Computer systems and information technologies

АНАЛІТИЧНИЙ ОГЛЯД ПУБЛІКАЦІЙ ПО МЕТОДАХ МАШИННОГО НАВЧАННЯ В ОНКОЛОГІЇ ТА ПІДХІД ДО ОЦІНЮВАННЯ ЇХ ЯКОСТІ

Садік Абдулхамід АБУБАКАР, Андрій СВЕРСТЮК — Thu, 28 Mar 2024 00:00:00 +0000

У роботі проведено аналітичний огляд публікацій по методах машинного навчання в онкології та підхід до оцінювання їх якості. Проведено аналіз публікацій по роках в наукометричих базах Web of Science та Scopus. Представлено найбільшу кількість авторів, кількість публікацій серед університетів, кількість країн, категорій публікацій в наукометричній базі Scopus по методах машинного навчання в онкології. Запропонована багатофакторна регресійна модель прогнозування щільності кісткової тканини при онкологічній патології при прогнозуванні чотирьох ступенів важкості протікання досліджуваного захворювання. До даної моделі ввійшли такі фактори з відповідними ваговими коефіцієнтами: стать (2.1), вік (0.06), стадія (0.9), відсутність/наявність B-симптомів (A/B) (0.9), міжнародний прогностичний індекс (IPI-NCCN) (1.1), індекс маси тіла (BMI) (-0.2), кількість курсів хіміотерапії (Number of chemotherapy courses) (0.9), індекс коморбідності Шарльсона (ІКШ) (Charlson Comorbidity Index (CCI)) (0.3), мінеральна щільність кістки після завершення хіміотерапії (HU C) (-0.08), рівень β-2-мікроглобуліну (B2M) (0.0007), лактатдегідрогеназа (LDH) (0.006), площа поверхні тіла (BSA) (-3.3). Для оцінювання рівня довіри до запропонованої моделі прогнозування порушень щільності кісткової тканини при онкологічній патології проведено ROC-аналіз із отриманням відповідних кривих та оцінено площу під ними. Зроблено висновок про якість класифікації, а також визначено чутливість, специфічність, прогностичну цінність позитивного та негативного результатів, відношення правдоподібності позитивного та негативного результатів, а також точність класифікації. Відповідні розрахунки провести для кожного із чотирьох ступенів важкості порушень (1С, 2С, 3С, 4С), матриці невідповідностей до яких наведені у чотирьох таблицях. Розраховано чутливість для 1С (98,8%), 2С (97,5%), 3С (95,2%) та 4 С (98,5%); специфічність для 1С (90,4%), 2С (83,3%), 3С (90,9%) та 4 С (95%); прогностичну цінність позитивного результату для 1С (97,6%), 2С (95,2%), 3С (97,5%) та 4С (97%); прогностичну цінність негативного результату для 1C (95%), 2С (90,9%), 3С (83,3%) та 4С (97,4%.); точність для 1С (97,1%), 2С (97,1%), 3С (97,1%) та 4С (97,1%). За результатами аналізу ROC-кривих встановлено високий рівень класифікації 1С (AUC=0.869), 3С (AUC=0.869) та 4С (AUC=0.869). Середній рівень класифікації порушень щільності кісткової тканини для 2С (AUC=0.758).

ПІДСИСТЕМА МОНІТОРИНГУ ЯКОСТІ АТМОСФЕРНОГО ПОВІТРЯ У КІБЕРФІЗИЧНІЙ СИСТЕМІ «РОЗУМНЕ МІСТО»

Тетяна ГОВОРУЩЕНКО, Владислав БАРАНОВСЬКИЙ, Олексій ІВАНОВ, Аліна ГНАТЧУК — Thu, 28 Mar 2024 00:00:00 +0000

Задача проєктування та розроблення кіберфізичної системи «Розумне місто» є наразі актуальною для України. Дане дослідження присвячене розробленню методу та підсистеми моніторингу якості атмосферного повітря у кіберфізичній системі «Розумне місто».

У статті розроблений метод моніторингу якості атмосферного повітря, який становить основу для ефективного моніторингу якості атмосферного повітря у кіберфізичній системі "Розумне місто" і дозволяє приймати обґрунтовані рішення щодо сповіщення мешканців про небезпеку із наданням рекомендацій щодо захисту їх здоров’я.

