Вісник Вінницького політехнічного інституту

ОПТИМАЛЬНЕ ПРОГНОЗУВАННЯ ТА КЕРУВАННЯ МАЙНІНГОМ ЯК ГНУЧКОЮ СИСТЕМОЮ ДЛЯ БАЛАНСУВАННЯ ЕНЕРГОСИСТЕМИ НА ОСНОВІ МЕТОДУ FCR

О. В. Бондарчук, Б. І. Мокін — Fri, 29 Aug 2025 00:00:00 +0300

Розглянуто концепцію використання майнінгових ферм криптовалют як гнучкого навантаження для балансування сучасних енергосистем за допомогою механізму Frequency Containment Reserve (FCR). Поєднання прогнозування виробітку енергії сонячної генерації та алгоритмів оптимального керування навантаженням дозволяє інтегрувати процес майнінгу у частотне регулювання, зменшуючи ризики від коливань цін на електроенергію та криптовалюту. Запропоновано модель динамічного розподілу потужностей між продажем енергії на ринку, використанням її для майнінгу та можливим скидом залежно від відхилень частоти в мережі, прогнозованого виробітку та ринкових умов.

Обґрунтовано економічну доцільність такого підходу: у години знижених або від’ємних цін на електроенергію продаж за «зеленим тарифом» часто є збитковим, тоді як спрямування надлишків у майнінг забезпечує стабільніший дохід. Водночас рентабельність самого майнінгу залежить від ринкових факторів, через що застосування інтелектуальної системи управління є актуальним. Модель передбачає як добове планування (day-ahead), так і корекцію в реальному часі, що дає змогу мінімізувати скид енергії, стабілізувати грошовий потік і підвищити ефективність використання відновлюваних джерел.

Наукова новизна полягає у поєднанні прогнозування ВДЕ, оптимізації розподілу потужностей і методів підтримки FCR. Такий підхід формує нову бізнес-модель, де майнінгові ферми виступають активними учасниками енергетичних ринків, забезпечуючи економічну віддачу та підвищуючи стійкість енергосистеми. У роботі також підкреслюється значення регуляторних аспектів і необхідність врахування технічних обмежень, що визначає умови практичної реалізації схеми. Подальші дослідження мають зосередитися на апробації моделі з використанням реальних даних, уточненні параметрів керування та можливому поєднанні з системами накопичення енергії.

МОДИФІКОВАНИЙ АЛГОРИТМ ДЕКОДУВАННЯ БЛОКОВИХ КОДІВ ТУРБО-ДОБУТКІВ

Ю. Ю. Іванов, Т. В. Малоштан, Є. О. Звуздецький — Fri, 29 Aug 2025 00:00:00 +0300

Забезпечення надійного передавання даних є невід’ємною вимогою до сучасних комунікаційних систем. Для виконання цієї вимоги можна використати завадостійкий код турбо-добуток, здатний ефективно працювати з невеликими інформаційними блоками на високих кодових швидкостях, але вимагаючи значних обчислювальних витрат на етапі декодування даних, що може значно навантажувати систему зв’язку, особливо в режимі реального часу та за умов обмежених ресурсів. Варто зазначити, що алгоритми декодування кодів турбо-добутків складно ефективно реалізувати на практиці. Найпоширенішим є алгоритм декодування Піндайя–Чейза, який застосовує перебір тестових кодових слів, що ставить завдання глобальної дискретної оптимізації з експоненціальною складністю. Важливо балансувати між надійністю коригування помилок і ефективним використанням обчислювальних ресурсів. Тому у статті запропоновано субоптимальну модифікацію цього алгоритму декодування, яка основана на евристичній процедурі генерації списку ймовірних кодових слів.

Ефективність роботи модифікації показана у експериментах із застосуванням комп’ютерного імітаційного моделювання системи передавання цифрових даних, враховуючи випадкові інформаційні пакети та мультимедійні дані. У ході експериментів проаналізовано частоти виникнення бітових та символьних помилок залежно від відношення сигнал/шум у каналі зв'язку. Визначено, що модифікований алгоритм незначно переважає свій оригінальний варіант за енергетичним виграшем, і, враховуючи евристичну природу перебору кодових слів, має складність меншу або, в наймалоймовірнішому випадку, таку ж, як у базового алгоритму. Стаття може бути корисною для проєктувальників комунікаційних систем, оскільки надає можливість аналізувати та синтезувати декодери кодів турбо-добутків для застосування у різних практичних задачах.

АНАЛІЗ ПІДХОДІВ ДО РЕАЛІЗАЦІЇ ЖИТТЄВОГО ЦИКЛУ УПРАВЛІННЯ ЗНАННЯМИ В ІНТЕЛЕКТУАЛЬНИХ СИСТЕМАХ КІБЕРЗАХИСТУ

В. В. Фесьоха, В. С. Легкобит, Р. Г. Чернявський, С. О. Романенко — Fri, 29 Aug 2025 00:00:00 +0300

Досліджено завдання ефективного управління знаннями в інтелектуальних системах кіберзахисту з метою підвищення їх здатності виявляти, інтерпретувати та попереджати сучасні кіберзагрози. Обґрунтовано, що досягнення високого рівня їх адаптивності та ситуаційної обізнаності можливе лише за умови реалізації повного життєвого циклу управління знаннями, який охоплює етапи здобування, інтеграції, організації, застосування та оновлення.

Здійснено порівняльний аналіз сучасних підходів до реалізації ключових фаз управління знаннями в інтелектуальних системах кіберзахисту. Особливу увагу приділено аналізу підходів до організації знань, таких як онтологічне моделювання, графи знань, продукційні правила, фрейми, нейромережеві структури та семантичні мережі. Розглянуто відповідні мови подання знань, протоколи обміну інформацією про загрози, а також інструменти для добування знань. Отримані результати свідчать, що жоден з розглянутих підходів не забезпечує повної відповідності визначеним критеріям ефективного управління знаннями, зокрема структурованості, актуальності, інтерпретованості, масштабованості, гнучкості, обчислювальної ефективності та прозорості прийняття рішень. У зв’язку з цим обґрунтовано доцільність створення гібридної архітектури управління знаннями, яка поєднує переваги різних підходів.

Запропоновано функціональну схему, яка інтегрує онтологічне ядро з модулями самонавчання, автоматичної генерації правил, верифікації та зворотного зв’язку. Представлений підхід забезпечує наскрізну обробку знань від видобутку до практичного застосування у вигляді обґрунтованих рішень у реальному часі. Це створює підґрунтя для побудови інтелектуальних систем кіберзахисту нового покоління, здатних до самовдосконалення та стійкого реагування на загрози в умовах динамічного кіберсередовища.

