Вісник Вінницького політехнічного інституту

ЕКОЛОГО-ЕКОНОМІЧНИЙ АНАЛІЗ ПРИРОДООХОРОННИХ ТЕХНОЛОГІЙ ВИКОРИСТАННЯ ШТАМУ МІКРОВОДОРОСТІ CHLORELLA VULGARIS POLIKARP

Р. В. Петрук, Л. П. Пашкевич — Wed, 24 Dec 2025 00:00:00 +0200

Досліджено потенціал хлорели (штам Chlorella Vulgaris Polikarp) як універсального інструменту для вирішення екологічних проблем України, зокрема в контексті біоремедіації ґрунтів, очищення стічних вод і вловлювання вуглекислого газу (CO₂). У статті проаналізовано сучасні технології, які використовують хлорелу для вирішення екологічних викликів. Зокрема, розглянуто застосування фотобіореакторів для культивування хлорели в контрольованих умовах, біопрепаратів на основі цієї мікроводорості для відновлення деградованих ґрунтів, а також систем для очищення промислових і комунальних стічних вод. Окремо висвітлено локальні дослідження в Україні, які демонструють ефективність хлорели у зниженні вмісту нафтопродуктів, фенолів і важких металів у ґрунтах, забруднених унаслідок воєнних дій, а також її використання в біотехнологічних процесах для уловлювання CO₂на промислових об’єктах, що сприяє зменшенню парникового ефекту. Стаття підкреслює стратегічну роль хлорели у відновленні екосистем України, особливо в регіонах, що постраждали від антропогенного впливу та воєнних дій. Використання хлорели може не лише сприяти очищенню довкілля, але й забезпечити економічні вигоди через створення нових біотехнологічних продуктів. У контексті глобальних екологічних викликів, таких як зміна клімату та деградація природних ресурсів, хлорела розглядається як ключовий елемент у досягненні сталого розвитку України. У статті наголошується на необхідності подальших досліджень і державної підтримки для масштабування цих технологій, а також їхньої інтеграції в національну екологічну політику. Вперше проведено детальне дослідження еколого-економічної доцільності застосування штаму мікроводорості Chlorella Vulgaris Polikarp для вирішення екологічних проблем України, зокрема в контексті біоремедіації ґрунтів, очищення стічних вод і вловлювання вуглекислого газу (CO₂). Встановлено, що на сучасному етапі економічно доцільним є використання хлорели для зниження вмісту важких металів у природних водах.

АЛЬТЕРНАТИВНА ЕНЕРГЕТИКА. ПОВІДОМЛЕННЯ V*. КОМПЛЕКСНЕ ВИКОРИСТАННЯ АЛЬТЕРНАТИВНИХ ДЖЕРЕЛ ЕНЕРГІЇ ДЛЯ РОЗРОБЛЕННЯ ПАЛИВНИХ БРИКЕТІВ

А. П. Ранський, О. А. Гордієнко — Wed, 24 Dec 2025 00:00:00 +0200

Наявний на сьогодні дефіцит викопних джерел енергії (нафти, природного газу) Україна може частково компенсувати ефективним використанням великих об’ємів біомаси (23 млн т умовного палива на рік) як альтернативного джерела під час виробництва твердих, рідких та газоподібних енергетичних ресурсів. Розглянуті основні фізичні, хімічні, термічні, термо-, та біохімічні методи перероблення біомаси та перспективне використання отриманих альтернативних енергоносіїв. Зазначено, що сьогодні розвиненні країни світу все більше забезпечують власний паливно-енергетичний сектор впровадженням «зелених» технологій, акумулюючи відновлювальну енергію сонця (PV-модулі), вітру (вітроенергетика) та водню (воднева енергетика, паливні елементи). Акцентовано увагу на перспективності виробництва паливних брикетів з наявної біомаси та можливого їх використання для опалення приватного житла та інших приміщень в селах, селищах та містах. Проаналізовано склад та основні технічні характеристики паливних брикетів, що використовуються сьогодні в Україні, теплота згоряння яких змінюються у досить широких межах. Так, брикети на основі бурого і деревного вугілля, пірокарбону мають теплоту згоряння 5500…7000 ккал/кг, відходів деревообробної та целюлозно-паперової галузей промисловості — 3820…4500 ккал/кг, відходів сільського господарства — 3860…4800 ккал/кг. Розглянуто перспективи, переваги використання паливних брикетів на основі технології їх виготовлення включно з підготовкою вихідної сировини та її пресування/брикетування.

Встановлено, що отримання паливних брикетів відповідає основним принципам циркулярної економіки: відходи низки виробництв (деревообробної та целюлозно-паперової промисловості) і технологій (перероблення пластмасових відходів піролізом), відходів сільського господарства стають вихідною сировиною для отримання затребуваної кінцевої продукції — паливних брикетів з подальшим їх ефективним використанням. Розглянута технологія отримання паливних брикетів пресуванням шихти, що складалась із пірокарбону, деревної тирси та гофрокартону, без її нагрівання та додаткового введення клейких додатків.

ДОСЛІДЖЕННЯ СТРУКТУРНИХ ОСОБЛИВОСТЕЙ ВІДПРАЦЬОВАНИХ БЕНТОНІТОВИХ ГЛИН

Г. В. Сакалова, Р. С. Бойко, В. В. Кочубей, Т. М. Василінич, Р. Д. Крикливий — Wed, 24 Dec 2025 00:00:00 +0200

Накопичено значний досвід з викopистaння пpиpoдних глин та їхніх мoдифiкoвaних форм для очищення стічних вод від ioнiв важких металів. Основні переваги використання глин як адсорбентів це висока ефективність, доступність та відносна низька вартість. Важливим напрямком наукових досліджень є визначення ефективних шляхів утилізації глинистих матеріалів, що попередньо використовувались як сорбенти для очищення стічних вод та комунальних стоків. Ефективна утилізація сорбційних матеріалів допомагає не тільки зменшити техногенне навантаження на навколишнє середовище, але і вдосконалити технології створення альтернативних матеріалів внаслідок застосування високоякісного глинистого матеріалу.

У статті розглянуто сучасні тенденції повторного використання сорбентів на основі бентонітової глини після їх застосування в системах очищення стічних вод. З метою визначення оптимальних методів переробки відпрацьованих бентонітів визначено їх основні характеристики за допомогою рентгенофазового та термогравіметричного методів аналізу. На основі проведених досліджень здійснено порівняльний аналіз переваг та обмежень різних підходів до утилізації відпрацьованих глинистих сорбентів.

Об'єктом дослідження відпрацьовано бентоніт, попередньо використаний для очищення стічних вод від іонів хрому (ІІІ). Результати рентгенофазового аналізу показують, що процес сорбції важкого металу бентонітом є не лише поверхневим процесом; він супроводжується іншими перетвореннями у міжшаровій структурі глини, внаслідок чого хром мігрує та зв'язується у внутрішніх пакетах водневими і молекулярними зв'язками За допомогою термогравіметричного дослідження вивчено вплив температури на структуру глинистого мінералу контрольного та експериментального зразків.

