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> uk-UA <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, оскільки це сприяє продуктивним обмінам, а також швидшому і ширшому цитуванню опубліко­ва­них робіт (див. вплив відкритого доступу).</li> </ul> visnykvpi@gmail.com (Голубєва Валентина Тадеушівна) visnykvpi@gmail.com (Голубєва Валентина Тадеушівна) Fri, 27 Dec 2024 00:00:00 +0200 OJS 3.2.1.2 http://blogs.law.harvard.edu/tech/rss 60 ОБҐРУНТУВАННЯ КОНСТРУКЦІЇ РОЗЩЕПЛЕНОЇ ФАЗИ ПОВІТРЯНИХ МІЖСИСТЕМНИХ ЛІНІЙ ЕЛЕКТРОПЕРЕДАВАННЯ https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/3129 <p class="a">Вимоги щодо енергозбереження в лініях електропередавання постійно зростають, причому в першу чергу щодо збільшення пропускної здатності та надійності під час одночасного зниження витрат електроенергії на її транспортування, зниження екологічного впливу та скорочення смуги відчуження під будівництво. Пошук способів вирішення зазначених завдань, у разі одночасного поліпшення техніко-економічних показників ліній електропередавання і повітряних і кабельних, визначає одне з найважливіших напрямів науково-дослідницьких робіт у цій сфері. Введення ринку електроенергії також передбачає, як підвищення конкурентоспроможності енергопостачальних організацій, так і зниження власних витрат за транспортування електроенергії. Вибір економічно обґрунтованих перерізів проводів, довжин повітряних ліній електропередавання та номінальної напруги сприяє цьому. За умов ринкової економіки ймовірність вкладення капіталу в будь-який інвестиційний проект визначається терміном його окупності, рентабельності, можливими ризиками зниження прибутковості інвестицій. Під час введення нової лінії в експлуатацію необхідно вирішити питання її прибутковості або збитковості, і навіть має бути досліджено питання компенсування витрат усередині групи її споживачів. Неоптимально вибрані параметри режиму електропередавання, а також неоптимальна конструкція та переріз фази повітряних ліній і оперативна схема електричної мережі може призвести до невиправданих втрат електроенергії та нераціональних витрат на спорудження додаткових компенсувальних пристроїв реактивної потужності і, як наслідок, підвищення собівартості та тарифів за передавання електроенергії. Тому потрібне подальше розроблення та розвиток методології енергозбереження в електроенергетиці, удосконалення методів оптимізації конструкції та перерізу проводів, вироблення критеріїв переходу до підвищеної натуральної потужності, що дозволить досягти значної економії витрат, знизити відносні втрати електроенергії в лінії. Визначено межі сфери застосування запропонованої конструкції фази лінії з мінімальним кроком розщеплення з подальшим визначенням хвильового опору лінії з перевіркою умов забезпечення нормованого запасу стійкості під час передавання максимальної потужності. Розщеплення фази дозволяє зменшити індуктивний опір і відповідно тим самим збільшити значення потужності, що передається лінією електропередачі. В роботі проаналізовано умови статичної стійкості міжсистемної лінії електропередавання через зміну хвильового опору.</p> В. В. Кучанський, Ю. І. Тугай, І. Ю. Тугай Авторське право (c) 2024 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/3129 Fri, 27 Dec 2024 00:00:00 +0200 СУЧАСНІ ПІДХОДИ ДО КОМПЕНСАЦІЇ РЕАКТИВНОЇ ПОТУЖНОСТІ В СИСТЕМАХ ТЯГОВОГО ЕЛЕКТРОПОСТАЧАННЯ ЗМІННОГО СТРУМУ https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/3130 <p class="a"><span style="letter-spacing: -.1pt;">Розглянуто актуальну для України проблему компенсації реактивної потужності в системах тягового електропостачання змінного струму, що має особливе значення в умовах енергетичної кризи, спричиненої військовими діями. Реактивна потужність є важливою складовою електричних мереж, яка суттєво впливає на стабільність і якість електропостачання. У статті висвітлено вплив реактивної потужності на ефективність роботи тягових підстанцій, які обслуговують залізничний транспорт. Особливу увагу приділено технічним аспектам проблеми та аналізу ефективності наявних методів компенсації, що є критично важливим для зменшення втрат електроенергії та підвищення загальної ефективності систем електропостачання. В умовах застарілого обладнання та обмежених ресурсів проблема ускладняється, що вимагає впровадження сучасних технологічних рішень.</span></p> <p class="a" style="margin-top: 0cm;">Проаналізовано основні методи і пристрої для компенсації реактивної потужності, зокрема таких, як конденсаторні установки та синхронні компенсатори, а також використання сучасних технологій гнучких систем передачі змінного струму (FACTS). Окрему увагу приділено експериментальним дослідженням, проведеним на реальній тяговій підстанції, де здійснено вимірювання реактивної потужності та показано ефективність застосування компенсувальних пристроїв. Результати досліджень демонструють, що компенсація реактивної потужності дозволяє суттєво зменшити втрати енергії, поліпшити якість електроенергії та підвищити стабільність роботи мережі.</p> <p class="a" style="margin-top: 0cm;">У статті також зазначено перспективність впровадження систем FACTS для динамічного регулювання реактивної потужності та поліпшення роботи електричних мереж. Використання цих систем може значно підвищити надійність і ефективність енергосистеми, особливо в умовах інтеграції відновлюваних джерел енергії, таких як сонячні та вітрові електростанції. Це дозволить забезпечити надійне електропостачання в критичних умовах і підвищити ефективність роботи енергетичної інфраструктури України.</p> М. О. Шпілєвий, Д. О. Босий, А. В. Антонов, Д. Р. Земський, А. В. Резник Авторське право (c) 2024 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/3130 Fri, 27 Dec 2024 00:00:00 +0200 ЕНЕРГЕТИЧНЕ ОЦІНЮВАННЯ ЗАСТОСУВАННЯ ТЕПЛОВИХ НАСОСІВ ДЛЯ ОПТИМІЗАЦІЇ ВИКОРИСТАННЯ ЕНЕРГЕТИЧНИХ РЕСУРСІВ НА ЗАЛІЗОРУДНІЙ ШАХТІ https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/3131 <p>Запропоновано спосіб енергетичного переоснащення залізорудної шахти. Енергетичне оцінювання залізорудної шахти провели з кількох важливих причин: 1) оптимізація енергоспоживання: оцінювання допомогло виявити основні джерела споживання енергії та визначити де можна знизити її використання, зменшивши таким чином витрати на енергоносії; 2) енергозбереження: визначено потенційні заходи для підвищення енергоефективності, такі як модернізація обладнання, вдосконалення технологічних процесів та впровадження нових енергозберігаючих технологій, що підвищує рентабельність підприємства; 3) екологічний вплив: під час роботи енергетичних установок на шахті, яке працює на викопному паливі, в атмосферу викидається велика кількість вуглекислого