Розроблена підсистема моніторингу якості атмосферного повітря у кіберфізичній системі "Розумне місто" виконує збір даних з встановлених датчиків вологості повітря, температури повітря, вмісту пилу у повітрі, в т.ч. частинками PM2.5, PM10, радіаційного фону повітря, рівня забруднення повітря оксидами азоту, рівня забруднення повітря сіркою, рівня забруднення повітря вуглецевими сполуками, рівня забруднення повітря парниковими газами CO, CO2, NH3, NO, передачу зібраних даних в реальному часі до сервера обробки даних, обробку та аналіз отриманих даних в реальному часі з використанням різних аналітичних методів, візуалізацію результатів моніторингу якості повітря у вигляді карти міста з n районів із відображенням всіх параметрів повітря. Користувач в мобільному додатку кіберфізичної системи може виконати вибір параметрів повітря, які його цікавлять. Після вибору таких параметрів відбувається адаптація візуалізації результатів моніторингу якості повітря під потреби користувача – відбувається виведення виміряного значення обраного користувачем параметру на зображенні району на карті міста, а також відбувається виведення звукового сигналу мобільним додатком у фоновому режимі та миготливого знаку на зображенні району на карті міста в додатку, який сигналізує про небезпеку в даному районі міста; натискання на цей знак виводить на екран сповіщення про те, за яким показником існує небезпека та рекомендації щодо захисту здоров'я мешканців в такому випадку.

ОСОБЛИВОСТІ МОДИФІКАЦІЇ АРХІТЕКТУРИ INCEPTIONRESNETV2 ТА СТВОРЕННЯ ДІАГНОСТИЧНОЇ СИСТЕМИ ВИЗНАЧЕННЯ СТУПЕНЯ УРАЖЕННЯ СУДИН СІТКІВКИ ОКА

Дмитро ПРОЧУХАН — Thu, 28 Mar 2024 00:00:00 +0000

Розглянуто переваги архітектури згорткової нейронної мережі InceptionResNetv2. Вказана мережа використовує залишкові з'єднання, які допомагають полегшити процес навчання. InceptionResNetv2 використовує різні методи для зменшення розмірності карти ознак, що робить її більш економною з точки зору пам'яті та обчислень. Ця модель має низку переваг у порівнянні з іншими мережами. InceptionResNetv2 може застосовуватися для сегментації кровоносних судин на зображеннях очей з різною роздільною здатністю.

В дослідженні проведено модифікацію InceptionResNetv2. Застосування додаткових шарів MaxPooolіng та Dense покращило швидкодію та точність згорткової нейронної мережі InceptionResNetv2. Шар Dropout ефективно використано для запобігання перенавчанню. Систему визначення ступеня ураження сітківки ока діабетичного походження реалізовано на мові програмування Python. Шари моделі побудовано за допомогою бібліотеки Kеras. Зображення з набору EyePacs були оброблені методами обрізання чорних рамок фільтром розмивання Гауса та мінімізацією впливу зміни положення зображень.

В процесі дослідження було виявлено, що для досягнення максимальної точності необхідна 21 епоха. Програма обчислює ймовірність належності зображення до певного класу з високою точністю. Було отримано показник точності розпізнавання для 1 класу 98,6%, для 2 класу - 98,5%, для 3 класу - 98,3%, для 4 класу - 98,15%, для 5 класу - 98,1% .

КОНЦЕПЦІЯ ПРОЕКТУВАННЯ РЕТРАНСЛЯТОРА ВІДЕО ДЛЯ КЕРУВАННЯ БПЛА

Ольга ПАВЛОВА, Олександр ГАЛИЦЬКИЙ — Thu, 28 Mar 2024 00:00:00 +0000

У статті розглянуто використання ретранслятора відео для управління безпілотним літальним апаратом (БПЛА), що передбачає порівняльний аналіз існуючої наукової літератури, методологій та доступних рішень. Завдяки порівняльному аналізу метод використання зовнішнього ретранслятора виявився найбільш перспективним, пропонуючи гнучкість у виборі ретрансляторів із чудовою продуктивністю та розширеними можливостями. Примітно, що цей підхід дозволяє використовувати один ретранслятор для кількох БПЛА та полегшує зручну модифікацію або модернізацію ретранслятора без необхідності змін у самому БПЛА.