МЕТОД ВИЗНАЧЕННЯ ЦІЛЬОВИХ ПОКАЗНИКІВ ПРОДУКТИВНОСТІ ПРОГРАМНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ

Ю. В. Сторожук, О. О. Коваленко — Fri, 29 Aug 2025 00:00:00 +0300

Розробка методів визначення цільових показників для вимірювання рівня якості, надійності продуктивності програмного забезпечення є одним з актуальних напрямів в галузі інформаційних технологій та, зокрема, в програмній інженерії. Серед відомих методів можна виділити метод збалансованих показників управління, SMART-методики тощо. Методологія GIST (Goals, Ideas, Step-Projects, Tasks) – це метод продуктового планування, розроблений І. Гіладом, колишнім продакт-менеджером Google. Вона спрямована на зменшення накладних витрат на управління, підвищення швидкості розробки та створення продуктів, які краще відповідають потребам ринку та їхній предметній області. Визначення цільових показників продуктивності є актуальним питанням для сучасних DevOps-команд. Вони часто опиняються між двома крайнощами — надмірним збиранням тисяч часових рядів, що збільшує витрати та шум в інформаційних повідомленнях щодо виявлення зменшення продуктивності, і навпаки — браком даних для своєчасного виявлення регресії продуктивності. Наявні «легкі» чек-листи (Four Golden Signals, RED/USE тощо) спрощують старт, але залишаються статичними й не враховують бізнес-цілі, критичність сервісу та стадію життєвого циклу. У статті запропоновано удосконалити метод GIST (Goal Impact Stage Template) для вимірювання продуктивності програмного забезпечення (GISTSP). Мета досліджень — створити й оцінити метод формування цільових показників на основі методології вибору метрик GIST. Такий метод здатний за кілька кроків генерувати мінімальний, але достатній і обґрунтований набір показників для конкретного сервісу. Запропонований метод ґрунтується на 4-рядному «паспорті сервісу» та бібліотеці шаблонів Core + Plus-метрик. Використовуючи правило «додай тільки те, що справді потрібно», GISTSP автоматично генерує конфігурацію Prometheus/Grafana й алерт-правила. Експериментальне порівняння з відомими методами Four GS, RED/USE та AWS W-A виконані на чотирьох стендах (Web-API, Queue, Stream, Batch). Результати показали, що покриття необхідних показників зросло з 78 % до 92 %; добовий обсяг даних скоротився на 60 %; час налаштування зменшився у 4 рази, при цьому міра виявлення регресії не погіршилася. Результати дослідження свідчать про те, що GISTSP забезпечує баланс між простотою старту та гнучкістю, необхідною для різних бізнес-цілей і середовищ.

АВТОМАТИЗАЦІЯ ВИКОРИСТАННЯ ПРИРОДНОМОВНИХ ЗАПИТІВ ДЛЯ КОМПЛЕКСНОГО АНАЛІЗУ СТАНУ ПОВЕРХНЕВИХ ВОД БАСЕЙНУ ПІВДЕННОГО БУГУ

Є. М. Крижановський, В. О. Караваєв, І. М. Штельмах, О. О. Войцеховська — Fri, 29 Aug 2025 00:00:00 +0300

Розглянуто сучасний підхід до комплексного аналізу стану поверхневих вод басейну річки Південний Буг з використанням інтеграції цифрових технологій, необхідних для автоматизації обробки природномовних запитів. Основу запропонованого підходу становить синергія геоінформаційних систем (ГІС), інтелектуальних засобів обробки даних, адаптивного парсингу великих масивів моніторингової інформації та алгоритмів штучного інтелекту — зокрема, великих мовних моделей. Значна увага приділяється автоматизації процесів збору, попередньої обробки, структуризації та візуалізації екологічних даних, що забезпечують якісну підготовку інформаційного середовища для ухвалення управлінських рішень. Розроблений підхід дозволяє здійснювати просторово-часовий аналіз стану водних ресурсів, визначати ключові тенденції забруднення та здійснювати комплексний аналіз стану поверхневих вод басейну Південного Бугу, використовуючи природномовні запити. Апробація підходу здійснена в межах реалізації веб-системи на реальних даних моніторингу стану поверхневих вод басейну Південного Бугу та успішного випробовування цієї системи в напрямку коректного оброблення природномовних запитів.

Використання великих мовних моделей аналізу стану поверхневих вод суттєво спрощує процес формування різноманітних екологічних звітів, класифікацій якості та розв’язання інших прикладних задач аналізу даних моніторингу стану поверхневих вод.

Отримані результати підкреслюють доцільність створення гнучких інформаційних систем для моніторингу стану поверхневих вод, які поєднують можливості просторового аналізу, обробки природної мови та машинного навчання. Це дозволяє забезпечити ухвалення обґрунтованих управлінських рішень та оперативно реагувати на зміни екологічного стану. Запропонований підхід може бути адаптований до інших водних басейнів чи суббасейнів, відкриваючи нові можливості для сталого управління природними ресурсами.

СУЧАСНІ ПІДХОДИ ДО ІНТЕЛЕКТУАЛЬНОГО АНАЛІЗУ РИНКУ КРИПТОВАЛЮТ

М. В. Добролюбова, О. О. Радовецький, О. М. Помазун, М. О. Маркін — Fri, 29 Aug 2025 00:00:00 +0300

Розглянуто проблематику інтелектуального аналізу криптовалютного ринку і, через недосконалість традиційних методів фінансового аналізу, обґрунтовано необхідність впровадження систем штучного інтелекту (СШІ) для обробки великого обсягу гетерогенних даних, підвищення точності прогнозування та ефективності прийняття рішень з огляду на високу волатильність, динамічність та складність ринку криптовалют. Проведений аналіз останніх досліджень моделей штучного інтелекту для прогнозування цін на криптовалютному ринку показав, що існує потреба у створенні гнучких архітектур гібридного типу, які поєднують інтелектуальні підходи з класичними методами. Проаналізовано архітектуру гібридної СШІ, що включає модулі збору, обробки, навчання моделей і візуалізації результатів. Описано особливості роботи з різними типами даних — часовими рядами, ончейн-метриками та текстовою інформацією. У межах емпіричного дослідження здійснено порівняльний аналіз трьох моделей: ARIMA, Random Forest Regressor та LSTM, з використанням відкритого набору історичних цін Біткоїну. У статті також особливу увагу приділено інженерії ознак, зокрема введено додаткові параметри, що суттєво підвищило якість навчання. На основі проведеного дослідження розроблено концепцію гібридної багаторівневої СШІ, яка включає модулі збору та нормалізації даних, обчислювальний блок з GPU/TPU для тренування моделей, і візуалізацію результатів через дашборди та API для інтеграції з біржовими системами. Запропонована концептуальна модель СШІ може слугувати основою для практичного впровадження в інвесторських і фінансово-аналітичних платформах та може зацікавити розробників фінансових технологій, трейдерів і дослідників у сфері цифрової економіки, відкриваючи перспективи для створення високоточних інструментів прогнозування та автоматизованих рішень на ринку криптовалют.

БАГАТОФАКТОРНИЙ РЕГРЕСІЙНИЙ АНАЛІЗ ДЛЯ ПРОГНОЗУВАННЯ КАРДІОЛОГІЧНОГО ДІАГНОЗУ НА ОСНОВІ ФУНКЦІЇ АМПЛІТУДНОЇ ВАРІАБЕЛЬНОСТІ

А. С. Сверстюк, Л. Є. Мосій — Fri, 29 Aug 2025 00:00:00 +0300

Запропоновано багатофакторну регресійну модель для автоматичного прогнозування кардіологічного діагнозу на основі статистичних характеристик функції амплітудної варіабельності електрокардіосигналів. Модель використовує сім статистично значущих предикторів (середнє арифметичне, медіану, моду, стандартне відхилення, вибіркову дисперсію, ексцес та асиметрію), виділених методом покрокової регресії з прямим відбором змінних з початкового набору 13 показників. Критерієм включення предикторів встановлено рівень значущості p < 0,05. У моделі для прогнозування кардіологічного діагнозу на основі функції амплітудної варіабельності враховані вагові коефіцієнти кожного предиктора, визначені методом найменших квадратів. Найбільший внесок у формування діагностичного висновку мають показники центральної тенденції (β = 201,78 для середнього та β = 68,69 для медіани).