газу, що викликає глобальне потепління, зменшення енергоспоживання допомагає скоротити викиди парникових газів та інших забруднювальних речовин, що сприяє поліпшенню екологічної ситуації. Енергетична оцінка дозволяє залізорудній шахті відповідати національним і міжнародним стандартам енергоефективності, що є важливим для отримання екологічних сертифікатів і державної підтримки; 4) планування інвестицій: оцінка дає змогу шахті зрозуміти, куди найкраще інвестувати для підвищення ефективності й прибутковості. Під час проведення енергетичного оцінювання зібрано та узагальнено інформацію про споживання енергоносіїв, виконано необхідні розрахунки, ознайомлено з наявною технічною та експлуатаційною документацією, а також запропоновано енергоефективні заходи для зниження споживання енергоносіїв. У роботі розглянуто порядок проведення енергетичного оцінювання шахти м. Кривий Ріг, де орієнтація на енергоефективність стає не лише стратегічним рішенням, а й необхідністю для забезпечення сталого розвитку галузі та захисту довкілля. Енергоефективні способи економії теплової енергії на залізорудних шахтах можуть суттєво знизити енергоспоживання та витрати підприємства. Основні методи включають: використання теплових насосів (теплові насоси використовують низькопотенційне тепло шахтних вод для обігріву приміщень і виробництва гарячої води); утеплення та модернізація будівель (оновлення теплоізоляції виробничих і адміністративних приміщень знижує втрати тепла, зменшуючи потребу в опаленні); впровадження систем рекуперації тепла (системи рекуперації дозволяють повторно використовувати тепло, яке виділяється в процесі роботи технологічного обладнання чи вентиляційних систем); автоматизація та контроль систем опалення (встановлення систем автоматичного контролю температури та терморегуляції дозволяє точно підтримувати необхідний рівень тепла без перевитрат енергії); оптимізація технологічних процесів (модернізація обладнання та впровадження енергоефективних технологій у виробничих процесах знижує потребу в тепловій енергії); зниження втрат тепла у вентиляційних системах; утилізація тепла з відпрацьованих газів (застосування сучасних котлів і теплообмінників). Застосування цих енергоефективних технологій і методів на залізорудних шахтах дозволяє суттєво скоротити витрати на теплову енергію, підвищити загальну енергоефективність та зменшити негативний екологічний вплив. Забезпечення надійного та ефективного функціонування шахти вимагає постійної уваги до питань енергозбереження та оптимізації використання енергетичних ресурсів.</p> А. М. Ялова, Н. В. Бондар , Р. В. Старовойт Авторське право (c) 2024 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/3131 Fri, 27 Dec 2024 00:00:00 +0200 ПІДВИЩЕННЯ ТОЧНОСТІ ПРОГНОЗУ ВИРОБНИЦТВА ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ ФОТОЕЛЕКТРИЧНИМИ СТАНЦІЯМИ НА ОСНОВІ МЕТОДУ RANDOM FOREST https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/3132 <p>Досліджено методи, що використовуються для прогнозування виробництва енергії фотоелектричними станціями (ФЕС), а також шляхи підвищення точності прогнозу для оптимізації структури балансу електроенергії в енергосистемі. Дослідження спрямоване на виявлення ефективних підходів та алгоритмів прогнозування, оцінювання їхньої точності та надійності. За результатами дослідження запропоновано комбінацію методів регресійного аналізу та машинного навчання, що забезпечує прийнятну точність прогнозу для планування резервів потужності у енергосистемі. За основу взято метод Random Forest, оскільки він забезпечує адаптивність до особливостей енергогенерування ФЕС у різних регіонах України та в різні періоди року. Для підвищення ефективності машинного навчання запропоновано алгоритм попередньої фільтрації наборів даних з використанням методів авторегресії та ковзного середнього. Це дозволяє краще підготувати вхідні дані для подальшого використання у прогнозуванні, забезпечуючи згладжування тимчасових рядів і усунення випадкових коливань, які можуть негативно впливати на точність прогнозу. Застосування методів попередньої фільтрації дозволяє виділити основні закономірності в даних, що також підвищує точність моделей машинного навчання. Метод Random Forest вибрано не випадково: він добре підходить для завдань прогнозування, де необхідно враховувати багато різних факторів, які можуть по-різному впливати на результати в залежності від часу та регіону. Це особливо важливо у випадку прогнозування генерації енергії ФЕС, де на виробництво значно впливають такі змінні, як хмарність, температура, сезонність тощо. Використання Random Forest дозволяє враховувати нелінійні залежності та взаємодію між факторами, що сприяє підвищенню точності прогнозів. Застосування Random Forest як основного алгоритму машинного навчання зумовлене його гнучкістю та здатністю адаптуватися до різних умов, що дозволяє ефективно враховувати особливості генерації енергії в різних регіонах країни та у різні сезони року.</p> В. В. Кулик, М. В. Затхей Авторське право (c) 2024 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/3132 Fri, 27 Dec 2024 00:00:00 +0200 АНАЛІЗ ЗАХОДІВ ДЛЯ ПІДВИЩЕННЯ ЕНЕРГОЕФЕКТИВНОСТІ ЖИТЛОВОГО БУДИНКУ https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/3133 <p>Охарактеризовано сучасний стан енергоефективності житлового фонду та частку енергії, що споживають житлові будинки в загальному енергобалансі країни. Наведено актуальність підвищення енергоефективності житлових будинків, що дозволить суттєво зменшити споживання викопних палив та електроенергії, а також скоротити обсяги шкідливих викидів в навколишнє середовище. Проаналізовано шляхи розв’язання проблем термомодернізації будівель, серед яких енергетична сертифікація, впровадження відновлюваних джерел енергії та рекуперація теплоти в системах вентиляції. Наведено нормативні вимоги щодо визначення основних показників енергоефективності будівлі, а саме приведених термічних опорів огороджувальних конструкцій та питомого енергоспоживання будівлі на опалення та охолодження.</p> <p>Для нового багатоквартирного будинку з відповідними нормативам термічними опорами огороджувальних конструкцій та газовими котлами в опалюваних приміщеннях визначено клас енергоефективності «D». Запропоновано заходи підвищення енергоефективності будівлі і оцінено їхній вплив на такі показники як питоме енергоспоживання опалення та охолодження, питомі витрати первинної енергії, питомі викиди парникових газів.