Після вибору компонентів був розроблений експериментальний прототип для полегшення емпіричних досліджень. Додатково розроблена схема частотної передачі для управління квадрокоптером за допомогою ретранслятора.

Це дослідження робить внесок у вдосконалення систем керування БПЛА, запроваджуючи новий підхід до інтеграції відеоретранслятора, спрямований на підвищення ефективності роботи та адаптивності в різноманітних умовах. Очікується, що результати цього дослідження сприятимуть подальшому розвитку технології БПЛА, зокрема щодо оптимізації передачі відео для покращення обізнаності про ситуацію та ефективності місії.

ДОСЛІДЖЕННЯ МЕТОДІВ ПІДТРИМКИ ТА КЕРУВАННЯ ЖИТТЄВИМ ЦИКЛОМ ХМАРНИХ СЕРЕДОВИЩ

Сергій ЛИСЕНКО, Олег БОНДАРУК — Thu, 28 Mar 2024 00:00:00 +0000

Управління ресурсами - це фундаментальна концепція хмарних обчислень і віртуалізації, що охоплює розподіл, вивільнення, координацію та моніторинг хмарних ресурсів для оптимізації ефективності. Складність виникає через віртуалізовану, гетерогенну та багатокористувацьку природу цих ресурсів. Ефективне управління є складним завданням через невизначеність, великомасштабні інфраструктури та непередбачувані стани користувачів. У цій статті представлено комплексну таксономію технологій управління ресурсами з детальним аналізом архітектури проектування, віртуалізації та моделей розгортання хмарних обчислень, а також можливостей, цілей, методів і механізмів. У середовищі хмарних обчислень розгортання технологій управління ресурсами на основі додатків вимагає розуміння архітектури системи та моделі розгортання. У цій статті розглядаються централізовані та розподілені архітектури систем управління ресурсами, надається огляд ефективних методів управління ресурсами для обох архітектур, що супроводжується порівняльним аналізом. Розглядається еволюція хмарних обчислень від централізованої до розподіленої парадигми, підкреслюється перехід до розподілених хмарних архітектур для використання обчислювальної потужності інтелектуальних підключених пристроїв на межі мережі. Ці архітектури вирішують такі проблеми, як затримка, енергоспоживання та безпека, що мають вирішальне значення для додатків на основі Інтернету речей. У літературі пропонуються різні методи управління розподіленими ресурсами, що відповідають розподіленій природі цих архітектур. Управління ресурсами в хмарних обчисленнях включає в себе функції виявлення, забезпечення, розподілу і моніторингу, а також підфункції, такі як відображення і планування. Інтегровані підходи до консолідації та управління ресурсами вивчалися в численних дослідженнях. У цій статті узагальнено та проаналізовано існуючі дослідження функцій управління ресурсами, зосереджені на виявленні, забезпеченні, плануванні розподілу та моніторингу, виходячи з їхніх цілей та методів.

МЕТОД ОРГАНІЗАЦІЇ МІЖМОДУЛЬНОГО ОБМІНУ ДАНИМИ

Володимир ХОРОШКО, Сергій ЗИБІН — Thu, 28 Mar 2024 00:00:00 +0000

Метою даної статті являється розробка і опис методу організації міжмодульного обміну даними, який засновано на параметричному представлені підсистем, а також оцінювання ефективності розробленої мультипроцесорної обчислювальної системи.

Авторами пропонується метод організації міжмодульних обмінів, який заснований на параметричному представлені підсистеми. При розробці програм з використанням алгоритмів розпаралелювання використовуються параметри, які задають підсистему конкретними значеннями, які визначаються при формуванні підсистеми. Це робить програму незалежною від графа міжмодульних зв'язків підсистеми, на базисі якої ця програма буде реалізована.

