Вісник Вінницького політехнічного інституту
https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk
<p>Журнал «Вісник Вінницького політехнічного інституту» є виданням, яке входить до Переліку наукових фахових видань України у галузі технічних наук (категорія Б) за спеціальностями: 121, 122, 123, 124, 125, 126, 131, 132, 133, 141, 144, 151, 152, 163, 172, 183, 275, а також 01.05.00, 05.02.02, 05.02.10, 05.03.05, 05.09.03, 05.11.00, 05.13.05, 05.13.06, 05.12.13, 05.12.20, 05.14.02, 05.14.06, 05.22.20, 05.23.02, 05.23.05 (накази Міністерства освіти і науки України: від 11.07.2019 р., № 975; від 15.10.2019, № 1301; від 17.03.2020 р., № 409).</p> <p>Журнал входить у міжнародні наукометричні бази Index Copernicus International та Google Scholar і реферується в Українському реферативному журналі «Джерело».</p> <p>Журнал публікує статті, які містять нові теоретичні та практичні результати в галузях технічних, економічних, природничих та гуманітарних наук. Публікуються також огляди сучасного стану розробки важливих наукових проблем, огляди наукових та методичних конференцій, які відбулися у ВНТУ, статті з педагогіки вищої освіти.</p>Вiнницький нацiональний технiчний унiверситетuk-UAВісник Вінницького політехнічного інституту1997-9266<p>Автори, які публікуються у цьому журналі, згодні з такими умовами:</p> <ul> <li class="show">Автори зберігають авторське право і надають журналу право першої публікації.</li> <li class="show">Автори можуть укладати окремі, додаткові договірні угоди з неексклюзивного поширення опублікованої журналом версії статті (наприклад, розмістити її в інститутському репозиторії або опублікувати її в книзі), з визнанням її первісної публікації в цьому журналі.</li> <li class="show">Авторам дозволяється і рекомендується розміщувати їхню роботу в Інтернеті (наприклад, в інституційних сховищах або на їхньому сайті) до і під час процесу подачі, так як це може привести до продуктивних обмінів, а також скорішого і ширшого цитування опублікованих робіт (див. вплив відкритого доступу).</li> </ul>СИНТЕЗ МАТЕМАТИЧНИХ МОДЕЛЕЙ ПРОЦЕСУ ВІДНОВЛЕННЯ ТА РОЗВИТКУ ЕЛЕКТРОЕНЕРГЕТИКИ УКРАЇНИ, НАБЛИЖЕНИХ ДО РЕАЛІЙ ВОЄННОГО СЬОГОДЕННЯ
https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/2949
<p>Проаналізовано розділ «Енергетична безпека» з «Проекту Плану відновлення України», запропонованого у 2022 році Національною радою з відновлення України, з яким можна ознайомитись за електронною адресою: https://www.kmu.gov.ua/storage/app/sites/1/recoveryrada/ua/restoration-and-development-of-infrastructure.pdf. Встановлено, що детерміновані моделі процесу відновлення та розвитку енергетики України, які запропоновані в цьому Проекті у вигляді діаграм і трансформовані авторами в математичні структури за допомогою комп’ютерної програми, не відповідають реаліям воєнного сьогодення, а тому вимагають корекції. Показано, що для врахування реалій воєнного сьогодення у запропоновані детерміновані моделі необхідно вносити стохастичну складову, для реалізації якої доцільно використати методику генерації імпульсів стаціонарного «білого шуму» з параметрами, обчисленими за оцінками ступеня руйнації об’єктів енергетичної інфраструктури з використанням запропонованої у цій статті комп’ютерної програми. Обґрунтовано, що адекватнішими моделями процесу відновлення та розвитку електроенергетики України є авторегресійнї моделі, порядок яких, визначається, враховуючи реальні терміни відновлення об’єктів енергетичної інфраструктури, а для визначення вагових коефіцієнтів застосовується методика Юла–Уокера з її реалізацією у вигляді комп’ютерної програми, розробленої авторами цієї статті, але розміщеної в попередній роботі, вказаній в списку використаної літератури до цієї статті під номером 7.</p>Б. І. МокінД. О. Шалагай
