Технічна інженерія

Відновлюване дизельне паливо для автомобільного транспорту: моделювання випаровування

Руслана Віталіївна Колодницька — 2025-01-08

Будівництво заводу з виробництва зеленого водню в Україні українською компанією «Hydrogen Ukraine», в м. Рені, що поблизу Одеси, додає оптимізму щодо використання водню як палива для автомобільного транспорту. Але, з іншого боку, до України з Європи завозяться дуже багато автомобілів, що вже були у вжитку і працюють на дизельному паливі. Високі викиди оксидів азоту, які мають ці транспортні засоби під час використання дизельного палива, привели до заборони використання їх в Європі. Але хорошим рішенням для України може бути заміна дизельних палив іншими альтернативними паливами, наприклад, відновлюваними паливами. Заміна традиційних видів палива в транспортному секторі є серйозною проблемою, оскільки будь-яке альтернативне паливо має забезпечувати не меншу щільність енергії, ніж викопне. Поновлювані види палива, такі як відновлюване дизельне паливо (також відоме як зелене дизельне паливо, гідроочищена рослинна олія (HVO)) особливо підходять для цієї мети, оскільки вони мають значні переваги перед іншими альтернативними видами палива, що вимагає модифікації існуючого парку двигунів внутрішнього згоряння. Відновлюване дизельне паливо вже використовується в автомобільному транспорті як замінник дизельного палива в США, Швеції, Фінляндії, Канаді та інших країнах світу. Відновлюване дизельне паливо має деякі відмінності від викопного дизельного палива, як-то нижча густина, вища температура спалаху, зменшені втрати на випаровування і трішки підвищена в’язкість. Метою цієї роботи є моделювання випаровування відновлювального дизельного палива для автомобільного транспорту. Для цього були проаналізовані фізичні властивості відновлювальних дизельних палив порівняно з дизельним паливом. Найбільш поширені піки в досліджуваному RD розташовувалися в діапазоні від n-C17 до n-C18, а майже всі компоненти закінчувалися на n-C18. Виконано моделювання випаровування біодизельного та відновлюваного дизельного палива. Було прийнято, що крапля, яка мала початкову температуру 360 К, рухалася в стаціонарних умовах зі швидкістю 10 м/с. Початковий радіус краплі приймався рівним 12,66 мкм. Температура навколишнього середовища і тиск приймалися постійними і дорівнювали 800 К і 30 бар відповідно. Моделювання показало менший час існування крапель з біодизельного палива і також відновлюваного дизельного палива порівняно з викопним паливом. Випаровування крапель відновлювального палива буде залежати від складу цього палива, тому для моделювання процесу випаровування важливо знати склад цього палива.

Аналітичний огляд зносостійкості інструментів із КНБ при торцевому фрезеруванні загартованих сталей

Віктор Степанович Антонюк — 2025-01-08

У статті представлено детальний аналітичний огляд зносостійкості інструментів із кубічного нітриду бору (КНБ) при торцевому фрезеруванні загартованих сталей. Розглянуто основні фактори, що впливають на зношування інструментів, враховуючи швидкість різання, подачу, геометрію інструменту та температурний режим обробки. Особлива увага приділена аналізу механізмів зношування, таких як абразивне, адгезійне та дифузійне зношування, а також їх впливу на продуктивність і якість обробки. Абразивне зношування виникає через механічне тертя між інструментом і оброблюваним матеріалом, що призводить до поступового видалення матеріалу з поверхні інструменту. Адгезійне зношування відбувається внаслідок злипання матеріалів інструменту та заготовки, що призводить до утворення мікрозварок і подальшого відриву частинок. Дифузійне зношування спричинене високими температурами в зоні різання, що призводить до дифузії атомів між інструментом і оброблюваним матеріалом, змінюючи хімічний склад і структуру інструменту. У статті також порівнюється зносостійкість інструментів із КНБ з іншими матеріалами, такими як твердосплави та кераміка, з метою визначення їх переваг та недоліків у різних умовах обробки. Наведено результати експериментальних досліджень, які демонструють вплив різних режимів різання на знос інструментів із КНБ, а також рекомендації щодо оптимізації цих режимів для підвищення довговічності інструментів. Додатково розглянуто вплив мікроструктури загартованих сталей на процес зношування інструментів та запропоновано методи покращення зносостійкості через модифікацію поверхні інструментів. Отримані дані можуть бути корисними для інженерів та дослідників у галузі механічної обробки загартованих сталей, а також для розробників нових інструментальних матеріалів.

Ефективність торцевого фрезерування загартованих сталей інструментом із кубічного нітриду бору

Віктор Степанович Антонюк — 2025-01-08

Торцеве фрезерування загартованих сталей є важливим процесом у сучасному машинобудуванні, оскільки дозволяє досягти високої точності та якості обробки поверхонь деталей машин. З розвитком технологій та матеріалознавства з’явилися нові інструментальні матеріали, які значно підвищують ефективність обробки. Одним із таких матеріалів є кубічний нітрид бору (CBN), який завдяки своїм унікальним властивостям став незамінним у багатьох галузях промисловості. CBN є другим за твердістю матеріалом після алмазу, що робить його придатним для обробки твердих матеріалів, таких як загартовані сталі. Висока термостійкість та хімічна інертність CBN дозволяють використовувати його в умовах високих температур і агресивних середовищ, що значно підвищує продуктивність та довговічність інструменту. Крім того, інструменти з CBN забезпечують високу якість обробленої поверхні, зменшуючи шорсткість та покращуючи точність обробки плоских поверхонь. У статті розглядається ефективність використання інструментів із кубічного нітриду бору при торцевому фрезеруванні загартованих сталей. Проведено аналітичні дослідження, спрямовані на оцінку впливу різних режимів різання на якість обробленої поверхні загартованої сталі та на зносостійкість інструменту. Результати аналізу показують, що інструменти з CBN забезпечують високу точність обробки та зменшення шорсткості поверхні, що робить їх ефективними для обробки загартованих сталей високої твердості. Також у статті розглянуто економічні аспекти використання CBN-інструментів у промислових умовах. Висока вартість інструментів з CBN компенсується їх довговічністю та високою продуктивністю, що в кінцевому підсумку знижує загальні витрати на обробку. Таким чином, використання інструментів із кубічного нітриду бору є перспективним напрямом для підвищення ефективності та якості обробки загартованих сталей.

Механізми зношування інструменту із КНБ при торцевому фрезеруванні сталей високої твердості

Вільям Олександрович Залога — 2025-01-08

Стаття присвячена проблемам зношування інструментів із КНБ при торцевому фрезеруванні сталей високої твердості. Зокрема, аналітичне дослідження спрямоване на виявлення і класифікацію різних типів зношування, які впливають на ефективність і довговічність інструментів. Результати експериментів різних дослідників містять в себе аналіз теплового зношування, яке виникає внаслідок високих температур, що утворюються в зоні різання; абразивного зношування, викликаного твердими частинками металу, і адгезійного зношування, що виникає через взаємодію матеріалів інструменту і заготовки. Експериментальні дані показують, що обробка високотвердих сталей із застосуванням інструментів з КНБ може забезпечити високу якість оброблюваної поверхні за умови правильного підбору режимів різання. Визначено, що зниження швидкості різання і підвищення подачі можуть суттєво вплинути на зменшення зношування інструменту. В статті надано рекомендації щодо оптимізації параметрів обробки для досягнення максимальної ефективності. Зокрема, пропонується використовувати багатоступеневі стратегії різання для зниження теплового і механічного навантаження на інструмент. Крім того, обговорюються перспективи подальших досліджень, спрямованих на вдосконалення технології торцевого фрезерування із використанням інструментів з КНБ, що може значно підвищити продуктивність та економічну ефективність виробничих процесів. Застосування інструментів з КНБ є ефективним рішенням для торцевого фрезерування сталей високої твердості, але для досягнення оптимальних результатів необхідно враховувати механізми їх зношування і правильно підбирати параметри різання.