Ефективність обчислювальної системи залежить від комплексу характеристик, до якого входять: продуктивність, надійність, ймовірність результатів, стійкість, технологічність та інші. Для порівняння обчислювальних систем у якості критерія ефективності необхідно прийняти комплексний показник, який буде враховувати основні показники. На жаль, у теперішній час немає подібного загальноприйнятого критерія ефективності обчислювальної системи.

Реальна ефективність обчислювальної системи визначається часом виконання свого функціонального призначення. Відповідно, чим надійніше система, тим більше відносного часу вона використовується за призначенням та, тим більша її ефективність. Таким чином, при порівнянні обчислювальних систем необхідно порівнювати їх продуктивності з урахуванням реальної надійності системи. При цьому, в залежності від класів задач, які вирішуються змінюється вплив різних показників ( у тому числі надійності) на ефективність системи.

За результатами проведених досліджень можна зробити наступні висновки, найбільш ефективними є обчислювальні системи, які реалізовані на розробленому обчислювальному модулі. Цей факт наглядно видно з порівняння часу, який було витрачено на обчислення не тільки тестового завдання, але й при обчисленні тестового рівняння із тестовими параметрами.

МОДЕЛЬ ПРОГНОЗУВАННЯ ЧАСОВИХ РЯДІВ ДЛЯ ВИРІШЕННЯ ПРОБЛЕМИ "ХОЛОДНОГО СТАРТУ" ЗА ДОПОМОГОЮ TEMPORAL FUSION TRANSFORMER

Кирило ЄМЕЦЬ — Thu, 28 Mar 2024 00:00:00 +0000

Прогнозування часових рядів є важливим інструментом у багатьох бізнесах. Воно може варіюватися від ефективного розподілу ресурсів для веб-трафіку, прогнозування потреб пацієнтів для персоналу, до прогнозування продажів продукції компанії. Особливий випадок використання, відомий як прогнозування "холодного старту", передбачає створення прогнозів для часових рядів, які мають мало або зовсім не мають історичних даних, як-от новий продукт, що лише виходить на роздрібний ринок. Ключове припущення прогнозування "холодного старту" полягає в тому, що товари з подібними характеристиками повинні мати схожі траєкторії часових рядів. У таких сценаріях традиційні моделі прогнозування, які сильно залежать від минулих спостережень, можуть зіткнутися з викликами, що вимагає розробки інноваційних підходів, які ефективно прогнозують у відсутності значного історичного набору даних.

У цій статті була застосована архітектура нейронної мережі temporal fusion transformer для розв'язання завдання прогнозування часових рядів з "холодним стартом". Моделювання методу базувалося на використанні набору даних з відкритого репозиторію. Після процедур попередньої обробки, набір даних містив близько 370 часових рядів, кожен з яких мав різну довжину серії та одну категоріальну ознаку. Категоріальна ознака мала лише 4 типи різних значень. Для тренування моделі було проведено пошук оптимальних гіперпараметрів, таких як: кількість голів уваги, швидкість навчання, відсоток викидання та розмір прихованого шару. Модель показала досить хороші результати на цьому завданні. Для порівняння моделей були обрані такі метрики, як MAE, RMSE, SMAPE. Як видно з порівняння з такими популярними моделями, як DeepAR та LSTM, запропонований підхід продемонстрував найменшу помилку прогнозування. Єдиним недоліком є те, що він може мати більше проблем з аномаліями в часових рядах, ніж DeepAR. Але в той же час модель все ще забезпечує інтерпретованість результатів.