</p> <p>Проаналізовано вплив посилення теплової ізоляції зовнішніх стін та покриття будинку в порівнянні з нормативними значеннями приведеного термічного опору огороджень. Показано результати зменшення витрат енергії та парникових газів внаслідок впровадження рекуперації теплоти системи вентиляції вбудованих громадських приміщень. Наведено вплив встановлення конденсаційного газового котла та теплового насоса «повітря–вода» або «повітря–повітря». Оцінено результати визначення ефективності використання централізованого теплопостачання для забезпечення потреб опалення та гарячого водопостачання багатоквартирного будинку.</p> Д. В. Степанов, Д. М. Резидент, В. В. Мартиненко Авторське право (c) 2024 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/3133 Fri, 27 Dec 2024 00:00:00 +0200 АВТОМАТИЗАЦІЯ КЕРУВАННЯ РОЗОСЕРЕДЖЕНИМ ГЕНЕРУВАННЯМ ТА НАВАНТАЖЕННЯМ РОЗПОДІЛЬЧОЇ МЕРЕЖІ У РАЗІ ВІДДІЛЕННЯ ВІД ЕНЕРГОСИСТЕМИ https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/3134 <p class="a">Розглянуто актуальні питання децентралізації енергетичних систем, зокрема в контексті України, що стикається з викликами у підтримці надійного електропостачання через війну. Особлива увага акцентується на використанні концепції «енергетичного острова» для забезпечення автономності енергопостачання в умовах можливих аварійних ситуацій чи атак на інфраструктуру. Термін «енергетичний острів» охоплює самодостатні системи, які можуть функціонувати автономно від основної енергомережі, об’єднуючи розподілені джерела енергії (РДЕ), зокрема відновлювані джерела, і споживачів у межах мікромереж. В тексті наведено приклади країн, які вже успішно реалізували таку ізольовану енергосистему, та проаналізовано потенційні вигоди від впровадження подібних технологій в Україні. Стаття підкреслює стратегічну важливість розподіленого генерування, яка може діяти незалежно від централізованої енергосистеми в кризових умовах. На основі огляду літератури й міжнародного досвіду запропонована структурована концепція мікромережі, що базується на розподілених генераторах з автономними системами керування. Описано технічні особливості систем автоматизації, що забезпечують стабільне функціонування мікромережі в умовах відключення від основної мережі. Зокрема, описано вимоги до автоматичних регуляторів частоти та напруги, реклоузерів, що забезпечують безпечний перехід у режим «енергоострова», а також системи моніторингу та синхронізації генераторів. Дослідження спрямоване на підвищення надійності української енергосистеми через впровадження розподілених джерел енергії та систем накопичення енергії (СНЕ), що підвищить стійкість розподільчих мереж до зовнішніх впливів. Важливим елементом дослідження є акцент на перевагах гідроелектростанцій, які легко запускаються без зовнішнього джерела живлення, оскільки потребують мінімальної енергії для допоміжних систем. Тому <span style="color: #0d0d0d; background: white;">як приклад в статті взято саме гідроелектростанцію, хоча загалом принципи актуальні також і для інших джерел розосередженого генерування.</span></p> С. Л. Андрушко, В. В. Кулик Авторське право (c) 2024 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/3134 Fri, 27 Dec 2024 00:00:00 +0200 МЕТОДИ КОНТРОЛЮ ТА ОЦІНКИ ЯКОСТІ ПАРАМЕТРІВ СОНЯЧНИХ ЕЛЕМЕНТІВ https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/3135 <p class="a">Проаналізовано методи контролю та оцінки якості параметрів сонячних елементів. Зазначено, що за тривалої експлуатації фотоелектричних модулів, відбувається поступова їхня деградація, як через неправильний режим експлуатації, так і під дією на них зовнішніх факторів. Деградація призводить до значного зниження продуктивності фотоелектричних модулів через погіршення їхніх основних параметрів.</p> <p class="a" style="margin-top: 0cm;">Запропоновано використовувати під час експлуатації фотоелектричних модулів такі методи контролю та оцінки якості параметрів сонячних елементів: метод електричних вимірювань, короткострокових довгострокових тестів, інфрачервону термографію, мікроскопію, спектроскопію, метод моделювання роботи сонячного елемента, метод дистанційного моніторингу, метод порівняння з еталонними значеннями, метод ультразвукової діагностики, метод оцінки електричних характеристик, метод хімічного аналізу, метод стрес-тестів, метод безперервного контролю якості, метод вибірки та тестування, метод випадкового відбору зразків, метод тестування на втомлюваність, метод моделювання деградації. Завдяки використанню відповідних методів контролю та оцінювання якості параметрів сонячних елементів, можуть бути виявлені дефекти, які призводитимуть до передчасного виходу з ладу фотоелектричного модуля.</p> <p class="a" style="margin-top: 0cm;"><span style="letter-spacing: -.1pt;">Підтверджено, що за використання таких методів: вимірювання вихідної потужності, короткострокових та довгострокових тестів, оптичних методів, — отримується цінна інформація для аналізу продуктивності сонячних елементів, яка дозволяє оцінити стан елементів і виявити потенційні проблеми на ранніх стадіях, що важливо для забезпечення надійності та ефективності експлуатації фотоелектричних модулів.</span></p> <p class="a" style="margin-top: 0cm;">Визначено, що за використання методу моделювання та симуляції і методу дистанційного моніторингу забезпечується ефективність та надійність сонячних елементів, знижуються витрати, підвищується продуктивність систем. Визначено, що використання методів: порівняльного аналізу, ультразвукової діагностики, імпедансного аналізу, хімічного аналізу, стрес-тестів, контролю та оцінки якості, — забезпечує надійність та довговічність сонячних елементів.</p> <p class="a" style="margin-top: 0cm;">Підтверджено, що використання методів: впровадження системи управління якістю, випадкового відбору зразків, тестування на втомлюваність, моделювання деградації, — забезпечує високі стандарти продукції, підвищує довіру споживачів і сприяє сталому розвитку енергетичних систем.</p> <p class="a" style="margin-top: 0cm; line-height: 115%;">Обґрунтовано, що застосування описаних методів сприяє контролю та оцінюванню якості параметрів сонячних елементів.</p> П. Ф. Буданов , В. Б. Кононов, В. Є. Мельников Авторське право (c) 2024 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/3135 Fri, 27 Dec 2024 00:00:00 +0200 ОСОБЛИВОСТІ МЕТОДІВ ОЦІНЮВАННЯ ПАРАМЕТРІВ СОНЯЧНИХ ЕЛЕМЕНТІВ https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/3136 <p class="a" style="line-height: 11.5pt;">Проаналізовано механізми, що впливають на деградацію фотоелектричних модулів, зокрема роль мікротріщин, які знижують ефективність цих систем протягом їхнього терміну служби. Завдяки доступності, що зростає, та конкурентоспроможності ціни на фотоелектричні системи, фотоелектричні модулі стали важливим джерелом відновлювальної енергії по всьому світу. Проте однією з основних проблем є забезпечення надійності фотоелектричних модулів в умовах навколишнього середовища. Дослідження зосереджене на вивченні мікротріщин, як основного чинника, що спричиняє втрати енергії на етапі експлуатації фотомодулів. Мікротріщини можуть мати різні форми і орієнтації, що залежить від їхнього походження. Результати показали, що мікротріщини мають різний вплив на втрату потужності, зокрема для полікристалічних панелей зниження потужності становить від 0,82 % до 3,21 %, а для монокристалічних панелей — від 0,55 % до 0,9 %.