Визначено перспективні методи використання відпрацьованих бентонітів, що містять іони важких металів. Утилізація відпрацьованого бентоніту шляхом застосування його у складі поліфункціональних матеріалів для наповнення полімерів сприяє значному підвищенню ресурсозбереження та екологічності промислових виробництв.

МАТЕМАТИЧНІ МОДЕЛІ ОПТИМАЛЬНОГО РУХУ ЕЛЕКТРОМОБІЛЯ З АСИНХРОННИМ ЕЛЕКТРОПРИВОДОМ ЗА НАЯВНОСТІ НА ДОРОЗІ СПУСКІВ, ПІДЙОМІВ І НАСЕЛЕНОГО ПУНКТУ ТА ЗУПИНКОЮ У ЦЬОМУ ПУНКТІ

Б. І. Мокін, О. Б. Мокін, Б. В. Пасєка — Wed, 24 Dec 2025 00:00:00 +0200

В роботі [2] розв’язана задача синтезу математичних моделей оптимального руху електромобіля з асинхронним електроприводом горизонтальним відрізком дороги за критерієм мінімуму витрат заряду силової акумуляторної батареї, але лише за умови, що електромобіль повинен проїхати від старту до фінішу за визначений термін часу та з eрахуванням обмежень, обумовлених динамікою електромобіля та наявністю на цьому відрізку дороги населеного пункту, в якому правилами дорожнього руху обмежується швидкість. В цій роботі показано, що рух електромобіля через населений пункт з позицій його оптимізації суттєво відрізняється, якщо в населеному пункті дорога має спуски і підйоми, і доведено, що алгоритм синтезу моделей оптимального руху електромобіля з асинхронним електроприводом, який враховує у функції Лагранжа лише обмеження на швидкість в населеному пункті, обмеження на подолання певної відстані за заданий час та обмеження, що обумовлені динамікою електромобіля, не дозволяє синтезувати моделі оптимального руху цього електромобіля, якщо у цьому населеному пункті дорога має спуски і підйоми. Показано, якого вигляду набуває функція Лагранжа у випадку, коли в задачі синтезу моделей оптимального руху електромобіля необхідно враховувати не лише появу населеного пункту на його дорозі, але і появу спусків та підйомів дороги у цьому населеному пункті. Синтезовано математичні моделі оптимального руху електромобіля за критерієм мінімуму витрат заряду силової акумуляторної батареї із зупинкою в межах населеного пункту і з початком його руху як в межах цього ж населеного пункту, так і поза його межами. Синтезовані математичні моделі після їх ідентифікації можуть бути використані в програмах навчання штучного інтелекту з цільовим призначенням для керування електричними транспортними засобами з асинхронним електроприводом.

ОГЛЯД ПІДХОДІВ ТА МЕТОДІВ МАЛОРЕСУРСНОГО ГЕШУВАННЯ ДАНИХ

В. А. Лужецький, В. І. Селезньов — Wed, 24 Dec 2025 00:00:00 +0200

Представлено огляд сучасних підходів до побудови геш-функцій, що є основним елементом криптографічного захисту в системах з обмеженими апаратними можливостями, зокрема в пристроях Інтернету речей (IoT), вбудованих мікроконтролерах та сенсорних мережах. Актуальність дослідження зумовлена інтенсивним розвитком цих технологій та необхідністю забезпечення високого рівня безпеки за мінімальних витрат ресурсів. Основною метою роботи є аналіз структурних особливостей, криптографічних властивостей та технічних характеристик засобів, що реалізують малоресурсні геш-функції. Розглядається два принципово різні підходи до побудови геш-функцій: ітеративна конструкція Меркла–Дамгарда та конструкцію «губка».

Дослідження охоплює аналіз 12 геш-функцій та їхніх сімейств, що використовують одну із зазначених конструкцій. Оцінка кожної з геш-функцій проводилася за основними характеристиками, такими як апаратна складність, довжина геш-значення та криптографічна стійкість, а також, пропускна здатність та енергоспоживання. Таким чином, отримано порівняльні дані, що дозволили виявити сильні та слабкі сторони кожної геш-функції в контексті їх реалізації для малоресурсних систем. Для узагальнення результатів запропоновано інтегральний коефіцієнт ефективності, який враховує вплив чотирьох ключових параметрів з відповідними вагами.

Порівняльний аналіз показав, що геш-функції на основі конструкції Меркла–Дамґарда, хоча й мають прийнятний рівень криптографічної стійкості, вимагають значних апаратних витрат, обмежуючи їхнє застосування у малоресурсних системах. Натомість, алгоритми, розроблені на основі конструкції «губка», продемонстрували найвищі значення інтегрального коефіцієнта ефективності, що підтверджує найкращий компроміс між безпекою, продуктивністю та апаратними витратами. Зокрема, SPONGENT-88 вирізняється мінімальними вимогами до апаратних ресурсів, а HVH забезпечує високу пропускну здатність та криптографічну стійкість за невеликих витрат. Геш-функції DeeR-Hash та Hash-One, які використовують комбіновані схеми, вимагають найменші апаратні витрати для 160-бітних геш-значень з високим рівнем криптографічної стійкості. Проведений аналіз засвідчує, що подальші дослідження у напрямі конструкцій «губка» та комбінованих схем з регістрами зсуву є найперспективнішими, оскільки саме ці підходи забезпечують найкраще співвідношення між криптографічною стійкістю, продуктивністю та апаратною ефективністю.

ЗАСТОСУВАННЯ МЕТОДІВ МАШИННОГО НАВЧАННЯ ДЛЯ ОЦІНЮВАННЯ СИСТЕМНОГО СУДИННОГО ОПОРУ НА ОСНОВІ НЕІНВАЗИВНИХ ПАРАМЕТРІВ ГЕМОДИНАМІКИ

О. М. Брик, О. А. Пастух — Wed, 24 Dec 2025 00:00:00 +0200

Подано результати дослідження, спрямованого на застосування методів машинного навчання для неінвазивного оцінювання системного судинного опору (Systemic Vascular Resistance, SVR), який є важливим інтегральним показником стану периферичного кровообігу та широко використовується у клінічній практиці для діагностики серцево-судинних патологій. Гемодинамічні сигнали, зокрема пульсова хвиля та пов’язані з нею фізіологічні параметри, характеризуються поєднанням вираженої ритмічності та стохастичних варіацій, зумовлених регуляторними механізмами серцево-судинної системи та впливом зовнішніх факторів. Актуальність дослідження зумовлена тим, що традиційні методи визначення SVR, такі як лінійні детерміністичні моделі, системи диференціальних рівнянь, спектральний і вейвлет-аналіз, базуються на інвазивних процедурах, пов’язаних із серцевим викидом та середнім артеріальним тиском, які потребують спеціального обладнання, високої кваліфікації персоналу і несуть ризики для пацієнта. Це обмежує їх застосування у рутинній клінічній практиці та скринінгових дослідженнях, що підсилює потребу у розробці безпечних, доступних та автоматизованих методів оцінювання.