МАТЕМАТИЧНА МОДЕЛЬ ПРИСКОРЕННЯ СПІКАННЯ РУДИ З ВИКОРИСТАННЯМ GPU

Кирило КРАСНІКОВ — Thu, 28 Mar 2024 00:00:00 +0000

Дослідження спрямоване на підвищення ефективності та швидкості обчислень моделі спікання руди шляхом використання графічних процесорів (GPU). Метою цього дослідження є задоволення зростаючого попиту на більш швидкі та масштабовані симуляції в галузі спікання руди, що є ключовим процесом у виробництві заліза та сталі. Методологія передбачає інтеграцію можливостей паралельних обчислень, пропонованих графічними процесорами, в існуючу модель спікання руди. Завдяки використанню паралельної обчислювальної потужності графічних процесорів, обчислювальне навантаження розподіляється між декількома ядрами, що значно скорочує час моделювання. Результати демонструють значне прискорення процесу симуляції спікання руди. Порівняльний аналіз реалізацій на CPU і GPU показує значне скорочення часу обчислень, що дозволяє проводити симуляції в реальному часі або близькому до нього. Досягнуте прискорення не тільки підвищує ефективність моделювання спікання руди, але й відкриває можливості для дослідження більших і складніших сценаріїв. Успішна інтеграція паралельних обчислень на GPU в модель спікання руди демонструє адаптивність передових обчислювальних технологій до традиційних промислових процесів. Дослідження робить внесок у галузь, долаючи розрив між обчислювальною потужністю та металургійним моделюванням, демонструючи потенціал прискорення на GPU в інших сферах металургійних процесів. Практичне значення цього дослідження підкреслюється його потенціалом революціонізувати агломераційну галузь. Швидше моделювання сприяє швидшому прийняттю рішень щодо оптимізації процесів, що призводить до підвищення енергоефективності та зменшення впливу на навколишнє середовище. Це дослідження закладає основу для більш широкого впровадження прискорення на GPU в металургійному моделюванні, сигналізуючи про зміну парадигми в бік більш ефективних і стійких промислових практик.

ВДОСКОНАЛЕНИЙ МЕТОД ВІЗУАЛІЗАЦІЇ СКЕЛЕТНОЇ АНІМАЦІЇ НА ОСНОВІ КОНТРОЛЬНИХ ТОЧОК

Олеся БАРКОВСЬКА, Олександр БІЛІЧЕНКО, Георгій УВАРОВ, Тимур МАКУШЕНКО — Thu, 28 Mar 2024 00:00:00 +0000

В даній роботі проведено дослідження методів скелетної анімації, базуючись на використанні контрольних точок, для керування рухом кінцівок. Докладно розглядається затребуваність та актуальність обраної теми та її вплив на створення реалістичних та ефективних візуальних проектів у сучасному світі цифрової графіки та відтворення. Робота включає аналіз впливу кількості семплів на плавність переходів між кадрами та час виконання візуалізації для досягнення балансу між якістю та ефективністю, а також вдосконалення методу за рахунок адаптації для виконання на графічному процесорі GPU.

Досліджувані двигуни Blender 3D (EEEVE та Cycles) дали змогу проаналізувати продуктивність рендерингу на різних обчислювальних архітектурах – CPU та GPU у залежності від значеннях семплів, що становили 60 та 128, кількості кадрів, що становили 250, 500 та 1000, а також частота кадрів із позначкою 30 кадрів на секунду. Метою дослідження було досягнення оптимального балансу між швидкодією та реалістичністю у відтворенні деталей анімації. Для досягнення мети було проведено три експерименти, результати яких показали наступне: використання графічного процесора за допомогою двигуна Cycles показало результат прискорення рендерингу на 43%, починаючи з мінімальних показників до максимального, в той час як прискорення гібридної системи за допомогою двигуна EEVEE показало прискорення лише на 15,2%.

АНАЛІЗ СИСТЕМ НА ОСНОВІ ШТУЧНОГО ІНТЕЛЕКТУ ДЛЯ АВТОМАТИЗОВАНОГО ГЕНЕРУВАННЯ ЦИФРОВОГО КОНТЕНТУ

Андрій КУЗЬМІН, Ольга ПАВЛОВА — Thu, 28 Mar 2024 00:00:00 +0000

Ця стаття спрямована на аналіз сучасних проблем, пов’язаних з інтеграцією API генеративних моделей штучного інтелекту (ШІ) в уніфіковану інформаційну систему для сприяння автоматизованому створенню цифрового контенту. На тлі стрімкого розвитку технологій штучного інтелекту та зростаючого попиту на різноманітний і персоналізований цифровий контент інтеграція генеративних моделей на основі API стає ключовим двигуном прогресу в цій галузі.

