Інформаційно-керуючі системи на залізничному транспорті

Акустична система моніторингу повітряного простору: новий рівень виявлення безпілотних літальних апаратів

ср, 20 сер 2025 00:00:00 +0000

У роботі подано комплексний проєкт пристрою на базі акустичної системи моніторингу повітряного простору, розроблений для розв’язання актуальної проблеми своєчасного виявлення безпілотних літальних апаратів (БПЛА). В умовах швидкого розвитку технологій БПЛА стають усе більш поширеною загрозою для приватності, комерційної безпеки та громадського порядку. Особливу увагу в роботі приділено захисту комерційних і громадських об'єктів, що обумовлює специфічні вимоги до системи виявлення.
У рамках дослідження проаналізовано сучасні методи виявлення БПЛА, включаючи їхні сильні та слабкі сторони. Вибираючи систему виявлення, особливу увагу приділяли можливості виявлення малогабаритних БПЛА на невеликих відстанях, що є критично важливим для гарантування безпеки в умовах міської забудови та обмеженого простору. Акустичні системи завдяки своїй відносно низькій вартості, простоті інтеграції та можливості ефективного виявлення звукових сигнатур є перспективним рішенням для таких завдань.
Спроєктована система виявлення використовує обертові направлені мікрофони для підвищення точності визначення джерела звуку. Описано принцип роботи системи, що базована на виявленні та аналізі акустичних сигналів, які видають БПЛА під час польоту.
Проведені детальні розрахунки точності та похибок позиціонування БПЛА з використанням кутових (AoA) і часових (TDoA) методів локації. Проаналізовано вплив різних факторів, таких як атмосферні умови (температура, вітер), на точність акустичного виявлення та запропоновані способи компенсації їхнього негативного впливу.
Крім того, розглянуто застосування сучасних методів машинного навчання, зокрема згорткових і рекурентних нейронних мереж, для виявлення та класифікації БПЛА за їхніми акустичними сигнатурами. Це дає змогу не тільки виявляти присутність БПЛА, але й ідентифікувати їхні тип і модель, що є важливим для реагування на потенційні загрози.
Результати дослідження демонструють можливість створення ефективної та надійної системи акустичного моніторингу повітряного простору, орієнтованої на захист комерційних і громадських об'єктів шляхом своєчасного виявлення малогабаритних БПЛА на невеликих відстанях.

Розроблення методу розрахунку швидкості виходу відчепів із паркової гальмової позиції сортувального пристрою з гравітаційно-прицільним їх гальмуванням

ср, 20 сер 2025 00:00:00 +0000

Доведено складність завдання прицільного регулювання швидкості скочування відчепів. Розроблено метод розрахунку швидкості виходу відчепів із паркової гальмової позиції сортувального пристрою з гравітаційно-прицільним їх гальмуванням. Метод базований на процедурі визначення приблизних значень основного питомого опору руху відчепа і питомого опору його руху від повітряного середовища і вітру та оптимізації швидкості виходу відчепа з паркових уповільнювачів. Для використання запропонованого методу на практиці розроблено архітектуру автоматизованої системи керування парковими уповільнювачами.

Дослідження системи перевезень пасажирів швидкісними і звичайними поїздами на основі методів аналізу складних мереж

ср, 20 сер 2025 00:00:00 +0000

У статті проведено мережевий аналіз пасажирської залізничної системи України за графом мережі руху швидкісних і звичайних поїздів за 2018-2019 рр. із використанням методів теорії складних мереж. Виявлено, що розподіл степенів вершин підпорядкований степеневому закону, мережа має високу централізованість, асортативність і короткий ефективний діаметр. Оцінено коефіцієнт кластеризації, транзитивність, центральність степеня, посередництва та гармонійної близькості. На основі результатів запропоновано рекомендації щодо децентралізації маршрутів, посилення зв’язності периферійних залізничних вокзалів. Проведені дослідження можуть бути використані для стратегічного і тактичного управління розвитком залізничної інфраструктури України в умовах структурних трансформацій і зовнішніх викликів.

