Розроблена методика експрес-діагностики гестозу під час вагітності дозволяє оцінити стан гемодинаміки за основними діагностичними критеріями та своєчасно виявляти групу підвищеного ризику перинатальних ускладнень в цілях профілактики або зниження ступеню ризику патології. Представлено новий підхід перинатального скринінгу серцево-судинної системи вагітних. Система діагностики гестозу на базі нейронної мережі з використанням пакета прикладних програм Statistica дозволила класифікувати пацієнток з патологією серцево-судиннної системи з досить високим відсотком вірогідності. Синтезована нейронна мережа, що дозволяє класифікувати патології вагітних з використанням нейро-нечіткого моделювання в середовищі Matlab. При внесенні 7 основних параметрів, що характеризують стан вагітної жінки, можна отримати результат у вигляді визначення типу гемодинаміки і ступеня важкості гестозу.

Проаналізовано і досліджено функціонування мультимедійних стрілецьких тренажерів (МСТ) в двох режимах роботи: з лазерним імітатором і з використанням бойової зброї; вибрано математичні моделі корисних сигналів, внутрішніх шумів і перешкод; сформовані вимоги до точності вимірювань кульових утворень і характеристик правильного виявлення сигналів. Методом теорії статистичних рішень синтезовано оптимальний алгоритм виявлення корисного сигналу. Розроблено оптимальний за критерієм максимуму правдоподібності метод оцінювання просторових координат кульових утворень і відміток лазерного променя на зображенні проекційного екрана МСТ. Запропоновано використання методу контурного аналізу зображень для попередньої фільтрації фону з кадрів відеопотоку. Визначено метод обробки зображень в МСТ з використанням слідкування за процесом прицілювання.

Розроблено математичну модель визначення мікроелектромеханічної системи (МЕМС) акселерометра – аналога, для якої формалізовано критерії часу і вартості виготовлення, маси та площі МЕМС акселерометра та враховано функціонально-конструктивні обмеження. Удосконалено модель структурно-параметричного синтезу технологічного процесу виготовлення МЕМС акселерометрів. Розроблено узагальнений метод автоматизованого проектування технологічних процесів виготовлення МЕМС акселерометрів, який базується на двох часткових методах: вибору типових технологічних процесів (ТП) і пошуку аналогів окремих елементів технологічного процесу, що дозволяє отримати ефективний технологічний процес за рахунок зниження вартості та часу виготовлення. Проведено удосконалення методу вибору типових ТП виготовлення МЕМС акселерометрів. Ці моделі та методи дозволили отримати математичне, інформаційне та програмне забезпечення систем автоматизованого проектування, яке реалізовано в програмному модулі "AcCAM".

Розроблено теоретико-множинну модель розподіленого обчислювального середовища під час виконання завдання в розподілених гетерогенних комп'ютерних системах, математичну модель розподіленого обчислювального процесу. Апробовано комплекс методів оцінювання та вибору схем призначення програмних компонентів завдання за обчислювальними ресурсами, методи забезпечення функціональної стійкості розподілених програмних завдань. Набули подальшого розвитку: методологія управління розподіленим обчислювальним процесом в гетерогенних комп'ютерних системах, модель подання завдань і ресурсів та методи розподілу програмних завдань за обчислювальними ресурсами. Розроблено інформаційну технологію управління розподіленим обчислювальним процесом в гетерогенних комп'ютерних системах, програмні засоби системи управління.

Визначена модель метричної взаємодії класичного та квантового комп'ютингу, яка характеризується взаємно-однозначною відповідністю за параметрами паралелізму, суперпозиційності та переплутування в обох видах обчислень. Це дає можливість реалізувати квантовий комп'ютинг в класичному виконанні за рахунок збільшення пам'яті. Апробовано метод невизначених коефіцієнтів для мінімізації булевих функцій, який відрізняється від класичного унітарним кодуванням даних для паралельного виконання логічних операцій в цілях отримання двох векторів, відповідних мінімальній диз'юнктивній і кон'юнктивній нормальним формам. Виявлено кубітний метод пошуку дефектів та квантовий метод синтезу тестів для логічних функціональностей за рахунок використання булевих похідних зі змінними на кубітних структурах даних. Отримано квантовий метод моделювання справної поведінки за рахунок memory-driven реалізації кубітних структур даних, що дає можливість використовувати транзакційні адресно-орієнтовані процедури аналізу цифрових пристроїв, які виключають логічні операції.