Результати цього дослідження підтверджують важливість об’єднання генеративних моделей штучного інтелекту на основі API в уніфіковану систему, яка є фундаментальним кроком до автоматизації процесу створення цифрового контенту для задоволення вимог сучасного ринку. Крім того, це підкреслює потенціал такої інтеграції у сприянні розробці персоналізованих та інноваційних рішень для кінцевих користувачів. Подальші зусилля нашої дослідницької групи будуть спрямовані на впровадження цієї концепції та подальше вивчення її застосовності в різних областях

ІНФОРМАЦІЙНО-ТЕХНОЛОГІЧНА ПЛАТФОРМА ТОРГІВЛІ ЗБРОЄЮ

Юрій ЯРИМОВИЧ, Наталія КУНАНЕЦЬ — Thu, 28 Mar 2024 00:00:00 +0000

Базуючись на постулаті, що торгівля зброєю – є загалом складною, специфічною і багатогранною сферою діяльності, яка включає виробництво, розподіл, продаж та використання різноманітних видів зброї та військової техніки. У цьому контексті авторами статті запропоновано розроблення інноваційної інформаційно-технологічної платформи обліку та аналізу процесів торгівлі зброєю, яка враховує особливості вітчизняного законодавства.

Відзначено, що використання технології блокчейн на інформаційно-технологічній платформі продажу зброї спрямоване на підвищення безпеки та відстежування повної множини транзакцій, зменшення ризиків та забезпечення максимальної відкритості процесів. Передбачається, що кожен етап життєвого циклу зброї, починаючи від проєктування, виробництва та закінчуючи продажем, зафіксуватиметься методами та засобами блокчейні. У блоках фіксуватиметься інформація про виробника, дату виготовлення, транспортування, придбання та прийняття зброї замовником. З використанням інформаційно-технологічної платформи перевірятиметься чинність ліцензій при кожній транзакції, забезпечуючи легальність продажу та враховуючи унікальні характеристики кожної одиниці зброї. Інформаційно-технологічна платформа зберігатиме інформацію про транзакції, включаючи ціну, дату та учасників, смарт-контракти та ін.

Розроблення інформаційно-технологічної платформи, яка зручно інтегрується в систему міжнародних стандартів та регуляторів, а також відповідає чисельним специфічним вимогам та обмеженням на торгівлю зброєю.

Автори статті стверджують, що використання криптографії в технології блокчейн забезпечує надійне шифрування та захист конфіденційної інформації, що є критичнозначимим в чутливій предметній галузі, якою є торгівля зброєю, а також сприяє значному підвищенню рівня безпеки, прозорості та довіри в середовищі учасників цієї специфічної галузі.

Проведений аналіз підтверджує доцільність використання потенціалу технології блокчейн для оптимізації та підвищення ефективності обліку процесів торгівлі зброєю, а також для забезпечення надійності та безпеки функціонування інноваційної інформаційно-технологічної платформи.

СИСТЕМА ПІДТРИМКИ ПРИЙНЯТТЯ РІШЕНЬ ДЛЯ КЛАСИФІКАЦІЇ МОНЕТ АНТИЧНОГО СВІТУ ЗА ДОПОМОГОЮ CNN

Олександр МЕЛЬНИКОВ, Андрій КАПЕЛЕЩУК — Thu, 28 Mar 2024 00:00:00 +0000

Робота присвячена розв’язанню задачі автоматизації класифікації монет античного світу. Мета роботи – створення моделі нейронної мережі та системи для класифікації античних монет. Об'єкт дослідження – фотографії монет античних міст полісів північного Причорномор’я. Предмет дослідження – процес класифікації монет. Запропоновано архітектуру системи, архітектуру нейронної мережі та створено додаток для класифікації античних монет. Продемонстровано результати роботи системи та оцінено якість навчання мереж. Для навчання моделей використовувалися створені власноруч вибірки даних, які складаються з наборів кольорових зображень монет (роздільною здатністю 200 на 200) декількох типів та зображень монет, які відіграють роль усіх інших монет і повинні класифікуватися як не належні до заданого класу. Було також виявлено залежність між відношенням монет класу до інших монет. Для вибірки аверс 783-7831 точність 100% за десять епох вдалося досягти коли відношення між вибірками було 1:1, при відношенні 1:4 та 1:7 для досягнення точності 100% знадобилося навчання протягом 30 епох. Для реалізації Web системи було використано наступні технології: фреймворк для Python – Django для написання серверної частини; мова програмування JavaScript для написання користувальної частини системи; бібліотека jQuery для поліпшення взаємодії користувальної частини з користувачем. Для взаємодії між користувацькою та серверною частиною додатків використовувалася технологія AJAX запитів, яка дозволяє непомітно для користувача та не перезавантажуючи сторінку передати дані до серверної частини. Як основна база даних додатку використовувалася sqlite3.