Особливості оброблення сталей високої твердості при торцевому фрезеруванні інструментом з твердосплавними вставками та з КНБ

Вільям Олександрович Залога — 2024-12-23

У сучасній машинобудівній галузі торцеве фрезерування сталей високої твердості є важливим процесом, що дозволяє досягти високих показників точності та якості поверхні оброблюваних деталей машин, що виготовляються. Твердосплавні різальні вставки та вставки із кубічного нітриду бору (КНБ) використовуються як основні матеріали для різальних елементів інструменту завдяки їх високим механічним властивостям і здатності витримувати великі навантаження. У статті досліджуються особливості оброблення сталей високої твердості за допомогою цих інструментів, зокрема їх зносостійкість та вплив умов оброблення на зношування різальних пластин. Твердосплавні пластини мають високу твердість і стійкість до теплового навантаження, що робить їх придатними для оброблення сталей високої твердості. Проте зношування таких пластин може бути значним у разі недотримання оптимальних умов оброблення. Кубічний нітрид бору відомий своєю високою твердістю та зносостійкістю, що робить його ідеальним матеріалом для оброблення твердих сталей. Пластини із КНБ забезпечують тривалий термін служби інструменту і високу якість поверхні оброблюваних деталей. Дослідження показують, що правильний вибір та оптимізація параметрів оброблення є ключовими для досягнення найкращих результатів при торцевому фрезеруванні сталей високої твердості. Твердосплавні пластини та КНБ мають свої унікальні переваги, що пов’язані з їх зношуванням. Визначення оптимальних умов для кожного типу різального інструменту дозволяє мінімізувати зношування і покращити якість оброблення.

Фінішне оброблення загартованої сталі при торцевому фрезеруванні інструментом із ПКНБ без покриттів та з покриттями TiSiN і TiAlN

Яна Павлівна Коваленко — 2025-01-08

У статті представлено результати експериментальних досліджень впливу різних режимів різання на шорсткість поверхні загартованої сталі високої твердості, отриманої після торцевого фрезерування інструментом із полікристалічного кубічного нітриду бору (ПКНБ) без покриттів та зі зносостійкими покриттями. Метою дослідження було порівняння показників шорсткості поверхні загартованої сталі, що отримані при торцевому фрезеруванні інструментом без покриттів та з покриттями TiSiN і TiAlN. Під час експериментальних досліджень розглядалися різні параметри різання, такі як подача, глибина різання, схема різання для визначення їх впливу на шорсткість оброблюваної поверхні. Оброблення проводилося на вертикально-фрезерному центрі DMU 80 eVo Deckel Maho із застосуванням торцевої фрези SECO TOOLS зі змінними різальними елементами (N = 5). Результати показали, що інструменти з покриттям TiSiN і TiAlN забезпечують меншу шорсткість обробленої поверхні при торцевому фрезеруванні порівняно з використанням інструментів без покриттів. Представлено результати впливу схеми різання (зустрічне, попутне, симетричне різання), впливу різної подачі і глибини різання на шорсткість поверхні загартованої сталі. У статті обґрунтовано та надано рекомендації щодо оптимізації параметрів обробки для досягнення кращих результатів показників шорсткості при торцевому фрезеруванні загартованої сталі з використанням інструментів із ПКНБ зі зносостійкими покриттями та без покриттів у виробничих умовах для підвищення продуктивності та економічної ефективності процесу.

Обґрунтування конструктивних параметрів ножової стружкодробарки

Олександр Васильович Чернишов — 2025-01-08

У роботі наведено результат досліджень впливу зазорів δ між рухомими та нерухомими ножами стружкодробарки; частоти обертів вала п; маси та матеріалу стружки m, що підлягає подрібненню на крутний момент вала Мкр дробарки. Досліджуванню підлягала: стружка вуглецевих марок сталі (сталь 15, 25, 45) стружка легованих марок сталі і високолегованих марок сталі (сталь 40Х, 25ХГТ, 20Х13) та стружка титанових сплавів (ВТ16, ВТ20). У результаті проведених досліджень подрібнення стружки та після узагальнення експериментальних даних і проведення їх математичної обробки отримані в ході експериментів статистичні залежності апроксимувалися різними функціями. Оцінюючи відносну похибку апроксимації, з отриманих функцій вибирали оптимальну. Для побудови математичних моделей використовували кореляційно-регресійний аналіз та прикладну програму для математичної обробки даних Statistika10. У результаті проведених досліджень були розроблені рекомендації, які можуть використовувати проєктні організації під час проєктування ножових стружкодробарок та розроблення технологічних процесів подрібнення стружки із різних матеріалів.

Визначення ефективного коефіцієнта температуропровідності шихти в промислових печах Ачесона під час виробництва карбіду кремнію

Ігор Леонідович Шилович — 2025-01-08

Дослідження стосується високотемпературного процесу виробництва карбіду кремнію методом Ачесона в електричних печах. Однією з головних проблем виробництва є відносно обмежена зона температур утворення карбіду кремнію з властивостями, що відповідають технологічним вимогам. З іншого боку, існуючі конструкції печей мають теплові характеристики, що обмежують можливості збільшувати зону високих температур. Підвищення обсягу виробництва карбіду кремнію базується на вдосконаленні теплових режимів роботи печі в частині розподілу і рівні температур, і покращенні теплофізичних характеристик робочої зони. Об’єктом дослідження визначено робочу високотемпературну зону печі Ачесона, що складається з шихти і теплогенеруючого керна. Метою роботи є визначення теплопередавальних характеристик робочої зони печі як умов однозначності при математичному моделюванні високотемпературних процесів. Для досягнення вказаної мети виконано експериментальні виміри температур у робочій зоні печі та на підставі отриманих даних і аналізу літературних джерел узагальнено температурні залежності в перетині печі залежно від часу і лінійних координат. Визначено значення ефективного коефіцієнта температуропровідності шихти, що складається з суміші піску (SiO2) і нафтового коксу (C) для окремого діапазону робочих температур. Отримані розрахункові результати базуються на аналізі числових залежностей похідних температури у часі і в координатній площині робочої області печі. На підставі відомих математичних формул для кінцевих різниць розраховано значення коефіцієнтів температуропровідності для діапазону робочих температур печі Ачесона.

Дослідження енергетичних показників у процесах переробки нерудної сировини

Олег Олександрович Анісімов — 2025-01-07

Гірничі підприємства з видобутку і переробки нерудної сировини є досить енергоємними. Використання енергетичного методу дозволяє кількісно врахувати багато факторів, зокрема, ведення гірничих робіт з наступним процесом переробки нерудних корисних копалин. Одним з можливих способів оцінки гірничо-транспортного комплексу та обладнання, що використовуються в процесі переробки будівельної нерудної сировини, може бути метод, що передбачає визначення показника технологічного енергопоглинання. У цьому зв’язку виникає актуальність встановлення енергетичних показників у процесах переробки нерудної сировини на гірничих підприємствах України, і визначення розподілу цієї енергії в технологічних схемах переробки для виробництва необхідних будівельних матеріалів. Як основні будівельні сировини розглянуто кварцити, граніти і діорити, мігматити, плагіограніти, а також осадові породи – вапняки, що є найбільш поширеними у центральній, південній та східній частині країни. Під час досліджень застосовано аналітичні, статистичні методи обробки результатів, аналіз показників енергопоглинання в процесах переробки корисної копалини, а саме дроблення, транспортування і грохочення. Для досліджень обрано родовища в межах Дніпропетровської, Запорізької, Донецької, Одеської та Полтавської областей. Для встановлення технологічного енергопоглинання в процесах дроблення гірничої маси застосовано показники межі міцності середовища на стиск, які значною мірою впливають на комплекс обладнання і розподіл енергетичних показників. Порівняння показників енергопоглинання за процесами дозволило встановити, що процес грохочення на всіх підприємствах, порівняно з іншими процесами, майже не впливає на енергопоглинання, а найбільші значення відповідають процесу дроблення.

