Наукоємні технології

ДІЯ МЕХАНІЧНОГО ІНЕРЦІЙНОГО РУШІЯ З ТОЧКИ ЗОРУ ЦЕНТРУ МАСИ ДЛЯ ВИКОРИСТАННЯ В АЕРОКОСМІЧНИХ АПАРАТАХ

Борис Журиленко — 2026-02-10

Сучасна авіація і космонавтика базуються на хімічних реактивних двигунах, що використовують кінетичну енергію реактивного струменя для руху в повітряному та космічному просторі. В даний час, крім хімічних реактивних двигунів, розробляються реактивні двигуни з великою кінетичною енергією реактивного струменя - двигуни плазмові, іонні, ядерні, на ефекті Холла та ін. Деякі з них знаходяться на стадії досліджень і проектування. Для тривалих перельотів необхідний двигун, який не вимагає запасу хімічного палива. Таким вимогам відповідає інерційний двигун. У дослідженнях інерційного рушія (Н.Дін 1963 р.), при обертанні маховиків у протилежні сторони, корпус системи починав вібрувати назад – уперед із частотою, що дорівнює швидкості обертання маховиків, тремтів і підстрибував, але при цьому центр маси системи залишався на місці. У зв'язку з цим експериментом більшість учених висловлювалися цілком визначено: інерційну машину на замкнутій системі побудувати не можна. В даному випадку можна сказати, якщо маховики жорстко пов'язані з корпусом інерційного рушія, то потенційна енергія та імпульс перерозподілятимуться між елементами системи, а центр маси залишатиметься на місці. Маховики своїми протилежними кінцями кріплення чинитимуть протидію на елементи та всю основну масу системи. Мета роботи – теоретично дослідити можливість або неможливість створення інерційного рушія, що створює рух центру маси усієї системи. У роботі теоретично досліджено систему, що складається з двох протилежно обертових дисків. Диски розташовані в одній площині на відстані радіусів. Центри обертання та центр маси жорстко пов'язані між собою. Проведені теоретичні розрахунки показали, що при дисках, які протилежно обертаються, моменти обертання системи навколо центру маси будуть компенсуватися по координаті Х. Тому, залишиться тільки сила, що діє на центр маси у напрямку координати У. Конструктивно така система може легко реалізуватися для інерційного рушія. Але якщо враховувати енергетичну систему, що створює на диску силу F і яка жорстко зв’язана з координатною віссю Х, то буде компенсація всіх сил і інерційного руху системи скоріше не буде. Слід зауважити, що незрозуміло за рахунок чого в замкнутій системі обертальний рух в одній системі координат приведе до поступального руху в іншій координатній системі центру мас. Для дослідження руху центру маси системи, необхідні нові експерименти та теоретичні розрахунки для інших систем.

МОДЕЛЬ ДИНАМІКИ РУХУ БЕЗПІЛОТНОГО ЛІТАЛЬНОГО АПАРАТА ДЛЯ ВИРІШЕННЯ ЗАВДАНЬ КЕРУВАННЯ ТА НАВІГАЦІЇ

Микола Комар — 2026-02-10

Актуальність. Використання безпілотних літальних апаратів (БпЛА) у цивільних і військових завданнях стрімко зростає, проте їхня ефективність значно знижується під дією поривів, зсувів і турбулентності вітру. Це особливо критично для моніторингу, картографування, пошуково-рятувальних операцій чи доставки, де важливими є точність, надійність і ефективність. В таких умовах стандартні схеми керування працюють лише за слабких впливів, що обмежує функціональність і знижує безпеку застосування БпЛА. Таким чином, постає потреба у створенні адекватних математичних моделей і сучасних інформаційних технологій, здатних компенсувати негативний вплив вітру.

Постановка проблеми. Традиційні спрощені моделі польоту та стандартні регулятори забезпечують стійкість лише в умовах слабких впливів, що не задовольняє вимоги до точності й надійності. Однією з ключових передумов створення сучасних інформаційних технологій керування є побудова математичної моделі БпЛА, яка коректно враховує вплив вітру на рух апарата.

Шляхи вирішення. У статті запропоновано модель динаміки руху безпілотного літального апарата, що описує його рух у шести ступенях свободи. У ній враховано проєкції сил тяжіння, тяги та аеродинамічних сил на швидкісні, нормальні та траєкторні системи координат, а також включено вплив вітру через зв’язок між повітряною та земною швидкістю. Це створює умови для подальшої лінеаризації рівнянь, декомпозиції системи на поздовжній і бічний рух та визначення передавальних функцій, необхідних для аналізу та синтезу систем автоматичного керування.

Результати. Розроблена модель дає змогу досліджувати поздовжній і бічний збурений рух, оцінювати стійкість та якість перехідних процесів у системах керування. Вона забезпечує формалізовану основу для підключення моделей вітру, проведення випробувань різних сценаріїв та порівняння методів компенсації збурень.

Висновки. Запропонована модель є основою для розроблення інформаційних технологій керування польотом БпЛА в умовах вітрових збурень. Вона дає змогу створювати робастні та прогнозні алгоритми керування, що підвищують точність, ефективність і надійність виконання польотних завдань у складних атмосферних умовах.

АНАЛІТИЧНІ ОБҐРУНТУВАННЯ ПОБУДУВАННЯ ІМІТАЦІЙНОЇ МОДЕЛІ ТЕХНІЧНОГО ОБСЛУГОВУВАННЯ АВІАЦІЙНОЇ НАЗЕМНОЇ ТЕХНІКИ З ОБЛІКОМ ПОТРЕБИ У ЗАПАСНИХ ЧАСТИНАХ І МАТЕРІАЛАХ