Авторське право (c) 2023
http://creativecommons.org/licenses/by/4.0
2023-12-272023-12-27661310.31649/1997-9266-2023-171-6-6-13ЕНЕРГЕТИЧНІ ПОКАЗНИКИ ТЕРМІЧНИХ ОПРІСНЮВАЛЬНИХ СИСТЕМ ЗІ ЗВОЛОЖУВАЧАМИ РІЗНИХ ТИПІВ
https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/2950
<p>The demand for potable water is increasing worldwide due to population growth, urbanization, industrialization, agricultural activity, and socio-economic development. One of the solutions of this problem is the development of reliable and cost-effective autonomous decentralized water desalination systems. The air humidification-dehumidification cycle is a promising method of thermal water desalination. Such systems have a simple design, low initial and operating costs and use renewable energy to operate.</p> <p>The directions of development of thermal water desalination technology with air humidification-dehumidification cycle are considered. The main indicators used to evaluate the efficiency of such systems are noted. It is shown that the main element that determines the performance of the installation is a humidifier — a contact heat exchanger for evaporating moisture from salt water into the air. A review of scientific works on experimental studies of the most common types of humidifiers was carried out. The advantages and disadvantages of the proposed constructions were determined and their energy indicators were analyzed (energy efficiency coefficient, fresh water consumption, mass flow coefficient, recovery coefficient and aerodynamic pressure drop).</p> <p>Graphical dependencies of thermodynamic efficiency on the mass flow rate and aerodynamic pressure drop on the specific productivity for different types of humidifiers are plotted. It was found that in order to provide high thermodynamic efficiency, humidifiers with packing material and bubble heat exchangers require high mass flow rate of salt water and have significant aerodynamic pressure drop. The absence of measurements of water and air pressure drops was established in most experimental studies. Further directions for improving the efficiency of thermal desalination plants with air humidification-dehumidification cycle are outlined.</p>В. В. СередаН. О. Притула
Авторське право (c) 2023
http://creativecommons.org/licenses/by/4.0
2023-12-272023-12-276142210.31649/1997-9266-2023-171-6-14-22ВИБІР ОПТИМАЛЬНОЇ КОНФІГУРАЦІЇ РОЗПОДІЛЬНИХ ЕЛЕКТРИЧНИХ МЕРЕЖ
https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/2951
<p class="a">Розглянуто алгоритми оптимізації конфігурації розподільних електричних мереж за критерієм мінімуму втрат активної потужності, і показників надійності, з урахуванням обмежень: максимального допустимого відхилення напруги у вузлах навантаження та максимального допустимого значення струму в лініях електропередачі.</p> <p class="a" style="margin-top: 0cm;">Запропоновано алгоритм оптимізації окремого фідера за критерієм мінімуму втрат активної потужності, який оснований на аналізі чутливості зменшення втрат активної потужності або втрат електроенергії. Процедура оптимізації полягає у замиканні хорди і розмиканні вітки дерева і ґрунтується на виборі для розмикання найвіддаленішої вітки, що входить в такий незалежний контур (хорда і вітка, яка розмикається, знаходяться на суміжних відгалуженнях). Початкова орієнтація у разі вибору віток для розмикання виконується на основі розрахунку замкнутої мережі. Вітки з відносно малими струмами визначаються як потенційно оптимальні для розмикання. Для автоматичного визначення структури дерева фідера використано матрицю контурів, які представлені списком віток, що входять в контури. Обмін вітками здійснюється за належністю хорд і потенційно оптимальних для розмикання віток до тих самих контурів.