Згладжування часової послідовності оцінок параметрів сигналу тестування обмотки статора трифазного асинхронного двигуна

ср, 20 сер 2025 00:00:00 +0000

Числові дані первинних вимірювань складають основу будь-якої процедури вимірювань, передавання інформації, діагностики та ін. Ці дані отримуються в суміші зі стаціонарними та імпульсними завадами. Наявність завад призводить до відхилення результатів вимірювань від їхніх істинних числових величин. Такий фактор ураховують величиною середньоквадратичного відхилення або її квадратом – дисперсією вимірювань. Дія імпульсних завад призводить до того, що дисперсії відрізняються від одного результату до іншого. З цієї причини закономірність зміни результатів вимірювань в часі може в деякі моменти спотворюватись понаднормативними відхиленнями, які, втім, не обумовлені критичним відхиленням діагностованого параметра, однак можуть бути розпізнані як такі. В роботі обґрунтовано та описано
математичну процедуру, придатну для згладжування часової послідовності первинних оцінок в умовах наявності їхніх часових величин з двома дисперсіями. Згладженою закономірністю є зважена сума структурно детермінованих функцій часу. Виведено співвідношення для розрахунку сукупності вагових коефіцієнтів. Отримано вираз для розрахунку дисперсій членів згладженої послідовності.

Розроблення розумного нічника із світло-звуковою модуляцією

Микола Юрійович Кущ, Олег Олександрович Аббасов — ср, 20 сер 2025 00:00:00 +0000

Робота присвячена створенню інноваційного розумного нічника, що використовує світло звукову модуляцію для покращення сну та релаксації. Дослідження аналізує вплив акустичних стимулів (білий, рожевий, коричневий шуми, природні звуки, ембієнтна музика) і світлових параметрів (колір, інтенсивність, пульсація) на людину. Пристрій інтегрує адаптивні алгоритми, регулюючи освітлення та звук відповідно до часу, стану користувача і його преференцій. Розроблення включало апаратну частину для модуляції та програмну – вбудоване ПЗ і мобільний додаток. Експерименти підтвердили значне покращення якості сну: скорочення латентності, збільшення тривалості та глибини сну, зменшення пробуджень і зниження частоти серцевих скорочень.

Модель автоматизації збору даних із вебресурсів на основі генеративного штучного інтелекту

ср, 20 сер 2025 00:00:00 +0000

Актуальність дослідження зумовлена тим, що в сучасних умовах стрімкої диджиталізації, глобального розвитку інтернету та безперервного зростання обсягів даних, отриманих із різноманітних вебресурсів, зростає потреба в розробці ефективних інструментів для автоматизованого збирання, аналізу та структурування інформації. Вебскрапінг став невіддільною складовою процесів інформаційного забезпечення в багатьох галузях. Проте традиційні методи збору даних часто потребують складного ручного налаштування, що ускладнює масштабування систем та оперативне реагування на зміни структури вебсторінок. У зв’язку з цим використання універсальних правил та алгоритмів для створення вебскраперів набуває особливої актуальності. Особливу роль у цьому відіграють сучасні мовні моделі (LLM), здатні генерувати адаптивні рішення, зокрема у вигляді динамічних виразів XPath, що використовуються для ефективного вилучення потрібної інформації з HTML-структури вебсторінок. Такий підхід дає змогу створити масштабовані та самонавчальні системи збору вебданих, які здатні адаптуватися до різних форматів контенту та швидко підлаштовуватися до змін у вебінтерфейсах. Об’єктом дослідження є застосування великих мовних моделей (LLM) для створення автоматизованих механізмів збору вебданих, а також дослідження їх потенціалу у генерації високоточних запитів XPath. Предметом дослідження виступає модель, орієнтована на збір вебданих, яка передбачає багаторівневу взаємодію між незалежними функціональними модулями системи та забезпечує їх інтеграцію через уніфіковані інтерфейси та стандартизовані формати обміну даними. Результати. Запропонована розширена модульна модель системи збору вебданих, яка охоплює всі ключові етапи обробки вебконтенту: від виявлення релевантних джерел інформації, через генерацію та оптимізацію XPath-запитів, до збереження отриманих даних у масштабованій, структурованій базі даних. Запропоноване архітектурне рішення забезпечує високу адаптивність до змін, стабільність функціонування системи, мінімізацію витрат на технічну підтримку. Висновки. Використання генеративних мовних моделей для автоматизації створення вебскраперів відкриває нові можливості для гнучкого, точного та стабільного збору вебданих. Такий підхід сприяє ефективній інтеграції систем у мінливе вебсередовище, дозволяючи зменшити часові та фінансові витрати на підтримку інформаційно-аналітичних платформ.