Олександр Тамаргазін — 2026-02-10

У статті розглянуто питання вдосконалення системи технічного обслуговування сучасної спеціальної техніки в аеропорту за рахунок оптимізації процесів, пов'язаних із забезпеченням її експлуатації запасними частинами та матеріалами. Було показано, що ефективність діяльності сучасного аеропорту багато в чому визначається якістю управління його діяльністю на всіх рівнях, у тому числі на рівні організації використання за призначенням спеціальної техніки та обладнання. Якість цих процесів істотно залежить від наявності коректного, відповідного стану та тенденцій розвитку конкретного аеропорту, а також методичного забезпечення, зокрема процесів, пов'язаних з технічним обслуговуванням авіаційної наземної техніки. Проведені дослідження лежать у рамках вирішення глобального завдання управління ризиками в авіаційній галузі. З цією метою було запропоновано модель функціонування системи забезпечення запасними частинами та матеріалами служби спецтранспорту аеропорту. Також запропоновано цільову функцію та проаналізовано найбільш суттєві обмеження при досягненні поставленої цілі. Зокрема, вивчені основні закономірності, які формують витрату та варіацію витрати матеріальних ресурсів використовуваних під час технічного обслуговування авіаційної наземної технік: зміна за часом умов експлуатації; зміна за часом інтенсивності експлуатації; вплив умов експлуатації на ресурси деталей, які замінюються за станом; зміна часу витрати деталей, які замінюються за станом; зміна за часом кількості робіт з технічного обслуговування за видами та ступенем; зміна часу витрати матеріалів, які замінюються за напрацюванням; вплив інтенсивності експлуатації та періодичності різних форм технічного обслуговування на кількість обслуговування за видами та ступенями. Розроблена імітаційна модель потоку вимог на технічне обслуговування авіаційної наземної техніки яка дозволила вдосконалити узагальнену модель експлуатації спеціальної техніки та обладнання в сучасному аеропорту незалежно від стану та обсягу парку цієї техніки та обладнання.

ОГЛЯД АВІАЦІЙНОЇ ІНФРАСТРУКТУРИ АЕРОПОРТУ В СИСТЕМІ ЗАБЕЗПЕЧЕН-НЯ ПРОЦЕДУР БЕЗПЕКИ В АЕРОПОРТУ

Марія Багрій — 2026-02-10

В роботі розглянуто модель «БЕЗПЕКА-ЯКІСТЬ» з точки зору ефективності роботи аеропорту. Оцінка ефективності роботи аеропорту базується на розрахунках на основі простих лінійних показників і на використанні більш складних моделей з конкретними параматрами, які мають чіткі обмеження. В результаті аналізу та досліджень побудовано математичну модель «БЕЗПЕКА-ЯКІСТЬ», яка відображає повну динаміку пасажиропотоку через призму всіх технологічних процедур аеропорту та дозволяє розрахувати динамічний розподіл наявних ресурсів аеропорту для виконання всіх передбачених процедур інспекції як під час нормальної роботи аеропорту, так і під час роботи в умовах небезпеки. Наукові підходи до оцінки ефективності аеропорту включають як розрахунки на основі простих лінійних показників, так і використання складних моделей з встановленими чіткими виробничимиобмеженнями.

Проаналізовано оцінку впливу заходів безпеки на часові інтервали, протягом яких пасажир проходить необхідні процедури в аеропорту, які прямо залежать від дій пасажирів та від пропускної здатності аеропорту. Інфраструктура аеропорту є фундаментальним компонентом авіаційного сектору, пропонуючи основні засоби та послуги, необхідні для забезпечення ефективної, безперебійної роботи та задовільної якості авіапасажирських перевезень. Підтримка авіаційних операцій вимагає комплексного планування, проектування, будівництва та обслуговування широкого спектру фізичних активів, що доповнюється інтеграцією передових технологій та систем. У цих рамках питання безпеки залишаються першочерговими для всіх технологічних елементів та операційних ресурсів в середовищі аеропорту. Аналіз моделі «БЕЗПЕКА-ЯКІСТЬ» показує, що збільшення часу, виділеного на процедури безпеки пасажирів, може призвести до кількох суб'єктивно сприйнятих негативних наслідків для пасажирів. Відповідно, впровадження додаткових заходів безпеки, які зазвичай вимагають певного часу та застосовуються до всіх рейсів, призводить до накопичення дефіциту ресурсів та збільшення затримок наступних рейсів.

ОБГРУНТУВАННЯ ПАРАМЕТРІВ ЕКРАНУЮЧИХ КОНСТРУКЦІЙ ДЛЯ ПРОТИДІЇ TEMPEST-ЗАГРОЗАМ

Валерій Козловський — 2026-02-10

В епоху цифрової трансформації та ескалації загроз кібершпигунства, фізичний захист інформації набуває статусу критичної умови для забезпечення національної безпеки. Стаття присвячена дослідженню та обґрунтуванню інженерних параметрів екрануючих конструкцій, спрямованих на ефективну протидію TEMPEST-загрозам. Актуальність дослідження посилюється зростаючою інтенсивністю та широкосмуговістю випромінювань, які генерує сучасне високопродуктивне обладнання (сервери, комунікаційні системи), що вимагає застосування спеціалізованих захисних рішень. Обґрунтовано рекомендацій щодо оптимізації ключових фізичних параметрів екрануючих конструкцій, необхідних для забезпечення гарантованого рівня ослаблення побічних електромагнітних випромінювань відповідно до міжнародних стандартів. Надано порівняльну характеристику рівнів TEMPEST-захисту за стандартами SDIP-27 та NSTISSAM. Доведено, що ефективність екрана досягається завдяки двом основним механізмам ‒ відбиття (домінує на високих частотах) та поглинання електромагнітної хвилі матеріалом. Розрахункові формули коефіцієнтів відбиття та поглинання демонструють їхню критичну залежність від співвідношення хвильових опорів і товщини екрана. Розглянуто особливості плоских та перфорованих екранів. Успішна протидія TEMPEST-загрозам полягає у синергії між матеріалом та конструкцією. Встановлено, що найбільш перспективними для широкосмугового захисту є матеріали, які поєднують високу провідність та здатність до поглинання. Доведено, що впровадження розрахункових методів на етапі проєктування дозволяє прогнозувати захисні властивості матеріалів, враховуючи просторовий розподіл металевих включень, що значно мінімізує обсяг дороговартісних натурних випробувань та спрощує процедуру планування робіт з електромагнітної безпеки. Результати дослідження є фундаментальною основою для розробки інженерних рішень, що відповідають найвищим вимогам міжнародної електромагнітної безпеки.