Модель забезпечує ефективну диференціацію між трьома клінічними станами: умовною нормою, порушеннями ритму серця у вигляді екстрасистолії та морфологічними патологіями проведення збудження, представленими неповною блокадою лівої ніжки пучка Гіса, з коефіцієнтом детермінації Нейджелкерка R² = 0,991. Для норми характерні мінімальні значення амплітудної варіабельності (математичне сподівання 0,00003…0,00064 мВ), тоді як у разі екстрасистолії спостерігається зростання на декілька порядків. Валідація моделі на репрезентативній вибірці з 204 електрокардіосигналів (102 норма, 51 екстрасистолія, 51 блокада) підтвердила її високу статистичну значущість (F-критерій Фішера 953,93, p < 0,001) та відповідність основним припущенням регресійного аналізу. Аналіз залишкових відхилень продемонстрував їхній нормальний розподіл та гомоскедастичність, що свідчить про адекватність моделі.

Запропонований підхід поєднує переваги високої інтерпретованості класичних статистичних методів з інноваційним використанням функції амплітудної варіабельності для комплексного аналізу морфологічних і ритмічних ознак кардіосигналів. Практичне значення полягає у створенні математичного інструментарію для автоматизованих систем діагностики серцево-судинних захворювань та систем підтримки ухвалення клінічних рішень.

ВИЗНАЧЕННЯ КІЛЬКІСНОГО ВМІСТУ ШКІДЛИВИХ ВИКИДІВ ПІД ЧАС СПАЛЮВАННЯ ГАЗОПОДІБНОГО ПАЛИВА

Т. В. Шелешей , А. Ю. Рачинський, В. А. Сиваченко — Fri, 29 Aug 2025 00:00:00 +0300

Сучасний світ усе більше стикається з проблемами забруднення довкілля та виснаження природних ресурсів. Використання традиційних енергоносіїв, таких як природний газ, супроводжується викидами шкідливих речовин, що спричиняють глобальне потепління та негативно впливають на здоров’я людини. У цьому контексті більше уваги приділяється альтернативним джерелам енергії, зокрема біогазу, що отримується шляхом анаеробного бродіння органічних відходів. Біогаз може не лише забезпечити екологічно чисту енергію, а й сприяти утилізації відходів, зменшенню залежності від викопних палив та зміцненню енергетичної безпеки.

Мета дослідження полягає у визначенні оптимального палива для котла ДКВР-10 з погляду екологічної активності, враховуючи рівень викидів шкідливих речовин та енергоефективність. Аналіз проводився шляхом оцінки валових викидів діоксиду сірки (SO₂), оксидів азоту (NOₓ) та оксиду вуглецю (CO) під час спалювання різних видів палива.

За результатами дослідження встановлено, що використання біопалива забезпечує значно нижчі викиди SO₂ порівняно з традиційними джерелами енергії (0,00025 г/ГДж проти 0,0059…0,0071 г/ГДж для природного газу). Викиди NOₓ залишаються сталими для всіх досліджуваних видів палива (54,16 г/ГДж). Проте біопаливо показало вищий рівень викидів CO₂ (91,99 г/ГДж), що пояснюється його високою енергетичною насиченістю.

Отримані результати дозволяють точніше оцінити вплив різних видів палива на довкілля та сприяти розробці заходів для зменшення шкідливих викидів. Використання біопалива є перспективним напрямом розвитку екологічно чистої енергетики, проте потребує подальшого вдосконалення технологій спалювання для мінімізації викидів парникових газів.

ІЧ-ФУР’Є СПЕКТРАЛЬНІ ТА РЕНТГЕНОФАЗОВІ ДОСЛІДЖЕННЯ ТОПОХІМІЧНИХ РЕАКЦІЙ НА ПОВЕРХНІ СУМІШЕВОГО СОРБЕНТУ В ПРОЦЕСІ ОТРИМАННЯ БАГАТОФУНКЦІОНАЛЬНИХ ПЛАСТИЧНИХ МАСТИЛ

А. П. Ранський, О. М. Сандул, Р. В. Коріненко, О. А. Гордієнко, Б. В. Коріненко — Fri, 29 Aug 2025 00:00:00 +0300

Обґрунтована ефективність реалізації принципу 3R (Reduce–Reuse–Recycle) відносно промислових відходів, який дозволяє мінімізувати кількість промислових відходів та їх використання як вторинної сировини. Показано, що адсорбція з повторним використанням регенерованого сумішевого сорбенту (активованого вугілля (АВ) і кізельгуру (К)) є досить ефективним методом доочищення стічних вод промислових виробництв.

Запропоновано удосконалений спосіб утилізації, виділення та очищення різноманітних хімічних складових відходів промислових виробництв. Досліджено можливість зменшення токсичності деяких хімічних речовин шляхом їх переробки та переведення в інші нетоксичні сполуки. Показано, що проведене дослідження дозволить не лише зекономити матеріальні ресурси у разі їхнього повторного виробництва, а й знизити екологічне навантаження на довкілля шляхом зменшення використання оборотної води та скоротити забруднення ґрунтових та природних водних джерел у разі неконтрольованого потрапляння відпрацьованої гідравлічної оливи в ґрунт.

Досліджені основні стадії топохімічних перетворень на твердій поверхні сумішевого сорбенту (АВ + К) з отриманням біс-(діетилдитіокарбамато)купруму(ІІ) як основної діючої речовини C-, N-, S-вмісних багатофункціональних пластичних мастил. Встановлено, що сумішевий сорбент складався з двох основних фаз: SiO₂ — кристаболіту (85…95 %) та SiO₂– α-кварцу (3–6 %), аморфної фази 3…15 % та слідових кількостей каоліну. Показано наявність незначної кількості біс-(діетилдитіокарбамато)купруму(ІІ) (1…2 %) у вигляді аморфної фази в загальній масі модифікованого сорбенту (АВ + К). Зафіксовано наявність зв'язку Cu–S (399 см^–1) на поверхні сумішевого сорбенту (АВ + К), що однозначно свідчить про присутність на поверхні біс-(діетилдитіокарбамато)купруму(ІІ). Підтверджено наявність основних органічних груп (М–ОН, –ОН, –С(=О)О^-, Si–O–Si, C=O, C=C) на твердій поверхні сорбенту, а також ідентифіковано будову синтезованого/ сорбованого хелату купруму(ІІ) за допомогою ІЧ-Фур’є спектральних досліджень.

КОНЦЕПЦІЯ МУЛЬТИАГЕНТНОЇ СИСТЕМИ В ЕКОЛОГІЧНОМУ МОНІТОРИНГУ

М. Ю. Войтех , О. П. Кравченко — Fri, 29 Aug 2025 00:00:00 +0300

Запропоновано комплексний аналіз сучасних багатоагентних систем моніторингу, зосереджуючи увагу на їхніх архітектурних рішеннях, алгоритмах керування та ключових функціональних можливостях. Багатоагентні системи, що складаються з автономних агентів, які взаємодіють один з одним та з навколишнім середовищем для досягнення індивідуальних або колективних цілей, стали перспективною парадигмою для моніторингу складних та розподілених середовищ. Ці системи пропонують децентралізований та кооперативний підхід до збору, обробки та ухвалення рішень даних, завдяки чому вони є високоадаптивними та ефективними для динамічних застосувань.