Аналіз та перспективи наукових досліджень з розроблення багатофункціональної забійки свердловинних зарядів

Олександр Володимирович Горєв — 2025-01-07

Проведено аналіз сучасних наукових досліджень з розроблення багатофункціональної забійки свердловинних зарядів. Аналіз показав, що розроблено низку способів та засобів для забивання свердловин, які направлені на збільшення опору продуктам вибуху. Однак такі забійки, незважаючи на їхню низьку собівартість та простоту застосування, виконують виключно технологічну функцію. Водночас запропоновано низку матеріалів, які можуть використовуватись як забійка або як добавка до неї і нейтралізувати або поглинати шкідливі гази, зменшувати обсяги пилоутворення. Однак немає обґрунтування їхньої технологічної ефективності. Відповідно актуальним та перспективним є розроблення багатофункціональної забійки, яка б була технологічно, екологічно та економічно ефективною. Одним із потенційних рішень цього наукового завдання може бути застосування як забійки неньютонівських систем. Для реалізації поставленого завдання запропоновано зазначений далі алгоритм. На першому етапі – обґрунтування складів неньютонівських систем, які дозволять нейтралізувати або поглинути шкідливі гази, утворені внаслідок детонації промислових вибухових речовин, а також зменшити обсяги пилоутворення. На другому етапі – аналітичне порівняння розроблених складів неньютонівських систем за критерієм опору продуктам вибуху між собою та з традиційними забійковими матеріалами. На третьому (завершальному) етапі – порівняння розроблених складів неньютонівських систем за критерієм опору продуктам вибуху та критерієм екологічності між собою та з традиційними забійковими матеріалами в умовах кар’єру.

Геометризація, моделювання та аналіз просторового розподілу основних показників, що характеризують якість щебеневої сировини, в межах кар’єру ПРАТ «ТНК «ГРАНІТ»

Андрій Олексійович Криворучко — 2025-01-07

У публікації наведено порядок здійснення геометризації, моделювання та аналізу просторового розподілу основних показників, що характеризують якість щебеневої сировини, в межах кар’єру ПРАТ «ТНК «ГРАНІТ». Дослідження проводилися в межах Коростенського родовища гранітів. У роботі виконано кореляційно-регресійний аналіз основних показників покладу гранітів Коростенського родовища та встановлено залежності між окремими показниками. Аналіз кореляційної таблиці для усієї залежності Коростенського родовища граніту показав високу взаємозалежність (від 0,72 до 0,91) між усіма вивченими показниками. Було одержано та побудовано як лінійні, так і поліноміальні графічні залежності. Густота породи в основному залежить від вмісту кварцу, тому максимальна густина спостерігається в південній та центральній частині. Пористість граніту родовища зменшується в напрямку до центра, мінімальні значення спостерігаються на сході, південному заході та північному заході. Узагальнюючи, модель водопоглинання схожа на модель пористості, оскільки головним чинником є саме пористість. Міцність породи повністю відповідає стандартам; максимальні параметри спостерігаються в центральній та південній частинах родовища, мінімальні – на сході та південному заході. Моделювання здійснено з використанням програми Surfer, метод інтерполяції – кригінг. На підставі аналізу гірничо-геометричних моделей можна констатувати, що найвища якість сировини спостерігається в південній та центральній частинах родовища, а найнижча – на сході.

Дослідження впливу фракційного складу флювіогляціальних відкладів на продуктивність бульдозера під час їх виймання на розкривному уступі

Ілля Дмитрович Литвинчук — 2025-01-07

Представлено результати наукових досліджень щодо впливу фракційного складу гірничої маси, а саме середньозваженого розміру шматка породи на технічну продуктивність бульдозера при розробці флювіогляціальних відкладів. Встановлено, що вплив крупності розроблюваної гірничої маси на ефективність роботи бульдозера майже не досліджувався. Про це свідчить аналіз останніх наукових досліджень і публікацій з визначення продуктивності та ефективності роботи бульдозера. У статті надано результати детального аналізу фракційного складу валунно-гравійно-піщаної гірничої маси на п’яти родовищах флювіогляціальних відкладів та встановлено середньозважений розмір шматка породи для кожного з них. На підставі представлених розрахункових значень отримано графічну та аналітичну залежності між середньозваженим розміром шматка гірничої маси та вмістом крупних фракцій, які були використані для подальшого визначення впливу вмісту валунів на технічну продуктивність бульдозера. Використовуючи окремі наукові здобутки вчених попередніх років та особистий практичний досвід, отримано результати зі встановлення впливу середньозваженого значення розміру шматка у гірничій масі на технічну продуктивність бульдозера. Для технічних характеристик прийнятого обладнання й існуючих умов розробки флювіогляціальних відкладів на розкривному уступі Соснівського родовища гранітів отримано графічну та аналітичну залежності зміни технічної продуктивності бульдозера від середньозваженого розміру шматка розроблюваної гірничої маси. Встановлено, що, в межах досліджуваного діапазону зміни розміру шматка породи, а саме з 29 до 800 мм, технічна продуктивність бульдозера знижується з 58,61 до 46,52 м³/год, тобто на 20,6 %. Отримані дані дозволяють заздалегідь планувати режим роботи гірничого обладнання при виявленні змін фракційного складу валунно-гравійно-піщаної маси.

Маркшейдерський моніторинг стану гірничих виробок в умовах розробки зближених вугільних пластів як важливий елемент забезпечення безпеки праці та захисту шахтарів

Валентин Олексійович Назаренко — 2025-01-07

Підвищення рентабельності гірничодобувних підприємств і забезпечення безпеки гірничих робіт значною мірою залежать від вибору раціонального й економічно вигідного варіанта ведення гірничих робіт. Пошук таких варіантів, їх порівняння та обґрунтування мають свої особливості під час відпрацювання пластових родовищ. А саме доводиться враховувати відмінність у геометричних розмірах очисних виробок і потужності пласта, вплив ціликів і крайових частин суміжних пластів, наявність тектонічних порушень. Ці особливості для ефективного ведення гірничих робіт вимагають кількісної оцінки напруженого стану масиву гірських порід. Метою роботи є дослідження поведінки масиву в зонах підвищеного гірничого тиску, оцінка його напружено-деформованого стану для обґрунтування оптимальних параметрів ціликів, що в умовах зближених пластів Західного Донбасу є вельми актуальним науковим завданням. Моделювання напружено-деформованого стану гірничого масиву виконувалося методом скінченних елементів у програмному продукті Solid Works. Напруги масиву гірських порід визначали за різних параметрів цілика від 25 до 40 метрів з інтервалом у 2 метри. Встановлено, що за розміру цілика 37 м напруження за контуром підготовчих виробок будуть порівнянними з напруженнями від впливу тільки рухомої лави. За розміру цілика 25 м, що відповідає величині фактично залишеного цілика, напруження в 4 рази перевищують аналогічні за відсутності впливу лави. Ці напруження є критичними для ділянок підготовчих штреків, які потрапляють до зони ПГТ, що неминуче призведе до істотних деформацій підготовчих виробок і необхідності їхнього перекріплення. У роботі наведено результати маркшейдерського моніторингу стану виробок у міру наближення очисного вибою до моменту його зупинки. Виконано аналіз відповідності результатів моделювання з маркшейдерськими вимірами конвергенції виробок і аналізом фактичного стану виробок.