</p> <p class="a" style="margin-top: 0cm; line-height: 11.5pt;">Досліджено тестові фотоелектричні модулі з навмисно створеними дефектами, такими як мікротріщини, тріщини в елементах, розбиття скла і дефекти з’єднань. Модулі піддавалися різним умовам стресу в кліматичних камерах, щоб оцінити вплив цих факторів на продуктивність. Для порівняння частина модулів також тестувалася на відкритому полігоні. Всі модулі протестовано за допомогою електролюмінесценції та вимірювань продуктивності до і після випробувань. Окрім цього, досліджено зміни у флуоресценції полімерного інкапсулятора під час випробувань на прискорене старіння, що дозволило виявити ступінь деградації матеріалів під впливом кліматичних факторів. Період індукції для виявлення ефектів флуоресценції полімерного інкапсулятора становив близько одного року вивітрювання на відкритому повітрі або 300 годин штучного опромінення.</p> <p class="a" style="margin-top: 0cm; line-height: 11.5pt;"><span style="letter-spacing: -.1pt;">Практичне застосування результатів цього дослідження може бути вкрай корисним для виробників та операторів фотоелектричних установок. Виявлення та моніторинг мікротріщин на ранніх стадіях дозволяє прогнозувати потенційні втрати потужності та ефективно управляти процесом технічного обслуговування фотоелектричних модулів. Використання методів ультрафіолетової візуалізації для моніторингу стану фотоелектричних модулів без необхідності їхнього демонтажу на місці дає змогу значно знизити витрати на перевірку та своєчасно виявляти дефекти, які можуть призвести до серйозних пошкоджень або втрат потужності. Дані, отримані під час дослідження, можуть бути використані для розробки рекомендованих практик для оцінки та контролю якості фотоелектричних модулів, що дозволить підвищити їхню надійність і довговічність. До того ж, ці результати можуть сприяти удосконаленню процесів вибору матеріалів для виробництва фотоелектричних модулів, що мають покращену стійкість до механічних пошкоджень та умов навколишнього середовища.</span></p> <p class="a" style="margin-top: 0cm; line-height: 11.5pt;">Подальші дослідження можуть зосередитися на детальному вивченні взаємозв'язку між різними типами механічних пошкоджень, зокрема мікротріщин, та їхнім впливом на загальну ефективність фотоелектричних модулів протягом тривалого часу. В статті розглянуто, як різні кліматичні умо<span style="letter-spacing: -.1pt;">ви (температура, вологість, інтенсивність опромінення) можуть прискорювати або змінювати механізми деградації в залежності від типу технології (монокристалічна чи полікристалічна). Дослідження може також сприяти розвитку нових методів прогнозування терміну служби фотоелектричних модулів на основі їхніх механічних характеристик, що дозволить удосконалити про</span>цеси гарантії та обслуговування. Окремо важливим є розвиток точніших і доступніших методів візуалізації та моніторингу пошкоджень на ранніх етапах їхнього розвитку, таких як поліпшені технології ультрафіолетової та електролюмінесцентної візуалізації, що дозволяють оперативно діагностувати і мінімізувати потенційні втрати енергії в процесі експлуатації фотоелектричних модулів.</p> К. О. Дядюра, О. М. Пономаренко Авторське право (c) 2024 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/3136 Fri, 27 Dec 2024 00:00:00 +0200 ПЕРШОПРИНЦИПНІ РОЗРАХУНКИ ЕЛЕКТРОННОЇ БУДОВИ І АТОМНОЇ АРХІТЕКТУРИ ВАНАДАТНИХ АПАТИТІВ КАЛЬЦІЮ ТА КАДМІЮ https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/3146 <p>З перших принципів у рамках теорії функціоналу електронної густини методом повнопотенційного повноелектронного ППВ з набором базисних функцій ППВ + ло (APW + lo) розрахована електронна структура апатитного ряду Me<sub>10</sub>(VO<sub>4</sub>)<sub>6</sub>X<sub>2</sub>, де Ме = &nbsp;Са та Cd, а X &nbsp;= &nbsp;F, Cl, OH. Для обмінно-кореляційної частини потенціалу використовувався метод узагальненого градієнтного наближення (GGA) PBE (Perdew, Burke, Ernzerhof) як найпоширенішого GGA-функціоналу. Проведено дослідження збіжності результатів розрахунків щодо k-сіток для структурної релаксації і підсумовано, що необхідно використовувати 2–2–3 Монкхорст-Пек k-сітку з центром у точці Γ. Релаксація атомних позицій сполук Ме<sub>10</sub>(VO<sub>4</sub>)<sub>6</sub>X<sub>2</sub> (Ме = Са і Cd, X = F, Cl, OH) виконувалася в рамках просторової групи P6<sub>3</sub>/m, а сполук Ca<sub>10</sub>(VO<sub>4</sub>)<sub>6</sub>(OH)<sub>2</sub> та Cd<sub>10</sub>(VO<sub>4</sub>)<sub>6</sub>(OH)<sub>2</sub> у рамках групи P6<sub>3</sub>. Таке зниження симетрії гідроксіапатитів у порівнянні з хлор-, фторапатитами викликане наявністю двох додаткових атомів водню на осі С. Це викликає порушення симетрії щодо дзеркальних площин, перпендикулярних до осі, що проходить через точки (0, 0, 0,25) і (0, 0, 0,75).</p> <p>Для з’ясування характеру хімічного зв’язку проведено аналіз Бадера. Встановлено ефекти еволюції електронної енергетичної структури валентних зон та заборонених зон для апатитів зазначеного ряду. Розраховано параметри елементарних комірок апатитів зазначеного ряду. Встановлено, що «приферміївська» область повних щільностей станів формується електронними станами кисню 2р, а також Сd 4d станами (для кадмієвих апатитів), а зона субвалентних станів — 2s станами кисню. Невеликий внесок у «приферміївську» область роблять електронні 3d стани ванадію. Встановлено, що дно зони провідності формується Ca 3d та V 3d станами. Встановлено, що V―O зв’язок визначається головним чином сильною O 2p―V 3d взаємодією. Встановлено, що зі зменшенням електронегативності аніону X = (F, Cl, OH) ширина енергетичної щілини зменшується в межах кількох десятих електронвольт. З іншого боку, у разі заміщення кальцію на кадмій ширина енергетичної щілини зменшується в межах 0,6 еВ.</p> <p>Теорія функціоналу електронної густини з гарною наближенністю дає можливість розрахувати параметри ґратки для кальцієвих апатитів і кадмієвих апатитів, а також ширини енергетичних щілин для кальцієвих апатитів. Проте суттєве зменшення ширини енергетичної щілини при заміщенні всіх атомів кальцію на атоми кадмію ще потребує експериментального підтвердження.</p> <p>Отже, метою роботи є дослідження фізико-хімічних властивостей гідроксіапатитів для розробки технологій створення нативної кістки.