У дослідженні розглянуто останні досягнення в багатоагентних системах, зокрема в протоколах зв’язку, координації агентів та інтеграції методів машинного навчання. Механізми координації, такі як алгоритми консенсусу та ройовий інтелект, сприяють синхронізованим операціям між розподіленими агентами, підвищуючи надійність та масштабованість системи. Впровадження машинного навчання дозволяє агентам динамічно адаптувати свою поведінку, оптимізуючи стратегії моніторингу в непередбачуваних умовах.

Критичним аспектом дослідження є вивчення проблем, що перешкоджають ефективному розгортанню багатоагентних систем. Енергоефективність залишається значною проблемою, особливо для мобільних агентів, таких як безпілотні літальні апарати, що вимагає інноваційних рішень, таких як гібридні системи живлення та оптимізовані алгоритми маршрутизації. Проблеми масштабованості виникають зі збільшенням кількості агентів, що вимагає надійних комунікаційних структур та децентралізованих протоколів прийняття рішень. До того ж, забезпечення якості даних та стійкості системи в динамічних середовищах створює постійні виклики, вимагаючи використання передових механізмів перевірки та відмовостійких архітектур.

Висвітлено різноманітні застосування багатоагентних систем у різних сферах, зокрема моніторинг навколишнього середовища, управління дорожнім рухом, промислову автоматизацію та охорону здоров’я. В інтелектуальних транспортних системах алгоритми на основі рою дозволяють адаптивне керування дорожнім рухом, зменшуючи затори та підвищуючи ефективність. Промислові застосування використовують багатоагентні системи для моніторингу обладнання та виявлення відмов, підвищуючи безпеку та продуктивність експлуатації.

Майбутні напрямки досліджень підкреслюють необхідність повністю децентралізованих комунікаційних протоколів, вдосконалених розподілених алгоритмів прийняття рішень та методів оптимізації енергії для мобільних агентів. Стандартизація протоколів сумісності та розробка безпечних, заснованих на довірі систем обробки даних також визначені як критично важливі для ширшого впровадження.

Отже, багатоагентні системи є трансформаційним підходом до моніторингу, пропонуючи масштабованість, адаптивність та стійкість. Усуваючи наявні обмеження та використовуючи новітні технології, багатоагентні системи можуть розкрити свій повний потенціал як незамінні інструменти для управління складними реальними середовищами з мінімальним втручанням людини.

АНАЛІТИЧНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ УДОСКОНАЛЕНОЇ МАТЕМАТИЧНОЇ МОДЕЛІ ГІДРОПРИВОДІВ НАВІСНОГО ПІДМІТАЛЬНОГО ОБЛАДНАННЯ СМІТТЄВОЗА З УРАХУВАННЯМ ЗНОСУ ЦИЛІНДРИЧНОЇ ЩІТКИ

О. В. Березюк, Є. С. Гарбуз — Fri, 29 Aug 2025 00:00:00 +0300

У результаті аналізу виконаних числових досліджень удосконаленої нелінійної математичної моделі групового гідроприводу з послідовним з’єднанням гідромоторів, що приводять у дію навісне підмітальне обладнання сміттєвоза з урахуванням зносу циліндричної щітки, розроблено лінеаризовану версію цієї моделі у формі системи звичайних лінійних диференціальних рівнянь четвертого порядку. Порівняння результатів, отриманих за допомогою нелінійної та лінеаризованої удосконаленої математичної моделі групового гідроприводу з послідовним з’єднанням гідромоторів навісного підмітального обладнання сміттєвоза з урахуванням зносу циліндричної щітки, показало відносну похибку в межах 5,4...10,9 %, що є допустимим для виконання попередніх інженерних розрахунків основних параметрів гідроприводів. Під час аналітичного дослідження лінеаризованої удосконаленої математичної моделі групового гідроприводу з послідовним з’єднанням гідромоторів навісного підмітального обладнання сміттєвоза з урахуванням зносу циліндричної щітки застосовано такі методи: операторне числення з використанням перетворення Лапласа для розв’язання системи звичайних лінійних диференціальних рівнянь, лінеаризація нелінійних залежностей, розкладання отриманих виразів на простіші дроби, а також методи комп’ютерного моделювання. Аналітичне дослідження лінеаризованої удосконаленої математичної моделі групового гідроприводу з послідовним з’єднанням гідромоторів навісного підмітального обладнання сміттєвоза з урахуванням зносу циліндричної щітки дало змогу отримати аналітичні вирази для визначення основних кінематичних і силових характеристик гідроприводів у усталеному режимі роботи. Отримані залежності можуть бути використані для виконання проектних розрахунків нових конструкцій сміттєвозів з розширеними функціональними можливостями та урахуванням впливу зносу циліндричної щітки.

ПІДХІД ДО ТРАНСПОРТНОГО МОДЕЛЮВАННЯ СИСТЕМИ ВАНТАЖНОГО АВТОТРАНСПОРТУ З УРАХУВАННЯМ ЗОВНІШНІХ (ПРИМІСЬКИХ) РАЙОНІВ ТА ТРАНЗИТНОГО КОМПОНЕНТА

В. О. Сістук — Fri, 29 Aug 2025 00:00:00 +0300

ПОРІВНЯЛЬНИЙ АНАЛІЗ ЕФЕКТИВНОСТІ РУХУ ТРАНСПОРТНИХ ПОТОКІВ У РАЗІ РЕАЛІЗАЦІЇ ЗЕЛЕНОЇ ХВИЛІ З УРАХУВАННЯМ ВПЛИВУ НА ДРУГОРЯДНІ ДОРОГИ

О. С. Колій, Є. В. Любий — Fri, 29 Aug 2025 00:00:00 +0300

The article provides a detailed presentation of the results of a comprehensive study on the effectiveness of implementing coordinated traffic flow control based on the "green wave" principle. This research was conducted using microscopic simulation modelling in the SUMO environment, taking as a case study the corridor of Nauky Avenue under conditions of gradually increasing traffic intensity. The aim of the study was to comprehensively assess the feasibility of applying synchronized signal timings at urban intersections, considering not only the indicators of the main arterial road but also the changes in traffic characteristics of secondary approaches, which traditionally remain outside the focus in most studies. For this purpose, a realistic model of the transport network was built and calibrated based on an origin-destination matrix generated by the uniform probability method and refined using the TFlowFuzzy procedure with the integration of drone-based video observation data. The obtained results confirmed the hypothesis that both the "green wave" and adaptive control significantly reduce the average queue length and idle time on the main road; however, they simultaneously cause an increase in these same indicators on the secondary approaches, which in some cases offsets the overall positive effect. Considering the identified imbalance, it is recommended to use combined schemes in which adaptive or fixed "green wave" control is integrated with multicriteria optimization of traffic signal parameters, allowing for the minimization of total delays within the network and the prevention of critical deterioration in the level of service on secondary roads under high load conditions. The practical value of this work lies in the clearly formulated applicability threshold of the "green wave" depending on the ratio of main to secondary flow intensities, as well as in the proposals for integrating adaptive control algorithms under complex topologies of large cities. This provides a foundation for the further development of multicriteria optimization models and the creation of more balanced traffic management strategies.