Вдосконалено та досліджено систему динамічних тензорних моделей QoS- маршрутизації та управління трафіком з формулюванням динамічних умов забезпечення якості обслуговування. Проведено розробку та дослідження моделей і методів відмовостійкої маршрутизації в телекомунікаційних мережах. Розроблено методи безпечної маршрутизації та швидкої перемаршрутизації за шляхами, що перетинаються. Проведено оцінку ефективності та розробку науково-методичних рекомендацій щодо практичного використання запропонованих рішень в області забезпечення відмовостійкості та мережної безпеки при управлінні трафіком з підтримкою якості обслуговування в мультисервісних телекомунікаційних мережах.

Одержав подальший розвиток метод локалізації об'єктів прив'язки кореляційно-екстремальних систем навігації (ОП КЕСН) на поточному зображенні, заснований на виявленні та багатопороговій селекції об'єкта прив'язки на поточному зображенні в умовах появи хибних об'єктів, обумовлених перспективними спотвореннями поверхні візування з високою об'єктовою насиченістю. Розроблено алгоритм локалізації ОП шляхом пошуку фрагмента бінарного поточного зображення з максимальним значенням одиниць, що співпадає з еталонним зображенням. Одержано аналітичний вираз для оцінки ймовірності локалізації ОП. Знайдено метод формування унімодальної вирішальної функції (ВФ), який полягає в підсумовуванні кількості одиниць різних зрізів ВФ та пошуку найбільшого значення, що відповідає повному співпадінню поточного зображення з еталонним.

Розглянуто і проаналізовано алгоритми кластеризації ресурсів: алгоритм кластеризації, побудований на математичному апараті нейронних мереж Кохонена; алгоритм нечіткої кластеризації на основі Fuzzy Classifier Means (FCM). Кластеризацію ресурсів запропоновано здійснювати за векторами ознак: координати розташування абонентських станцій (АС); запитувані ресурси; доступні ресурси. Розроблено метод забезпечення електромагнітної сумісності (ЕМС) при когнітивному розподілі просторово-часового ресурсу в мережах мобільного зв'язку. Метод складається з вибору алгоритму адаптивної антенної решітки та просторово-часового доступу. Апробовано метод забезпечення ЕМС при розподілі частотно-часового ресурсу в мережі мобільного зв'язку. Проведено аналіз ефективності даних алгоритмів.

Розроблено метод оперативного планування розподілу завдань з управління телекомунікаційними мережами, який дозволяє підвищити значення сумарного коефіцієнту важливості виконаних завдань та зменшити час їх обслуговування шляхом вирішення задач нелінійного булевого програмування у кластерах телекомунікаційних систем (ТКС) з використанням Grid-технології. Створена модель функціонування кластера телекомунікаційної Grid-системи. Одержав подальший розвиток метод планування розподілу завдань у кластерах ТКС, який дозволив у порівнянні з існуючими методами дискретної оптимізації суттєво зменшити часову складність планування розподілу завдань у кластерах ТКС, забезпечуючи малу похибку результатів рішення шляхом удосконалення методу вирішення задач нелінійного булевого програмування на основі рангового підходу.

Запропоновано структурну модель метричних властивостей X-функцій, яка орієнтована на виконання паралельних операцій на кубітних структурах даних у цілях отримання лінійного часу генерації тестів і моделювання цифрових систем. Оцінено аналітичну модель синтезу кубітних покриттів X-функцій від кінцевого числа змінних, яка характеризується можливістю створення логічних схем, що не потребують експоненційних витрат на генерування і аналіз тестів перевірки несправностей. Визначено паралельний метод синтезу тестів для несправностей X-функцій від кінцевого числа змінних, який характеризується взяттям булевих похідних по кубітних покриттях, що дає можливість отримувати перевіряючі тести мінімальної довжини. Знайдено паралельний метод синтезу дедуктивних кубітних покриттів для моделювання X-функцій. Впорядковано memory-driven архітектури та алгоритми для реалізації методів тестування та верифікації цифрових систем на кристалах, які відрізняються паралельним виконанням логічних операцій над кубітними структурами даних.

