Дисертації з теми "Метод інтелектуальних систем"

Розроблено вхідний математичний опис включаючи словник ознак та алгоритмів оптимізації параметрів навчання інтелектуального порталу, послідовно та логічно описано схему алгоритму навчання та екзамену порталу знань. Розроблено математична модель навчання порталу знань. Алгоритм реалізовано на мові програмування C#.

Проведено аналіз типів автоматичних систем автостоянок, порівняльний аналіз існуючих методів виявлення контуру об’єкту, розроблений функціонал автоматичного виявлення заповнення автомобільної парковки, проведено тестування реалізації, зроблені висновки по результатам тестування, дана оцінка актуальності та ефективності даної системи.

Інтелектуальні системи прийняття рішень, при застосуванні їх до задач економічного спрямування, зіштовхуються з рядом труднощів. Причиною цього є складність побудови математичної моделі економічної системи, адже треба враховувати, що суб'єкт економічного життя прагне одночасно слідувати і внутрішнім і зовнішнім цілям, а регіональна економіка є динамічною системою, що взаємодіє з зовнішнім економічним середовищем.

Дисертаційна робота присвячена вирішенню важливої науково-практичної задачі, яка полягає в розробленні та дослідженні моделей, методів та програмно-апаратних засобів для інтелектуальних систем керування та моніторингу джерел безперебійного живлення з метою підвищення показників їх надійності та енергоефективності. Удосконалено метод адаптивного регулювання рівня завантаженості випрямляючих модулів джерела безперебійного живлення, що дало змогу підвищити його ККД. Удосконалено метод керування випрямляючими модулями шляхом адаптивного циклічного зміщення, що дало змогу підвищити середній час напрацювання на відмову. Розроблена комп’ютеризована система на основі використання нейромережевих технологій з застосуванням прогнозування споживання електроенергії та адаптивного ПІД-регулювання процесу заряду акумуляторних батарей дозволила покращити технічні характеристики системи безперебійного живлення.
ПЕРЕЛІК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ ...19 ВСТУП ...20 РОЗДІЛ 1 ОГЛЯД І АНАЛІЗ МЕТОДІВ ТА ЗАСОБІВ ПОБУДОВИ КОМП’ЮТЕРИЗОВАНИХ СИСТЕМ КЕРУВАННЯ ТА МОНІТОРИНГУ ДЖЕРЕЛ БЕЗПЕРЕБІЙНОГО ЖИВЛЕННЯ...29 1.1 Інтелектуальні електричні мережі ...29 1.1.1 Smart Grid ...29 1.1.2 Microgrid ...31 1.1.3 Накопичувачі електроенергії ...33 1.2 Класифікація і принципи функціонування джерел безперебійного електроживлення ...34 1.3 Огляд відомих методів та засобів підвищення ефективності керування джерелами безперебійного електроживлення ...36 1.3.1 Критерії ефективності та вимоги до джерел безперебійного живлення ...36 1.3.2 Аналіз підходів та методів підвищення показників надійності систем безперебійного живлення ...37 1.3.3 Методи підвищення енергетичних показників ДБЖ ...43 1.4 Огляд і критичний аналіз існуючих комп’ютеризованих систем для керування та моніторингу ДБЖ...45 1.5 Загальна концепція створення інтелектуальних систем керування джерелами безперебійного електроживлення ...49 1.6 Формулювання напрямку та постановка задач дисертаційного дослідження ...52 1.7 Висновки до розділу 1 ...53 РОЗДІЛ 2 МОДЕЛІ ТА МЕТОДИ ПОКРАЩЕННЯ ПОКАЗНИКІВ НАДІЙНОСТІ ТА ЕНЕРГОЕФЕКТИВНОСТІ ФУНКЦІОНУВАННЯ МОДУЛЬНИХ ДЖЕРЕЛ БЕЗПЕРЕБІЙНОГО ЖИВЛЕННЯ ...55 2.1 Структура комп’ютеризованої системи для моніторингу та керування компонентами джерела безперебійного живлення ...55 2.2 Метод адаптивного регулювання рівня завантаженості випрямляючих модулів джерела безперебійного живлення ...57 2.3 Метод керування випрямляючими модулями джерела безперебійного живлення шляхом їх адаптивного циклічного зміщення ...68 2.4 Задача багатокритеріальної оптимізації роботи модульного джерела безперебійного живлення ...75 2.5 Висновки до розділу 2 ...77 РОЗДІЛ 3 МЕТОДи КЕРУВАННЯ КОМПОНЕНТАМИ МОДУЛЬНИХ ДЖЕРЕЛ БЕЗПЕРЕБІЙНОГО ЖИВЛЕННЯ НА ОСНОВІ НЕЙРОМЕРЕЖЕВИХ ТЕХНОЛОГІЙ...79 3.1 Удосконалення підсистеми керування ДБЖ в режимі регулювання струму заряду АБ ...79 3.2 Синтез ШНМ для реалізації методу адаптивного ПІД-регулювання струму заряду акумуляторних батарей ...82 3.3 Застосування нейромережевих технологій для задачі прогнозування споживання електроенергії ...92 3.4 Синтез ШНМ для короткострокового прогнозування електроспоживання обладнанням, яке живиться від ДБЖ ...96 3.5 Висновки до розділу 3 ...107 РОЗДІЛ 4 ПРАКТИЧНА РЕАЛІЗАЦІЯ КОМП’ЮТЕРИЗОВАНОЇ СИСТЕМИ ДЛЯ КЕРУВАННЯ ТА МОНІТОРИНГУ ДЖЕРЕЛ БЕЗПЕРЕБІЙНОГО ЖИВЛЕННЯ ...108 4.1 Функціональне призначення комп’ютеризованої системи керування та моніторингу ДБЖ ...108 4.2 Структура комп’ютеризованої системи керування та моніторингу джерел безперебійного живлення ...110 4.3 Апаратне та схемотехнічне забезпечення компонентів комп’ютеризованої системи керування та моніторингу ДБЖ ...112 4.3.1 Розробка апаратної частини центрального керуючого модуля ДБЖ ...112 4.3.2 Розробка модуля для керування випрямлячами ДБЖ ...122 4.4 Реалізація алгоритмічного і програмного забезпечення для комп’ютеризованої системи керування і моніторингу ДБЖ ...123 4.4.1 Алгоритмічне забезпечення мікроконтролерів ...123 4.4.2 Розробка програмного забезпечення для мікроконтролерів ...131 4.4.3 Розробка програмного забезпечення для дистанційного моніторингу стану та електричних параметрів ДБЖ ...133 4.5 Експериментальні дослідження комп’ютеризованої системи керування та моніторингу ДБЖ...137 4.5.1 Опис експериментальної установки ...137 4.5.2 Експериментальні дослідження роботи комп’ютеризованої системи в режимі заряду акумуляторних батарей ...144 4.5.3 Експериментальні дослідження роботи комп’ютеризованої системи в режимі енергоефективного керування випрямлячами ...148 4.5.4 Експериментальні дослідження роботи комп’ютеризованої системи в режимі тестування акумуляторних батарей ...151 4.6 Висновки до розділу 4 ...153 ВИСНОВКИ ...155 СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ ...157 ДОДАТКИ ...174 Додаток А Список публікацій здобувача за темою дисертації ...174 Додаток Б Акти впровадження результатів дисертаційної роботи ...178 Додаток В Фрагменти програмного коду розробленої комп'ютеризованої системи для керування та моніторингу джерел безперебійного живлення ...182

Розроблено алгоритм та програмне забезпечення комп’ютерної СППР. Проведена перевірка ефективності запропонованого алгоритму за даними, отриманими в результаті моніторингу слабоформалізованого технологічного процесу. Розроблений алгоритм реалізовано у програмному забезпеченні створеному за допомогою інструментального програмного середовища.