Удосконалення функціонування ланцюгів доставлення вантажів на основі моделей мультимодальних перевезень

Ю. В. Шульдінер, С. В. Петрик — ср, 20 сер 2025 00:00:00 +0000

У сучасних умовах глобалізації та розвитку міжнародної торгівлі мультимодальні перевезення відіграють головну роль у забезпеченні ефективності логістичних процесів. Завдяки ним можна оптимізувати маршрути, мінімізувати витрати і скоротити час доставлення, проте є деякі інфраструктурні, екологічні та організаційні проблеми. Дослідження спрямоване на розроблення оптимальних підходів для планування мультимодальних перевезень вантажів із використанням математичних моделей транспортної оптимізації. Проаналізовано сучасні моделі мультимодальних перевезень, визначено їхні основні переваги та недоліки. Запропоновано математичну модель оптимізації логістичних процесів, що враховує витрати, час транспортування та пропускну спроможність транспортних вузлів. Розглянуто перспективи впровадження цифрових технологій для підвищення ефективності координації між перевізниками. Використання запропонованої моделі дає змогу значно зменшити витрати на перевезення, мінімізувати затримки та покращити екологічні показники мультимодальних маршрутів. Інтеграція цифрових платформ і розвиток мультимодальних терміналів сприятиме підвищенню ефективності управління логістичними системами.

Організація поїзного радіозв’язку на ділянках зі швидкісним рухом пасажирських поїздів

А. О. Єлізаренко, Т. С. Дейнега, І. О. Єлізаренко — ср, 20 сер 2025 00:00:00 +0000

Запровадження швидкісного руху пасажирських поїздів є основним напрямом розвитку залізничних пасажирських перевезень. В Україні ще в 2005 році була схвалена Державна Програма впровадження швидкісного руху пасажирських поїздів. Зараз забезпечена організація руху зі швидкостями до 160 км/год, що дозволено в умовах суміщеного руху вантажних і пасажирських поїздів на реконструйованих ділянках залізниць. Це дало змогу організувати швидкісний рух денних експресів між великими містами зі скороченням часу поїздки до комфортних значень. На ділянках швидкісного руху висувають вимоги до підвищення надійності та організації безперервного зв’язку в межах диспетчерських ділянок. Мережа поїзного радіозв’язку має працювати в дуплексному режимі з використанням цифрових радіотехнологій. Для реалізації додаткових вимог у роботі розроблені технічні пропозиції з організації на діючих ділянках залізниць лінійної дуплексної цифрової радіомережі на основі стандарту DMR.

Інтелектуальна система керування дизель-генераторною установкою автономного рухомого складу на основі нейронно-нечітких моделей та еволюційної оптимізації

ср, 20 сер 2025 00:00:00 +0000

У статті розглянуто проблему підвищення ефективності та адаптивності керування дизель-генераторними установками (ДГУ) автономного рухомого складу. Запропоновано інтелектуальну систему керування на основі нейронно-нечітких моделей із підтримкою онлайн-адаптації та еволюційної оптимізації. Розроблена система має модульну структуру, включаючи прогностичний блок, локальні регулятори та централізований координатор. Вона демонструє високу стійкість до змін умов експлуатації, здатна до самонавчання та мінімізації витрат. Запропоновано перспективи розвитку на основі глибших нейромережевих архітектур.

Моделі проєктування online-обчислювача дробово-ірраціональних функцій із бітовим потоком даних

Ліна Ларченко, Тетяна Рожнова, Богдан Ларченко, Юрій Пахомов — ср, 20 сер 2025 00:00:00 +0000

У роботі запропоновано удосконалену математичну модель біт-потокового onlineобчислювача дробово-ірраціональних функцій із мінімізацією похибки обчислень, яку подано як декомпозицію математичних моделей обчислювачів біт-потокових степеневих і лінійних функцій, що дало змогу розширити функціональні можливості пристрою; узагальнену архітектуру дробово-ірраціонального обчислювача; автоматну модель пристрою, яку створено на основі кінцевого автомата; розроблено графові моделі, що забезпечують чіткість і несуперечність алгоритму обчислення дробово-ірраціональної функції. Досліджуваний обчислювач є ефективним із точки зору точності обчислення, простоти технічної реалізації та універсалізму архітектури.