ОГЛЯД МОДЕЛЕЙ НЕЙРОННИХ МЕРЕЖ ДЛЯ ЗАДАЧ ВИЯВЛЕННЯ 2D-ОБ’ЄКТIВ

Сергій Бєлов — 2026-02-10

У даному оглядовій статті представлено каталог моделей нейронних мереж глибокого навчання для задач виявлення 2D-об’єктiв на зображеннях. Ці моделі розділені на три групи: одноетапнi, двоетапнi та моделі, що базуються на трансформерах. Також згадані традиційні методи, розроблені до застосування глибокого навчання в задачах класифікації та виявлення. Розглядається постановка наступних задач комп’ютерного зору: класифікація зображення, локалізація зображення, виявлення об’єкта i сегментація зображення. Розглянуто також деякі фундаментальні компоненти виявлення 2D-об’єктiв, такі як загальноприйняті та широко використовувані набори даних (PASCAL-VOC, ILSVRC, MS-COCO, OpenImages, Objects365) та наведено перелік показників якості з їх коротким описом. Останні розділені на метрики якості та метрики швидкодії. У метриках якості наведено Precision, Recall, Average Precision (AP), mean Average Precision (mAP), Average Recall (AR). Перелік метрик швидкодії включає Inference Time (час виведення), FPS (Frame Per Seconds), Latency (затримка) i Throughput (пропускна здатність). Наведено mAP для різних моделей i наборів даних, а також приклади залежності mAP від швидкодії та кількості параметрів для різних версій лінійки моделей YOLO. Висловлено спосіб проведення порівняльного аналізу різних моделей виявлення із зазначенням відповідних програмних інструментів. Для кожної групи моделей надано стислий опис особливостей її функціонування. Стаття також містить короткий історичний нарис застосування моделі AlexNet у 2012 році на змаганні ILSVRC (ImageNet Large Scale Visual Recognition Challenge). Даний огляд безсумнівно представляє інтерес для здобувачів та науковців, які не знайомі з тематикою виявлення 2D-об’єктiв за допомогою нейронних мереж i методів машинного навчання, але при цьому бажають швидко отримати ознайомлювальну інформацію.

СИСТЕМА ОЦІНЮВАННЯ КІБЕРБЕЗПЕКОВОГО СТАНУ НА ІНДИКАТОРАХ КІБЕРДИПЛОМАТІЇ

Світлана Казмірчук — 2026-02-10

У статті розглянуто проблему формалізованого оцінювання рівня кібербезпеки держави в умовах зростання гібридних загроз, невизначеності вихідних даних та необхідності урахування не лише технічних, а й правових, організаційних та зовнішньополітичних аспектів. Показано, що наявні міжнародні індексні системи, моделі зрілості та нормативні підходи (GCI, NCSI, CMM, NIS2, NIST, OECD) не забезпечують побудови інтегральної адаптивної системи оцінювання, придатної для використання на державному рівні в умовах воєнного протистояння та динамічної трансформації кіберзагроз. Метою дослідження є розроблення та програмна реалізація системи оцінювання рівня кібербезпеки держави, що базується на формалізованій системі критеріїв, включно з кібердипломатичним виміром, та реалізує мультикритеріальний нечіткий метод інтеграції експертних оцінок. Запропонована система дозволяє враховувати лінгвістичні оцінки експертів, різну вагомість критеріїв і підкритеріїв, а також працювати в умовах неповноти та нечіткості інформації. У роботі розроблено структурну модель системи оцінювання, яка складається з підсистем введення та керування даними і підсистеми оцінювання та обробки даних, а також відповідних функціональних модулів автентифікації, ініціалізації критеріїв і підкритеріїв, формування шкал і еталонів, визначення вагових коефіцієнтів, експертного оцінювання, фазифікації, агрегування, дефазифікації результатів і генерації звітів. Запропоновано базовий алгоритм функціонування системи, який забезпечує послідовну обробку експертних даних і формування інтегрального показника рівня кібербезпеки. Для перевірки коректності та чутливості методу проведено експериментальне моделювання роботи системи для трьох сценаріїв, що відповідають низькому, середньому та високому рівням кібербезпекового стану. Результати експерименту підтвердили монотонність зміни інтегрального показника при переході між сценаріями та однозначність класифікації рівнів на основі узагальненої відстані Хеммінга до еталонів. Розроблено прототип програмного застосунку системи оцінювання рівня кібербезпеки держави, який забезпечує автоматизацію процесу збору експертних оцінок, їх обробку та візуалізацію результатів у вигляді інтегрального рівня та оцінок за окремими критеріями. Запропонований підхід може бути використаний як інструмент підтримки прийняття управлінських рішень у сфері державної кіберполітики, стратегічного планування та міжнародної кібердипломатичної взаємодії.

GROUP STATE ROUTING PROTOCOL (MYCELIA): НОВА МОДЕЛЬ КООРДИНАЦІЇ РО-ЗПОДІЛЕНОЇ МЕРЕЖІ

Сергій Толюпа — 2026-02-10

У даній статті описується нова модель управління безпечними каналами зв'язку в розподіленому середовищі з метою мінімізації криптографічних вікон та векторів атак на основі аналізу кореляції трафіку. У сучасному світі цифрового взаємозв'язку, здатність зберігати конфіденційність обміну даними між кількома вузлами набуває відчутного значення. Безпечний канал зв'язку повинен забезпечувати значущі гарантії конфіденційності, цілісності та доступності даних, що передаються, а також мінімізувати затримки через накладні витрати механізмів безпеки.