</p> <p class="a" style="margin-top: 0cm;">Оскільки розподільні мережі 10 кВ, зазвичай, функціонують як радіальні мережі зі встановленими розімкненими лінійними роз’єднувачами для резервного зв’язку фідерів між собою, то цей алгоритм можна застосувати для оптимізації групи фідерів. В роботі описано алгоритм оптимізації декількох фідерів на прикладі Хмельницького РЕМ за критерієм мінімуму втрат електроенергії та показниками надійності електропостачання споживачів. Алгоритм оптимізації декількох фідерів основано на алгоритмі оптимізації окремого фідера, доповненого перевіркою обмежень щодо максимальних значень втрат напруги у вузлах навантажень і максимальних струмів навантаження ліній електропередачі.</p>М. Й. БурбелоЮ. В. ЛободаР. О. Слободян
Авторське право (c) 2023
http://creativecommons.org/licenses/by/4.0
2023-12-272023-12-276232910.31649/1997-9266-2023-171-6-23-29МОДЕЛЬ ЕКСПЛУАТАЦІЇ КІБЕРФІЗИЧНОЇ СИСТЕМИ В УМОВАХ ВПЛИВУ НЕГАТИВНИХ ЗОВНІШНІХ ФАКТОРІВ
https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/2952
<p>Запропоновано математичний апарат для моделювання процесу експлуатації кіберфізичної системи в умовах впливу негативних зовнішніх факторів, який враховується відповідним параметром. На відміну від аналогів, модель досліджуваного процесу формалізується у параметричному просторі індикаторів безвідмовності, функційної безпечності та низки економічних показників. Узагальнювальним параметром в запропонованому математичному апараті є коефіцієнт ефективності, в якому враховуються накопичуваний параметр ефективності експлуатації кіберфізичної системи, супутній ризик від її експлуатації та обсяг ресурсів, закладених у заходи кібербезпеки на етапі проектування цільової системи. Аналітично описано зв'язок цього коефіцієнта з імовірністю переходу кіберфізичної системи в нефункціональний стан внаслідок реалізації негативного впливу попри супротив засобів кібербезпеки. Математичний апарат розвинуто в напрямку врахування похибок першого та другого роду у разі ідентифікації негативного впливу засобами кібербезпеки. Окремо досліджено випадок реакції засобів кібербезпеки на імітацію негативного впливу. Формалізовано пошук екстремального значення коефіцієнта ефективності від обсягу вкладених в заходи кібербезпеки ресурсів та врахуванням характеристичних параметрів простору, в якому цільова кіберфізична система експлуатується. Дослідження реальної кіберфізичної системи Ситуаційного центру департаменту кіберфізичних технологій Вінницької міської ради довело адекватність запропонованого математичного апарату.</p>М. М. БиковТ. В. ГрищукО. О. КовалюкВ. В. Ковтун М. С. Юхимчук
Авторське право (c) 2023
http://creativecommons.org/licenses/by/4.0
2023-12-272023-12-276303810.31649/1997-9266-2023-171-6-30-38КОНСОЛІДОВАНЕ РАНЖУВАННЯ СУЧАСНИХ ХМАРНИХ ОНЛАЙН-СЕРВІСІВ РОЗПІЗНАВАННЯ ОБ’ЄКТІВ НА ЗОБРАЖЕННЯХ
https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/2953
<p>Автоматизація розпізнавання об’єктів на зображеннях є доволі поширеною задачею з очевидним практичним застосування у промисловому виробництві, медицині, транспорті, безпеці та інших галузях. Сьогодні існує кілька хмарних сервісів, які пропонують онлайн-інструменти для вирішення різних завдань, пов’язаних з розпізнаванням зображень. Вони мають низку переваг над традиційними інструментами. Наразі відсутні методи, які б дозволили користувачу виявити, якій саме хмарний сервіс найкраще підходить під його задачі. При цьому оцінювання має бути стислим і базуватися на використанні обмеженого набору профільних зображень. Відповідно типовий метод грубої сили, який потребує завантаження та аналізу великої кількості зображень є неприйнятним. Метод має ґрунтуватися на деталізованому аналізі результатів