Метод аналізу помилок умов переходів станів у графових моделях кінцевих автоматів для систем автоматизованого синтезу

Марина Мірошник, Ельвіра Кулак, Любов Клименко, Анатолій Мірошник — ср, 20 сер 2025 00:00:00 +0000

Запропоновано формалізований метод, орієнтований на використання в компіляторах САПР, для виявлення помилок в умовах переходів у графових моделях керуючих автоматів. За допомогою цього підходу можна не лише виявляти стани, де умови переходів описані з помилками, але й точно визначати місце виникнення таких помилок. Метод має функціонувати на етапі компіляції початкової мовної моделі автомата, що дає змогу знаходити проблеми до синтезу схеми, тим самим знімаючи з проєктувальника потребу в ручному аналізі вже після отримання хибного результату автоматизованого синтезу.

Мехатронні модулі руху гусеничних машин: моделювання, теоретичний аналіз періодичних та стохастичних автоколивань у системах "двигун – регулятор швидкості обертання ротора"

ср, 20 сер 2025 00:00:00 +0000

Робота присвячена моделюванню та теоретичному аналізу нелінійних стохастичних й періодичних коливань, які виникають у гусеничних машинах, із урахуванням ефекту інерційності регулятора швидкості обертання їх двигунів. У системах регулювання швидкості обертання машин, які належать до класу мехатронних модулів руху (ММР), зі зростанням чутливості регуляторів неминуче виникає небезпека втрати стійкості до збудження автоколивань. Такі коливання, як показано у статті, можуть виявитись корисними, наприклад, для підвищення чутливості ММР.

Класифікаційний підхід щодо вибору антивібраційних захисних покриттів для елементів вантажних вагонів

Олексій Вікторович Фомін, Олександр Сергійович Козинка — ср, 20 сер 2025 00:00:00 +0000

У статті розглянуто класифікаційний підхід щодо вибору антивібраційних захисних покриттів для елементів вантажних вагонів. Запропоновано систему класифікації, яка враховує основні чинники експлуатаційного середовища, типи вібраційних навантажень, фізико-механічні властивості матеріалів покриттів і особливості конструктивних елементів вагонів. Такий підхід дає змогу оптимізувати процес підбору покриттів для підвищення довговічності та надійності залізничного рухомого складу. Результати дослідження можуть бути використані для проєктування, модернізації та технічного обслуговування вантажних вагонів з урахуванням сучасних вимог щодо віброзахисту.

Формування моделі функціонування залізничної транспортної мережі в умовах виникнення відмов і недоступності маршруту

Дмитро Андрійович Гайдук — вт, 01 лип 2025 00:00:00 +0000

Незважаючи на відносно стабільні показники виконання графіка руху поїздів в умовах воєнного стану, тривала війна підвищує ризик впливу людського фактора на організацію перевізного процесу через постійний стрес та емоційні навантаження. Тому розвиток наявних і впровадження нових автоматизованих систем для працівників оперативно-диспетчерської ланки є одним із пріоритетних напрямів досліджень. Завдяки автоматизованим системам зменшується ризик введення помилкових даних через реалізацію контролю коректності інформації, що вносить працівник. Подальша обробка інформації дає змогу використовувати її для формування звітів, аналізів, прогнозів тощо, які є необхідними для ухвалення відповідних управлінських рішень. У статті сформовано модель функціонування залізничної мережі в умовах виникнення відмов і недоступності маршруту прямування поїзда на дільниці. Критерієм вибору оптимального альтернативного маршруту є мінімальний час руху поїзда по дільниці серед множини можливих маршрутів з урахуванням визначеної системи обмежень, поданої у вигляді технічних і технологічних параметрів поїздів та інфраструктури. Топологія дільниці перевезень подана у вигляді теорії графів, а можливість проїзду визначена перевіркою виконання логічних умов, що базовані на параметрах, які характеризують станції, перегони та поїзди. Сформовану модель запропоновано реалізувати як підсистему у складі автоматизованої системи керування перевезеннями АСК ВП УЗ Є у вигляді системи підтримки ухвалення рішень на АРМ працівників оперативно-диспетчерської групи. Це спрятиме зменшенню впливу людського фактора для організації перевезень залізничним транспортом з виникненням відхилень у русі поїздів від нормативного графіка руху, а також підвищенню конкурентоспроможності, надійності та якості надання послуг порівняно з іншими видами транспорту.