</p> А. П. Сорока, В. Х. Касіяненко, І. В. Сухенко, Л. І. Карбівська, В. Л. Карбівський, О. І. Соболєв Авторське право (c) 2024 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/3146 Fri, 27 Dec 2024 00:00:00 +0200 АЛЬТЕРНАТИВНА ЕНЕРГЕТИКА. ПОВІДОМЛЕННЯ IV. СЕЛЕКТИВНЕ ОЧИЩЕННЯ ГІДРАВЛІЧНОЇ ОЛИВИ AW-46 https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/3128 <p>Обґрунтовано доцільність та необхідність регенерації мінеральних олив. Наведено дані щодо кількості відпрацьованих олив в Україні. Зазначено, що загальний обсяг використання мастильних матеріалів у світі складає 41,5 млн т, на що витрачається суттєва частина сирої нафти, як джерела енергії викопної сировини. Подано динаміку викиду парникових газів в атмосферу, збільшення обсягів викиду яких пов’язано з видобутком викопних ресурсів, виробництвом та використанням енергії в основних секторах діяльності людини. Показано, що реалізація принципу 3R (Reduce–Reuse–Recycle) відносно промислових відходів в рамках циркулярної економіки є вагомим важелем суттєвого зменшення викидів парникових газів, а запровадження однієї з цих складових (Recycle) дозволяє регенерувати відпрацьовані індустріальні, моторні та інші промислові оливи з їхнім подальшим ефективним використанням.</p> <p><em>Розроблено метод сорбційного очищення/регенерації відпрацьованої гідравлічної оливи AW-46 з використанням регенерованого сорбенту, що складається з активованого вугілля (АВ) та кізельгуру (К). Встановлено оптимальні технологічні параметри процесу: співвідношення сорбент : олива = 1&nbsp;:&nbsp;10;</em><em> температура 50…60&nbsp;</em>°<em>С; час 30…35 хвилин. Визначено фізико-хімічні характеристики регенерованої оливи AW-46, які вказують на високу ефективність використаного сумішевого сорбенту. Досліджено способи утилізації відпрацьованого після регенерації оливи AW-46 сумішевого сорбенту. Показано, що екстракційний метод вилучення органічних забруднювачів є багатостадійним, матеріало- та енергозатратним. Встановлено можливість використання низькотемпературного піролізу для регенерації відпрацьованого сорбенту без попередньої його обробки. </em></p> <p><em>В рамках циркулярної економіки досліджена технологія замкненого циклу переробки відходів харчової (регенерований сумішевий сорбент) та машинобудівної (гідравлічна олива AW-46) галузей промисловості для подальшого отримання багатофункціональних пластичних мастил. Наведена загальна технологічна схема переробки таких відходів. Показано, що регенерована гідравлічна олива AW-46 може бути використана як рідка основа пластичних мастил.</em></p> А. П. Ранський, О. М. Сандул, Р. В. Коріненко, О. А. Гордієнко Авторське право (c) 2024 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/3128 Fri, 27 Dec 2024 00:00:00 +0200 ДОСТУПНІСТЬ ТРАНСПОРТНИХ ЗАСОБІВ ДЛЯ ОСІБ З ІНВАЛІДНІСТЮ: АКТУАЛЬНІ ПРОБЛЕМИ ТА ШЛЯХИ ВИРІШЕННЯ https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/3144 <p class="a">Проаналізовано поточний стан сфери виробництва та переобладнання транспортних засобів в Україні в контексті питання забезпечення доступності транспортних засобів для осіб з інвалідністю. Встановлено, що в Україні, у сегменті виробництва автомобілів, на сьогодні поодиноко присутнє, головним чином, крупновузлове складання, орієнтоване на внутрішній ринок.</p> <p class="a" style="margin-top: 0cm;">Розглянуто та проаналізовано відповідні нормативно-правові акти та нормативні документи, основні вимоги до виробництва і торгівлі транспортними засобами та їхніми складовими частинами, що мають ідентифікаційні номери, а також допуск транспортних засобів до участі у дорожньому русі та їхньої державної реєстрації, визначені у статтях 29, 30 та 34 Закону України «Про дорожній рух»; вимоги до переобладнання транспортних засобів, визначені частиною першої та другої статті 32 Закону України «Про дорожній рух».</p> <p class="a" style="margin-top: 0cm;">Визначено пріоритети в питанні забезпечення доступності транспортних засобів для осіб з інвалідністю. Основними з них є: посилення контролю за наявністю транспортних засобів, оформлених відповідно до вимог чинного законодавства, реєстраційних документів транспортних засобів, на яких встановлено ручне керування; запровадження номерних знаків окремої серії, що надають змогу ідентифікувати такі транспортні засоби в потоці під час дорожнього руху; механізми ручного керування повинні відповідати обов’язковим вимогам правил та нормативів у частині забезпечення безпечності конструкції; стимулювання українського виробництва транспортних засобів, обладнаних механізма<span style="letter-spacing: -.1pt;">ми ручного керування; запровадження ефективної (дієвої) та прозорої системи контролю за технічним станом транспортних засобів, зокрема таких, на яких встановлено механізми ручного керування.</span></p> С. М. Тарабан, Ф. М. Брегіда, Ю. В. Гонтар, В. А. Тіторенко, А. О. Шило Авторське право (c) 2024 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/3144 Fri, 27 Dec 2024 00:00:00 +0200 СУЧАСНІ МЕТОДИ ГАЗОТЕРМІЧНОГО ПОКРИТТЯ В ІННОВАЦІЙНИХ ТЕХНОЛОГІЯХ ДЛЯ РЕМОНТУ ВІДНОВЛЕННЯМ ДЕТАЛЕЙ АВТОМОБІЛІВ https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/3145 <p>В епоху технологічного прогресу, коли технології розвиваються стрімкими темпами, особливої уваги заслуговує сучасний підхід до ремонту деталей автомобілів. Завдяки інноваційним матеріалам та методам відновлення деталей, власники автомобілів можуть значно продовжити термін служби своїх транспортних засобів. Це не лише підвищує надійність автомобілів, а й дозволяє зекономити на постійних ремонтах. До того ж, з використанням сучасних технологій процес ремонту відновленням деталей стає ефективнішим, що економить час і кошти.</p> <p>Тому аналіз використання сучасних методів газотермічного покриття в інноваційних технологіях для відновлення деталей автомобілів, за використання різних способів газотермічного напилення під час ремонту деталей автомобілів та їхніх агрегатів, а також забезпечення гарантії для післяремонтного ресурсу є актуальним.</p> <p>Для підвищення ефективності та надійності відновлення деталей автомобілів розглянуто сучасні методи газотермічного покриття в інноваційних технологіях відновлення деталей автомобілів, які доцільно використовувати в Україні, та деякі розповсюдженні способи покриттів для напилення деталей автомобілів.</p> <p>Як вихідні матеріали використовуються дроти або порошки. Матеріал може містити один елемент, але частіше використовуються сплави або композиції з необхідним комплексом властивостей, що забезпечують працездатність деталі або вузла в заданих умовах експлуатації, і міцність зчеплення з основним матеріалом.