розпізнавання за малим набором тестових зображень з урахуванням особливостей хмарних сервісів. В роботі запропоновано метод ранжування хмарних сервісів за малих тестових датасетів. При цьому користувач формує тестові датасети з урахуванням профілю власних задач розпізнавання об’єктів. Запропонований метод базується на трьох частинних метриках, кожна з яких враховує ту чи іншу особливість хмарних сервісів. Перша метрика — це різниця між добутком рівнів впевненості правильно розпізнаних об’єктів та добутком рівнів впевненості хибно розпізнаних об’єктів. Друга метрика — це медіанне значення довжини списку виявлених об'єктів до першої помилки. Список об’єктів має бути відсортовано за спаданням впевненості. Перші дві частинні метрики є традиційними, а третя — новою. Фінальне рішення ухвалюється за консолідованим рейтингом, який агрегує три частинні метрики. Застосування методу ілюструється на задачі ранжування хмарних сервісів Microsoft Azure AI Vision Studio, Amazon Rekognition, Google Cloud Vision та Imagga.</p>О. Я. ШульгінС. Д. Штовба
Авторське право (c) 2023
http://creativecommons.org/licenses/by/4.0
2023-12-272023-12-276394510.31649/1997-9266-2023-171-6-39-45МЕТОД ІДЕНТИФІКАЦІЇ ПАРАМЕТРІВ ГАРМОНІК ТА АНОМАЛІЙ ПЕРІОДИЧНОГО ЧАСОВОГО РЯДУ НА ОСНОВІ АДАПТИВНОЇ ДЕКОМПОЗИЦІЇ
https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/2954
<p>Періодичні часові ряди зустрічаються в багатьох задачах — це і фінансові показники, і показники якості атмосферного повітря, і показники стану води тощо. Відповідно їхнє моделювання та аналіз закономірностей є актуальним і досить поширеним завданням для розуміння можливих тенденцій і змін для коректного та своєчасного реагування. Важливими параметрами періодичних часових рядів є параметри їхнього тренду, сезонних складових та аномалій. І якщо задача визначення тренду часового ряду має багато універсальних методів розв’язання, то ідентифікація одночасно параметрів різних видів сезонності та аномалій різної природи у різні часові проміжки є складною задачею, яка не має універсального розв’язання. Більшість таких розв’язків є специфічними для конкретної предметної області або демонструють не чітку адекватність та точність апроксимації.</p> <p>Розроблено новий метод ідентифікації параметрів гармонік та аномалій періодичного часового ряду, який базується на адаптивній декомпозиції ряду. Зокрема, запропоновано здійснювати декомпозицію заданого часового ряду з періодом до половини від загальної кількості точок і будувати графік відношень амплітуд сезонної складової до амплітуд самого ряду — так званої «декомпозиційної кривої». А тоді, згладжувати цю криву і знаходити локальні максимуми, які пропонується вважати такими, що відповідають періоду можливих видів сезонності ряду. З урахуванням багаторічного досвіду використання моделі Facebook Prophet запропоновано низку співвідношень між періодом сезонності, порядком ряду Фур’є для її апроксимації та ступенем регуляризації, який варто враховувати. Для кожного виду сезонності у кожному періоді одним з відомих методів слід знаходити аномальні дані та перевіряти їхню статистичну значущість. Статистично значущі аномалії збирати в єдину множину з типовими параметрами. Запропоновано низку можливих варіантів структур таких моделей часового ряду. Наведено алгоритм методу та описано його основні складові.</p> <p>Здійснено випробування запропонованого методу на Python на базі платформи Kaggle з використанням моделі Facebook Prophet на реальних даних спостережень за якістю атмосферного повітря, отриманих з однієї зі станцій мережі громадського моніторингу EcoCity у межах міжнародної програми «Чисте повітря для України». Випробування показали, що порівняно з моделлю з параметрами і видами сезонності за замовчуванням, запропонований метод дозволив покращити точність апроксимації оптимальної моделі за метрикою R2 у 1,7 рази, а за метрикою MSE — у 2 рази. Це підтвердило ефективність запропонованого методу.</p>Д. О. ШмундякВ. Б. Мокін