СОЦІОТЕХНІЧНИЙ ПІДХІД ЯК ШЛЯХ УДОСКОНАЛЕННЯ БЕЗПЕКОВОГО ПРОСТОРУ В ТРАНСПОРТНІЙ СИСТЕМІ МІСТА

А. А. Кашканова — Fri, 29 Aug 2025 00:00:00 +0300

Досліджено соціотехнічний підхід як інтегративний засіб удосконалення безпекового простору в транспортній системі сучасного міста. З огляду на зростаючу урбанізацію, інтенсивність мобільності та ускладнення інфраструктурних зв’язків, питання безпеки набувають комплексного характеру, що потребує переосмислення традиційних підходів. Це зумовлено не лише технічними викликами, але й необхідністю врахування соціальних, поведінкових та культурних чинників, які формують динаміку міської мобільності.

Дослідження обґрунтовує, що ефективна система міського транспорту має поєднувати технічні рішення (інтелектуальні транспортні системи, автоматизовані засоби контролю, цифрові платформи) з соціальними механізмами (поведінкові моделі, громадська участь, інституційне врядування), формуючи єдиний соціотехнічний каркас безпеки. Важливо, щоб технічні інновації супроводжувалися механізмами зворотного зв’язку від громадян, що дозволяє оперативно коригувати управлінські рішення та враховувати локальні потреби. Розгортання автономного транспорту, інтенсивна цифровізація логістичних процесів та впровадження технологій IoT породжують нові загрози для системи міської безпеки. Водночас цифрові рішення є ключовим чинником у формуванні безпечного й адаптивного урбаністичного простору типу Smart City, проте рівень їхньої ефективності прямо залежить від здатності враховувати соціальні та організаційні аспекти.

Запропоновано концептуальну модель соціотехнічної взаємодії, яка передбачає синергію між інженерними інструментами і соціальними практиками в рамках екосистеми міської мобільності. Така модель базується на принципах адаптивності, інклюзивності та взаємної відповідальності, де кожний компонент — від алгоритму до громадянина — відіграє роль у підтримці безпеки.

Результати дослідження можуть бути використані для оптимізації транспортної політики, формування нових стратегій міського розвитку та створення безпечного урбаністичного середовища, де технології не витісняють людину, а працюють на її благо. У цьому контексті соціотехнічний підхід постає не як технократична концепція, а як гуманістична рамка для інтеграції інновацій в реальні життєві сценарії. Застосування соціотехнічного підходу дозволяє перейти до сталого та адаптивного управління безпекою, враховуючи як інженерні аспекти, так і соціокультурний контекст функціонування міських транспортних систем. Це забезпечує створення стійкішої, справедливої та орієнтованої на людину міської мобільності.

ГІДРОІМПУЛЬСНИЙ ПАРАМЕТРИЧНИЙ ОДНОКАСКАДНИЙ ГЕНЕРАТОР ІМПУЛЬСІВ ТИСКУ З РЕГУЛЬОВАНИМ ТИСКОМ «ЗАКРИТТЯ»

Р. Р. Обертюх, А. В. Слабкий, О. В. Шпак — Fri, 29 Aug 2025 00:00:00 +0300

Подано результати аналізу принципових і конструктивних схем параметричних генераторів імпульсів тиску гідроімпульсного приводу. Аналіз показав, що параметричні однокаскадні генератори імпульсів тиску прямої дії за різними схемами приєднання до виконавчих ланок гідроімпульсного приводу вібраційних та віброударних машин можуть керувати циклами цих машин малої або середньої потужності або використовуватись як сервоприводи (перші каскади) дво- та багато каскадних генераторів імпульсів тиску. Встановлено доцільність розширення технологічних можливостей вібраційних та віброударних машин шляхом покращення технічних характеристик генераторів імпульсів тиску, зокрема розширення можливих параметрів регулювання та побудова гідроімпульсного приводу на базі пружних елементів високої жорсткості, типу прорізних, кільцевих та тарілчастих пружин. В результаті виконаного дослідження встановлено доцільність регулювання тиску закриття генератора імпульсів тиску, що вагомо покращило технічні характеристики гідроімпульсного приводу вібраційних та віброударних машин. Ґрунтуючись на аналізі відомих схем та конструкцій і принципів функціонування параметричних генераторів імпульсів тиску гідроімпульсного приводу за різними схемами приєднання до виконавчих ланок вібраційних чи віброударних машин: «на вході», «на виході», «комбінована», розроблено конструктивну схему та конструкцію параметричного однокаскадного генератора імпульсів тиску прямої дії за схемою приєднання «комбінована» з регульованим тиском «закриття». Проаналізовано процес регулювання тиску «закриття» розробленої конструкції генератора імпульсів тиску, зокрема діапазону регульованого тиску «закриття» за заданого діапазону зміни тиску його «відкриття», та встановлено залежність частоти проходження імпульсів тиску від внутрішнього передатного числа площ запірного-регулювального елемента генератора імпульсів тиску.

ЗАСТОСУВАННЯ ШТУЧНОГО ІНТЕЛЕКТУ В ДОСЛІДНИЦЬКИХ ЗАВДАННЯХ З КУРСУ ЗАГАЛЬНОЇ ФІЗИКИ

Й. Й. Білинський, О. С. Камінський — Fri, 29 Aug 2025 00:00:00 +0300

Науково обґрунтовано та розглянуто перспективи застосування штучного інтелекту для розв’язання задач дослідження в курсі загальної фізики. Автори наголошують на тому, що штучний інтелект застосовується в багатьох галузях сучасного виробництва, освіти та науки. Розвиток технологій машинного навчання на початку 21 століття забезпечив значний прорив у впровадженні штучного інтелекту в освітній процес. Розпочався процес впровадження ШІ в освітній процес багатьох країн на державному рівні, навіть створені цілі міністерства, які займаються тільки цією проблемою. Штучний інтелект в освіті можна застосовувати у вигляді інтерактивних платформ та чат-ботів, які надають студентам миттєві відповіді на запитання та можуть застосувати математичний апарат для значного полегшення та пришвидшення розв’язування фізичних задач. Особливо це має значення для задач дослідницького характеру. Але актуальним постає питання: «наскільки коректно ШІ справляється з поставленими завданнями?». В роботі проведено тестування сучасних ШІ, таких як ChatGPT-4turbo, DeepSeek, Copilot, Gemini 2.0, Claude, Grok щодо достовірності розв’язання саме дослідницьких фізичних завдань. З метою систематизації результатів дослідження запропоновано класифікацію завдань з фізики, які поділено на групи за змістом і ступенем узагальнення, за характером формулювання, за способом розв’язування та дослідження, за дидактичною метою, залежно від вимог поставленого завдання. Розглянуто три основні типи завдань, пов’язаних з розв’язанням задач дослідження: задачі, в яких дослідження починається з початку розв’язання; задачі, в яких досліджується проміжний, отриманий у вигляді функціональної залежності результат; задачі, в яких досліджується кінцевий результат розв’язання. Для цього кожному з розглянутих ШІ запропоновано для розгляду 30 задач, в переліку яких були задачі з кожного типу з вищезазначеної класифікації задач дослідження та задачі підвищеної складності. На основі проведених досліджень встановлено, шо протестовані ШІ, такі як ChatGPT-4turbo, DeepSeek, Copilot, Gemini 2.0, Claude, правильно розв’язують близько 60 % задач на дослідження, а у разі неправильного розв’язку відхилення від правильної відповіді становить від декількох відсотків до декількох разів. ШІ Grok показує дещо гірший результат як за відсотком правильно розв’язаних задач (50 %), так і за відхиленням від істинного результату. За характером трактування відповідей можна впевнено сказати, що саме ШІ з розвинутою здатністю до міркувань (в наших дослідженнях це ChatGPT-4turbo, DeepSeek, Copilot, Gemini 2.0, Claude) показують кращий результат розв’язування задач на дослідження та задач підвищеної складності. Результати досліджень показали можливість використання ШІ для полегшення та пришвидшення розв’язування дослідницьких задач за умови перевірки результатів, оскільки наразі можна вважати, шо ШІ знаходяться поки що на етапі навчання. При цьому роль викладача не зменшується, а навпаки — зростає.