Запропоновано математичну формалізацію гемодинамічних сигналів на основі циклічних випадкових процесів, яка слугує теоретичним підґрунтям для подальшого застосування методів машинного навчання та дозволяє одночасно описувати періодичні компоненти серцевого циклу та випадкові флуктуації сигналу. Такий підхід базується на використанні неінвазивних параметрів гемодинаміки: частоти серцевих скорочень, артеріального тиску, морфологічних характеристик пульсової хвилі та показників варіабельності ритму серця. Для підвищення якості моделей здійснено попередню обробку даних з використанням нормалізації, аналізу мультиколінеарності (VIF), зниження розмірності методом головних компонент (PCA) та перевірки гетероскедастичності. Для побудови моделей застосовано сучасні алгоритми машинного навчання — логістичну регресію, метод k-ближчих сусідів, метод опорних векторів та випадковий ліс. Показано, що використання ЦВП створює основу для формування інформативніших і фізіологічно обґрунтованіших ознак, придатних для подальшого використання у класифікаційних і прогностичних моделях.

Розроблено узагальнену блок-схему моделювання гемодинамічних сигналів, яка охоплює етапи попередньої обробки, математичного моделювання, виділення інформативних ознак та класифікації або прогнозування гемодинамічних станів. Отримані результати підтверджують доцільність використання циклічних випадкових процесів як базового інструменту побудови гібридних систем аналізу, що поєднують методи математичного моделювання та штучного інтелекту, і можуть бути використані у сучасних системах біомедичної діагностики та підтримки прийняття рішень.

ІНТЕЛЕКТУАЛЬНА СИСТЕМА ВЕЙВЛЕТ-ВИЯВЛЕННЯ ЕКГ-СИГНАЛІВ ПЛОДУ НА ТЛІ ЗАВАД

М. О. Хвостівський, Г. І. Франчевська — Wed, 24 Dec 2025 00:00:00 +0200

Розглянуто одну з актуальних проблем сучасної пренатальної діагностики — виявлення ЕКГ-сигналу плоду на фоні домінуючого ЕКГ-сигналу матері та численних завад. Складність задачі зумовлена суттєвою різницею амплітудних рівнів між сигналами (співвідношення понад 3:1 на користь матері), їхньою квазіперіодичною природою, а також присутністю різноманітних артефактів: міогенних шумів, рухових перешкод, електромагнітних завад. Для адекватного опису процесів запропоновано математичну модель абдомінального ЕКГ-запису, яка враховує багатокомпонентність суміші сигналів, періодичність серцевої активності та адитивність шумів.

На основі моделі створено інтелектуальну систему виявлення, у якій реалізовано алгоритм вейвлет-обробки в базисі Морле. Такий підхід дозволяє здійснювати багаторівневий часово-частотний аналіз, ефективно пригнічувати низькочастотні складові материнського сигналу, підсилювати високочастотні QRS-комплекси плоду та забезпечувати стійкість до шумів. Алгоритмічне забезпечення системи включає послідовність етапів: введення змішаного сигналу, параметризацію масштабів і зсувів, обчислення вейвлет-коефіцієнтів, побудову 3D- та 2D-проєкцій спектрального простору, а також статистичне прийняття рішення щодо наявності плодових компонент. Особливу увагу приділено детекції QRS-комплексів за амплітудно-часовими ознаками, що дозволяє виявляти регулярні ритмічні структури навіть у складних умовах.

Експериментальні дослідження, проведені у середовищі MATLAB, підтвердили ефективність методики: система здатна надійно виокремлювати ЕКГ-сигнал плоду в діапазоні частот 2—3 Гц (120—180 уд./хв) на фоні материнського сигналу із частотою 0,8—1,5 Гц (50—90 уд./хв). Запропонований підхід створює передумови для підвищення достовірності неінвазивного моніторингу серцевої діяльності плоду, зменшує ризики діагностичних помилок і може стати основою для систем інтелектуальної підтримки клінічних рішень у режимі реального часу.

ГІБРИДНИЙ ПІДХІД ДО ПОШУКУ ТА ОБРОБКИ СКЛАДНОСТРУКТУРОВАНИХ ДАНИХ ВЕЛИКОГО ОБСЯГУ ДЛЯ ПОБУДОВИ ІНТЕГРОВАНОГО АЛГОРИТМУ АНАЛІЗУ КУЛЬТУРНОЇ СПАДЩИНИ УКРАЇНИ

Н. О. Шибаєва, Д. С. Шибаєв, С. І. Гришин, М. Д. Рудніченко, В. В. Вичужанін — Wed, 24 Dec 2025 00:00:00 +0200

Проблематика збереження та аналізу культурної спадщини України вимагає створення сучасних інтелектуальних інструментів, здатних обробляти складноструктуровані, багатомодальні та різнотипні дані великого обсягу. Традиційні методи пошуку й аналізу інформації здебільшого не враховують багатомовність архівів, наявність рукописних документів, історичних варіацій термінології та необхідність верифікації фактів, що істотно знижує ефективність інтеграції відомостей з різних джерел. Для вирішення цих проблем у роботі запропоновано гібридний підхід на базі розробки інтегрованого алгоритму обробки та аналізу даних, який поєднує парсинг інтернет-ресурсів, методи оптичного та рукописного розпізнавання текстів, технології обробки природної мови, механізми виявлення дублікатів і недостовірних фактів, а також побудову графа знань з подальшим застосуванням алгоритмів кластеризації. Особливістю системи є наявність адаптивного пошукового модуля, що забезпечує автоматичне вилучення, структуризацію та перевірку даних, а також інтерактивна мапа з геоприв’язкою діячів культурної спадщини, реалізована засобами бібліотеки Leaflet і технологій OpenStreetMap. Архітектура системи передбачає багаторівневу обробку інформації — від нормалізації, лематизації та ідентифікації сутностей до семантичного аналізу, асоціативного пошуку та формування прогнозних моделей розвитку культурних процесів. Проведені обчислювальні експерименти підтвердили ефективність запропонованого підходу, що свідчить про придатність її використання у режимі реального часу. Отримані результати демонструють перспективність розробленої інформаційної системи для створення комплексної програмної платформи збору та збереження даних культурної спадщини України. Практичне застосування гібридного підходу охоплює музейну, архівну, освітню та наукову діяльність, забезпечуючи уніфікований доступ до цифрових джерел, підвищення достовірності аналітики й розвиток інфраструктури цифрової гуманітаристики.