Набула подальшого розвитку схема пошуку в ширину, яка в комбінації із способами побудови збільшуючих шляхів у графах транспортної мережі утворює метод розв'язання базових задач оптимізації замкнених маршрутів та інших задач про паросполучення. Розроблено метод знаходження в довільному графі транспортної мережі паросполучення мінімальної ваги з використанням більш простої структури дводольного графа і меншою часовою складністю, ніж у відомих методах оптимізації замкнених маршрутів. Запропоновано рекурентний метод розв'язання задачі про призначення, що містить швидку за часовими параметрами процедуру побудови найкоротшого збільшуючого шляху в зваженому графі транспортної мережі, чим досягається перевага в швидкості обчислень перед іншими методами оптимізації замкнених маршрутів. Удосконалено рекурентний метод побудови зважених паросполучень, на основі якого будується 2-й фактор мінімальної ваги з найменшою часовою складністю, в результаті зведення 2-го фактора до обмеженої задачі про призначення. Модифіковано алгоритм Літтла з істотно меншим часом розв'язання задач транспортного типу, що містить для швидкого обчислення точніших оцінок меж шуканого оптимуму один з окремих випадків 2-f.

Запропонована комп'ютингова структура кіберфізичної системи, яка характеризується цифровим метричним моніторингом і хмарним online управлінням, що дає можливість підвищити якість науково-освітнього процесу та зменшити накладні витрати університету. Удосконалено метрику оцінювання соціальної активності студентів та співробітників. Винайдено емоційно-логічні примітиви і схеми кіберсоціального комп'ютингу. Визначено комп'ютингові структури кіберфізичних сервісів, які характеризуються інтерактивною online взаємодією між підсистемами цифрового моніторингу і хмарного управління соціальними групами, що дає можливість зменшити непродуктивні витрати чacy університету.

Отримав подальшого розвитку метод побудови і аналізу сингулярної моделі з примежовим шаром шляхом побудови й оцінки точності асимптотичного розв'язку рівнянь для ергатичних систем з динамічним захистом. Удосконалено обчислювальний метод асимптотичного розв'язку задач Коші з різними типами сингулярностей і нестаціонарністю параметрів керування. Визначено аналітичний розв'язок задачі та оцінки значень малого параметра збурення для різних швидкостей шкідливого процесу. Розроблено метод аналізу ступеня стійкості ергатичних систем з урахуванням параметричної оцінки стійкості в колі точок катастроф при пошуку раціональних значень її параметрів. За допомогою чисельного експерименту виявлено наявність необмежених хаотичних рухів в неавтономній системі поблизу періодичного руху відповідної автономної ергатичної системи з захистом при зближенні періодів коливань.

Вперше запропоновано математичну модель і метод ієрархічно-координаційної міждоменної маршрутизації у програмно-конфігурованій телекомунікаційній мережі (ТКМ). Новизна моделі полягає в тому, що набули нової форми умови збереження потоку для доменів різних типів. Запропоновано трирівневий метод ієрархічно-координаційної маршрутизації в SDN/MPLS. Отримав подальший розвиток дворівневий метод маршрутизації з розподілом канального ресурсу у мережі SDN/MPLS-DiffServ-TE. Застосовано принцип прогнозування взаємодій при забезпеченні збалансованого використання канального ресурсу, що виділяється потокам різних класів в ході їх маршрутизації.

Модифіковано методи розрахунку тестопридатності кінцевих автоматів, керованості, спостережуваності та досяжності вершин (станів) у графах переходів керуючих автоматів. Запропоновано новий підхід при автоматизованому проектуванні тестопридатних кінцевих автоматів за рахунок побудови моделей мовами опису апаратури (HDL-моделей), у яких додаткові переходи реалізуються шляхом додавання умовних операторів в опис функцій переходів і автоматного шаблону мовою опису апаратури VHDL. Розроблені HDL- описи моделюються та синтезуються інструментальними засобами систем автоматизованого проектування цифрових пристроїв на технологічній платформі ПЛІС. Процедури розрахунку тестопридатності кінцевих керуючих автоматів дозволили оптимізувати створення додаткових переходів в моделях автоматів за рахунок обчислення оцінок по Квайну синтезованих моделей автоматів.