ЗАСОБИ АВТОМАТИЗАЦІЇ РОЗРАХУНКУ ПАРАМЕТРІВ ГІДРОДВИГУНА

Ю. А. Бурєнніков, О. В. Дерібо, С. В. Репінський — Fri, 29 Aug 2025 00:00:00 +0300

Розглянуто задачу підвищення ефективності проєктування гідроприводів шляхом автоматизації розрахунку основних параметрів гідродвигунів, які є важливими елементами об’ємних гідроприводів мобільної та стаціонарної техніки. Правильний вибір типу та параметрів гідродвигуна безпосередньо впливає на ефективність роботи всього гідроприводу. Встановлено, що традиційні методи розрахунків, які виконуються без використання відповідних комп’ютерних програм, вимагають значних затрат часу. Метою дослідження є розробка програмного засобу, який дозволить автоматизувати процес визначення параметрів гідродвигуна відповідно до бажаних експлуатаційних характеристик, а також забезпечить точні та швидкі розрахунки.

Описано алгоритми розрахунку для гідроциліндрів (поступальний рух) та гідромоторів (обертальний рух). Для гідроциліндрів подано методику визначення площі поршня, розрахунку діаметра поршня і штока, а також перевірки штока на стійкість. Розрахунок враховує сили технологічного навантаження, тиску в робочих порожнинах, сили тертя та інші фактори. Для гідромоторів наведено алгоритм визначення робочого об’єму за відомим крутним моментом і тиском, що дозволяє встановити необхідні параметри для вибору оптимального типорозміру гідромотора.

Розроблена комп’ютерна програма реалізує ці алгоритми у вигляді інтерактивного застосунку, що може використовуватись як у навчальному процесі (під час виконання курсових та дипломних робіт), так і у виробництві. Програма має зручний інтерфейс, містить набір довідникових даних, дозволяє уникнути можливих помилок ручного розрахунку і може бути корисна для інженерів-проєктувальників, викладачів та студентів. Розробка сприяє цифровізації процесів розрахунку в сфері машинобудівного гідроприводу.

ВИЗНАЧЕННЯ ОПТИМАЛЬНИХ ЗНАЧЕНЬ ПАРАМЕТРІВ КЕРОВАНИХ КОМПЕНСУВАЛЬНИХ ПРИСТРОЇВ РЕАКТИВНОЇ ПОТУЖНОСТІ МАГІСТРАЛЬНИХ ЕЛЕКТРИЧНИХ МЕРЕЖ

В. Г. Кузнецов, В. В. Кучанський, Ю. І. Тугай, Л. Р. Сабарно, І. Ю. Тугай — Fri, 29 Aug 2025 00:00:00 +0300

Створення великих електроенергетичних систем та їх об’єднань визначає проблему передавання електричної енергії на великі та надвеликі відстані із застосуванням технологій дальніх електропередач. Тенденції розвитку сучасної електроенергетики України були викладені в Енергетичній стратегії країни на період до 2035 року, де передбачено об’єднання енергетичної системи України з енергетичною системою континентальної Європи. Це відбулося 16 березня 2022 року. Синхронізація мережі «Укренерго» і енергомережі континентальної Європи ENTSO-E дозволить Україні та Європі розвивати енергетичний ринок, переходити на відновлювальні джерела енергії та зміцнити європейську енергетичну безпеку. Велика протяжність електричних мереж України та їх графіки зміни навантаження викликають значне збільшення напруги щодо номінального значення в режимі мінімального навантаження через надлишкову реактивну потужність, що генерується лініями електропередачі. У зв'язку з цим є значні втрати потужності, примусове перемикання обладнання та старіння його ізоляції. Лінії надвисокої напруги (НВН) мають велику довжину, а їхні фази виконані з розщепленням проводів на кілька складових (для обмеження втрат на корону). Такі лінії є джерелами підвищеної реактивної потужності, яка залежить від режиму електропередачі та змінюється в широкому діапазоні значень, призводячи до неприпустимих коливань напруги в мережі, до зростання втрат (при зниженні напруги), до ризику пошкодження обладнання (при його підвищенні). Звичайно вони виконують відповідальну роль магістральних, системотворчих, міждержавних, і тому за ними, у разі потреби, треба мати можливість передати значну потужність із належним запасом стійкості. Найбільш ефективним способом компенсації реактивної потужності, підтримки необхідного рівня напруги на лініях надвисокої напруги та зниження втрат є використання шунтувальних реакторів (ШР). З огляду на викладене у магістерській дисертації розглядається питання компенсації надлишкової зарядної потужності дальніх ліній електропередач за допомогою керованого шунтувального реактора (КШР). Україна має велику територію з вельми нерівномірним розподілом енергетичних ресурсів і споживачів електроенергії. Пріоритетним напрямком розвитку енергетики України є повна інтеграція до європейського енергетичного ринку, що закріплено в енергетичній стратегії країни на період до 2035 року. Це передбачає забезпечення синхронної роботи Об’єднаної енергетичної системи (ОЕС) України з енергетичною системою синхронної зони континентальної Європи ENTSO-E. Важливу роль у вирішенні цього питання набуває забезпечення необхідного технічного стану та вимог до режимів роботи магістральних електричних мереж, особливо магістральних та міждержавних ліній електропередачі (ЛЕП).

МОДЕЛЮВАННЯ ТЕПЛОВИХ РЕЖИМІВ АБСОРБЦІЙНОГО ТЕРМОТРАНСФОРМАТОРА З ТЕПЛОВИМИ ТРУБАМИ

О. С. Тітлов , К. М. Пономарьов — Fri, 29 Aug 2025 00:00:00 +0300

Запропоновано методику моделювання теплових режимів абсорбційного термотрансформатора з тепловими трубами, яка дозволяє за рахунок раціонального компонування конструкції поліпшити його температурно-енергетичні характеристики.

Розроблено математичну модель теплової схеми «випарник абсорбційного термотрансформатора — теплова труба — об’єкт охолоджування», яка дозволяє проводити чисельний експеримент з оцінки впливу на температурно-енергетичні характеристики абсорбційного термотрансформатора, а саме короба об’єкта охолоджування, з такими геометричними та режимними параметрами: глибини, ширини та висоти короба об’єкта охолоджування; товщини матеріалу короба об’єкта охолоджування; типу матеріалу короба; типу використаної теплової труби з урахуванням величини теплового опору; товщини теплоізоляційних перегородок.

В основі методики розрахунку теплових режимів лежить рівняння теплового балансу, яке враховує холодопродуктивність випарника абсорбційного термотрансформатора, надходження теплоти з навколишнього середовища через стінки шафи, через дверцята та перегородки, а також надходження тепла від продуктів.