АНАЛІЗ АРХІТЕКТУР СИСТЕМИ ОРГАНІЗАЦІЇ ДАНИХ РОЗУМНОГО ЄВРОПЕЙСЬКОГО РЕГІОНУ «ЦЕНТР ЄВРОПИ» НА ОСНОВІ ТЕХНОЛОГІЧНОГО РІШЕННЯ ОЗЕР ДАНИХ

Олександр ГОЛОТА, Василь КУТ, Сергій ПАСІЧНИК, Олег ГРИБОВСЬКИЙ — Thu, 28 Mar 2024 00:00:00 +0000

У сучасному ландшафті цифрової трансформації концепція "розумного регіону" виступає як ключова стратегія регіонального розвитку, використовуючи технології інтеграції даних для підвищення якості життя, оптимізації надання послуг та сприяння сталому зростанню. Призначення проєкту розумного регіону "Центр Європи" обумовлене його стратегічним географічним розташуванням, що охоплює Закарпаття та прилеглі райони сусідніх країн, разом з відносно низькою густотою населення. Цей унікальний контекст створює переконливі передумови для переосмислення традиційних міських рамок розумного міста на більш широкому рівні, перетворюючи їх на комплексну модель розумного регіону, адаптовану до конкретних потреб і можливостей Центральної Європи.

Обґрунтування реалізації проєкту розумного регіону "Центр Європи" випливає з його вигідного положення в серці континенту, що генерує безпрецедентні можливості для транскордонної співпраці, інновацій та зв'язку. Низька густота населення регіону додатково підкреслює потенціал для впровадження передових технологічних рішень, які можуть вирішувати широкий спектр викликів і потреб. Набуттям статусу розумного регіону "Центр Європи" – регіон прагне стати провідним прикладом того, як цифрові та технологічні інновації можуть бути використані для створення інклюзивної, ефективної та прогресивної регіональної екосистеми. Мета: Основною метою цього дослідження є порівняльний аналіз передових архітектур систем організації даних та їх ролі у сприянні перетворенню "Центру Європи" на інтелектуальний європейський регіон, а також вивчення можливостей використання концепції озер даних для ефективного управління великими наборами даних та регіонального розвитку з врахуванням унікальних географічних та демографічних характеристик регіону. Предметом дослідження є архітектури систем організації великих даних розумного регіону "Центр Європи". Об’єктом дослідження є процеси збереження та опрацювання великих даних у розумному регіоні.

Основні характеристики: У статті висвітлюється основні аспекти впровадження технологій опрацювання великих даних у розумному регіоні "Центрі Європи", які передбачають необхідність масштабованих та гнучких рішень для зберігання великих даних, використання ефективних практик управління даними та інтеграції передових технологій, таких як хмарні обчислення, Інтернет речей (IoT) та штучний інтелект (AI), для покращення опрацювання даних та аналітичних можливостей. Крім того, сформовано рекомендації для регіональних органів влади щодо впровадження цих технологій, підкреслюючи важливість співпраці, підтримки інвестицій у цифрову інфраструктуру регіону як ключових компонентів для досягнення візії розумного регіону.

Побудова сучасних високотехнологічних сховищ даних з використанням архітектури озер даних (Data Lake) створює можливість одночасного використання та опрацювання великих об’ємів даних з різних сфер та джерел. Авторами запропоновано концептуальні моделі формування комплексів даних з різних сфер функціонування розумного регіону.