МЕТОД СТРУКТУРНОГО АНАЛІЗУ ГЕТЕРОСКЕДАСТИЧНОГО ЧАСОВОГО РЯДУ З ВИКОРИСТАННЯМ БУСТИНГОВОЇ EGARCH-МОДЕЛІ

В. Є. Копняк, В. Б. Мокін — Wed, 24 Dec 2025 00:00:00 +0200

Розроблено комплексний метод структурного аналізу гетероскедастичного часового ряду, який ґрунтується на поєднанні авторської бустингової моделі умовного середнього та EGARCH-моделі умовної дисперсії. Метод спрямований на кількісну локалізацію та формальну ідентифікацію прихованих динамічних режимів процесу, викликаних дією значних зовнішніх збурювальних факторів. Запропоновано індекс модельної складності, що визначає міру структурного ускладнення процесу та відображає необхідність внесення додаткових бустингових корекцій у прогноз. Метод містить й мультишкальний аналіз рівнів впливу збурень, аналіз залежності між умовним середнім та умовною дисперсією, а також кластеризацію векторів рішень дерев в ансамблі, що дає можливість виявляти різні закономірності та режими процесу без використання додаткових ознак. Зазначено, що метод може бути поширений і на інші види подібних моделей гетероскедастичних процесів, які будуть використані замість EGARCH-складової моделі.

Запропоновано алгоритм виділення інтервалів підвищеної волатильності та підвищеної структурної складності, а також – визначення їх статистичної значущості з використанням волатильнісних, ентропійних та економетричних метрик.

Продемонстровано практичне застосування методу на даних громадського моніторингу якості атмосферного повітря м. Вінниця за показником PM1. Отримані результати свідчать про високу точність прогнозу (коефіцієнт детермінації — 0,97) та дають змогу локалізувати короткочасні стохастичні збурення й тривалі структурні аномалії, що не ідентифікуються класичними моделями ARIMA, ARIMA-GARCH, Prophet, інтелектуальними багатофічерними моделями на основі результатів роботи методів Python-бібліотеки tsfresh чи інших методів формального генерування ознак. Узагальнений аналітичний висновок згенеровано автоматично з використанням великої мовної моделі. Доведено, що індекс структурної складності дозволяє виявляти аномалії у внутрішній структурі процесу, які не супроводжуються зростанням умовної дисперсії та відображають появу нових систематичних впливів або зміну динамічного механізму процесу.

Наведений приклад підтверджує ефективність методу для задач системного аналізу та створює основу для його подальшого застосування у системах підтримки прийняття рішень щодо оцінювання стану довкілля та стану інших складних систем.

УДОСКОНАЛЕННЯ АЛГОРИТМУ ПРИХОВУВАННЯ ДАНИХ У ПРОСТОРОВУ ОБЛАСТЬ ІЗ ЗАСТОСУВАННЯМ ЗВАЖЕНОЇ ВЕКТОРНОЇ ФІЛЬТРАЦІЇ ТА СИНГУЛЯРНОГО СПЕКТРАЛЬНОГО АНАЛІЗУ

Ю. Є. Яремчук, О. В. Салієва, В. С. Катаєв, І. О. Бондаренко, А. В. Галицький — Wed, 24 Dec 2025 00:00:00 +0200

Сучасний стан розвитку інформаційних технологій вимагає впровадження високоефективних методів та засобів для забезпечення цілісності та конфіденційності цифрових даних. На сьогодні, разом з традиційними криптографічними методами захисту інформації особливого значення набувають стеганографічні підходи, основна перевага яких зумовлена здатністю приховувати не лише зміст даних, а й сам факт їхньої передачі. Серед стеганографічних методів найпоширенішими є методи вбудовування даних у просторову область растрових зображень, що пояснюється їхньою відносною простотою реалізації та низькою обчислювальною складністю. Разом з тим просторові стеганографічні методи є вразливими до різноманітних спотворень, таких як фільтрація, шумові атаки, ущільнення або інші операції обробки зображень, що призводить до зниження стійкості прихованої інформації та можливості її втрати. Це зумовлює необхідність удосконалення наявних методів з метою підвищення їхньої надійності та стійкості до зловмисних впливів. У зв’язку з цим, у роботі запропоновано модифікований стеганографічний алгоритм приховування інформації у просторову область із застосуванням зваженої фільтрації (Weighted Median Filter, WVF) та двовимірного сингулярного спектрального аналізу (2D-SSA), що дозволить ефективно виділити структурні компоненти зображення, підвищити стійкість вбудованих даних без суттєвого погіршення візуальної якості контейнерного зображення. До того ж запропонований метод розширено шляхом впровадження алгоритмів, спрямованих на зменшення впливу зашумлення (Gaussian, Salt & Pepper) та підвищення стійкості до ущільнення з використанням формату JPEG. Для оцінювання якості вбудованої інформації застосовано метрики PSNR і SSIM, які забезпечують можливість кількісного порівняння ефективності різних стеганографічних підходів, зокрема методів, що ґрунтуються на дискретному косинусному перетворенні (DCT) та заміні найменш значущих бітів (LSB). Додатково реалізовано механізм адаптивного вбудовування водяних знаків, що сприяє підвищенню надійності збереження прихованих даних в умовах реальних впливів.

АНАЛІЗ МЕТОДІВ ОЦІНЮВАННЯ ІМПУЛЬСНОЇ ХАРАКТЕРИСТИКИ КАНАЛУ В СИСТЕМАХ ЗВ’ЯЗКУ З ТЕХНОЛОГІЄЮ OFDM

О. Ю. Мирончук, М. В. Шпилька, О. М. Цибровський, О. О. Шпилька — Wed, 24 Dec 2025 00:00:00 +0200

Системи зв’язку є ключовим інструментом у розвитку сучасного суспільства. Розвиток технологій зумовлює потребу у високошвидкісному обміні даними у великих обсягах. Тому удосконалення наявних та створення нових систем зв’язку є актуальним завданням. Однією з найперспективніших технологій для розвитку цифрових систем зв’язку є ортогональне частотне мультиплексування (OFDM). Головною перевагою OFDM є його висока стійкість до багатопроменевого поширення сигналу (multi-path fading). У міському середовищі, де радіохвилі відбиваються від будівель, сигнал надходить до приймача з різними затримками, що спричиняє міжсимвольні перешкоди (ISI). OFDM вирішує цю проблему, розділяючи високошвидкісний потік даних на багато повільних підпотоків, кожний з яких передається на окремій, вузькій підносійній частоті. Завдяки цьому, символи стають довшими ніж затримки, спричинені відбиттями, що мінімізує вплив ISI. До того ж OFDM забезпечує високу спектральну ефективність, тобто дозволяє передавати більше даних на одиницю смуги частот. Це досягається завдяки ортогональності підносійних, спектри яких перекриваються, але не заважають один одному. Це дозволяє щільно «упакувати» підносійні, максимально використовуючи доступний частотний діапазон. У роботі проаналізовано методи оцінювання імпульсної характеристики каналу зв’язку в системах зв’язку з технологією OFDM. Оцінювання параметрів каналу зв’язку є важливим етапом в роботі OFDM систем, оскільки від точності оцінки параметрів каналу залежить кількість помилок, яка виникає під час передачі інформації. Зокрема розглянуто метод послідовності максимальної довжини (MLS), який не потребує апріорної інформації про канал, та метод мінімуму середньоквадратичної помилки (LMMSE), для роботи якого необхідно знати автоковаріаційну матрицю каналу. Ці методи широко використовуються на практиці, проте мають свої недоліки. Аналіз ефективності роботи методів проводився на модельному прикладі шляхом статистичного моделювання. Канал зв’язку описувався за моделлю Релея. Результати аналізу показали, що метод MLS простий в реалізації, проте демонструє гіршу точність оцінювання у порівнянні з методом LMMSE. Метод LMMSE показує виграш до 2 дБ в у порівнянні з методом MLS, проте має на порядок вищу обчислювальну складність.