Існуючі рішення, зосереджені навколо віртуальних приватних мереж, сітчастих топологій та ретрансляцій, мають спільні обмеження у своїй здатності уникати точок концентрації трафіку, таких як вхідні та публічні вузли. Таким чином, криптоаналітики можуть корелювати трафік у деяких випадках та потенційно порушувати секретність зв'язку. Отже, пропонується нова модель, метою якої є уникнення появи таких точок концентрації під час передачі трафіку шляхом використання можливостей групової маршрутизації та децентралізованої координації стану кластера на основі протоколу виявлення стану репліки (Replica State Discovery Protocol).У рамках цієї статті розроблено та представлено нову модель побудови безпечних каналів зв'язку. Було проведено порівняльний аналіз для ілюстрації різниці в топологіях зв'язку між існуючими рішеннями та запропонованим протоколом. В основі цього дослідження лежить теоретичний аналіз топології запропонованої моделі та методів, що використовуються для оптимізації створення безпечних каналів та механізмів ретрансляції трафіку. Математичне моделювання було використано для формального опису властивостей запропонованого протоколу, що сприятиме його інтеграції в сучасні системи зв'язку.В результаті було розроблено та проаналізовано модель розподіленого управління безпечними каналами зв'язку, яка зменшує ймовірність атак на основі кореляції трафіку та таким чином покращує характеристики конфіденційності з'єднання між учасниками. Було запропоновано новий метод маршрутизації шляхів на основі груп ретрансляції, а також принципи розсіювання вихідного трафіку mesh-мережі. По-друге, було розроблено метод розподіленої координації трафіку на основі RSDP, який дозволяє уникнути концентрації повноважень і таким чином закладає основу для децентралізованої версії побудови безпечних каналів зв'язку.

ПІРОЛІЗ ВУГЛЕВОДНЕВОЇ ЧАСТИНИ НАФТОВИХ ШЛАМІВ, УТВОРЕНИХ ВНАСЛІДОК ПЕРЕРОБКИ НАФТИ

Олег Гринишин — 2026-02-10

У статті запропоновано метод одержання компонентів моторних палив шляхом низькотемпературного піролізу вуглеводневої частини нафтових шламів тривалого зберігання. Перевагою цього методу є можливість переробки сировини будь-якого складу. Для досліджень використовували нафтові шлами, утворені при переробці нафти на ПАТ «Нафтохімік Прикарпаття» (м. Надвірна, Івано-Франківська обл.). Відбір проб здійснювалося з ставка-накопичувача тривалого зберігання на різних глибинах. Далі з використанням методів термообробки з додаванням води, відстоювання, фільтрування та осушування від нафтових шламів відділяли органічну (вуглеводневу) частину. На основі результатів дериватографічного аналізу встановлено, що оптимальним температурним інтервалом для термічної деструкції вуглеводневої частини нафтошламів є 420-460 °C. Процес піролізу проводили на лабораторній установці періодичної дії при температурі 440 °C, у металевому герметичному реакторі з водяним холодильником і колбою-приймачем. В результаті піролізу отримували рідкий піроконденсат, твердий залишок у реакторі та гази піролізу. Піроконденсат розділяли на вузькі фракції – бензинову, дизельну та залишок – та досліджували їхні властивості для визначення напрямків практичного застосування. Бензинова фракція містить високий вміст сірки та ненасичених вуглеводнів, тому її можна використовувати як компонент товарних бензинів після гідроочистки та каталітичного риформінгу. Аналогічно дизельна фракція, після гідроочистки, придатна для виробництва товарного дизельного палива. Залишок після перегонки піроконденсату може слугувати компонентом мазуту або добавкою до пластичних мастил. Твердий залишок, що утворюється в процесі піролізу, рекомендовано застосовувати у дорожньому будівництві для облаштування нижніх шарів дорожнього покриття. За допомогою рентгенофлуоресцентного спектрального аналізу встановлено, що вміст металів у піроконденсаті, його фракціях і залишку є досить низьким, що сприяє їх подальшій переробці на каталітичних процесах. У фракціях досліджуваного піроконденсату спостерігається збільшення концентрації металів зі зростанням температури кипіння фракцій.

БІОКОНВЕРСІЯ СПОЛУК КУКУРУДЗЯНОГО ЗЕРНА ДЛЯ ОТРИМАННЯ БІОЕТАНОЛУ

Володимир Хомічак — 2026-02-10

У роботі показано, що крохмалевмісна сировина є однією з перспективних видів сировини єдля виробництва біоетанолу завдяки високому коефіцієнту конверсії і виходу біоетанолу. Нині провідні країни світи переходять на використання біоетанолу та використовують для його виробництва також нетрадиційну сировину. Україна, завдяки агрокліматичним умовам, є багатою для виробництво крохмалевмісної сировини. Значна частка зернової сировини є некондиційною (наприклад, не кондиційне зерно кукурудзи) і невикористовується на харчові цілі. Така сировина, є перспективною крохмалевмісною сировиною для переробки на біоетанол. Інтенсифікація спиртового виробництва має ряд технологічних рішень направлених на підвищення виходу спирту, одним з яких є протеоліз. Вивченню питання протеолізу присвячено багато наукових досліджень, водночас використання сучасних комерційних ферментних препаратів потребує доопрацювання даного напряму. У дослідженнях використовували сучасні препарати, що поширені на підприємствах спиртової галузі. Дослідженнями показано, що дія протеолітичного ферментного препарату пом’якшує структуру крохмале-білкової матриці та в процесі нагрівання інтенсифікує її руйнування. Це дозволяє скорегувати режим розріджування затору шляхом застосування протеолітичного та амілолітичного ферментних препаратів знижує в’язкість затору, знижуючи її значення на 60,4%, порівняно із затором в якому відсутній будь який ферментний препарат. Застосування протеолізу під час оцукрення сприяло інтенсивному накопиченню цукрів, причиною чого є синергізм дії препаратів протеази та глюкоамілази. Встановлено, що якісні показники дозрілої бражки показують ефективність застосування протеолітичного ферментного препарату під час розріджування кукурудзяного затору. Крім того, корегування процесу біоконверсії кукурудзяної сировини та значно скоротити процес оцукрення. Доведено, що протеоліз покрачує процес оцукрювання та збаначує сусло легкозасвоюваним азотним живленням процес дріжджегенерації і збільшує вихід спирту на 0,4 дал/т сировини.

ВИКОРИСТАННЯ РІВНЯНЬ ШИДЛОВСКОГО, ЛЕНГМЮРА, МИХАЕЛІСА-МЕНТЕН ДЛЯ ВИЗНАЧЕННЯ ХАРАКТЕРИСТИК ЛІКАРСЬКИХ РЕЧОВИН.