</p> <p>Основними факторами, умовами і параметрами газотермічного нанесення є: склад, дисперсність, температура і швидкість частинок, концентрація частинок в газовому потоці, дистанція напилення, склад і властивості газового середовища, що переносить частинки, середовище в якій наноситься покриття (склад, тиск, температура), матеріал та стан поверхні підкладки (шорсткість, хімічна чистота).</p> <p>Таким чином, інновації у сфері нанесення покриттів у разі відновлення деталей автомобільних транспортних засобів продовжують трансформувати галузь, дозволяючи збільшити ефективність і довговічність технічних компонентів, зменшити витрати на капітальний та поточний ремонти, а також зменшити вплив на навколишнє середовище.</p> М. В. Митко, О. П. Шиліна, С. А. Бурлака Авторське право (c) 2024 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/3145 Fri, 27 Dec 2024 00:00:00 +0200 ЗАСТОСУВАННЯ ЦИФРОВОГО ДВІЙНИКА ТА МАШИННОГО НАВЧАННЯ ДЛЯ ОПТИМІЗАЦІЇ СПАЛЮВАННЯ ДЕРЕВНОЇ ТРІСКИ У КОТЛАХ https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/3126 <p>Розглянуто недоліки наявних систем керування котлів, які працюють на деревних трісках. Важливим фактором є вміст вологи у деревній трісці, який суттєво впливає на ефективність процесу згоряння, продуктивність котла та рівень шкідливих викидів, зокрема, викидів чадного газу.</p> <p>Виконано детальний аналіз наявних методів оптимізації процесу горіння у котлах, які працюють на деревній трісці, а саме зазначено, що класичні системи керування не завжди здатні враховувати зміни у властивостях палива в реальному часі, що обмежує їхню ефективність. Заначено необхідність використання цифрових двійників та алгоритмів машинного навчання для прогнозування зміни вмісту вологи у деревній трісці і забезпечення оптимального співвідношення паливо-повітря, що дозволяє підвищити ефективність використання палива і зменшити шкідливі викиди.</p> <p>Запропоновано створення цифрового двійника для оптимізації процесу спалювання у котлі на базі хмарних сервісів, який інтегрується з наявними системами автоматизації котла. Вказано, що хмарні сервіси надають переваги масштабованої та гнучкої архітектури для побудови цифрового двійника. Виконано порівняльний аналіз хмарних сервісів Microsoft Azure і Amazon Web Services та вибрано найвигідніше рішення для реалізації функцій цифрового двійника. Розроблена архітектура цифрового двійника, яка передбачає застосування протоколу OPC UA для забезпечення надійної передачі даних. Передбачено застосування функції автоматичного визначення моделі цифрового двійника з урахуванням вхідних даних, що спрощує процес його створення.</p> <p>Подано результати дослідження зміни вологості деревної тріски, проведеного на базі Корюківської ТЕС. Враховуючи отримані результати, запропоновано впровадження додаткової системи регулювання вмісту вологи у трісці шляхом зрошування водою. Ця система дозволяє підтримувати вміст вологи на заданому рівні у рекомендованому діапазоні 20…30&nbsp;%, за умови надмірно сухої сировини. Для реалізації системи та забезпечення точнішого вимірювання вмісту вологи і вирішення проблем з неоднорідністю сировини застосовано додатковий датчик, встановлений над стрічкою конвеєра подачі палива у бункер котла.</p> І. А. Поліщук , Д. В. Столбов Авторське право (c) 2024 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/3126 Fri, 27 Dec 2024 00:00:00 +0200 МЕТОД ВИЗНАЧЕННЯ ОПТИМАЛЬНИХ КОНФІГУРАЦІЙ ВУЗЛІВ ОБЛІКУ ГАЗУ ТА ПУНКТІВ ВИМІРЮВАННЯ ВИТРАТ ГАЗУ https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/3127 <p>Розроблено метод визначення конфігурації вузлів обліку природного газу та пунктів вимірювання витрат газу, які використовуються для визначення обсягів отриманого або переданого природного газу в точках входу і виходу газотранспортної системи України. Наразі конфігурацію вузлів обліку газу та пунктів вимірювання витрати визначають виключно з урахуванням технічних та метрологічних характеристик засобів вимірювань. Запропоновано визначати вибір оптимальної кількості вимірювальних трубопроводів у складі вузлів обліку або пунктів вимірювання витрат газу з відповідними засобами обліку природного газу (вимірювальними пристроями): витратомірів змінного перепаду тиску, турбінних лічильників газу та ультразвукових витратомірів. Сформульовано задачу вибору оптимальної кількості вимірювальних пристроїв за критерієм їхньої сумарної вартості з урахуванням пропускної здатності вузла обліку газу, а також допустимих необлікованих втрат, зумовлених похибками вимірювань. Визначено, що задачу вибору оптимальної кількості вимірювальних пристроїв можна віднести до задач лінійного цілочислового програмування. Для розв’язання сформульованої задачі вибору оптимальної кількості вимірювальних приладів у складі вузла обліку природного газу (пункту вимірювання витрат газу) використано програмне забезпечення в середовищі MatLab.</p> <p>Результати роботи запропонованого методу і розробленого програмного забезпечення проілюстровано на конкретних прикладах, що враховують реальні умови експлуатації вузлів обліку газу та пунктів вимірювання витрати. Використання запропонованого методу дасть змогу визначати оптимальну конфігурацію вузлів обліку газу (пунктів вимірювання витрат газу), що потенційно дозволить компаніям-власникам знизити витрати на їхнє будівництво, реконструкцію або ремонт.</p> М. І. Горбійчук, О. А. Скріпка Авторське право (c) 2024 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/3127 Fri, 27 Dec 2024 00:00:00 +0200 ПРОГНОЗУВАННЯ ПОКАЗНИКІВ ЯКОСТІ ПРОГРАМНИХ СИСТЕМ ІЗ ЗАСТОСУВАННЯМ МОДИФІКАЦІЙ МЕТОДУ SHAP https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/3138 <p>Запропоновано 5 пропозицій для поліпшення практичного застосування методу SHAP (Shapley additive explanations — додаткові пояснення за Шеплі) у контексті оцінки якості програмних систем (ПС), що дозволило дослідити можливості вдосконалення методу SHAP щодо прогнозування показників якості ПС. Метою дослідження є підвищення точності та адаптивності методу SHAP шляхом його модифікацій для врахування різноманітних параметрів якості ПС, зокрема продуктивності, надійності, масштабованості та зручності використання. В роботі визначено такі завдання: провести детальний огляд проблем, пов’язаних із застосуванням методу SHAP під час оцінки якості ПС; математично описати п’ять модифікацій методу SHAP, спрямованих на підвищення його точності, адаптивності та швидкості оцінки показників якості ПС; провести експериментальну перевірку запропонованих модифікацій для оцінки їхньої ефективності в порівнянні з оригінальним методом. В ході досліджень розглянуто п’ять підходів, щодо вдосконалення методу SHAP: LSTM (Long Short-Term Memory — довга короткочасна пам’ять); CNN (Convolutional Neural Networks — згорткові нейронні мережі), адаптивний SHAP MLP (<strong><em>multilayer perceptron</em></strong> — багатошаровий перцептрон), RNN (Recurrent Neural Network — <strong>рекурентна нейронна мережа</strong> (розглядалися ансамблі моделей та Баєсівське оновлення)). Проведено практичне порівняння результатів, яке показало, що запропоновані варіації SHAP можуть значно підвищити точність та швидкість прогнозування, особливо в умовах динамічних змін та великих обсягів даних. В процесі розробки та обґрунтування п’яти оптимізаційних модифікацій методу SHAP досягнуто підвищення точності та ефективності прогнозування показників якості ПС. У ході дослідження встановлено, що методи, які використовують глибокі нейронні мережі (LSTM, CNN), показують вищу точність та адаптивність у порівнянні з оригінальним SHAP, проте ціною цього є складність реалізації та тривалий час виконання. Адаптивний SHAP та Ensemble є оптимальними з погляду балансу між точністю, адаптивністю та інтерпретованістю, проте потребують певної оптимізації для поліпшення часу виконання. Оригінальний SHAP показав задовільну точність (MAE 0,84) та інтерпретованість (7/10), проте поступається сучасним підходам у питаннях адаптивності (6/10) та часу виконання (0,4 години). SHAP потребує подальшої оптимізації, зокрема в умовах динамічних середовищ, де важлива швидка адаптація до нових даних. Часові ряди (LSTM) забезпечили найвищу точність серед інших методів (MAE 0,91) та хорошу адаптивність (8/10).</p> А. С. Шантир Авторське право (c) 2024 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/3138 Fri, 27 Dec 2024 00:00:00 +0200 АДАПТАЦІЯ ГЕНЕТИЧНИХ АЛГОРИТМІВ ДО ЗАДАЧІ ОПТИМІЗАЦІЇ РУХУ НАЗЕМНИХ РОБОТІВ ДЛЯ КЕРУВАННЯ ГРУПОЮ БЕЗПІЛОТНИХ ЛІТАЛЬНИХ АПАРАТІВ https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/3139 <p class="a">Досліджено можливості використання генетичних алгоритмів для оптимізації траєкторії руху безпілотних літальних апаратів (БПЛА) з метою підвищення точності та ефективності оцінки якості повітря в різних умовах. Одним з головних завдань є забезпечення адаптивної автономної навігації БПЛА в динамічних середовищах, де параметри, пов’язані з забрудненням повітря, можуть змінюватися в реальному часі під впливом зовнішніх чинників, таких як погодні умови, географічні особливості або рівень антропогенного навантаження.</p> <p class="a" style="margin-top: 0cm;">Генетичні алгоритми завдяки своїй здатності шукати оптимальні рішення в складних просторах даних можуть ефективно використовуватись для визначення оптимальних маршрутів збору інформації про забруднення повітря. Вони дозволяють БПЛА адаптувати свої траєкторії під поточні умови навколишнього середовища, враховуючи такі фактори, як напрямок і швидкість вітру, рівень забруднення у різних ділянках, наявність природних чи штучних перешкод у міській або сільській місцевості. Завдяки цьому підходу, алгоритми забезпечують злагоджену роботу в групі БПЛА, що дозволяє розподілити зони моніторингу, зібрати точніші дані і швидше реагувати на зміни в середовищі. Проаналізовано як генетичні алгоритми можуть поліпшити процес збирання й оброблення даних для подальшого аналізу якості повітря. Оптимізація траєкторій дозволяє зменшити витрати енергії БПЛА, збільшити обсяг і якість зібраних даних, що зі свого боку підвищує точність оцінок концентрацій шкідливих речовин у повітрі. Через це генетичні алгоритми використовуються як перспективний і ефективний інструмент для підвищення рівня автономності та загальної ефективності безпілотних систем у контексті моніторингу стану повітря в різних середовищах, таких як великі міста, промислові зони, сільськогосподарські території або природні заповідники.</p> Я. А. Кулик, А. Ю. Барановська, М. В. Барабан Авторське право (c) 2024 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/3139 Fri, 27 Dec 2024 00:00:00 +0200 ПІДХІД ДО ГЕНЕРАЦІЇ ТЕКСТУ НА ОСНОВІ МОВНОЇ МОДЕЛІ BERT https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/3140 <p>Запропоновано застосування мовної моделі BERT для задач пошуку і генерації термів у термінологічних базах знань (ТБЗ) з використанням оптимізації для інтелектуальних чат-ботів. Описується архітектура моделі BERT, механізм уваги, алгоритми обробки тексту та основні етапи навчання моделі. Розглянуто використання BERT для семантичного пошуку термів, а також методи адаптації моделі для генерації тексту з урахуванням семантичної цінності кожного терму. Виконано порівняльний аналіз мовної моделі BERT з моделями серії GPT, який продемонстрував сильні та слабкі сторони BERT у контексті пошукових і генеративних задач. У статті також детально розглянуто метрики оцінки якості пошуку термів, такі як Precision, Recall, F1-score, Mean Reciprocal Rank (MRR), Normalized Discounted Cumulative Gain (nDCG) та інші, що дозволяють комплексно оцінювати ефективність пошуку та генерації термів. Розглянуто практичні аспекти інтеграції BERT у системи управління знаннями та надано рекомендації щодо донавчання моделі для вузькоспеціалізованих ТБЗ. До того ж, зосереджено увагу на етичні аспекти використання мовних моделей, зокрема ризики виникнення упередженості (bias) у пошуку та генерації термів, а також важливість забезпечення точності й об’єктивності згенерованих результатів. Обговорюється відповідальне використання BERT для уникнення помилкових або шкідливих висновків під час автоматичної обробки знань. Здійснено розробку програмного забезпечення для тестування мовної моделі BERT. Виконано тестування навчання мовної моделі на різних наборах даних. Результатом тестування доведено високу ефективність використання мовної моделі BERT з урахуванням оптимізації для задачі генерації тексту. Зазначено можливі покращення BERT для роботи з ТБЗ, зокрема методи донавчання моделі на специфічних доменних даних, використання мультимовної версії BERT для обробки багатомовних баз знань, а також техніки оптимізації моделі для підвищення продуктивності в умовах обмежених обчислювальних ресурсів. Запропоновано підходи до тестування та оцінки ефективності пошуку, зокрема використання автоматичних метрик. У заключній частині статті окреслено подальші напрямки досліджень, зокрема інтеграцію BERT з нейронними пошуковими системами, автоматичну генерацію нових термів та розширення функціоналу систем управління знаннями на основі глибокого навчання.