ДИНАМІЧНЕ ПРОГРАМУВАННЯ ДЛЯ РІШЕННЯ ЗАВДАННЯ УПРАВЛІННЯ ЗАПАСАМИ У ЛОГІСТИЦІ

Євген ФЕДОРОВ , Ольга НЕЧИПОРЕНКО, Тетяна НЕСКОРОДЄВА, Марина ЛЕЩЕНКО — Thu, 28 Mar 2024 00:00:00 +0000

В даний час існує проблема недостатньої ефективності методів пошуку вирішення задач управління запасами. Об'єктом дослідження є вирішення завдань управління запасами. Предметом дослідження є методи пошуку вирішення завдання управління запасами на основі динамічного програмування. Метою роботи є підвищення ефективності пошуку вирішення задач управління запасами за рахунок динамічного програмування. Для досягнення поставленої мети в роботі були створені: метод на основі детермінованого динамічного програмування, метод на основі динамічного стохастичного програмування, метод на основі Q-навчання, метод на основі SARSA для завдання управління запасами. До переваг запропонованих методів належить наступне. Модифікація методів детермінованого та стохастичного динамічного програмування, Q-навчання та SARSA за рахунок динамічних параметрів дозволяє підвищити швидкість навчання при збереженні середньоквадратичної помилки методу. Проведене чисельне дослідження дозволило оцінити запропоновані методи (для модифікації методів детермінованого та стохастичного динамічного програмування кількість ітерацій близька до кількості етапів, для обох методів детермінованого та стохастичного динамічного програмування середньоквадратична помилка склала 0.02, для модифікації методів Q-навчання та SAR методів Q-навчання та SARSA середньоквадратична помилка склала 0.05). Запропоновані методи дозволяють розширити сферу застосування динамічного програмування, що підтверджується їх адаптацією для завдання управління запасами та сприяє підвищенню ефективності інтелектуальних комп'ютерних систем загального та спеціального призначення. Перспективами подальших досліджень є дослідження запропонованих методів для широкого класу задач штучного інтелекту.

КІБЕРФІЗИЧНА СИСТЕМА МОНІТОРИНГУ НАВКОЛИШНЬОГО СЕРЕДОВИЩА НА ПРЕДМЕТ АЛЕРГЕНІВ З ВИКОРИСТАННЯМ ГЕОЛОКАЦІЙНИХ ДАНИХ

Тетяна ГОВОРУЩЕНКО, Євген ВОЄВУДСЬКИЙ, Олексій ІВАНОВ, Олег ВОЙЧУР — Thu, 28 Mar 2024 00:00:00 +0000

Задача створення кіберфізичної системи моніторингу навколишнього середовища на предмет алергенів є актуальною. Відтак наше дослідження присвячене розробленню методу та кіберфізичної системи моніторингу навколишнього середовища на предмет алергенів з використання геолокаційних даних.

Розроблена кіберфізична система моніторингу навколишнього середовища не тільки використовує наявну інформацію про активність джерел пилку у заданому регіоні, але й вимірює концентрацію пилку в повітрі в реальному часі, завдяки чому допомагає відстежувати рівень пилку в регіоні, де перебуває користувач, а також, враховуючи геолокаційні дані користувача, надає йому корисну інформацію для планування маршруту з уникненням перебування у зонах підвищеного ризику. Збір та аналіз геолокаційних даних дозволяє відстежувати зміни в розподілі алергенів з часом та в просторі. Це може бути корисним для розуміння тенденцій зміни алергенних реакцій та для розробки ефективних стратегій управління алергіями.

Кіберфізична система моніторингу навколишнього середовища на предмет алергенів є корисною для людей з алергіями, надаючи їм доступну та актуальну інформацію про навколишнє середовище та ризики алергічних реакцій, дозволяючи їм краще планувати свої дії та уникати областей з високим рівнем концентрації пилку рослин. Така кіберфізична система надає можливість індивідуального підходу до кожного користувача, враховуючи його унікальні проблеми шляхом виконання фільтрації алергенів. Це дозволяє забезпечити ефективні та персоналізовані рішення управління алергіями. Пропонована кіберфізична система може створити цінну базу даних з алергічними реакціями та прогнозами, яка буде використовуватися для вдосконалення методів діагностики, лікування та управління алергіями.

Пропонована кіберфізична система може бути використана для глобального моніторингу рівня пилку та алергенів у різних частинах світу. Це дозволить виявити глобальні тенденції змін у розподілі алергенів та виробляти ефективні стратегії управління алергіями на світовому рівні.