Економічні та географічні переваги розміщення підприємств з обробки природного каменю в Європі: порівняння ключових країн

Євгеній Сергійович Сироїд — 2025-01-07

Об’єктом дослідження є підприємства з обробки природного каменю в Європі та фактори, які впливають на їхнє розміщення та конкурентоспроможність. Проблема, яка вирішувалася в межах дослідження, полягала у визначенні найбільш сприятливих умов для розташування таких підприємств у різних країнах, враховуючи економічні та географічні чинники, зокрема доступ до сировини, рівень технологічного розвитку, вартість робочої сили, транспортну інфраструктуру та екологічні вимоги. Суть отриманих результатів полягає в тому, що найпривабливішими для розміщення підприємств є країни з багатими запасами природного каменю, низькою вартістю робочої сили та розвиненою інфраструктурою. Зокрема, країни Східної Європи, такі як Польща та Україна, пропонують значні переваги завдяки дешевій робочій силі (в Україні середня зарплата становить 388,04 дол. США), низьким енергетичним витратам (вартість 1 кВт в Україні – 0,17 дол. США), а також близькості до сировини. Західноєвропейські країни, як-от Італія та Іспанія, мають переваги завдяки високим технологіям та столітнім традиціям обробки каменю, хоча їхні виробничі витрати вищі. Ці результати дозволяють вирішити проблему вибору оптимального місця для розташування підприємств з обробки каменю, оскільки вони враховують ключові фактори, що впливають на економічну ефективність виробництва. Особливими перевагами країн Східної Європи є дешевша робоча сила та доступ до значних природних ресурсів, що забезпечує мінімізацію витрат на виробництво без втрати якості. Водночас розвинені країни Західної Європи, попри вищі витрати, мають сильні позиції завдяки використанню сучасних технологій та міцним експортним ринкам. Ці результати пояснюються взаємодією економічних факторів, таких як витрати на виробництво та технологічний рівень, а також географічними особливостями, зокрема близькістю до ринків збуту та наявністю природних ресурсів. На практиці результати дослідження можуть бути використані інвесторами для визначення найбільш вигідних локацій для розміщення підприємств з обробки каменю. За умов стабільної політичної та економічної ситуації ці країни можуть стати привабливими для інвестицій, забезпечуючи високу конкурентоспроможність на міжнародному ринку.

Дослідження впливу схеми роботи дробильно-сортувального заводу на кількісно-якісні показники продукції для наповнювачів бетонів

Олександр Миколайович Толкач — 2025-01-07

Кон’юнктура ринку щебеневої продукції обумовлює випуск найбільш ліквідних фракцій, що досить часто потребує внесення змін до технологічної схеми дробильно-сортувальних заводів (ДСЗ). Відхилення від робочої (основної) технологічної схеми призводить до зміни кількісно-якісних характеристик щебеневої продукції. Виробництво якісної щебеневої продукції є досить складним та енергоємним процесом, у якому ключову роль відіграє остання стадія дроблення. Зокрема, ефективність роботи обладнання на кінцевій стадії переробки залежить не тільки від налаштування останнього, але і від гранулометричного складу продукту живлення.

Стаття присвячена питанню дослідження процесів виробництва щебеню при зміні режиму роботи дробильно-сортувального комплексу. Проаналізовано тристадійну технологічну схему виробництва щебеневої продукції на ТОВ «Гранітний кар’єр», яка представлена двома конусними дробарками на третій стадії CH440. У роботі були проведені дослідження впливу зміни схеми роботи ДСЗ на кількісні та якісні показники щебеневої продукції, а також проаналізовано та проведено порівняння чотирьох режимів роботи. Проведено ситовий аналіз гранулометричного складу живлення конусних дробарок третьої (кінцевої) стадії дроблення залежно від режиму роботи ДСЗ. Встановлено вплив режимів роботи дробильно-сортувального заводу на зміну кількісно-якісних характеристик щебеневої продукції. Отримано залежності, які дають можливість прогнозувати вихід продукту (співвідношення між фракціями щебеню) та його лещадність залежно від режиму роботи заводу.

Обґрунтування вибору моделі вибухового руйнування скельного гірського масиву в програмному середовищі ANSYS AUTODYN

Олександр Олександрович Фролов — 2025-01-07

Представлено результати досліджень з вибору моделі руйнування скельного гірського масиву вибухом свердловинного заряду в середовищі ANSYS із застосуванням програмного комплексу інженерного аналізу AUTODYN та подальшим розрахунком процесу вибухового дроблення граніту. Доведено, що можливість спільного використання Ейлерової та Лагранжевої систем відліку є безсумнівною перевагою ANSYS AUTODYN, оскільки дозволяє одночасно змоделювати дію хвиль напружень у твердому середовищі та дію газів вибуху, які, за рахунок проникнення в тріщини, формують воронку дроблення. Виконані розрахунки показали ефективність вказаного програмного продукту та достовірність отриманих даних. Для кожного матеріалу обґрунтовані рівняння стану моделі середовища: для гранітного масиву це рівняння стану Ріделя–Гієрмаєра–Тома (RHT); для вибухової речовини – рівняння Джонсона–Вілкінсона–Лі (JWL); поведінка забивки описується моделлю Друкера–Прагера; для повітря характерне рівняння стану ідеального газу (закони Бойля і Гей-Люссака). Результати моделювання дії вибуху свердловинного заряду Анеміксу 70 в скельному масиві Пинязевицького родовища гранітів показало, що активний руйнуючий тиск газів вибуху діє в гірській породі протягом 0,35 мс. В подальшому деформування та руйнування масиву з поширенням тріщин відбувається за рахунок накопичених навантажень та інерції розльоту шматків породи, тобто корисної дії кінетичної енергії, яка продовжується до 1,0–1,5 мс. Отримана епюра руйнувань гранітного масиву гірських порід за результатами моделювання в ANSYS AUTODYN засвідчила також руйнівну дію вибуху в донній частині свердловинного заряду, а саме на глибину до 0,7 м від нижнього торця заряду.

Використання фільтра Калмана для інтеграції даних GPS та IMU в зашумленому середовищі

Євген Борисович Артамонов — 2025-01-08

У статті розглядається проблема підвищення точності та надійності навігаційних систем, які використовують інтеграцію даних із GPS та IMU в умовах зашумленого середовища. Головним завданням є зменшення похибок, що виникають через періодичну відсутність GPS та шум у вимірюваннях IMU. Для вирішення цієї проблеми розглянуто використання фільтра Калмана для прогнозування та коригування стану системи на основі доступних вимірювань, навіть у разі часткової або повної втрати сигналу GPS. Методи дослідження містять серію експериментів, спрямованих на моделювання різних сценаріїв: ідеальні умови (без шуму) та шум на обох датчиках (GPS та IMU). Під час експериментів були зібрані та оброблені дані про реальне положення і швидкість, що дозволило оцінити точність фільтра Калмана в різних умовах та показало значне зменшення похибки у визначенні позиції.

Кібернетична модель регіонального ситуаційного центру

Юрій Борисович Бродський — 2025-01-08

У статті розглядається авторський підхід до розв’язування задачі структурного синтезу складної інформаційно-аналітичної системи управління у вигляді регіонального ситуаційного центру, що дасть змогу надати рекомендації щодо його структури, показників якості і критеріїв оцінювання ефективності. Запропонована кібернетична модель регіонального ситуаційного центру, в межах якої закладено ідеологію синтезу двох інформаційних контурів, що визначають єдність процесів спрямованої самоорганізації і управління. Формалізовано задачу структурного синтезу складної системи, показано зв’язок принципів побудови, функцій, показників якості та критеріїв ефективності. На основі блочно-ієрархічного декомпозиційного підходу рекомендовано розглядати загальну структуру регіонального ситуаційного центру у вигляді системи, яка складається з організаційної, функціональної і цільової структур ієрархічно зв’язаних компонентів і узгоджених з відповідним деревом критеріїв ефективності. Теоретична значущість дослідження полягає в поглибленні наявних і розробленні нових теоретико-методологічних положень щодо системного проєктування регіонального ситуаційного центру, що дасть можливість зменшити надвелику розмірність складної проєктної задачі. Запропонована модель може бути використана на практиці для уточнення та вироблення нових принципів, функцій, завдань і критеріїв побудови регіональних ситуаційних центрів, як автоматизована система підтримки прийняття рішень.