Авторське право (c) 2023
http://creativecommons.org/licenses/by/4.0
2023-12-272023-12-276465610.31649/1997-9266-2023-171-6-46-56ОСОБЛИВОСТІ ФОРМУВАННЯ НАНОСТРУКТУРНИХ ЕЛЕМЕНТІВ ПІД ЧАС ПЕРЕДРЕКРИСТАЛІЗАЦІЙНОГО ТЕРМІЧНОГО ОБРОБЛЕННЯ
https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/2955
<p>Методами рентгеноструктурного аналізу та електронної мікроскопії досліджено особливості формування наноструктурних елементів під час передрекристалізаційного термічного оброблення. Показано, що статичне деформування на 60…80 % і подальша короткочасна витримка (1…2 хв) під час передрекристалізаційного термічного оброблення дозволяють формувати наноструктурні елементи у технічно чистому залізі, кольорових сплавах і сталях. На прикладі технічно чистого заліза встановлено, що таке оброблення забезпечує зниження щільності дислокацій за рахунок впорядкування дислокаційної структури шляхом утворенням сіток з малокутовими межами, що рівномірно розподіляються по площі зерен. При цьому середній розмір зон когерентного розсіювання після передрекристалізаційного термічного оброблення різко зменшується порівняно з деформованим станом, що свідчить про здрібнення субструктури до субмікроскопічних (наномасштабних) розмірів. Досліджено особливості формування субзеренної структури у сталях 20, У8 та 20Х13. Показано, що підвищення кількості вуглецю та хрому зменшує приріст твердості після передрекристалізаційного термічного оброблення, що пов’язано з формуванням карбідів, які накопичуються на межах субзерен, блокують дислокації у разі пластичної деформації і на початковій стадії полігонізації. Відмічена низька термічна стійкість (декілька хвилин) сформованої здрібненої субструктури, що унеможливлює використання цього способу підвищення властивостей для габаритних деталей. Доведено, що комбіноване деформування (30 % динамічної + 30 % статичної деформації) забезпечують термічну стабільність полігонізаційної субструктури до 60 хв і формують від 12 до 62 % наномасштабних елементів у технічно чистому залізі, вуглецевих та легованих сталях. Витримка у 60 хв дещо підвищує розмір та знижує кількість нанорозмірних субзерен, що пояснюється збільшенням кутів розорієнтування через початок процесів динамічної рекристалізації, проте цього достатньо для забезпечення високої твердості.</p>О. М. ДубовийМ. М. БобровТ. О. Макруха
Авторське право (c) 2023
http://creativecommons.org/licenses/by/4.0
2023-12-272023-12-276576410.31649/1997-9266-2023-171-6-57-64АНАЛІЗ ТРАНСПОРТНОЇ ПОВЕДІНКИ НАСЕЛЕННЯ УКРАЇНИ ПІД ЧАС ПОЧАТКОВОЇ ФАЗИ ПОВНОМАСШТАБНОГО ВТОРГНЕННЯ
https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/2956
<p class="a">Вплив різних надзвичайних подій на транспортні системи є інтересом багатьох науковців. Водночас, розуміння змін транспортних потоків в умовах війни є недостатньо вивченим у світовій науці. Розуміння принципів пересування мешканців за таких масштабних подій дозволить краще та швидше реагувати і забезпечувати якісніше функціонування транспортних систем в умовах надзвичайної ситуації. У роботі досліджено основні особливості формування транспортної поведінки населення України на початку повномасштабного вторгнення росії. Для цього проведено онлайн опитування осіб, які перебували в Україні станом на 24 лютого 2022 року. Отримано відповіді від мешканців усіх областей держави (окрім Автономної Республіки Крим) та всіх вікових категорій. Під евакуацією розумілося залишення свого постійного місця проживання на термін від одного місяця, за винятком, якщо особа не повернулася