделью. Этот подход обеспечивает индивидуализацию значений неизвестного параметра путем формирования локальных минимумов целевой функции, которые отвечают искомым значениям параметра. Результаты численного моделирования одномерных задач для случаев линейного и нелинейного параметра подтвердили эффективность применения предложенного подхода. UK: Актуальність. В умовах, коли на різних частинах інтервалу спостереження параметр заданої моделі даних набуває різних значень, виникає задача оцінювання параметра з декількома значеннями. Об’єктом дослідження в даній роботі є процес оцінювання параметра з декількома значеннями. Мета. Метою роботи є розробка підходу до вирішення завдання оцінювання декількох значень невідомого параметра для заданої моделі даних. Метод. Підхід до вирішення завдання оцінювання невідомого параметра з декількома значеннями заснований на побудові функції відхилу даних від їх моделі і подальшому застосуванні до неї критерію мінімуму протяжності. Критерій мінімуму протяжності дозволяє індивідуалізувати значення невідомого параметра у вигляді локальних мінімумів функціоналу квазіпротяжності для заданої функції відхилу. У дискретному випадку пропонований підхід полягає в пошуку основних локальних мінімумів багатоекстремальної цільової функції. Для вирішення цього завдання в одновимірному випадку запропоновано простий метод, ефективність якого проілюстрована на прикладах задач з одним невідомим лінійним параметром та з одним невідомим нелінійним параметром моделі. Результати. На відміну від традиційних підходів, заснованих на критерії найменших квадратів або критерії найменших модулів, які забезпечують можливість оцінювання тільки одного значення невідомого параметра, запропонований підхід забезпечує можливість оцінювання декількох значень невідомого параметра. Чисельне моделювання одновимірних задач апроксимації даних моделями з одним невідомим лінійним параметром та з одним невідомим нелінійним параметром підтвердило доцільність запропонованого підходу і його ефективність в умовах, коли необхідне згладжування не призводить до втрати слабких локальних мінімумів. Висновки. Для оцінювання невідомого параметра з декількома значеннями доцільно використовувати підхід, який полягає в постановці та рішенні задачі мінімізації функціоналу квазіпротяжності, який побудований на основі функції відхилу даних від заданої моделі. Цей підхід забезпечує індивідуалізацію значень невідомого параметра шляхом формування відповідних локальних мінімумів цільової функції, які відповідають шуканим значенням параметра. Результати чисельного моделювання одновимірних задач для випадків лінійного та нелінійного параметра підтвердили ефективність застосування запропонованого підходу. EN: Context. The problem of estimating a parameter with several values on different parts of the data interval is considered. The object of this research is the estimation of several values of an unknown parameter. Objective. The approach to the estimation of several values of an unknown parameter for a given data model is to be developed. Method. The approach to solve the estimation problem of the unknown parameter with several values is based on the constructing a function of the residual between the data and their model and on the subsequent applying the minimum-extent criterion to it. The minimum-extent criterion allows detecting the values of unknown parameter in the form of local minima for the quasi-extent functional of residual function. In the discrete case, the proposed approach is to search for the main local minima of the multi-extremal objective function. To solve this problem in the one-dimensional case a simple method is proposed. The performance of this method is illustrated by the examples of the problems both with one unknown linear parameter of the model and with one unknown non-linear parameter of the model. Results. Unlike the traditional approaches based on the criterion of least squares or criterion of mean-absolute deviation which provide the possibility of estimating just one value of unknown parameter, the proposed approach provides estimating the several values of unknown parameter. Numerical simulation of the one-dimensional approximation problem with models containing the one unknown linear parameter and the one unknown non-linear parameter confirmed the feasibility of the proposed approach and its performance when the necessary smoothing does not lead to the loss of weak local minima. Conclusions. To estimate the several values of unknown parameter it is advisable to use the approach which consists in solving the minimization problem of the quasi-extent functional for the residual function of data. This approach provides an individualization of the values of unknown parameter by forming the corresponding local minima of the objective function. The results of numerical simulation of the one-dimensional problem for both the linear and non-linear parameter confirmed the performance of the proposed approach.