Развитие интеллектуальных вычислительных систем (систем аналитических вычислений, систем компьютерной алгебры), например, таких как Mathematica, Maple, MathCad, Maxima и др., поставило перед специалистами ряд новых задач и потребовало пересмотра алгоритмов решения ряда задач, считавшимися ранее решенными полностью и окончательно.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.22.20 − експлуатація та ремонт засобів транспорту. − Національний авіаційний університет, м. Київ, 2010. Дисертацію присвячено підвищенню достовірності класифікації ві-браційного стану ГТД на основі використанням інтелектуальних техноло-гій. В роботі запропоновано використовувати поетапний підхід: на пер-шому етапі класифікувати вібраційний стан ГТД на основі сформованих діагностичних ознак, на другому – автоматична змінювати режим роботи ГТД. При цьому другий етап здійснюється лише тоді, коли вібраційних параметри двигуна перебувають у діапазоні «потребує вжиття заходів». У дисертаційній роботі вдосконалено структуру системи автомати-чного діагностування та керування режимами роботи ГТД, що дозволяє автоматично змінювати режим функціонування двигуна, для зменшення негативного впливу вібрації на окремі вузли і тим самим скоротити екс-плуатаційні витрати. Розроблено ефективний алгоритм структурного та параметричного синтезу ІСАД, яка містить у собі радіально-базисну нейронну мережу з нечітким виведенням класифікації і прогнозуванням вібраційного стану ГТД. Розроблено методику побудови «бази класів» ІСАД у вигляді: «якщо (діагностичні ознаки), то (клас вібраційного стану ГТД), що дає змогу використовувати експертні оцінки вібраційного стану ГТД, а також сформувати діагностичні ознаки з урахуванням зміни вібраційних характеристик типового двигуна, що дозволяє підвищувати точність класифікації вібраційного стану механічної частини ГТД.
Диссертация на соискание научной степени кандидата технических наук по специальности 05.22.20 − эксплуатация и ремонт средств транспорта. − Национальный авиационный университет, г. Киев, 2010. Диссертация посвящена повышению достоверности классификации вибрационного состояния газотурбинного двигателя (ГТД) на основе использования интеллектуальных технологий. В работе разработан эффективный алгоритм структурного и параметрического синтеза ИСАД, который вмещает радиально-базисную нейронную сеть с нечетким выводом классификации вибрационного состояния ГТД. Разработана методика построения «базы классов» ИСАД в виде: «если (диагностические признаки), то (класс вибрационного состояния ГТД)», позволяющая использовать экспертные оценки вибрационного состояния ГТД, а также сформировать диагностические признаки с учетом изменения эксплуатационных характеристик двигателя, обеспечивающая повышение точности классификации вибрационного состояния механической части ГТД. Достоверность предложенной модели ИСАД подтверждается кор-ректным применением апробированного математического аппарата, со-гласованностью результатов математического моделирования режимов работы ГТД с результатами уже известных исследований и теоретических положений, а также экспериментом. Ключевые слова: газотурбинный двигатель, техническое состояние, вибрационная диагностика машин и механизмов, интеллектуальная си-стема автоматического диагностирования, нейро-фаззи сети, искусствен-ные нейронные сети, системы нечеткой классификации, методы обучения.