Система керування технологічними процесами з використанням концепції ІоТ і технологій штучного інтелекту

Володимир Володимирович Воротніков — 2025-01-08

Для забезпечення процесу автоматизованого керування традиційно використовують програмовані логічні контролери (PLC), робота яких базується на керуванні обладнанням на основі заздалегідь заданих умов і програм. Цей підхід заснований на жорсткому налаштуванні всіх алгоритмів під час встановлення системи. Модернізація програми PLC ускладнена необхідністю перезаписувати програмний код повністю і викликає виведення об’єкта з роботи (для систем безперервної дії та за відсутності резервування всієї системи цей факт є критичним). Автоматизація виробництва класичним підходом на PLC має високу зв’язність та жорстку залежність алгоритмів керування, тому зміни призводять до ланцюгової реакції у всій програмі, спричиняючи необхідність внесення корекції або адаптації у багатьох її частинах, що є дорогим та часоємним процесом. У виробничих середовищах є звичайною практикою уникати модернізації програмних продуктів, особливо якщо існуючі системи автоматизації працюють надійно. У статті висвітлено процес розробки та впровадження комплексу програмних і апаратних засобів для функціонування системи, продемонстровано функціонування самостійного продукту на прикладі автоматизації каналізаційних насосних станцій (КНС) та доповнення до готового рішення індивідуального теплового пункту (ІТП), що розширює межі використання спеціалізованого PLC (ECL310 компанії Danfoss). Завдяки впровадженню рішення цей об’єкт отримує покращення ефективності, оптимізацію управлінських процесів та нову систему оповіщення. Відображено налаштування Edge-пристрою віддалено, з можливістю зміни параметрів через брокер. Відповідно підвищено стабільність системи за рахунок оперативного виявлення та виправлення проблем із обладнанням, що дозволяє зменшити час його простою. Запропоноване рішення дозволяє використовувати сучасні підходи до класичної автоматизації та розширювати її межі застосування.

Розробка інформаційної системи внутрішньої мережі підприємства

Марина Сергіївна Граф — 2025-01-08

Інформаційні технології стали важливою частиною нашого життя. Вони використовуються у всіх без виключення сферах життєдіяльності, бізнес, приватні та державні підприємства не виняток. Найчастіше підприємства використовують інформаційні технології у вигляді інформаційних систем, що забезпечують їх роботу. Подібні системи здатні покращити управління підприємством, оптимізувати його внутрішні бізнес-процеси та позитивно вплинути на стабільність роботи. У роботі представлено розробку інформаційної системи внутрішньої мережі підприємства, від початкових етапів: визначення основних вимог, концепції, розробка структури, до кінцевих: проєктування архітектури, написання функціональних алгоритмів та розробка інформаційної системи. Метою дослідження є розробка інформаційної системи внутрішньої мережі підприємства задля оптимізації внутрішніх процесів. Під час дослідження було сформульовано завдання та шляхи його досягнення, визначено основні вимоги до системи, такі як гнучкість, простота, модульність, функціональність. Структура інформаційної системи є модульною та налічує 12 окремих модулів. Архітектура системи побудована на базі шаблону проєктування MVC, його використання забезпечить відповідність системи всім ключовим вимогам. Під час розробки системи, яка будувалася на розробці окремих функціональних алгоритмів, використовувався об’єктно-орієнтовний підхід. Результатом представленого дослідження є розроблена інформаційна система внутрішньої мережі підприємства, система в повному обсязі відповідає поставленим вимогам та готова до впровадження в структуру організації.

Аналіз можливостей інформаційної системи покращення якості сну на основі аналізу біометричних даних

Марина Сергіївна Граф — 2025-01-08

У роботі проведено аналіз можливостей інформаційної системи покращення якості сну на основі аналізу біометричних даних з використанням технології Ambient Intelligence (AmI). В умовах сучасних стресових реалій, зокрема впливу пандемії COVID-19 та соціальних потрясінь, які значно погіршують психофізичний стан людей, покращення якості сну набуває особливої актуальності. AmI-системи дозволяють автоматично налаштовувати параметри середовища, такі як температура, освітлення та вологість, з урахуванням індивідуальних біометричних показників користувача, що сприяє підтриманню природних циркадних ритмів та підвищує загальний комфорт під час сну. У статті розглядаються сучасні дослідження у галузі адаптивних систем управління умовами сну, що враховують біоритми та фізіологічні потреби людини. Особлива увага приділяється можливостям AmI-систем для автономного налаштування параметрів середовища відповідно до даних, зібраних із сенсорів, таких як температура тіла, частота серцевих скорочень та фази сну. У дослідженні показано, що ці технології не лише покращують умови для сну, а й позитивно впливають на загальний стан здоров’я користувача та знижують рівень стресу. Система здатна самостійно функціонувати завдяки використанню алгоритмів машинного навчання, зокрема LSTM для прогнозування, фільтра Калмана для очищення даних, Isolation Forest для виявлення аномалій та K-means для кластеризації режимів сну.

Інструменти штучного інтелекту для автоматизації тестування на проникнення

Марія Сергіївна Колощук — 2025-01-08

У статті розглянуто автоматизоване тестування на проникнення з використанням штучного інтелекту (ШІ), яке дозволяє значно підвищити ефективність і точність оцінки кібербезпеки. Технології на основі ШІ здатні автоматизувати багато процесів, що раніше виконувалися вручну, включно зі скануванням вразливостей, аналізом загроз та експлуатацією вразливих місць у системах. Особливу увагу приділено інструментам на базі ШІ, таким як DeepExploit, Sn1per та Cortex XSOAR, які демонструють суттєві переваги перед традиційними методами тестування на проникнення. У статті також розглянуто основні виклики впровадження ШІ у тестування на проникнення, зокрема труднощі навчання моделей та проблему помилкових спрацьовувань. Досліджуються майбутні тенденції у сфері використання ШІ для забезпечення кібербезпеки, такі як автономні системи тестування та інтеграція з квантовими обчисленнями.

Аналіз спектрів багаточастотних фазоманіпульованих сигналів

Володимир Миколайович Котенко — 2025-01-08

Проведено спектральний аналіз багаточастотних радіосигналів, утворених шляхом фазової модуляції гармонічного коливання високої частоти фазоманіпульованим сигналом проміжної частоти. На основі отриманого виразу для спектра комплексної обвідної багаточастотного фазоманіпульованого сигналу на виході фазового модулятора проведено аналіз складових його спектра залежно від параметрів модуляції. Встановлено, що амплітуда складових спектра та їх кількість визначається параметрами функції Бесселя першого роду дійсного аргументу – індексу фазової модуляції. Величина індексу фазової модуляції залежить від амплітуди модулюючого фазоманіпульованого сигналу проміжної частоти та крутизни фазової модуляційної характеристики модулятора. Рознесення по частоті між суміжними складовими багаточастотного спектра однозначно визначаються проміжною частотою модулюючого фазоманіпульованого сигналу. Спектральні складові багаточастотного спектра становлять періодичні функції спектрів виду sinc(x) та спектрів фазоманіпульованих сигналів, а ширина цих спектрів визначається тривалістю модулюючого фазоманіпульованого сигналу та тривалістю дискрети відповідно. За характером зміни параметрів спектра від параметрів модуляції багаточастотний фазоманіпульований сигнал можна зарахувати до складних широкосмугових сигналів. Формування багаточастотних фазоманіпульованих сигналів здійснюється одноканальними пристроями. Практичне застосування досліджуваних сигналів надає можливість потенційно підвищити енергетичну та структурну скритності систем радіозв’язку, реалізовувати режими адаптації в системах радіолокації та визначати кратність фазової маніпуляції фазоманіпульованих сигналів телекомунікаційних систем під час організації технічного захисту інформації.