ЧАСТОТНИЙ ПЕРЕТВОРЮВАЧ ТЕМПЕРАТУРИ НА ОСНОВІ НАНОКОМПОЗИТНОГО НАПІВПРОВІДНИКОВОГО МАТЕРІАЛУ

В. В. Мартинюк — Wed, 24 Dec 2025 00:00:00 +0200

Досліджено гетерометалічну комплексну сполуку — тетракіс-µ3-(метоксо)(метанол)-пентакіс(ацетилацетонато)(трикупрум(ІІ), неодим(ІІІ)) метанол (І) складу [Cu₃Nd(AA)₅(OCH₃)₄CH₃OH]∙CH₃OH, де HAA = H₃C–C(O)–CH₂–C(O)–CH₃. Для синтезованої сполуки проведено елементний аналіз, а також магнетохімічні, ІЧ-спектроскопічні та термогравіметричні дослідження. На основі отриманих результатів встановлено, що склад сполуки (І) відповідає цій формулі. Для зазначеного комплексу визначено молярну масу (985,5 г/моль), кількість валентних електронів у молекулі (270), масу однієї молекули, а також визначено загальну кількість молекул у циліндричному зразку масою 0,125 г і об’ємом 17,74∙10^–9 м³. Додатково розраховано загальне число валентних електронів у зразку.

Встановлено, що в температурному інтервалі 303…423 К питомий опір пресованого порошку зменшується від 2∙10¹² до 5∙10⁴ Ом∙см, що свідчить про напівпровідниковий характер отриманої речовини. Ширина забороненої зони становить 1,61 еВ. Проведеними розрахунками підтверджено, що отримана речовина дійсно проявляє напівпровідникові властивості, причому перенос заряду в ній здійснюється як електронами, так і дірками, тобто має місце двополярна провідність.

З метою практичного використання сполуки як термочутливого елемента, досліджуваний матеріал додатково спресовано у форму SMD-терморезистора типу 0402 з геометричними параметрами (1×0,5×0,5)∙10^–3 м.

Розроблено математичну модель частотного перетворювача температури на основі нанокомпозитного матеріалу тетракіс-µ3-(метоксо)(метанол)-пентакіс(ацетилацетонато)(трикупрум(ІІ), неодим(ІІІ)) метанол (І) та активним індуктивним елементом, яка складається з трьох біполярних та МДН-транзисторів. Для визначення функції перетворення, розв’язано систему рівнянь Кірхгофа та встановлено залежність частоти генерації від температури, отримано аналітичну залежність функції перетворення.

ЗАСТОСУВАННЯ ПРОГРАМОВАНИХ ЛОГІЧНИХ КОНТРОЛЕРІВ У ПРОЦЕСІ ПІДГОТОВКИ ФАХІВЦІВ З ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ

Д. Р. Земський, Д. О. Босий, Т. І. Друбецька, А. В. Антонов — Wed, 24 Dec 2025 00:00:00 +0200

Обґрунтовано актуальність формування у здобувачів вищої освіти спеціальності 141 «Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка» (G3 «Електрична інженерія») професійних знань і навичок шляхом вивчення сучасними засобами автоматизації систем електропостачання. В умовах впровадження концепцій цифрової підстанції, Smart Grid та використання інтелектуальних електронних пристроїв перед майбутніми фахівцями постають задачі програмування, налаштовування, обслуговування цифрової енергетичної інфраструктури.

Увагу приділено застосуванню контролера Siemens LOGO! як доступного засобу для професійної підготовки. Його використання дозволяє опанувати базові принципи релейної логіки, роботи з таймерами, лічильниками, логічними елементами та графічними мовами програмування. Принцип розповсюдження програмного середовища LOGO! Soft Comfort дає змогу здобувачам працювати з контролером не лише в лабораторних умовах, а й самостійно — поза межами аудиторій навчального закладу.

Наведено приклад програмної реалізації алгоритму обмеження тривалості роботи електроспоживача з автоматичним щоденним скиданням лічильника. Зазначене рішення демонструє елементи побудови логіки керування: контроль часу, індикацію попередження, блокування повторного вмикання до оновлення параметрів. Це дозволяє не лише засвоїти технічні основи автоматизації, а й створити базу для подальшого вивчення складніших систем на базі програмованих логічних контролерів, зокрема інтеграцію з SCADA-системами, мережевими протоколами та хмарними платформами.

Практична цінність дослідження полягає в розробці й апробації прикладного рішення з використанням Siemens LOGO! у навчальних цілях. Запропонований приклад може бути інтегрований у лабораторні роботи, курсове або дипломне проєктування, сприяючи формуванню навичок роботи з функціональними блоками, логічними умовами та побудові структурованих алгоритмів керування реальними енергетичними об’єктами.

ВПЛИВ ТУРБУЛЕНТНОСТІ ПОТОКУ НА ЕФЕКТИВНІСТЬ ТЕПЛООБМІНУ В ТЕПЛОЕНЕРГЕТИЧНИХ УСТАНОВКАХ

А. М. Ялова, С. О. Крадожон, Н. В. Бондар — Wed, 24 Dec 2025 00:00:00 +0200

Ефективність роботи теплоенергетичних установок безпосередньо залежить від інтенсивності процесів теплообміну між теплоносіями, що циркулюють у системах нагріву, охолодження та передачі енергії. У більшості сучасних теплотехнічних систем, таких як парові та водогрійні котли, теплообмінники, економайзери, конденсатори, підігрівачі живильної води та елементи систем централізованого теплопостачання, вирішальне значення мають саме гідродинамічні умови руху робочих середовищ. Відомо, що структура потоку, його швидкість, напрямок, наявність турбулентних пульсацій та вторинних вихорів значною мірою визначають швидкість теплопередачі від одного середовища до іншого. У теорії гідрогазодинаміки розрізняють два основних режими течії: ламінарний і турбулентний. Ламінарна течія характеризується впорядкованим рухом шарів рідини, тоді як турбулентна — хаотичним, безперервно змінним полем швидкостей, у якому виникають пульсації, вихрові структури та енергетичні обміни між шарами потоку. Саме ці пульсаційні рухи сприяють активному перемішуванню частинок рідини або газу, що, у свою чергу, призводить до інтенсифікації теплообміну. Завдяки цьому турбулентні потоки здатні передавати тепло значно швидше, ніж ламінарні, навіть за тих самих середніх швидкостей руху теплоносія. Попри це, турбулентність має й негативні наслідки. Посилення хаотичного руху частинок призводить до зростання опору течії, а отже — до збільшення гідравлічних втрат енергії. Це означає, що для підтримання необхідної швидкості потоку потрібні більші енергетичні витрати на перекачування робочого середовища, що знижує загальну ефективність системи. Таким чином, проблема полягає у знаходженні компромісу між підвищенням інтенсивності теплообміну та мінімізацією втрат тиску.