The thesis for the candidate degree in technical sciences on the specialty 05.22.20 − operation and the repair of the means of transport. − National Aviation University, Kiev, 2010. Current research work is dedicated to an increase in the authenticity of the classification of gas-turbine engine (GTE) vibration state on the basis of the intellectual technologies use. In the dissertation improved the structure of the system of automatic diagnostics and control of the regimes of GTE work for an automatic change in the regime of the functioning of engine for decreasing the negative influence of vibration on the separate units or to exclude GTE stoppage with the appearance of the random, short-term levels of vibration, and to thus reduce operating costs. In the dissertation is developed the effective algorithm of structural and parametric synthesis of the intellectual system of automatic diagnosis (ISAD), which includes radial-basic neuron network with the illegible conclusion of classification and the prognostication of GTE vibration state. The procedure of construction «rule base» of ISAD is developed in the form: «if (diagnostic signs), then (class of vibration state GTE)», which makes it possible to use ex-pert estimations of GTE vibration state, and also to form diagnostic signs taking into account a change in the operating characteristics of typical engine, which made it possible to increase the accuracy of the classification of the vibration state of GTE mechanical part. The authenticity of the proposed ISAD model is confirmed by the cor-rect application of the approved mathematical apparatus, by the coordination of the results of the mathematical simulation of the regimes of GTE work with the results of already known studies and theoretical positions, and also experiment.

Розроблено інформаційне та програмне забезпечення системи розпізнавання зображень. При цьому розглянуто питання обчислення інформаційного критерію функціональної ефективності (КФЕ) таких систем в рамках інформаційно-екстремальної інтелектуальної технології. Розроблений алгоритм реалізовано у програмному забезпеченні створено на мові програмування С#.

Алгоритм та програмне забезпечення комп’ютерної інтелектуальної системи розпізнавання електронограм, що функціонує в рамках інформаційно-екстремальної технології. При цьому розглянуті питання відтворення класифікаторів з використанням певної частини електронограми та обчислення інформаційного критерію функціональної ефективності (КФЕ). Розроблений алгоритм реалізовано за допомогою мови програмування PHP.

В дисертаційній роботі вирішено науково-прикладну проблему розроблення методів, моделей та засобів інтелектуального управління децентралізованою мультиоператорною інфраструктурою мереж мобільного зв’язку, з метою підвищення її техніко-економічної ефективності для операторів та абонентів, в умовах відкритого ринку радіочастотного ресурсу та мережної інфраструктури. Запропоновано системний підхід до структурно-функціонального синтезу децентралізованих мереж мобільного зв'язку з інтелектуальним автоматизованим управлінням, який полягає у розробленні множини методів інтелектуального управління мережною інфраструктурою, засобів автоматизації мережі для забезпечення її універсальності до будь-яких стандартів безпровідного зв’язку та типів мобільних пристроїв, а також моделей децентралізації радіочастотного ресурсу та мережної інфраструктури із адаптивним мультиоператорним обслуговуванням абонентів. В диссертационной работе решена научно-прикладная проблема разработки методов, моделей и средств интеллектуального управления децентрализованной мультиоператорною инфраструктурой сетей мобильной связи, с целью повышения ее технико-экономической эффективности для операторов и абонентов, в условиях открытого рынка радиочастотного ресурса и сетевой инфраструктуры. Предложен системный подход к структурно-функциональному синтезу децентрализованных сетей мобильной связи с интеллектуальным автоматизированным управлением, который заключается в разработке множества методов интеллектуального управления сетевой инфраструктурой, средств автоматизации сети для обеспечения ее универсальности к любым стандартам беспроводной связи и типам мобильных устройств, а также моделей децентрализации радиочастотного ресурса и сетевой инфраструктуры с адаптивным мультиоператорним обслуживанием абонентов. The thesis solves a scientific problem of the development of methods, models and means for the intelligent decentralized multi-operator infrastructure management in mobile networks, to increase its technical and economic efficiency for operators and users in the scenario of open spectrum and infrastructure markets. This work aims to resolve an uncertainty between the need of centralized management to enhance the technical efficiency of the mobile network by leveraging the advanced capabilities of artificial intelligence, and the demand for decentralized open spectrum market with flexible business models for infrastructure deployment and sharing by operators to increase the economic efficiency of the entire mobile ecosystem. In particular, we have developed