Інформаційна система для онлайн-платформи письменників і читачів

Світлана Миколаївна Кравченко — 2025-01-08

На даний час дедалі більше популярними стають онлайн-платформи для письменників та читачів, які є досить новими для ринку цифрової електронної комерції. Основна мета створення такої платформи – надати багатьом письменникам, які не розкрили себе, або можливо не впевнені, що їхні твори сподобаються іншим, можливість спробувати написати свою роботу та дозволити оцінити книгу іншим. Тому в статті представлено процес проєктування додатка та етапи моделювання процесу. Вебзастосунок призначений для публікації своїх робіт письменниками, зрозумілий інтерфейс для читачів, багатофункціональна адмінпанель для ефективної роботи бек-офісу, зручний дашборд для моніторингу роботи девелоперського та продакшн серверів, системи для відслідковування помилок, система управління базами даних (СУБД) для нереляційних та реляційних БД, які будуть використовуються в додатку та оркестраторів Docker контейнерів. В роботі проведено аналіз напрямів використання системи, визначено архітектуру онлайн-платформи, представлено алгоритм роботи додатка. Визначено архітектуру онлайн-платформи такої інформаційної системи, де фреймворк заснований на Enterprise патерні MVC Laravel. PostgreSQL як основна – реляційна БД, Redis як нереляційна БД для кешування, Jquery для реалізації frontend, Elastic Search як пошуковий двигун, RabbitMQ для реалізації системи черг в додатку, NodeJS в поєднанні з Laravel Echo для real time функціональності (чат, сповіщення), Stripe – платіжна система. Такий вебдодаток пройшов функціональне і нефункціональне тестування і готовий для використання.

Системи підбору кваліфікованих медичних фахівців з онкології на основі аналізу медичних даних

Ольга Віталіївна Кучерук — 2025-01-08

За останні роки системи підтримки прийняття рішень стали критично важливими в сфері охорони здоров’я, надаючи допомогу працівникам медицини в прийнятті обґрунтованих рішень. У статті досліджується роль алгоритмів дерева рішення як одного з провідних методів у системах підтримки прийняття рішень, наголошуючи на їх ефективності в задачах класифікації та прогнозування. Дерева рішень мають кілька переваг, враховуючи інтуїтивну структуру, простоту інтерпретації та можливість надавати чіткі пояснення поряд із точними результатами. Також дерева рішень відзначаються здатністю видобувати значущі правила з комплексних наборів даних, що сприяє виявленню прихованих закономірностей, які можуть бути неочевидними за допомогою традиційних аналітичних методів. У статті підкреслюється універсальність дерев рішень, що робить їх особливо придатними для широкого спектра медичних застосувань, таких як пошук найбільш підходящого лікаря, встановлення діагнозу та методів лікування. Така можливість значно покращує процеси прийняття клінічних рішень, дозволяючи забезпечити більш індивідуалізовану та ефективну медичну допомогу. Оскільки охорона здоров’я дедалі більше впроваджує рішення, засновані на даних, інтеграції алгоритмів дерева рішень у системі підтримки прийняття рішень, ймовірно, принесе значні переваги, покращуючи якість медичної практики та, врешті-решт, призводячи до кращих показників здоров’я пацієнтів. У статті робиться висновок про необхідність подальшого розвитку та застосування алгоритмів дерева рішень у медичних установах, підкреслюючи їх потенціал революціонізувати прийняття медичних рішень і системи підтримки в досягненні поліпшення показників здоров’я та вибору лікаря-онколога.

Інформаційна підсистема забезпечення функції попередження пожежної небезпеки регіонального ситуаційного центру

Олександр Володимирович Маєвський — 2025-01-08

Метою дослідження є розробка пропозицій щодо створення інформаційної підсистеми комп’ютерної системи своєчасного попередження про рівень небезпеки виникнення пожеж як складової системи забезпечення функціонування регіонального ситуаційного центру. Під час проведення дослідження було застосовано методи системного підходу, аналізу і синтезу, математичного моделювання, теорії ймовірностей, чисельні методи та нейромережеві технології, на базі яких було сформовано і розкрито принцип функціонування інформаційної підсистеми, основу якого становить комп’ютерний алгоритм. Запропоновано модель інформаційної підсистеми попередження у вигляді розподіленої структури, що складається з двох вирішальних модулів, які паралельно виконують аналіз і оцінювання даних вхідних інформаційних каналів з метою своєчасного попередження про ризик виникнення пожежі. Теоретична і практична значущість дослідження полягає в поглибленні наявних і розробленні нових підходів і рекомендацій щодо розробки інформаційної підсистеми забезпечення функції своєчасного попередження пожежної небезпеки регіонального ситуаційного центру.

Теорія кольору: дослідження впливу кольорових палітр на гравця у ігровому світі

Дмитро Костянтинович Марчук — 2025-01-08

У сучасному світі ігрова індустрія стала не лише масовим видом розваги, а й складною платформою для дослідження впливу різноманітних факторів на користувачів. Одним із ключових аспектів, що впливає на сприйняття гравця, є використання кольорових схем у ігрових середовищах. Враховуючи постійний розвиток індустрії та збільшення кількості гравців у всьому світі, розуміння впливу кольорів на користувачів є актуальним завданням для дослідження. Метою цього дослідження є аналіз різних кольорових схем та їх вплив на емоційний стан, а також на рівень зосередженості та продуктивності гравців. У дослідженні було проведено аналіз трьох ігор, таких як «The Quarry», «Doki Doki Literature Club!», «Night in the Woods». Аналіз цих ігор показав, що кольорові схеми різняться – від затишних до яскравих. Правильно підібрані кольори підкреслюють тему та настрій гри, занурюючи гравця в атмосферу. Дослідження показало, що кольори підсилюють тематику та настрій гри, а також впливають на рівень імерсії гравця. Кольори можуть впливати на сприйняття гравцем розміру, швидкості та складності ігрових об’єктів. Теплі кольори (червоний, оранжевий, жовтий) можуть збуджувати та додавати енергії гравцям, а холодні кольори (синій, зелений, фіолетовий) – заспокоювати та розслабляти. Контраст може використовуватися для виділення важливих елементів ігрового середовища. Важливо зазначити, що вплив кольорів на гравців може бути суб’єктивним. Деякі гравці можуть бути більш чутливими до кольорів, ніж інші. Однак дослідження показують, що кольори можуть істотно впливати на ігровий досвід. Окрім того, у дослідженні запропоновано рекомендації щодо створення кольорових палітр для різних типів ігор з урахуванням їхнього впливу на гравців. Це дослідження може допомогти розробникам ігор створювати більш захоплюючі та емоційно-резонансні ігри, а геймдизайнери мають враховувати вплив кольорів під час розробки ігор.

Квантитативні дослідження творів Люко Дашвар

Оксана Олексіївна Окунькова — 2025-01-07

Квантитативна лінгвістика – це потужний інструмент, який дозволяє досліджувати мову за допомогою математичних методів і статистичного аналізу. Ці методи дозволяють перетворити якісні лінгвістичні дані на кількісні, що дає змогу проводити більш об’єктивний та поглиблений аналіз текстових даних.