в первинний населений пункт раніше. Розподіл кількості відповідей від респондентів, які евакуйовувалися, і тих, що залишилися, є приблизно однаковий. Серед осіб, які відмовились від евакуації, розглянуто причини цього рішення. Також проаналізовано умови, за яких опитані змушені були покидати свої населені пункти. З’ясовано відсотковий розподіл відстаней евакуації від первинного місця проживання. Отримано дані про час прийняття рішення про залишення своїх домівок від початку великої війни. До того ж, визначено основні напрямки евакуації. Зростання інтенсивності руху та часто зниження пропускної здатності, або й взагалі неможливість пересуватися звичним маршрутом, створили для деяких респондентів таку ситуацію, що вони змушені були витратити значно більше часу на пересування до пункту призначення, ніж за нормальних умов. Також проаналізовано час, який мешканці витратили на евакуацію, та відстань до (тимчасового) прихистку від їхніх населених пунктів. Результати роботи є важливими для подальшого аналізу та порівнюватимуться з даними, отриманими за допомогою транспортного моделювання.</p>А. О. Сотнікова
Авторське право (c) 2023
http://creativecommons.org/licenses/by/4.0
2023-12-272023-12-276657010.31649/1997-9266-2023-171-6-65-70ТРУДОВІ РЕСУРСИ АВІАЦІЙНОЇ ГАЛУЗІ УКРАЇНИ: СТАН ТА ПЕРСПЕКТИВИ
https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/2957
<p class="a">Обґрунтовано сучасний стан та перспективи розвитку трудових ресурсів авіаційної галузі. Проаналізовано середню кількість штатних працівників транспортної системи в цілому, та авіаційної галузі зокрема. Виявлено, що у сфері наземного та водного транспорту відбулося скорочення персоналу, тоді як на авіаційному транспорті спостерігається постійне зростання працівників. Обґрунтовано, що на формування трудових ресурсів авіаційної галузі впливають санітарно-епідеміологічні та політичні чинники. Показано, що на фоні повільного зростання заробітної плати у наземному та водному транспорті, оплата праці на авіаційному транспорті має високі показники. Доведено, що за досліджуваний період відбувається зростання плинності кадрів на авіаційному транспорті майже у два рази, при цьому цей показник не перевищує розмір відповідного виду економічної діяльності «Транспорт, складське господарство, поштова та кур’єрська діяльність», а у наземному та водному транспорті відбулося незначне зменшення плинності у порівнянні з початком періоду дослідження. Виявлено, що скорочення працівників авіаційного транспорту менше за аналогічний показник за видом економічної діяльності, але більше за показники скорочення штатів у наземному та водному транспорті. Показано, що перспективами розвитку трудового потенціалу авіаційної галузі є: 1 — розробка єдиної цілісної мотиваційної системи, яка спонукатиме працівників авіаційних підприємств до високопродуктивної праці, підвищення якості послуг та ретельності виконання обов’язків та доручень; 2 — подальший розвиток тісної взаємодії між закладами освіти та авіаційними підприємствами; 3 — посилення міжнародної співпраці та впровадження досвіду іноземних держав у формування та організацію трудових колективів, мотивації працівників та їхньої професійної підготовки; 4 — формування вітчизняного світогляду, який передбачає ринковий менталітет працівника, пошана до приватної власності, адаптація до змінювання ринкових умов. Визначено, що перспективними напрямами розвитку трудових ресурсів є набуття та впровадження найкращого європейського досвіду якості обслуговування клієнтів та досягнення високих показників на вітчизняних підприємствах.</p>О. П. ГаражаД. О. Шевчук Л. С. Кулик
Авторське право (c) 2023
http://creativecommons.org/licenses/by/4.0
2023-12-272023-12-276717710.31649/1997-9266-2023-171-6-71-77