a concept of a decentralized mobile network that integrates the means of artificial intelligence and the blockchain technology to leverage the advantages of both centralized and decentralized business models in the mobile network, while eliminating their corresponding drawbacks and constraints. Such a solution allows to disrupt the mobile network market by enabling a trustable spectrum and infrastructure sharing among operators, underpinned by economic and legislative mechanisms. This in turn, raises a challenge of the effective operation of the multi-operator mobile network in terms of technical and economic factors, while assuming the conditions of the decentralized infrastructure deployment, the open spectrum market and the ubiquitous connectivity of end users regardless of the serving operator. Thus, the key scientific contributions of the thesis are summarized as following. A new structural and functional model of decentralized mobile network is proposed to decouple the user plane, infrastructure plane, operator plane, decentralization plane and intelligent control plane to enable an automated coordination of the spectrum and infrastructure sharing among operators based on the smart contracts, the assets tokenization and the artificial intelligence. To provide a data supply chain for the artificial intelligence we have developed a decentralized monitoring system that can cope with an exogenous dynamic of the mobile network and allows operators to react in advance. To enable the trading of spectrum and infrastructure among operators within the decentralized blockchain ecosystem, we propose a tokenization model of spectrum and infrastructure based on the non-fungible tokens, utility tokens and central bank digital currencies. Considering the demand for the ubiquitous connectivity and the upcoming paradigm of the micro-operators in 6G, we propose a new model of adaptive operator selection based on technical and economic criteria to enable seamless user connectivity across multiple operators with flexible SLA smart contracts, negotiated and executed in quasi real time. A particular attention in the thesis is given to the problem of decentralized coverage planning to allow operators extending the network coverage by placing new base stations in the most optimal way, taking into account the existing network infrastructure that has been built before. This challenge is solved by a modified version of the self-organizing maps with a combination of immutable and mutable neurons to exhibit the positions of existing and potential network infrastructure during the coverage optimization. An additional enhancement of the model has been done by replacing the conventional metric of Euclidean distance to the metric of SINR that allows optimizing the network coverage in a spatial domain, considering the impact of buildings in the urban environment on the coverage quality. To resolve the problem of spectrum management in a current semi-centralized scenario, we have developed a game theoretical model that allows big operators with a nationwide spectrum license to share it with micro-operators in a local scale based on the smart-contracts. Such a solution allows both improving the connectivity and experience of the end users as well as increasing profits of operators by sharing the spectrum based on evolutionary stable equilibrium strategies. In addition, the challenge of unlicensed spectrum sharing with interference mitigation is solved by the cooperative game model based on the trading of utility tokens among the operators in a blockchain. The proposed model converges to the Nash equilibrium within few iterations that ensures the fair utilization of unlicensed spectrum regardless of the number of operators. To further enhance the efficiency of spectrum sharing among operators considering their timevarying demands, we have developed the intelligent spectrum management model for mobile networks based on the recurrent neural networks, which allows to predict a trafficde mand of the particular network service and allocate enough spectrum in advance. This allows operators to adjust their corresponding strategies to ensure the best tradeoff between technical end economic efficiency of the mobile network. Finally, we have proposed a method of intelligent data flows management in an optical transport network infrastructure. Proposed method implements a flexible data flows multiplexing and aggregation across wireless and optical domain to support an adaptive end-to-end quality of service provision for different network slices in the large scale decentralized mobile ecosystem.

Робота виконана в Карпатському університеті імені Августина Волошина Міністерства освіти і науки України. Захист відбувся у 2013 р. на засіданні спеціалізованої вченої ради К 58.052.01 у Тернопільському національному технічному університеті імені Івана Пулюя за адресою: 46001, м. Тернопіль, вул. Руська, 56, ауд.79. З дисертацією можна ознайомитися у науково-технічній бібліотеці Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя за адресою: 46001, м. Тернопіль, вул. Руська, 56.