Варійовані параметри: товщина коробу — 0,003 м та 0,001 м; висота коробу — 0,160 м, 0,200 м, 0,280 м; глибина коробу — 0,225 м, 0,325 м, 0,425 м; термічний опір теплових труб — 0,01 К/Вт, 0,1 К/Вт, 1 К/Вт.

Базовими конструкціями для аналізу є короби з Г-подібними, П-подібними та традиційними тепловими трубами.

В результаті числового експерименту встановлено, що для розміру об’єкта охолоджування: висота — 0,160 м, ширина — 0,385 м, глибина 0,225 м, — використання теплової труби вирівнює температури до 0,2 °С. Вихід на режим здійснюється швидше, приблизно на 20 %. Зростання глибини коробу від 0,225 м до 0,425 м знижує ефективність застосування теплових труб на 45 %, а збільшення висоти з 0,160 м до 0,280 м знижує ефективність використання теплових труб на 2,6 %.

Для розробників абсорбційних термотрансформаторов з корисним об’ємом об’єкта охолоджування 12...30 дм³ та 100...180 дм³ можна рекомендувати конструкцію короба з габаритами 0,160×0,225×0,385 мм, і з тепловими трубами Г-подібного або П-подібного типу. Теплоносій теплових труб — аміак.

ПЕРСПЕКТИВИ ЗАСТОСУВАННЯ В УКРАЇНІ СИСТЕМ АКУМУЛЮВАННЯ ТЕПЛОВОЇ ЕНЕРГІЇ НА ОСНОВІ ФАЗОЗМІННИХ МАТЕРІАЛІВ

Р. І. Корнієнко , Б. А. Кутний — Fri, 29 Aug 2025 00:00:00 +0300

Всебічно проаналізовано доцільність впровадження систем акумулювання теплової енергії на основі фазозмінних матеріалів (ФЗМ) в умовах післявоєнного відновлення енергетичного сектору України. Визначено, що внаслідок масштабних руйнувань централізованої інфраструктури електропостачання виникла об’єктивна потреба у розвитку децентралізованих джерел енергії, зокрема когенераційних установок та відновлюваних джерел енергії (ВДЕ). Для забезпечення ефективного функціонування таких систем критично важливим є впровадження гнучких технологій балансування енергоспоживання та генерації. Окрему увагу приділено зростанню глобального попиту на енергію та відповідному збільшенню обсягів викидів CO₂, які у 2023 році сягнули 37 Гт. Хоча внесок України у глобальні викиди залишається порівняно невеликим, модернізація її енергетичної системи вимагає переходу до сталих і безпечних рішень. Проведено огляд основних методів накопичення теплоти — за рахунок теплоємності, прихованої теплоти фазового переходу та термохімічних реакцій. Акцентовано на перевагах ФЗМ, які забезпечують високу щільність накопичення енергії. Детально розглянуто теплофізичні властивості кристалогідратів, зокрема тригідрату ацетату натрію, з огляду на їхню відповідність умовам побутового теплопостачання. Проаналізовано обмеження їх практичного застосування, зокрема переохолодження, розшарування та циклічну нестабільність. Наведено приклади комерційних реалізацій ФЗМ у Німеччині, Японії, Польщі та Україні. Обґрунтовано, що ФЗМ є ключовим компонентом сталої, енергоефективної та екологічно безпечної децентралізованої енергетики України.

РЕАЛІЗАЦІЯ ДВОВХОДОВОГО ДИСКРЕТНОГО ПЕРЦЕПТРОНА ЗІ ЗМІЩЕНИМИ СИНАПТИЧНИМИ СИГНАЛАМИ НА ПЛІС ЗАСОБАМИ ALTERAHDL

С. В. Яковин, С. І. Мельничук, І. З. Мануляк — Fri, 29 Aug 2025 00:00:00 +0300

Запропоновано й експериментально досліджено апаратну реалізацію дискретного двовходового ймовірнісного перцептрона на програмованій логічній інтегральній схемі (ПЛІС). Перцептрон побудовано з трьох елементарних модулів — shift2b (зміщення синаптичних сигналів простим додаванням), cnts (агрегація на основі підрахунку кількості унікальних значень) і cmp2b (активаційний двобітовий компаратор). Апаратна реалізація дискретного перцептрона ґрунтується на використанні зміщення вхідних сигналів шляхом використання цілочислової операції додавання, що дозволяє знизити апаратні потреби.

Запропонована архітектура реалізації перцептрона забезпечує мінімальну компонентну складність (2—3 логічні елементи на блок) та дозволяє, шляхом лише зміни ваг і порога, відтворити шість базових булевих операцій — OR, AND, XOR, NOR, NAND, XNOR. Такий підхід в перспективі дозволяє створювати апаратно моноструктурні компоненти на основі єдиного блока, що в залежності від потреб може реалізовувати різні логічні функції.

Функціональне моделювання підтвердило коректність реалізації всіх заданих таблиць істинності, а інструментальний аналіз затримок показав критичний шлях 16,7 нс, що відповідає робочій частоті близько 60 МГц без конвеєризації. Отримані аналітичні співвідношення демонструють можливість зменшення апаратних ресурсів порівняно з традиційним лінійним суматором з синтезом логічних функцій першого та другого порядку.

Запропонований підхід відкриває можливості масштабування на більшу кількість входів, інтеграції статистичних (ймовірнісних) критеріїв агрегації та розробки вбудованих процедур он-чіп-навчання. Результати підтверджують перспективність використання дискретних перцептронних структур як легковагових, енергоефективних класифікаторів у системах реального часу та спеціалізованих нейромережевих компонентах.

ОПТИЧНИЙ БЕЗПІЛОТНИЙ ЗАСІБ ДЛЯ ЕКОЛОГІЧНОГО МОНІТОРИНГУ ЯКОСТІ ПОВІТРЯ У МІСЬКОМУ СЕРЕДОВИЩІ

С. В. Мальцев, І. А. Дудатьєв — Fri, 29 Aug 2025 00:00:00 +0300

Висвітлено результати комплексного дослідження, спрямованого на розробку інноваційного оптичного безпілотного засобу, який забезпечує оперативний контроль якості атмосферного повітря в реальних умовах урбанізованого середовища. Основний акцент поставлено на застосуванні інфрачервоного оптико-абсорбційного методу, який дозволяє селективно й чутливо виявляти концентрації ключових газів-забруднювачів — вуглекислого газу (CO₂), чадного газу (CO), метану (CH₄), сірчистого ангідриду (SO₂) та діоксиду азоту (NO₂).

У дослідженні детально проаналізовано джерела, концентраційні межі та екологічні наслідки присутності цих газів у міському повітрі. Обґрунтовано вибір оптимальних смуг поглинання для кожного з газів на основі спектроскопічних даних з бази HITRAN, що дало змогу підвищити точність і селективність вимірювань. Запропоновано та реалізовано структурну схему сенсорного модуля, що включає джерело ІЧ-випромінювання, фотоприймач, оптичну систему та стабілізовану антивібраційну платформу, адаптовану для встановлення на БПЛА типу квадрокоптер.

Математична модель функціонування сенсора базується на законі Бугера–Ламберта–Бера та враховує вплив температури, тиску, висоти над рівнем моря, довжини оптичного шляху та параметрів поглинання. Особливу увагу приділено залежності вихідної напруги фотодіода від концентрації досліджуваного газу, що дозволяє здійснювати точну кількісну оцінку.