</p> А. А. Яровий, Д. С. Кудрявцев Авторське право (c) 2024 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/3140 Fri, 27 Dec 2024 00:00:00 +0200 ВИЗНАЧЕННЯ ТЕМПОРАЛЬНОЇ СПРЯМОВАНОСТІ В ТЕКСТАХ: НЕЙРОМЕРЕЖЕВИЙ ПІДХІД ДЛЯ ХРОНОЛОГІЧНОГО ВПОРЯДКУВАННЯ НА ОСНОВІ АНАЛІЗУ ПАР СЛІВ https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/3141 <p>Запропоновано нейромережевий підхід до визначення темпоральної спрямованості у текстах, що дозволяє відтворювати хронологію подій, навіть за відсутності явних часових маркерів. Цей підхід визначає ймовірнісний порядок появи слів у текстах з урахуванням їхніх статистичних та лінгвістичних зв’язків. На відміну від традиційних підходів, які покладаються на явні часові вирази або дати публікацій, запропонований підхід дає змогу оцінювати порядок подій на основі виявлених взаємозв’язків між парами слів в документах, що описують події.</p> <p>Для аналізу темпоральної спрямованості використовуються нейронні мережі, що дозволяють моделювати відносини між словами шляхом попарного порівняння їхньої появи в текстах. Запропоновано формули для обчислення показників темпоральної спрямованості, які базуються на частоті появи слів у датованих текстах. Отримані показники нормалізовані, що забезпечує кращу інтерпретацію результатів.</p> <p>На основі цих показників сформовано набір ознак для тренування моделей машинного навчання за різними критеріями. Для перевірки ефективності створено україномовний корпус із 127 000 новин соціальних мереж та застосовано кілька моделей: Gradient Boosting Classifier, Random Forest Classifier, Decision Tree та Logistic Regression. Як приклад, вибрано 48 ознак, які характеризують ці новини. У ході експериментів виявлено, що модель Gradient Boosting Classifier показала найкращий результат з точністю 89,76 % на валідаційному датасеті, що перевищило точність інших моделей, таких як Random Forest (74,81 %) та Decision Tree (68,97 %).</p> <p>Запропонований підхід підтвердив ефективність у моделюванні хронологічних зв’язків між подіями, що є важливим для задач автоматизації текстів. Підхід можна використовувати для аналізу новин, хронологічного впорядкування історичних подій і роботи з текстовими даними у великих масивах.</p> Б. С. Білецький , В. Б. Мокін Авторське право (c) 2024 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/3141 Fri, 27 Dec 2024 00:00:00 +0200 ПОКРАЩЕНИЙ МЕТОД АНАЛІЗУ АКУСТИЧНИХ СИГНАЛІВ ВОДНОГО СЕРЕДОВИЩА НА ОСНОВІ ЗГОРТКОВОЇ НЕЙРОМЕРЕЖІ SOP https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/3142 <p>Аналіз акустичних сигналів у морському середовищі супроводжується численними викликами, такими як великий обсяг даних і швидка зміна умов навколишнього середовища. Під час пасивного прийому сигналів часто спостерігається низьке співвідношення сигнал/шум, що ускладнює їхню обробку. Для розв’язання цих задач потрібен ефективний і універсальний підхід, який можна забезпечити за допомогою нейронних мереж. Серед різних моделей нейромереж для аналізу акустичних сигналів одним із найефективніших є згорткові нейронні мережі. Тому є сенс у пошуку ефективного методу, основаного на CNN, який можна модифікувати для підвищення якості аналізу акустичних сигналів у водному середовищі.</p> <p>Поліпшено метод, що базується на застосуванні нейромережі CNN SOP. Як вхідні характеристики для класифікації використано характеристики CQT. Оригінальні два шари згортки замінено багатомасштабною згорткою з різними розмірами ядер, що дозволило вилучити як загальні, так і локальні характеристики цільового об’єкта. У вилучених характеристиках відбувається зменшення розмірності шляхом обробки середнього пулінгу. Результат подається на вхід до шару пулінгу другого порядку (SOP), що дозволяє ефективно знаходити та зберегти інформацію про кореляції часових даних у формі узагальненого представлення. Виходом шару SOP є вектори, які нормалізуються поелементно квадратним коренем та l2-нормалізацією. Нормалізовані дані подаються на повнозв’язний шар з пакетною нормалізацією та функцією активації ReLU. Після цього дані передаються на повнозв’язний шар з функцією активації Softmax, яка виконує класифікацію. Для перевірки роботи нейромережі вибрано три датасети — два датасети реальних об’єктів водного середовища та один штучний датасет. Кожний датасет додатково зашумлено фоновими шумами таким чином, щоб підсумкові семпли мали низьке співвідношення сигнал/шум (SNR). У всіх випадках запропонований покращений метод показав вищу точність класифікації у порівнянні з оригінальним методом.</p> А. О. Олексій, А. А. Верлань Авторське право (c) 2024 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/3142 Fri, 27 Dec 2024 00:00:00 +0200 ТЕХНОЛОГІЯ LLM-ВИДОБУВАННЯ ОЗНАК ТЕСТУВАННЯ ПАЦІЄНТІВ З ТЕКСТОВИХ ЗВІТІВ ДЛЯ УДОСКОНАЛЕННЯ ПРОГНОЗУВАННЯ КІЛЬКОСТІ ХВОРИХ НА КОРОНАВІРУС https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/3143 <p>Розглянуто застосування сучасних великих мовних моделей (LLM) для автоматизованого видобування важливих ознак з аналітичних текстових звітів про пандемію COVID-19 в Україні в період 2020—2022 років. Ці звіти охоплюють широкий спектр даних, включно з регіональними показниками захворюваності, динаміку тестування, результати вакцинації та демографічні характеристики пацієнтів. У дослідженні розглянуто інтеграцію цих видобутих ознак у моделі часових рядів для підвищення точності епідеміологічних прогнозів.</p> <p>Центральним елементом дослідження є використання моделі Prophet, яку вдосконалено для врахування сезонних змін і аномалій у даних. У дослідженні вирішувалися такі виклики, як багатохвильовий характер часового ряду COVID-19, включно з різкими підйомами і спадами захворюваності. Здійснено коригування аномалій, спричинених змінами в карантинних заходах, політиці тестування та вакцинаційних кампаніях, особливо в періоди зимових сплесків.</p> <p>Оптимізація моделі Prophet включала вдосконалене налаштування параметрів за допомогою таких методів, як Grid Search і стохастична оптимізація, адаптованих до специфічного епідеміологічного контексту України. Додатково у дослідженні оцінено потенціал нейромережевих моделей, зокрема LSTM (Long Short-Term Memory), для аналізу часових рядів. Здатність LSTM виявляти нелінійні залежності та обробляти велику кількість вхідних параметрів доповнює традиційні методи, забезпечуючи глибше розуміння довгострокових трендів і взаємозв’язків у даних.</p> <p>Мета цієї статті полягає у створенні ефективного інструменту для прогнозування епідеміологічної динаміки, здатного враховувати багатофакторний характер даних, що описують пандемію COVID-19, шляхом інтеграції нових ознак, отриманих із текстових аналітичних звітів за допомогою великих мовних моделей (LLM), у часовий ряд.</p> А. В. Лосенко, Є. М. Крижановський, І. М. Штельмах, І. В. Варчук Авторське право (c) 2024 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 https://visnyk.vntu.edu.ua/index.php/visnyk/article/view/3143 Fri, 27 Dec 2024 00:00:00 +0200