Віталій Чумак — 2026-02-10

У роботі на основі експериментальних та змодельованих даних розглянути питання достовірності визначення коефіцієнтів рівнянь Шидловского, Ленгмюра, Михаеліса-Ментен для характеристик лікарських речовин при малих значеннях незалежних змінних.

Виявлені та поясненні проблеми визначення коефіцієнтів Шидловского, Ленгмюра, Михаеліса-Ментен за різних умов проведення експериментальних дослідів. Представлені результати математичного моделювання кінетики ферментативного каталізу та пропозиції щодо вибору концентраційного інтервалу субстрату.

Встановлено, що для малих значеннях незалежних змінних рівнянь Шидловского, Ленгмюра, Михаеліса-Ментен при визначені визначення коефіцієнтів потрібно враховувати наявність кореляціі між ними. Доведено, що для малих значеннях незалежних змінних рівнянь Шидловского, Ленгмюра, Михаеліса-Ментен виникає структурна неідентифікованість параметрів математичних моделей.

Проведений аналіз форми поверхні функцій цілі досліджених математичних моделей свідчить про наявність каньйону з майже плоским дном, що ускладнює розрахунки достовірних параметрів математичних моделей

Отримані експериментальні результати з вимірювань поверхневого натягу та адсорбції підтверджують можливість виникнення структурної неідентифікованості параметрів математичних моделей.

Подальші дослідження будуть спрямовані на дослідження та аналіз методів отримання достовірних величин параметрів математичних моделей, що може стати важливим кроком при плануванні умов проведення експериментальних дослідів у хімії та хімічної технології фармацевтичних препаратів.

МЕТОД СТЕГАНОГРАФІЧНИХ ПЕРЕТВОРЕНЬ З ВИЯВЛЕННЯМ СТРУКТУРНИХ ЗАЛЕЖНОСТЕЙ ВІДЕО-КОНТЕЙНЕРІВ

Володимир Бараннік — 2026-02-10

В статті обґрунтовується актуальність питання щодо зменшення часових затримок на обробку та захист інформації, яка передається з роботизованих комплексів. Для цього застосовується селективна обробка. Однак проблемним тут є питання стосовно того, що зі зростанням складності відеозображень зростає кількість сегментів, інформація яких потребує захисту. Виникають втрати рівня стиснення. Цьому основною причиною є руйнація залежностей, які використовуються в процесі скорочення надмірності. Звідси актуальною є науково-прикладна задача, яка стосується підвищення рівня конфіденційності відеоінформації для роботизованих платформ зі досягненням потрібного рівня часових затрат на обробку. В статті розглядаються два підходи щодо вирішення задачі. Перший підхід стосується покращення якості селективної обробки відеозображень. Іншим варіантом є організація захисту відеоінформації в процесі її стиснення. Варіантом тут може бути застосування стеганографічних перетворень. Показуються особливі властивості стеганографічних перетворень. По-перше використання стеганографічних методів в комплексних системах захисту інформації дозволяє підвищити рівень конфіденційності інформації. По-друге стеганографічні методи мають потенціал відносно зменшення впливу на руйнацію компресійно-важливих залежностей. В статті розглядаються декілька напрямків щодо побудови методів стеганографічного захисту інформації. Викладаються випадків побудови контейнерів на базі відео-контенту. Вказується на те, що найбільш практично апробованим є реалізація стеганографічного вбудовування інформації з використанням методів найменш значимого біту (LSB). Однак в умовах потрібного рівня стеганографічної ємності виникають втрати рівня стиснення. Звідси важливим є створення альтернативних до LSB-методу технологій стеганографічного приховування інформації. В статті викладається розробка методу стеганографічних перетворень шляхом врахування залежностей в структурному просторі на основі модифікації адаптивного П-базису. Доводиться перевага створеної стеганографічної системи відносно існуючих підходів за показником стеганографічної ємності в умовах потрібної стійкості до візуальних атак (атак щодо виявлення факту вбудованих повідомлень).

МЕТОД ДЕКОДУВАННЯ КОМПОНЕНТ ТРАНСФОРМАНТ ЗА ДІАГОНАЛЬНО-ЛОКАЦІЙНИМ ФОРМАТОМ

Володимир Бараннік — 2026-02-10

В статті показується, що передача відеоданих з зростаючою бітовою інтенсивністю організується на основі інфокомунікаційних мереж беспроводового сегменту. Характерною ознакою таких типів мережних технологій є їх обмежена продуктивність за швидкістю передачі даних. Це формує дисбаланс в процесі забезпечення достатньої якості відеоконтенту. Зумовленість дисбалансу спричиняє недостатній рівень швидкості передачі даних в мережах відносно бітової інтенсивності відеоданих згідно сучасних вимог замовників. Локалізація недостатнього рівня швидкості передачі даних можлива шляхом застосування технологій обмеження бітової інтенсивності відеопотоку. Основний добуток щодо стиснення для цих технологій ґрунтуються на усуненні кількості психовізуальної надмірності. Врахування психовізуальної надмірності реалізується під час: макро-форматування відеозображень; перетворення відеозображення у спектральний простір; квантування спектральних коефіцієнтів. Однак такі перетворення мають ознаки втратної природи. Це є причиною появи характерних компресійних артефактів, що спричиняє порушення структурного та семантичного змісту та характеру зв’язків складових відеозображень. Тому показана необхідність розробки методів стиснення з наявністю механізмів відновлення відеоданих з потрібним рівнем семантичної цілісності. В угоду вдосконалення технологій стиснення в напрямку забезпечення потрібного рівня стиснення за умов збереження компресійних властивостей можна окреслити підходи, який базується на розробці процесів стиснення з локалізацією впливу психовізуальної складової на досягнення рівня стиснення відеоданих. Серед реалізацій підходу щодо зменшення впливу кількості надмірності психовізуального типу на рівень стиснення є метод кодування в форматі діагонально-спектральної локації. Водночас процеси відновлення для таких кодових структур мають недостатню технологічну базу. Розроблено метод відновлення відеоданих в локаційно-діагональному форматі трансформованих сегментів відеозображення. Це дозволяє забезпечити потрібний рівень семантичної цілісності відновлених відеоданих в усічено-позиційному базисі без втрат компресійних властивостей за умов локалізації впливу кількості психовізуальної надмірності, що усувається, на рівень зменшення бітового об’єму.