Результати експериментів, проведених у місті Вінниці, підтвердили стабільну роботу пристрою за різних атмосферних умов та достовірність вимірюваних значень CO₂. Отримані концентрації перебувають у межах, характерних для міського повітря, що свідчить про релевантність та практичну цінність розробленого засобу.

У підсумку доведено ефективність використання мобільного оптичного сенсора на базі БПЛА для екологічного моніторингу в умовах міста. Окреслено перспективи вдосконалення системи шляхом реалізації мультигазового аналізу, впровадження бездротової передачі даних та інтеграції у смарт-системи управління міським середовищем.

АВТОМАТИЗАЦІЯ ПІДПРИЄМСТВ ПЕРЕРОБКИ ПОБУТОВИХ ВІДХОДІВ: СВІТОВИЙ ДОСВІД ТА ПЕРСПЕКТИВИ ДЛЯ УКРАЇНИ

А. П. Моторний, В. В. Кабачій — Fri, 29 Aug 2025 00:00:00 +0300

Проаналізовано сучасні світові тенденції у сфері переробки побутових відходів з акцентом на передовий досвід таких країн як Німеччина, Японія, Південна Корея, Швеція та США. Особливу увагу приділено новітнім технологіям автоматизованого сортування, серед яких комп’ютерний зір, ближня інфрачервона спектроскопія (NIR), штучний інтелект (AI) та роботизовані системи, які суттєво підвищують точність та ефективність процесів переробки. Досліджено технічні характеристики впроваджуваних систем, а також їхні економічні показники, які демонструють значний потенціал для зниження витрат і підвищення рентабельності діяльності підприємств у цій галузі.

Авторами здійснено комплексний аналіз практик та рішень, які дозволяють покращити показники екологічної стійкості та ресурсоефективності, зокрема завдяки впровадженню циркулярної економіки. Визначено основні фактори, що сприяють ефективній імплементації новітніх технологій, а також ключові бар’єри, з якими стикаються підприємства на етапах інтеграції інноваційних технологій у виробничий процес. У статті окреслено перспективні шляхи вирішення цих проблем, що сприятиме подальшому розвитку галузі та досягненню глобальних екологічних цілей. Також акцентовано на важливості освітніх та інформаційних заходів серед населення для підвищення ефективності роздільного збирання відходів.

Проведене дослідження підкріплено конкретними прикладами застосування сучасних технологій на практиці, зокрема у випадках мобільних систем сортування відходів, інтеграції GPS-технологій для оптимізації логістики та використання штучного інтелекту для аналізу і прогнозування ефективності переробних процесів. В результаті аналізу зроблено висновок щодо важливості міжнародного співробітництва та трансферу технологій задля прискорення переходу до сталих і ресурсоефективних моделей управління відходами.

ЗАСІБ ВИМІРЮВАННЯ КОНЦЕНТРАЦІЇ NaCl У ВОДІ НА ОСНОВІ КОНДУКТОМЕТРИЧНОГО СЕНСОРА

І. С . Озменчук, І. А. Дудатьєв — Fri, 29 Aug 2025 00:00:00 +0300

Запропоновано сучасний підхід до визначення концентрації NaCl у воді за допомогою кондуктометричного сенсора, який поєднує класичні електрохімічні методи з новітніми схемотехнічними та математичними рішеннями.

Ключовим компонентом вимірювального засобу є коаксіальний кондуктометричний сенсор з плоскими електродами, здатний формувати стабільне електричне поле для точного вимірювання електропровідності розчину. Принцип дії сенсора базується на прямій залежності провідності від концентрації розчинених іонів, зокрема Na⁺ і Cl⁻. Засіб оснащений температурним сенсором (герметичним терморезистором), що забезпечує автоматичну температурну компенсацію, враховуючи зміну іонної рухливості за різних температур.

Розроблено математичну модель, яка описує залежність електропровідності від концентрації, температури, геометрії сенсора та молярної провідності іонів. Зокрема, показано, що підвищення температури на кожний градус Цельсія збільшує провідність на 2…3 %, що обґрунтовує необхідність впровадження температурної корекції. Мостова схема Уітстона використовується для виявлення змін опору, пов’язаних зі зміною концентрації солі.

Калібрування сенсора здійснюється із застосуванням еталонних розчинів Milwaukee, сертифікованих за стандартом NIST. Результати метрологічного дослідження підтверджують високу точність — відносна похибка становила лише 1,46 % за концентрації 342 ppm.

Розроблений засіб вирізняється простотою конструкції, доступністю компонентної бази, а також придатністю для використання як у лабораторних, так і у польових умовах. Запропоноване рішення є перспективним для впровадження в автоматизовані системи контролю якості води, зокрема в аграрному, промисловому та медичному секторах.

Подальші напрямки досліджень передбачають удосконалення чутливого елемента шляхом мікроструктуризації електродів, розширення діапазону вимірювань, реалізацію бездротових інтерфейсів для віддаленого моніторингу, впровадження самокалібрувальних алгоритмів та розширення функціональності до мультиіонного аналізу.

ПРОБЛЕМИ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ЯКОСТІ ЕЛЕКТРОЕНЕРГІЇ В МІКРОМЕРЕЖАХ НА ОСНОВІ ГІБРИДНИХ СИСТЕМ ЖИВЛЕННЯ З ФОТОЕЛЕКТРИЧНИМИ СТАНЦІЯМИ

Р. І. Грицак, А. В. Яворський — Fri, 29 Aug 2025 00:00:00 +0300

Досліджено якість електричної енергії (ЯЕ) в мікромережах з гібридними фотоелектричними станціями (ФЕС), стосовно відповідності чинним нормативним документам та визначення рекомендацій щодо їх удосконалення для врахування особливостей роботи ФЕС.

Розроблено інформаційно-вимірювальну установку (ІВУ) на базі діючої гібридної ФЕС, яка дала змогу за допомогою сучасних вимірювальних приладів від компаній Metrel та Seaward отримати дані про параметри мережі з високою точністю. Вимірювання, проведені в реальних умовах, дозволили виявити характерні особливості формування напруги на виході інверторів, що працюють у різних режимах, а також виявити основні проблеми з ЯЕ у разі автономної роботи гібридних ФЕС.

Під час проведення експерименту досліджено основні (згідно з пунктами 11.4.7—11.4.12 [1]) показники якості електричної енергії (ПЯЕ) в мікромережах з гібридними ФЕС за різних умов роботи. Зокрема зміну показників якості в різних режимах роботи інвертора (у разі автономної та синхронної робіт) під час неробочого ходу та за різного за типом та потужністю підключеного навантаження. Додатково перевірено якість напруги від інверторів різної топології та вартості.

За результатами дослідження отримано графічні залежності роботи DC/AC інверторів в синхронному та автономному режимі роботи з Об’єднаною енергетичною системою України (ОЕС-У). Визначено ступені погіршення ЯЕ, які проявлялися у гармонічних спотвореннях, відхиленнях частоти та збільшенні рівня флікера. Виявлено обмеження чинних нормативних документів зокрема стандартів та методик в частині роботи гібридних інверторів у автономному режимі та використання обладнання з безтрансформаторною топологією і модифікованою синусоїдою. Експериментально визначено допустимі рівні реактивно-активного навантаження, перевищення якого може спричиняти збільшення похибки вимірювальних приладів. Окрім приладів обліку, гармонічні спотворення напруги безпосередньо впливають на втрати енергії під час транспортування електроенергії, роботу електроустановок та рівень деградації ізоляції електромережі.