ВСТАНОВЛЕННЯ РЕГРЕСІЙНОЇ ЗАЛЕЖНОСТІ ККД КОТЛА ВІД ВОЛОГОСТІ БІОМАСИ ПІД ЧАС ЇЇ СПАЛЮВАННЯ

О. В. Березюк, М. О. Паламарчук — Wed, 24 Dec 2025 00:00:00 +0200

Утилізація біомаси спалюванням дає можливість зменшити споживання традиційних енергетичних ресурсів, що відповідає світовій тенденції до впровадження альтернативних та відновлюваних джерел енергії та підвищення загальної енергоефективності промислового виробництва. У цьому контексті визначення регресійної залежності коефіцієнта корисної дії котла від вологості біомаси є актуальною науково-технічною задачею, оскільки може слугувати основою для розробки інженерної методики розрахунку енергоефективних систем спалювання біомаси. Метою цього дослідження є встановлення за допомогою регресійного аналізу функціонального зв'язку між коефіцієнтом корисної дії котла та вологістю біомаси, який може бути додатково застосований для розробки інженерної методики проєктування енергоефективного теплового обладнання. У дослідженні використовувався регресійний аналіз однофакторних експериментальних результатів та інших парних залежностей, при цьому найадекватніша функція вибрана з шістнадцяти поширених функціональних форм відповідно до критерію максимального коефіцієнта кореляції. Нелінійні залежності лінеаризовано за допомогою відповідних лінеаризувальних математичних перетворень. Коефіцієнти рівнянь регресії визначені за допомогою методу найменших квадратів, реалізованого в спеціально розробленій комп'ютерній програмі «RegAnaliz». В результаті отримано рівняння регресії, що описує залежність коефіцієнта корисної дії котла від вологості біомаси. Цей зв'язок можна використовувати для інженерних розрахунків параметрів обладнання для підвищення енергетичної ефективності спалювання біомаси. Також графічно інтерпретовано отриману залежність, яка забезпечує чітке візуальне представлення та демонструє прийнятну відповідність між теоретичними прогнозами та експериментальними даними. Встановлено, що коефіцієнт корисної дії котла знижується зі збільшенням вмісту вологи в біомасі відповідно до степеневого закону залежності.

ВДОСКОНАЛЕННЯ СИСТЕМИ ЗРИВУ ФЕРОРЕЗОНАНСНИХ ПРОЦЕСІВ В ЕЛЕКТРОМЕРЕЖАХ 10 КВ

З. М. Бахор, А. Я Яцейко — Wed, 24 Dec 2025 00:00:00 +0200

Розглянуто ферорезонансні процеси (ФРП) в електричних мережах 10 кВ з ізольованою нейтраллю, які виникають між ємністю мережі відносно землі та нелінійною індуктивністю заземлених первинних обмоток трансформаторів напруги (ТН) у момент ліквідації замикання фази на землю в електромережі. Здебільшого ФРП в електричних мережах самочинно згасають за декілька періодів промислової частоти. Але за певного співвідношення ємнісного струму замикання мережі та параметрів трансформаторів напруги ФРП може бути стійким (довготривалим) і призводити до термічного пошкодження первинних обмоток ТН та іншого електрообладнання. Тривалість такого ФРП обмежується часом спрацювання засобів з його недопущення (зриву), а за відсутності таких в мережі — часом до моменту пошкодження ТН чи зміни конфігурації електромережі. Для зривання стійких ФРП та захисту ТН від пошкоджень використовують пристрої захисту, дія яких спрямована на під’єднання гасильного опору до обмотки «розімкненого трикутника» ТН. Такий принцип реалізовано, зокрема, в пристроях типу ПЗФ, які експлуатуються в електромережах 10–35 кВ вже понад 25 років. За роки експлуатації пристроїв ПЗФ зафіксовано випадки неефективного зривання ФРП в мережі. Такі події відбувалися через зміни конфігурації мережі та відповідно зміну кількості працюючих ТН, обладнаних пристроями ПЗФ.

Досліджено ФРП в електричних мережах 10 кВ з різною кількістю працюючих ТН та визначено діапазони ємнісних струмів замикання на землю за яких ФРП є стійким. Встановлено, що кількості ТН в мережах 10 кВ відповідає свій діапазон ємнісних струмів замикання на землю. Зі збільшенням кількості ТН в мережі розширюються діапазони ємнісних струмів замикання на землю, за яких виникають стійкі ФРП.

Запропоновано метод зриву стійких ФРП в електричних мережах 10 кВ та досліджено його ефективність. Суть методу ґрунтується на короткочасному увімкненні у нейтраль силового трансформатора активного опору. Запропонований метод зривання стійких ФРП в електричних мережах 10 кВ з ізольованою нейтраллю, як показали дослідження, є ефективним незалежно від кількості ТН в мережі та їх типу, а також незалежно від того, чи встановлені на них пристрої зривання стійких ФРП чи відсутні. За результатами дослідження визначено оптимальне значення величини опору, підключення якого до нейтралі силового трансформатора призводить до зривання стійких ФРП. Розроблено принцип технічної реалізації розробленого методу «нейтраль силового трансформатора-резистор».

ЗАСТОСУВАННЯ МАТЕМАТИЧНОЇ МОДЕЛІ ОПТИМІЗАЦІЇ СКЛАДУ ТА РЕЖИМІВ ЕКСПЛУАТАЦІЇ ДЖЕРЕЛ ПОТУЖНОСТІ В ЗАДАЧАХ РОЗВИТКУ ОБ’ЄДНАНИХ ЕНЕРГЕТИЧНИХ СИСТЕМ