У статті використано методи описової статистики, такі як середнє значення, середнє квадратичне відхилення, міра коливання середньої частоти, стандартна та відносна похибка. Для опису основних характеристик текстів використовуються методи розрахунку частотності слів, довжини та типу речень, насиченість тексту діалогами тощо. Описано можливість використання методів математичної статистики у лінгвістиці, основні напрямки їх застосування та впровадження одержаних результатів для дослідження текстової інформації. Наприклад, визначення авторства тексту та аналіз емоційного забарвлення. Обґрунтовано актуальність проведення нових досліджень над наявними та новими збірками текстів, що дає змогу як підтвердити раніше виявлені статистичні параметри та закономірності будови текстів, так і визначити нові, структурні особливості сучасної української мови. Дослідження, зазначені в статті, є основою статистичної типології текстів та мов. Для автоматизації розрахунку результатів аналізу було використано мову програмування Python. Python є одним з найпопулярніших інструментів для дослідження текстів завдяки своїй гнучкості та великій кількості бібліотек. За допомогою Python можна автоматизувати багато рутинних завдань, пов’язаних з обробкою природної мови. Квантитативні показники отримано в результаті досліджень творів сучасної української письменниці Л.Дашвар.

Дворівнева система захисту домашньої ІоТ-мережі

Олексій Олегович Шелуха — 2025-01-07

У статті розглянуто проблеми захисту домашніх IoT-мереж, зокрема, шляхи забезпечення безпеки під час передачі даних у системах, побудованих на основі мікроконтролерів ESP32. Зважаючи на збільшення кількості пристроїв IoT, актуальність розробки надійних засобів захисту зростає. Адже використання незахищених каналів передачі може спричинити витік даних, несанкціонований доступ або інші кібератаки. Запропонована архітектура з використанням алгоритму AES для локальних мережевих з’єднань та SSL/TLS для передачі даних на зовнішній MQTT-брокер надає кількарівневий захист від потенційних загроз. У роботі запропоновано застосування автоматичної ротації AES-ключів, що дозволяє уникнути ризиків, пов’язаних із компрометацією ключів за тривалого використання. Завдяки інтеграції з Telegram-ботом користувачі отримують сповіщення про інциденти або потенційні загрози, що підвищує зручність взаємодії із системою та забезпечує швидку реакцію на події. Система дозволяє підтримувати високу конфіденційність передачі інформації в домашній IoT-мережі та водночас не потребує значних обчислювальних ресурсів, що є важливим для обмежених можливостей IoT-пристроїв. У процесі дослідження проведено аналіз існуючих методів захисту IoT-мереж, їх переваг і недоліків, а також запропоновано підхід на основі зберігання та автоматичного розповсюдження ключів через MQTT-брокер. Це дозволяє централізовано управляти криптографічними параметрами та забезпечує їх доступність для всіх пристроїв мережі, підвищуючи таким чином рівень захищеності IoT-системи.

Безконтактне вимірювання електричних параметрів сонячних елементів

Костянтин Михайлович Божко — 2025-01-07

Осцилографічний метод вимірювання електричних параметрів сонячних елементів і панелей дозволяє отримувати результат дії вимірювального сигналу в колі безпосередньо на екрані в формі осцилограм у режимі реального часу. Осцилограф разом із антенним датчиком є основним засобом безконтактного вимірювання електричних параметрів сонячних елементів. Вимірювальний змінний сигнал вводять безпосередньо через виводи сонячної панелі від функціонального генератора, що забезпечує можливість здійснювати процес вимірювання під час її експлуатації. Метою таких вимірювань може бути контроль стану сонячної панелі, а також виявлення на ранній стадії процесів утворення і розвитку дефектів та прогноз її деградації. Отримання прогнозної інформації про стан сонячної панелі дозволяє планувати весь її життєвий цикл і вчасно виводити її з експлуатації. Безконтактний метод вимірювання на основі осцилографу має два види: з антенним датчиком без перетворення сигналу та з активною антеною. В режимі малого сигналу сонячну панель можна представити у вигляді послідовного кола ланок, кожна з яких має паралельне з’єднання ємності та активного опору. Використання саме малого сигналу, амплітуда якого не перевищує напруга відкриття сонячних фотоелементів (діодів) і практично обмежена значенням ±15 В. Це дозволяє використовувати під час вимірювань малопотужний функціональний генератор у режимі імпульсної або синусоїдальної напруги без додаткового підсилення сигналу. Робочий діапазон частот при вимірюваннях знаходиться в межах від кількох сотень герц до десяти кілогерц. Антенний метод має походження від методу електростатичного вольтметра, який широко використовують під час високовольтних вимірювань. Тут безконтактний принцип захищає дослідника від небезпеки електричного пробою і ураження його тіла. В сонячній енергетиці безконтактний метод як різновид неруйнівного контролю має на меті проводити дослідження об’єкта без виведення його з експлуатації. Експериментальні дослідження безконтактного методу забезпечили визначення оптимальних параметрів вимірювального сигналу: частота 1500 Гц, амплітуда 3 В. Моделювання схеми вимірювання в середовищі Multisim показало збіг результатів із експериментальними даними з допуском ±15 %.

Аналіз методів стиснення відеозображень з частковою втратою інформації для інформаційно-вимірювальних систем медичного застосування

Юрій Олександрович Подчашинський — 2025-01-07

Важливою частиною інформаційно-вимірювальних систем та баз даних медичного застосування є інформація про стан пацієнтів, записана у вигляді відеозображень. Вони можуть бути сформовані у видимому діапазоні світлового випромінювання або бути записом результатів, отриманих у інших діапазонах випромінювань. Все це приводить до зростання обсягу медичних даних. Перехід від паперових до електронних записів також значно збільшив обсяг даних, які необхідно зберігати та обробляти. Ефективне зберігання такої інформації неможливе без зменшення її обсягу на основі процедур стиснення, в тому числі з втратою частини інформації. При цьому треба забезпечити викривлення, несуттєві для візуального сприйняття зображень, та незначні похибки результатів вимірювань інформативних параметрів відеосигналу. У цій статті розглянуто методи стиснення відеозображень з частковою втратою інформації для інформаційно-вимірювальних систем медичного застосування на основі часткового виключення інформації про колір і на основі кодування з перетворенням та метод стиснення JPEG. Проаналізовано їх переваги та недоліки.

Аналіз умов застосування перетворювачів витрат і засобів вимірювання параметрів потоку газу в інформаційно-вимірювальній системі обліку газу

Юрій Олександрович Подчашинський — 2025-01-07

Покращення обліку витрат газу можна досягти за рахунок широкого застосування інформаційно-вимірювальних систем. Завдяки вдосконаленню методик і засобів вимірювання перспективним є ультразвуковий метод вимірювання. Йому притаманні такі переваги: безконтактне вимірювання різних видів речовин, висока надійність первинних перетворювачів, відсутність рухомих частин, практично необмежений діапазон вимірювань, висока точність. У цій статті розглянуто умови застосування ультразвукових перетворювачів витрат, обчислювача та засобів вимірювання параметрів потоку газу. Для проведення вимірювань витрати та кількості природного газу в загальному випадку застосовують такі засоби вимірювання та технічні пристрої: ультразвуковий перетворювач витрат; засоби вимірювання параметрів потоку газу (температура, тиск, густина, компонентний склад); пристрої обробки вихідних даних вимірювальних каналів та обчислення витрати та кількості газу; сполучні лінії та допоміжні пристрої (фільтри, випрямлячі струменя тощо). Визначено вимоги до вимірюваного середовища і вимірювального трубопроводу. Наведено засоби вимірювання та вимоги до їх монтажу.