МЕТОД СЕМАНТИЧНОЇ СЕГМЕНТАЦІЇ ВІДЕОЗОБРАЖЕНЬ З ВИКОРИСТАННЯМ НЕЙРОННОЇ МЕРЕЖІ U-NET

Андрій Костромицький — 2026-02-10

У сучасному інформаційному середовищі відеоінформація стала одним із наймасовіших і найцінніших типів даних. Камери відеоспостереження, мобільні пристрої, дрони та онлайн-платформи щоденно генерують величезні обсяги візуальних даних, значна частина яких містить конфіденційну або персональну інформацію. Традиційні підходи до захисту, такі як повне шифрування відеопотоку, забезпечують високий рівень безпеки, але мають суттєві обмеження: вимагають значних обчислювальних ресурсів, збільшують затримки при передачі й не дозволяють ефективно працювати в режимі реального часу. У статті розглянуто науково-прикладну задачу селективного захисту відеоінформації в умовах обмежених обчислювальних ресурсів, що є актуальною для систем відеоспостереження, медичних записів та інших сфер, де необхідно забезпечити конфіденційність лише критично важливих ділянок зображення. Мета дослідження полягає у створенні програмного інструменту для динамічного визначення та шифрування значущих фрагментів відеозображення з використанням методів семантичної сегментації та технологій машинного навчання. Запропонована система базується на архітектурі нейронної мережі U-Net, яка дозволяє точно ідентифікувати області, що потребують криптографічного захисту, і застосовувати до них селективне шифрування. В якості експериментальної основи використано датасет Stanford Background, результати тестування підтверджують ефективність обраного підходу. Представлені методи можуть бути інтегровані у практичні системи з обмеженими ресурсами та підвищеними вимогами до продуктивності й безпеки.

МЕТОДИКА ОЦІНКИ ІНТЕНСИВНОСТІ ВІДМОВ РАДІОЕЛЕКТРОННОГО ОБЛАДНАННЯ НА ОСНОВІ ДОВІДКОВИХ ДАНИХ

Василь Кузавков — 2026-02-10

Зазвичай, показники надійності радіоелектронного обладнання (ймовірність безвідмовної роботи, середній наробіток до відмови, інтенсивність відмов та коефіцієнт готовності) оцінюються через тести чи статистичний аналіз. Однак, у сучасних умовах застосування у військах технічних систем подвійного призначення іноземного виробництва з обмеженим обсягом вхідної інформації якісно оцінити ступінь їхньої надійності неможливо. У статті запропоновано методику оцінювання одного з показників надійності зразків радіоелектронного озброєння - інтенсивності відмов на основі довідкових даних. Актуальність роботи зумовлена широким використанням у військах технічних систем іноземного виробництва та зразків подвійного призначення. Для таких систем характерні такі ознаки: тривале зберігання на складах; обмежений обсяг технічної документації; відсутність систем контролю технічного стану та методик його визначення. Крім того, в більшості випадків, виробник не дозволяє здійснювати ремонт такого обладнання на території іншої держави. Тому користувачі обладнання (обслуговуючий персонал, інженерно-технічний склад) змушені шукати способи інтеграції отриманих зразків в існуючу систему технічного обслуговування та ремонту, а також підходи надійності устаткування.

Запропонований у роботі підхід дає можливість отримати значення показника інтенсивності відмов (як одного з ключових показників надійності), що характеризує властивість безвідмовності радіоелектронного обладнання. Методика знижує рівень суб’єктивності під час оцінювання ступеня надійності ОК та придатна для обладнання іноземного походження, яке надходить без інформації про умови виготовлення та випробувань. Отримані результати можуть використовуватись у секторі безпеки та оборони України для інтеграції радіоелектронного обладнання в прийняту на озброєння систему технічного обслуговування та ремонту.

Наведено приклад розрахунку інтенсивності відмов умовного радіоелектронного обладнання, що містить радіоелектронні компоненти різних типів (мікросхеми, резистори, конденсатори) на основі довідника MIL-HDBK-217, а також проаналізовано його переваги над іншими довідниками.

ВІД SMS ДО RCS: ІНТЕЛЕКТУАЛЬНІ СИСТЕМИ ДЛЯ СТІЙКОГО ОБМІНУ ПОВІДОМЛЕННЯМИ В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ

Михайло Одарченко — 2026-02-10

У статті досліджено еволюцію технологій мобільного обміну повідомленнями — від традиційної служби коротких повідомлень (SMS) до сучасної розширеної служби обміну повідомленнями (RCS) у контексті 5G та систем екстреного оповіщення. Автори підкреслюють, що SMS залишається базовим засобом сповіщення населення завдяки універсальності та відповідності нормативним вимогам, однак має обмеження під час пікових навантажень мережі. RCS натомість забезпечує розширену інтерактивність і мультимедійність, але не гарантує доставку повідомлень у разі деградації мережевих умов. Для подолання цих недоліків запропоновано інтелектуальну систему оптимізації надсилання екстрених повідомлень (IEMOF) та індекс гарантованої доставки (IGDP). IEMOF є багаторівневою архітектурою, яка в режимі реального часу визначає оптимальний канал передавання з урахуванням стану мережі та пристрою, а IGDP є кількісним показником ефективності доставки, що враховує ймовірність, затримку та актуальність інформації про канали. Методологія дослідження включає моделювання методом Монте-Карло, аналіз емпіричних даних телеком-операторів і CPaaS-платформ, а також регресійне налаштування параметрів моделі. Результати симуляцій доводять, що інтеграція SMS і RCS через механізми інтелектуального fallback істотно підвищує надійність і швидкодію доставки повідомлень в умовах надзвичайних ситуацій. Автори підкреслюють важливість підтримання актуальних карт пристроїв і каналів для точності маршрутизації. Зроблено висновок, що поєднання SMS та RCS на основі інтелектуальних фреймворків, таких як IEMOF, і використання IGDP як оціночного показника формує концептуальну основу для створення адаптивних, стійких і орієнтованих на користувача систем публічного оповіщення. Робота має як теоретичну, так і практичну цінність, сприяючи подальшій стандартизації гібридних протоколів зв’язку в інфраструктурі 5G.