С. В. Шульженко — Wed, 24 Dec 2025 00:00:00 +0200

Одним із важливих етапів інтеграції України до Європейського Союзу є набуття НЕК «Укренерго», який наразі є сертифікованим оператором системи передачі електроенергії України, повноправного членства в Європейській мережі операторів системи передачі електроенергії ENTSO-E з 1 січня 2024 року. Подальші етапи інтеграції України до ЄС передбачають адаптацію та транспонування європейського законодавства до законодавства України, що має забезпечити гармонізацію не тільки політичних практик, але й узгодженого, в ідеалі однакового в межах ЄС, методологічного апарату аналізу та розв’язання багатьох практичних проблем та задач, зокрема, задачі розвитку національної енергосистеми України, яка методологічно має відповідати наявним методологічним документам ENTSO-E. Згідно з актуальною методологією аналізу витрат та вигід (CBA — Cost Benefit Analysis) ENTSO-E задача розвитку об’єднаних енергетичних систем (ОЕС), як національної так і міждержавних, розв’язується з використанням трьох окремих задач, які реалізовані як математичні моделі. На першому етапі здійснюється математичне моделювання розвитку джерел потужності для ОЕС в цілому, або для обмеженої кількості вузлів, «точок» виробництва та споживання електричної енергії/ потужності в межах ОЕС — ринкове моделювання (Market Simulation). На другому етапі з використанням рішення, отриманого за результатами ринкового моделювання здійснюється моделювання функціонування транспортної і, за потреби, також розподільчої мережі або її окремих елементів — моделювання мережі (Grid Simulation). Результатом моделювання мережі є перелік проєктів-кандидатів модифікації наявної мережі, якими можуть бути як заходи по додаванню певного елемента мережі, так і заходи по виключенню певного елемента мережі. Відбір проєктів-кандидатів, які доцільно реалізувати на практиці здійснюється за результатами розрахунку інтегральної числової оцінки, яка враховує вплив реалізації кожного проєкту практично на всі важливі соціально-економічні, природоохоронні, екологічні, технічні і інші аспекти такої оцінки. Отже, розв’язок задачі ринкового моделювання визначає подальші можливі напрями розвитку національної енергосистеми, що зумовлює доцільність отримання оптимального рішення вже на цьому, першому етапі. Одним із засобів отримання такого оптимального рішення є використання математичної моделі оптимізації складу та режимів експлуатації джерел потужності (UCP — Unit Commitment Problem). В статті як приклад наведено результати використання математичної моделі UCP для двох альтернативних варіантів технологічного розвитку потужностей атомної енергетики, з використанням енергоблоків зі встановленою потужністю 1000 МВт_е і більше, які працюють в режимі сталого генерування/постачання електричної потужності та енергоблоків з малими модульними реакторами, які експлуатуються в режимі добового регулювання відпуску потужності.

МОДЕЛЬ СИСТЕМИ КЕРУВАННЯ НАСОСНОЮ СТАНЦІЄЮ НА ЗАСАДАХ ТЕОРІЇ ЕЛЕКТРИЧНИХ КІЛ

І. І. Яремак, І. В. Гладь, Р. О. Яремак — Wed, 24 Dec 2025 00:00:00 +0200

Запропоновано системний підхід до моделювання та керування режимами роботи насосної станції з електроприводними насосними агрегатами на засадах теорії електричних кіл і принципів системного аналізу. Застосовано математичну модель насосної станції, побудовану на основі методу електрогідравлічної аналогії та теорії кіл, яка адекватно відтворює взаємодію електричної, механічної та гідравлічної підсистем, об’єднаних спільним енергетичним процесом перетворення електричної енергії у гідравлічну.

Сформовано комплексну модель системи керування, що забезпечує врахування впливу технологічних, енергетичних, конструктивних і режимних параметрів на ефективність та надійність функціонування насосної станції. Досліджено закономірності взаємодії підсистем різної фізичної природи та встановлено залежності, які дають змогу реалізувати узгоджене регулювання режимів роботи електричних двигунів і насосів з метою підтримання оптимальних характеристик витрати та тиску. Запропоновано структурну схему автоматизованої системи керування технологічним процесом, побудовану за ієрархічним принципом і реалізовану на трьох рівнях — верхньому, середньому та нижньому. Така архітектура забезпечує централізований контроль, локальне керування та безпосередню взаємодію з об’єктами автоматизації. Розроблено математичну модель системи керування насосної станції у вигляді поліоптимізаційної задачі, що враховує локальні й глобальні критерії оптимальності, спрямовані на мінімізацію енергетичних витрат, підвищення ефективності електричних двигунів і насосних агрегатів та забезпечення їхньої надійності.

Створено програмне забезпечення для багатокритеріальної оптимізації режимів роботи насосної станції, яке дозволяє оперативно формувати цільові функції та визначати оптимальні значення витратного навантаження. Апробація системи проведена на насосній станції з трьома послідовно увімкненими електроприводними насосними агрегатами, показала ефективність і надійність роботи запропонованої моделі та можливість її інтеграції в наявну автоматизовану систему керування. Результати демонструють здатність системи керування підтримувати оптимальні режими функціонування, підвищувати ефективність і надійність насосних агрегатів, а також забезпечувати узгоджене виконання багатоцільових завдань у реальному часі.

АНАЛІЗ ЕНЕРГОЕФЕКТИВНОСТІ МОБІЛЬНИХ РОБОТОТЕХНІЧНИХ ПЛАТФОРМ І БЕЗПІЛОТНИХ ЛІТАЛЬНИХ АПАРАТІВ У ГІБРИДНИХ МЕРЕЖАХ

О. В. Михайліченко, А. С. Янко, О. І. Лактіонов — Wed, 24 Dec 2025 00:00:00 +0200

Виконано порівняльний аналіз енергоефективності, функціональної автономності та стабільності зв’язку мобільних робототехнічних наземних платформ (РНП) у складі гібридних телекомунікаційних систем. Основну увагу приділено вивченню потенціалу РНП як основи для побудови енергооптимізованих та надійних мереж нового покоління, здатних забезпечувати безперервний обмін даними, підтримку систем енергетичного керування та інформаційний моніторинг у складних середовищах як у військовий так і мирний часи. Особливий акцент зроблено на порівнянні енергетичного балансу наземних платформ з безпілотними літальними апаратами (БПЛА) з метою визначення переваг наземних систем у контексті тривалості автономної роботи, стабільності сигналу та можливості використання потужних антенних модулів. Встановлено, що РНП характеризуються низьким рівнем енергетичних втрат, оскільки не потребують витрат на підтримання висоти чи стабілізацію положення в повітрі. Це дозволяє ефективніше розподіляти енергоресурси між системами руху, зв’язку та обчислювальними блоками. Завдяки стабільній базі та відсутності обмежень за масою, мобільні наземні платформи можуть інтегрувати великі антени, сонячні панелі та елементи енергозбереження, що значно підвищує їхню автономність. Розглянуто застосування інтелектуальних методів адаптивного керування енергоспоживанням, які використовують алгоритми глибокого навчання. Такі методи дозволяють прогнозувати зміни навантаження, регулювати енергорозподіл між модулями та забезпечувати безперервність зв’язку, навіть у разі динамічних змін топології мережі або навколишнього середовища. Показано, що саме наземні робототехнічні системи можуть виконувати роль енергетично стабільної основи гібридної мережевої інфраструктури, доповнюючи повітряні елементи та забезпечуючи їм стійке підключення в складних умовах. Такий підхід сприяє створенню збалансованих систем, у яких ключові функції керування, зв’язку й енергорозподілу реалізуються через автономні наземні модулі, здатні до самоорганізації та колективного прийняття рішень.