У дисертації вирішено завдання підвищення ефективності навчання осіб з особливими потребами за допомогою розробки й впровадження сучасних інформаційних технологій, у формі відповідних систем дистанційного навчання. Обґрунтовано методи математичного програмування для вибору інструментальної програмної платформи та способу представлення знань для системи дистанційного навчання осіб з особливими потребами. Подальший розвиток отримали технології подання навчального контенту систем дистанційного навчання осіб із особливими потребами на основі онтологічного підходу. Запропоновано та обґрунтовано удосконалення технології бібліотечно-інформаційного обслуговування користувачів з різними формами нозологій, що дозволило здійснювати диференційоване надання бібліотечно-інформаційних послуг особам з особливими потребами.
Диссертация посвящена решению актуальной научно-практической задачи повышения эффективности обучения лиц с особыми потребностями посредством разработки и внедрения современных информационных технологий в систему современного образования. В работе сформулированы базовые принципы построения системы дистанционного обучения лиц с особыми потребностями, определены их преимущества и недостатки, что позволило определить содержание и разработать структуру образовательных информационных технологий для дистанционного обучения этой категории лиц. Новейшие информационные и телекоммуникационные технологии обеспечивают реализацию доступа к информационным образовательным ресурсам без дополнительных препятствий. Внедрение специальных интерактивных технологий дает возможность значительно усовершенствовать и максимально приспособить процесс обучения к потребностям разных категорий слушателей, особенно лиц с функциональными ограничениями. В работе использованы методы математического программирования для выбора инструментальной программной платформы и создания системы дистанционного обучения лиц с особыми потребностями. Это позволило принять соответствующее решение на основе оптимального распределения весов альтернативных решений методом анализа иерархий и обосновать выбор платформы Moodle в качестве базиса для построения системы дистанционного обучения лиц с особыми потребностями. Применен метод квадратичного программирования для выбора способа представления знаний в системе дистанционного обучения лиц с особыми потребностями, что позволило обосновать выбор онтологического подхода к представлению знаний. На основе онтологического подхода в работе получили дальнейшее развитие, технологии представления учебного контента систем дистанционного обучения лиц с особыми потребностями. Автором предложены современные информационных технологий информационного обеспечения лиц с особыми потребностями в библиотеках и проанализированы требования к специализированым автоматизированным рабочим местам для таких категорий пользователей. На основе проведенного анализа сформулирован тезис, что в современном информационном обществе для эффективного библиотечного обслуживания пользователей с ограниченными возможностями требуется переосмысление традиционных форм работы библиотек, в частности, высших учебных заведений. На основе предложенного математического аппарата разработана система поддержки принятия решений, используемая в практических задачах критериального выбора произвольной размерности с помощью метода анализа иерархии. Организация обучения лиц с особыми потребностями требует создания для них специализированных рабочих мест, обеспеченных соответствующими техническими и программно-алгоритмическими средствами, разработка специфических информационных технологий и средств коммуникации, т.е. предоставляет вид целостной информационной системы дистанционного обучения в целом ориентированной на данную категорию слушателей. Формирование комплекса образовательных информационных технологий и систем дистанционного обучения, ориентированных на лиц с особыми потребностями, генерирует необходимость создания двух типов центров – это дистанционные учебно-консультационные центры и ресурсные центры образовательных информационных технологий для лиц с особыми потребностями. У них аккумулируются специальные технические средства, информационные образовательные ресурсы, реализуются специфические информационные технологии с целью их дальнейшего адресного персонифицированного использования слушателями различных форм инвалидности.
In dissertation solved the problem of increasing the effectiveness of training people with disabilities through the development and implementation of modern information technology in the form of creating appropriate systems of distance learning. Applied mathematical programming methods for selecting the software platform and the method of knowledge representation for distance learning system of persons with disabilities. Received further development of educational technology content of distance learning of persons with disabilities based on ontological approach. Proposed and justified improvement the technology of library and information services to people with various forms of illnesses that allowed for differentiated provision of library and information services to persons with disabilities.