Вимоги до технічних засобів автоматизованої системи вимірювання гідрохімічних параметрів поверхневих вод із застосуванням IoT-технологій

Ганна Вікторівна Кірейцева — 2025-01-07

Обґрунтовано вимоги до технічних засобів автоматизованої системи вимірювання гідрохімічних параметрів поверхневих вод з використанням сучасних сенсорних технологій та IoT-рішень для забезпечення безперервного збору, передачі та централізованого зберігання даних моніторингу. Проведено системний аналіз даних моніторингу водних об’єктів Житомирської територіальної громади, що дозволив визначити пріоритетні показники для автоматизованого контролю. До них належать: загальні фізико-хімічні параметри (pH, каламутність, електропровідність), біогенні елементи (азот амонійний, нітрати, фосфати), специфічні забруднювачі (залізо, марганець) та органічні показники забруднення (БСК, ХСК). Детально проаналізовано принципи роботи основних типів датчиків: електрохімічних, оптичних, кондуктометричних та іон-селективних. Обґрунтовано ключові вимоги до технічних засобів та до їх характеристик, враховуючи діапазони вимірювань, точність, часову стабільність, стійкість до температурних коливань та необхідність регулярного калібрування. Окрему увагу приділено параметрам передачі даних, використанню енергоефективних рішень та антиобростаючому захисту сенсорів. Розроблено рекомендації щодо оптимального розміщення та комплектації 10 автоматизованих станцій моніторингу, які враховують гідрологічні особливості контрольних точок та рівень техногенного навантаження. Запропоновано диференційований підхід до комплектації станцій датчиками залежно від специфіки кожного місця встановлення. Визначено регламент технічного обслуговування, що включає регулярне калібрування, заміну електродів і мембран, а також періодичне очищення сенсорів для забезпечення точності вимірювань. Важливим аспектом впровадження є інтеграція системи з хмарними сервісами для централізованого зберігання та обробки отриманих даних. Це забезпечує оперативний доступ до результатів моніторингу та можливість аналітичного прогнозування. Запропонована система автоматизованого моніторингу дозволить значно підвищити ефективність контролю за якістю поверхневих вод, мінімізувати час реагування на аварійні ситуації та забезпечити дотримання європейських стандартів якості води. Отримані результати є основою для подальшого вдосконалення системи шляхом інтеграції алгоритмів машинного навчання для обробки даних та розробки моделей прогнозування динаміки забруднень. Впровадження такої системи створить умови для сталого управління водними ресурсами та зменшення антропогенного впливу на довкілля.

Роботизований комплекс для виготовлення взуттєвої устілки

Олег Володимирович Гордійченко — 2025-01-08

У статті розглянуто нову розроблену систему машинного зору для поліпшення технологічних показників роботизованого комплексу поклейки взуттєвої устілки та її інтеграцію в існуючий роботизований технологічний комплекс (РТК). Приведено опис розробленої системи, існуючого технологічного процесу, виконаних поліпшень, оцінку впливу на продуктивність протягом використання. Реалізація у вигляді зовнішнього модуля дає низку переваг, а саме можливість швидкого переобладнання вже існуючих РТК, простоту в використанні і подальшому обслуговуванні, можливість подальшого масштабування. Комплекс системи машинного зору складається з декількох частин таких як: компактна шафа з одноплатним комп’ютером Raspberry PI (RPI) та блоком узгодження рівнів (у тестовій збірці блок реле), виносна usb-камера. Існуючий РТК було виконано на базі промислового робота Kawasaki FS006, проте інтерфейс реалізовано таким чином, що система може бути приєднана до обладнання і інших виробників, оскільки в поточній реалізації навіть не було потреби в модифікації програмної складової промислового робота. Система машинного зору взяла на себе роль звязуючої ланки між вже існуючими компонентами системи.

Апаратно-програмний симулятор для моделювання температурно-вологісних процесів усередині приміщення

Олег Миколайович Євсеєнко — 2025-01-08

У статті досліджується процес розробки програмної моделі приміщення торговельного центру для стенда-імітатора. Метою статті є використання апаратно-програмного комплексу для моделювання температурно-вологісних процесів у цьому приміщенні. Під час дослідження описуються характеристики об’єкта керування, аналізується його структура та надається перелік функцій для побудови імітаційної моделі його поведінки. Також синтезується рішення у вигляді апаратної та програмної частини. Застосовувані методи містять теорію автоматичного керування, методи аналізу та синтезу об’єктів, моделі взаємодії, програмування SCADA-системи та контролерів. У результаті було описано алгоритми, що моделюють температурно-вологісні процеси в приміщенні. Складено перелік програмних та вхідних-вихідних сигналів об’єкта керування, що дозволяє моделювати його стан. Також наведено результати моделювання розробленої системи керування у взаємодії зі стендом-прототипом. Висновки підтверджують, що розроблена модель спрямована на зменшення витрат на розробку та тестування системи керування, показала свою ефективність. Використання створеної програми-імітатора об’єкта керування показало, що система ефективно симулює поведінку об’єкта, дозволяючи випробувати різноманітні сценарії керування та визначити реакцію об’єкта на різні умови та вхідні дані. Такий підхід сприяє пришвидшенню процесу створення системи керування, а також дозволяє здійснювати тестування без використання реального впливу на об’єкт, що допомагає уникнути можливих ризиків та ускладнень. Проведений аналіз розробленої моделі свідчить про її відповідність реальному об’єкту під час моделювання умов роботи та динаміки об’єкта управління. Результати дослідження підтверджують, що модель враховує різноманітні фактори впливу, які відображаються у зміні керуючого впливу системи керування. Це робить її надійним інструментом для прогнозування та оптимізації роботи об’єкта, що важливо для подальшого вдосконалення системи керування.

Особливості анізотропного конденсатора

Анатолій Анатолійович Ащеулов — 2025-01-07

Конденсатори є ключовими компонентами сучасних інфокомунікаційних систем завдяки їх здатності зберігати та фільтрувати електричний заряд. Вони забезпечують стабільну роботу електронних схем, згладжуючи пульсації напруги та усуваючи високочастотні шуми. У фільтрах конденсатори допомагають вибирати або блокувати певні частоти, що є важливим для підтримки чіткого та безперебійного зв’язку. Крім того, конденсатори відіграють важливу роль у резонансних підсилювачах і антенних системах, де вони допомагають підсилювати сигнали на різних частотах і підвищувати ефективність передачі та прийому даних. У цьому дослідженні проведено порівняльний аналіз можливостей конденсаторів з ізотропного та анізотропного уніполярних діелектричних матеріалів. В обох випадках досліджено залежність частоти f_r від фізичних характеристик матеріалу, таких як коефіцієнт заломлення n та геометричні розміри пластини a×b×c. Встановлено, що, на відміну від конденсатора з ізотропного матеріалу, анізотропний уніполярний діелектричний конденсатор характеризується наявністю двох резонансних частот та , що значно розширює можливості його практичного застосування. Використання конденсаторів із двома резонансними частотами дозволяє створювати складніші фільтри та системи, які можуть працювати на кількох частотних діапазонах, що є критично важливим для сучасних багаточастотних телекомунікаційних мереж. Використання цієї особливості конденсаторів буде корисним для мобільних пристроїв, які мають підтримувати різні стандарти зв’язку (Wi-Fi, Bluetooth, LTE, 5–6G).

Метод формування самоподібного потоку із заданим параметром Херста для моделювання трафіку в мережі

Павло Євгенович Пустовойтов — 2025-01-07

Стаття присвячена проблемі адекватного моделювання мережевого трафіку. Запропоновано новий метод, що дозволяє генерувати самоподібні потоки пакетів з довільним заданим ступенем самоподібності. Метод базується на використанні розподілу Парето та методу максимальної правдоподібності для оцінки параметрів моделі. Отримані результати можуть бути використані для побудови більш реалістичних імітаційних моделей комп’ютерних мереж. Автори пропонують метод математичного апарату для процедури формування самоподібного трафіку, який полягає в створенні точної та ефективної моделі, що відображає реальні властивості самоподібності у потоках даних. Запропоновано ефективний інструмент для моделювання складних мережевих процесів, що дозволяє точніше прогнозувати поведінку інфокомунікаційної мережі та оптимізувати її роботу. Зазначений метод може бути застосований для розробки нових протоколів передачі даних та аналізу ефективності існуючих. Отримано співвідношення, що дозволяє розрахувати належне значення параметра Парето-розподілу, що забезпечує формування самоподібного потоку з необхідним значенням параметра Херста. Процедура може бути використана для опису трафіку при побудові імітаційної моделі функціонування комп’ютерної мережі.