Вплив вологості на деградацію елементів захисту і параметри каналів проникнення завад: загрози для електромагнітної сумісності і функціональної безпеки систем залізничної автоматики

Віктор Федорович Кустов, Андрій Андрійович Прилипко — вт, 01 лип 2025 00:00:00 +0000

У статті досліджено вплив підвищеної вологості на деградацію елементів захисту від електромагнітних завад і зміну електричних параметрів каналів проникнення завад у системах залізничної автоматики. Встановлено, що за умов високої вологості змінюються електричні характеристики частотних фільтрів, часових селекторів, захисних конденсаторів, обмежувачів напруги та оптронів, що призводить до зниження ефективності захисту від імпульсних і високочастотних завад. Показано, що волога суттєво підвищує паразитну ємність елементів гальванічної розв’язки між провідниками, а також між провідниками та корпусом і водночас знижує електричний опір ізоляційних матеріалів. Ці зміни сприяють посиленню перенесення імпульсних і високочастотних завад у критичні електронні вузли. Встановлено, що навіть за наявності справних захисних елементів рівень проникнення завад може перевищувати допустимі межі через вплив навколишнього середовища. Це становить потенційну загрозу для електромагнітної сумісності (ЕМС) і функціональної безпеки (SIL) систем керування рухом поїздів, особливо у випадках одночасного впливу вологи на всі канали резервування, що може спричинити кратні небезпечні відмови та призвести до аварій або навіть катастроф на залізничному транспорті. Запропоновано рекомендації щодо вдосконалення стандартів випробувань пристроїв залізничної автоматики з урахуванням кліматичних чинників і впливу міжпровідникових ємнісних каналів. Результати дослідження можуть бути корисними для розробників, аудиторів і органів сертифікації електричних, електронних і програмованих електронних систем керування та контролю, що експлуатовані в умовах підвищених вимог до функціональної безпеки та електромагнітної сумісності.

Визначення ефективності використання методів глибокого навчання для виявлення полів технічних культур за допомогою аналізу супутникових зображень

Володимир Бриксін, Андрій Зарицький — вт, 01 лип 2025 00:00:00 +0000

У статті описано дослідження методів комп'ютерного зору, які використовують для розпізнавання супутникових зображень. У дослідженні зазначено, що згорткові нейронні мережі (CNN), UNet і Mask R-CNN є найефективнішими моделями для сегментації супутникових зображень. Ці моделі допомагають виділити поля сільськогосподарських культур із необроблених супутникових зображень. Інший метод, згаданий у статті, передбачає класифікацію з використанням RGB-зображень чи зображень із різних спектральних діапазонів, засновану на трансферному навчанні з інших доменів, таких як ImageNet.

Аналіз сучасних підходів до управління логістичними процесами на основі прогнозування надходження контейнеропотоків до логістичних хабів

вт, 01 лип 2025 00:00:00 +0000

Для удосконалення технології обробки контейнерів на контейнерних терміналах або логістичних хабах в Україні було проаналізовано причини та тривалість простоїв вантажів на прикордонних переходах, що прямують залізничним транспортом, також було визначено найбільш розповсюджену номенклатуру вантажів, що перетинає кордон. Накопичення на переходах великих обсягів вантажів, що перевозяться залізницею та їх тривале очікування відправлення через кордон України свідчать про недостатню ефективність координації перевезень. В якості вирішення проблеми було запропоновано впровадження прогнозованої моделі надходження вантажів у контейнерах до логістичного хабу, яку в подальшому можливо впровадити в інформаційно-керуючі системи, що діють сьогодні. Дана модель забезпечить накопичення потрібної кількості контейнерів на логістичному хабі для подальшого транспортування залізницею через прикордонний пункт. Це призведе до зменшення непродуктивних простоїв, що можуть виникати під час транспортування вантажу, зокрема залізницею, зменшенню ризиків виникнення непередбачених ситуацій за рахунок можливості чіткого планування перевезень тим самим зменшення додаткових витрат та уникненню черг на прикордонних переходах.