ДЕКОМПОЗИЦІЯ ПОВНОЇ ПОТУЖНОСТІ В ЕЛЕКТРИЧНИХ МЕРЕЖАХ ЗА НЕСИНУСОЇДАЛЬНИХ УМОВ

Є. І. Федів, О. М. Сівакова — Wed, 24 Dec 2025 00:00:00 +0200

Досліджено енергетичні спотворення, які вносять напівпровідникові перетворювачі в роботу систем електропостачання, що проявляється у погіршенні якості напруги в електричних мережах та зниженні їх енергетичної ефективності. Причиною таких явищ є циркуляція в системах передачі та розподілу електроенергії неактивних складових повної потужності, облік та компенсація яких є важливою задачею розумної експлуатації електричних мереж. Ця проблема особливо актуальна у зв’язку з поширенням в системах передачі та розподілу електроенергії пристроїв керування потоками потужності на основі керованих напівпровідникових вентилів, що супроводжується порушеннями електромагнітної врівноваженості електроустановок. Для прийняття рішень щодо підвищення енергетичної ефективності систем електропостачання з силовими статичними перетворювачами важливим є розпізнавання і визначення компонент повної електричної потужності та трактування ролі і впливу напівпровідникових вентильних елементів на процеси енергообміну в електричних системах. Метою роботи є декомпозиція повної потужності на компоненти за несинусоїдальних умов. Проведено дослідження складових потужності в електричному колі з джерелом змінної напруги, що живить резистивне навантаження через повністю керований двоопераційний тиристор. За основу декомпозиції потужності взято підхід стандарту IEEE Std. 1459-2010, згідно з яким потік вектора Пойнтінга подається спектром ортогональних складових миттєвої потужності. Отримані відповіді на низку питань про участь напівпровідникових елементів силових перетворювачів, як у загальному балансі потужності, так і в локальних балансах її компонент. Показано, що джерелом потужності спотворення є нелінійні властивості та фазове керування провідного стану тиристорів. Тиристор є джерелом реактивної потужності зсуву, а також активної потужності гармонік неосновної частоти. Наведено числовий приклад, візуалізацію та аналіз результатів розрахунку балансу потужності.

АНАЛІТИЧНІ ПІДХОДИ ДО РОЗРОБЛЕННЯ ІНТЕЛЕКТУАЛЬНИХ СИСТЕМ КОНТРОЛЮ ЯКОСТІ ПІСЛЯРЕМОНТНОГО СТАНУ АВТОМОБІЛІВ

О. В. Горбенко, Т. Г. Лапенко — Wed, 24 Dec 2025 00:00:00 +0200

Досліджено проблеми контролю післяремонтного стану автомобілів, які традиційно здійснюються за допомогою візуального огляду, вимірювань окремих параметрів, стендових випробувань та короткочасної експлуатаційної перевірки. Показано, що такі методи є фрагментарними, залежать від суб’єктивного фактору та не дозволяють прогнозувати залишковий ресурс агрегатів. Це зумовлює необхідність впровадження інтелектуальних систем діагностики, здатних забезпечити комплексний моніторинг на основі даних сенсорних мереж, цифрових двійників та алгоритмів машинного навчання.

Проаналізовано сучасні підходи до інтеграції сенсорів, систем моніторингу та штучного інтелекту в процес оцінки післяремонтного стану транспортних засобів. Обґрунтовано переваги застосування ансамблевих алгоритмів (Random Forest, XGBoost) та нейронних мереж (RNN, LSTM), які забезпечують найвищу точність виявлення прихованих дефектів і прогнозування ресурсу агрегатів. Представлено багаторівневу архітектуру інтелектуальної системи контролю, що включає апаратний, програмно-комунікаційний, аналітичний, сервісний та нормативно-безпековий рівні, здатні інтегруватися з наявними сервісними платформами.

Особливу увагу приділено економічному оцінюванню впровадження таких систем на прикладі ремонту автоматичних коробок передач. Результати моделювання підтвердили скорочення кількості повторних ремонтів, зменшення трудових витрат і додаткові доходи від преміальних послуг, що забезпечує щорічний ефект понад 40 тис. доларів та сумарний прибуток понад 200 тис. доларів за п’ятирічний період.

Зазначено, що ефективне впровадження інтелектуальних систем контролю потребує розробки уніфікованих методик оцінювання післяремонтного стану, стандартизації протоколів обміну діагностичними даними та обов’язкової сертифікації відповідного програмно-апаратного забезпечення. Це створює підґрунтя для формування стійкої сервісної інфраструктури, зниження експлуатаційних витрат та підвищення безпеки автомобільного транспорту.

АНАЛІТИЧНЕ ВИЗНАЧЕННЯ ЗБУРЮВАЛЬНОГО НАВАНТАЖЕННЯ ДЛЯ ВІБРАЦІЙНОГО УЩІЛЬНЕННЯ МЕТАЛЕВОГО ПОРОШКУ

Д. В. Савєлов, С. А. Кулинич, Р. Г. Пузир — Wed, 24 Dec 2025 00:00:00 +0200

Використовувана наразі серійна технологія вібраційного ущільнення металевих порошків довела, що створене на її основі технологічне обладнання зовсім не враховує певні специфічні особливості та властивості дисперсної порошкової суміші, яка знаходиться під дією вібрувального пуансона. Це, у свою чергу, не дозволяє врахувати вплив металевого порошку на поведінку робочого органа, визначити раціональні параметри вібраційного обладнання і не надає можливості отримувати з металевого порошку якісні та надійні вироби. З аналізу поведінки сипких матеріалів та наявних реологічних моделей середовищ, які піддаються вібраційній дії, визначено, що для опису властивостей дисперсної суміші з металевого порошку, яка піддається вібраційній дії, запропонована узагальнена реологічна модель, яка одночасно враховує пружні властивості та внутрішнє тертя між металевими частинками, яке пов’язує дотичні напруження (в’язкість) та зміну швидкості порошкового середовища. Аналіз літературних джерел довів, що у наявних аналітичних дослідженнях ця реологічна модель не застосовувалась для опису поведінки металевих порошків, як суцільного середовища, а їх коливання під дією вібраційного навантаження, не описувались хвильовим рівнянням коливань. Отже, для запропонованої реологічної моделі ущільнювального порошкового середовища, яка враховує його пружні, в’язкі та пластичні властивості, отримано хвильове рівняння коливань та записані відповідні граничні умови. Для теоретичного аналізу хвильового рівняння коливань застосовано метод розв’язання у комплексних функціях. У результаті проведених теоретичних досліджень визначено фазову швидкість поширення збурення у порошковому середовищі, знайдено розв’язок хвильового рівняння коливань та виведено нові аналітичні вирази для визначення закономірностей руху металевого порошку, амплітудного напруження, яке виникає на поверхні та в основі ущільнюваного шару металевого порошку залежно від координати та поточного часу. За умови, яка описує ущільнюваність середовища, отримано новий аналітичний вираз для визначення амплітуди збурення поверхні металевого порошку, необхідної для досягнення його повного ущільнення. За величиною амплітуди збурення визначається амплітудне значення збурювальної сили вібраційних збудників коливань для оснащення ними привода вібраційного робочого органа.