ОСОБЛИВОСТІ ТА ПЕРШИЙ ДОСВІД КАЛІБРУВАННЯ МЕТЕОРОЛОГІЧНИХ РАДІОЛОКАТОРІВ W-ДІАПАЗОНУ ЗА ДАНИМИ ЛАЗЕРНОГО ДІСДРОМЕТРА

Фелікс Яновський — 2026-02-10

Калібрування метеорологічних радарів залишається значною проблемою в радіолокаційній метеорології, коли йдеться про кількісні вимірювання. Хоча традиційні методи добре зарекомендували себе для радарів, що працюють на сантиметрових довжинах хвиль, поява хмарних радарів міліметрового діапазону, особливо на частотах W-діапазону створює унікальні проблеми для калібрування. Це пов’язано, перш за все, з відмінностями в розсіянні зондувального сигналу на гідрометеорах, коли довжина хвилі стає сумірною з діаметрами розсіювачів і замість простої релеївської моделі необхідно переходити на моделі резонансного розсіяння. Іншою суттєвою проблемою є сильне затухання міліметрових хвиль як в опадах, так і в газах атмосфери. Ця робота досліджує численні тонкощі хмарних радарів W-діапазону та оцінює життєздатні стратегії калібрування для забезпечення точних вимірювань. Акцент робиться на підході до калібрування з використанням даних дісдрометра про дощ, зокрема про розподіл крапель як за розмірами, так і за швидкостями падіння на рівні земної поверхні. Подібні підходи до калібрування очікуються для застосування в європейських хмарних радарах W-діапазону, що надають дані до ACTRIS – європейської дослідницької інфраструктури, яка займається спостереженням за малорозмірними атмосферними компонентами, такими як аерозолі, хмари та гази, а також вивченням їх взаємодії. В цій статті синхронні дані з мобільної метеостанції використовуються як додаткова інформація, необхідна для реалізації алгоритмів порівняння та об’єднання даних радарів та дісдрометрів. Ключові аспекти методології викладено та реалізовано в дослідницькому програмному засобі та продемонстровано. Цей програмний інструмент має потенціал для розширення для полегшення порівняння додаткових допплерівських моментів та спектрів з використанням вхідних даних дісдрометра та хмарного радара. Наведено ілюстративні приклади, що демонструють можливості програмного забезпечення для комплексного аналізу радіолокаційної відбиваності, допплерівських спектрів та інших метеорологічних параметрів, включаючи їх статистику, що таким чином покращує процес калібрування.

ІНТЕЛЕКТУАЛЬНИЙ МЕТОД КЕРУВАННЯ ВУЗЛАМИ У РОЗПОДІЛЕНИХ ТЕЛЕКО-МУНІКАЦІЙНИХ СИСТЕМАХ

Павло Бєляєв — 2026-02-10

У статті запропоновано інтелектуальний метод керування вузлами у розподілених телекомунікаційних системах, що ґрунтується на поєднанні нейромережевого прогнозування, адаптивної оптимізації та самоорганізованої координації у середовищах Fog/Edge. Метою розробленого методу є підвищення стійкості та масштабованості процесів керування за умов динамічних змін навантаження, затримок і можливих відмов вузлів. Запропонований підхід, реалізований у вигляді методу SENTRY-L (Secure Neuro-predictive Risk-aware Leader), який забезпечує інтелектуальне прогнозування стабільності вузлів, оцінювання ризиків безпеки та асинхронну передачу повноважень головного координатора без необхідності запуску централізованих виборчих процедур. Особливістю методу є використання нейромережі для побудови моделі поведінки вузлів у кластері, що дозволяє здійснювати прогноз стану кожного вузла на основі поточних значень пропускної здатності, обчислювальних ресурсів, рівня затримки та енергоспоживання. Це дає змогу переходити від реакційного до проактивного типу керування, коли рішення про переобрання координатора приймається до настання відмови. Додатково застосовується Security-Scoring Hub, який формує ризиковий показник і матрицю довіри між вузлами, інтегруючи безпеку в алгоритм координації. Проведене експериментальне моделювання показало, що запропонований метод зменшує середній час реакції на відмову координатора на 27–35 % порівняно з класичними алгоритмами, знижує службові витрати трафіку на 18–22 % і забезпечує стабільність узгодження рішень на рівні 0,94–0,97 при втраті до 10 % пакетів.

Таким чином, метод SENTRY-L забезпечує ефективне, безпечне і адаптивне керування вузлами у розподілених телекомунікаційних системах, поєднуючи функції прогнозування, оптимізації та самоорганізації. Його впровадження дає змогу підвищити масштабованість, адаптивність та стійкість телекомунікаційних мереж Fog/Edge нового покоління, що є особливо актуальним для застосувань у критичних інфраструктурах, безпілотних системах та інтелектуальних транспортних мережах.

МЕТОД ОПТИМІЗАЦІЇ АНСАМБЛІВ СКЛАДНИХ СИГНАЛІВ У КОГНІТИВНИХ МЕРЕЖАХ

Олександр Веклич — 2026-02-10

У статті запропоновано метод оптимізації ансамблів складних сигналів у часовій області на основі інтеграції стохастичного пошуку з локальною нелінійною оптимізацією. Метод спрямований на зменшення взаємної кореляції сигналів і вирівнювання енергетико-спектральних характеристик ансамблю в умовах стохастичної невизначеності та завад в когнітивних телекомунікаційних мережаз. На відміну від відомих підходів, що розглядають лише лінійні моделі або статичні параметри, запропонований метод реалізує багатоступеневу адаптацію часових інтервалів сигналів із використанням стохастичного пошуку для глобального охоплення простору рішень і локальної оптимізації (градієнтного спуску та методу Левенберга–Марквардта) для точного налаштування параметрів у межах знайдених підобластей.

Розроблено аналітичні залежності для оцінки взаємокореляційних і енергетичних показників ансамблю, що забезпечують контроль компромісу між завадостійкістю та обсягом сигналів. Удосконалено механізм перестановки сигналів між часовими інтервалами шляхом введення модифікованого суперфакторіала, який враховує вагові коефіцієнти інтервалів та кореляційні обмеження, що дозволяє мінімізувати взаємні завади без зниження структурної різноманітності ансамблю.

Експериментальне моделювання на сигналах LTE та 5G NR показало, що збільшення кількості часових сегментів від 0 до 16 забезпечує зниження середнього коефіцієнта взаємної кореляції з 0,42 до 0,08, що відповідає умовам квазіортогональності (ε ≈ 0,1). Використання локальної оптимізації дало змогу підвищити стабільність ансамблю при варіаціях параметрів середовища, а модифікована процедура перестановки – скоротити кореляційні викиди до 27 %.

Таким чином, запропонований метод забезпечує комплексну оптимізацію ансамблів складних сигналів, поєднуючи переваги стохастичних і детермінованих підходів, що робить його придатним для застосування в адаптивних телекомунікаційних середовищах з множинним доступом та динамічними каналами.

ФОРМУВАННЯ АНСАМБЛІВ СИГНАЛІВ У ЧАСОВІЙ ОБЛАСТІ НА ОСНО-ВІ ЛПτ-ПОСЛІДОВНОСТЕЙ

Ігор Туленко — 2026-02-10

У статті запропоновано метод формування ансамблів сигналів у часовій області на основі ЛПτ-послідовностей, спрямований на підвищення масштабованості, зменшення взаємної кореляції сигналів та забезпечення рівномірності енергетичного розподілу в ансамблі. Запропонований підхід базується на використанні детермінованих перестановок часових інтервалів, що формуються за допомогою ЛПτ-послідовностей, які забезпечують рівномірне покриття простору часових перестановок і зберігають структурну різноманітність сигналів. Особливістю методу є поєднання властивостей низькодисперсних рівномірно розподілених послідовностей з принципами часової декомпозиції сигналів, що дозволяє формувати ансамблі з кращими кореляційними показниками без зниження обсягу та енергетичної стабільності. На відміну від відомих енергетичних або стохастичних методів, підхід, заснований на ЛПτ-послідовностях, забезпечує контрольований характер перестановок часових сегментів, що дає змогу мінімізувати взаємні завади та стабілізувати структуру ансамблю при збільшенні його розміру. В статті побудовано аналітичні залежності для оцінки масштабованості та взаємокореляційних характеристик ансамблів, сформованих із використанням ЛПτ-перестановок, а також проведено порівняльне моделювання з енергетичним методом S_h-energy. За результатами встановлено, що середній обсяг ансамблю, утвореного за ЛПτ-перестановками, перевищує аналогічний показник енергетичного методу в середньому на 6,8 %, причому приріст змінюється від ≈3,8 % при P = 100 до ≈9,7 % при P = 2089. Це свідчить про високу масштабованість методу та його здатність генерувати більшу кількість унікальних прийнятних сигналів без погіршення кореляційних властивостей. Таким чином, метод ЛПτ-перестановок досягає оптимального балансу між детермінованою структурою сигналів і низьким рівнем взаємної кореляції. Його детермінований характер забезпечує рівномірне охоплення простору часових перестановок, що дозволяє формувати ансамблі сигналів на 6–10 % більші за обсягом порівняно з відомими методами, одночасно знижуючи взаємну кореляцію приблизно на 20–25 %. Отримані результати підтверджують ефективність застосування ЛПτ-перестановок при генерації ансамблів складних сигналів у когнітивних телекомунікаційних системах.

МЕТОД ЧАСОВИХ ПЕРЕСТАНОВОК НА ОСНОВІ МАРКІВСЬКИХ МОДЕЛЕЙ

Олексій Шевченко — 2026-02-10

У статті запропоновано метод перестановок на основі марковських моделей, призначений для оптимізації ансамблів складних сигналів у часовій області в умовах завад та стохастичної невизначеності. Особливістю методу є прогнозно-орієнтований вибір перестановок часових сегментів, який реалізується через марковське моделювання переходів між станами ансамблю сигналів. На відміну від відомих підходів, що орієнтуються лише на поточні значення взаємної кореляції, запропонований метод враховує прогнозовану динаміку ансамблю, що дозволяє мінімізувати ризик переходу до станів з підвищеною кореляцією та забезпечує стабільність часової структури сигналів. У межах запропонованого методу сформовано множину можливих перестановок часових сегментів, для кожної з яких обчислюється математичне сподівання прогнозованого рівня взаємної кореляції та ентропійна міра невизначеності. Застосований інтегральний критерій оптимальності забезпечує узгоджену оцінку енергетичного балансу та структурно-часової впорядкованості ансамблю. Введення коефіцієнта невизначеності β дозволяє регулювати баланс між швидкістю декореляції та стабільністю ансамблю: при β ≈ 0,15 кількість переходів між станами зменшується на ≈ 60 % за мінімальної втрати точності прогнозу. Експериментальні дослідження для широкосмугових систем при частоті дискретизації 10 МГц, показали зниження середнього коефіцієнта взаємної кореляції з 0,496 до 0,272 (≈ 45 %) і удосконалення інтегрального рівня бічних пелюсток (ISL) на ≈ 3 дБ. Показник спектральної рівномірності (SFM) збільшився з 0,67 до 0,83, що свідчить про вирівнювання енергетичного розподілу та підвищення структурної узгодженості ансамблю сигналів. Доведено, що збіжність алгоритму досягається після 10–12 ітерацій.

Таким чином, розроблений метод забезпечує адаптивну мінімізацію взаємної кореляції, стабілізацію енергетичних параметрів та підвищення завадостійкості ансамблів складних сигналів. Отримані результати свідчать про ефективність методу для застосування у когнітивних телекомунікаційних середовищах із множинним доступом і змінними умовами передачі.