Вирішено проблему вироблення загальної методології дослідження екстремальних задач на множинах комбінаторних конфігурацій. Вона полягає у відображенні допустимої множини комбінаторних конфігурацій у евклідів простір, формуванні евклідової постановки екстремальної задачі, застосуванні запропонованої типології до визначення типу отриманої задачі евклідової комбінаторної оптимізації як екстремальної задачі на множині e-конфігурацій. Вона розв'язана відповідними методами, що комплексно використовують досліджені алгебро-топологічні та тополого-метричні властивості множин e-конфігурацій, запропоновану теорію їх неперервних функціональних представлень, теорію опуклих продовжень та оцінок мінімумів функцій, а також наявний на даний момент апарат математичного програмування.

Вперше запропоновано кубітний метод синтезу логічних схем, який характеризується унітарним кодуванням значень багатозначних змінних для паралельного моделювання кіберсоціальних процесів. Також визначено кубітний метод паралельного аналізу кіберсоціальних процесів, означений унітарним кодуванням багатозначних змінних, використовуваних в еталонних логічних елементах комбінаційних схем. Досліджено кубітно-регістровий метод аналізу, який характеризується використанням логічних елементів з векторною формою унітарних кодів багатозначних змінних для паралельного моделювання кіберсоціальних процесів. Удосконалено архітектуру memory-driven кіберфізичного комп'ютингу, яка відрізняється паралелізмом процедур синтезу та аналізу логічних секвенсорів, призначених для моделювання соціальних процесів і явищ з метою моніторингу та управління. Впорядковано кубітно-векторні моделі цифрових комбінаційних схем, які відрізняються унітарним кодуванням багатозначних логічних змінних для синтезу секвенсорів з метою паралельного аналізу кіберсоціальних процесів.

Нова методика метрологічної атестації систем радіоакустичного зондування (РАЗ) грунтується на метрологічній атестації основних пристроїв системи, що визначають похибку вимірювання інформаційного параметра відбитого сигналу системи. Запропоновано метод прийому, який заснований на пасивній радіолокації плями розсіяних електромагнітних коливань, сфокусованих сферичними хвильовими фронтами акустичного пакету. Розроблено метод фільтрації миттєвих профілів температури, одержуваних системою РАЗ, що дозволяє зменшити час, який витрачається на отримання температурних профілів атмосфери з необхідною достовірністю, а також виключити з результатів вимірювань похибки, які обумовлені нестаціонарним характером протікання атмосферних процесів.

Удосконалено метод підвищення пропускної здатності, близької до межі Шеннона, систем зв'язку з МІМО та OFDM з використанням індикаторів якості просторово-частотних каналів. Запропоновано новий метод оцінювання параметрів просторово-частотних каналів систем зв'язку з МІМО та OFDM, заснований на використанні калманівської фільтрації, що забезпечує оцінку в реальному масштабі часу та дозволяє враховувати статистичний зв'язок між суміжними просторово-частотними каналами. Це дає можливість скоротити час та підвищити якість оцінювання, які необхідні для реалізації адаптивної модуляції. Вперше запропоновано метод підвищення пропускної здатності та завадозахищеності мобільних систем зв'язку з OFDM, який засновано на комплексному використанні додаткової часової еквалізації, багатофазної фільтрації та повороті сигнального сузір'я. Визначено метод підвищення якості зв'язку за рахунок просторово-часової та поляризаційної обробки сигналів з автокомпенсацією завад, який засновано на використанні адаптивних антенних решіток з алгоритмом адаптації по пілотному сигналу.

На основі модифікованої тренд-сезонної моделі неоднорідних послідовностей, в якій трендова складова подається у вигляді інтерпольованих усереднених значень із врахуванням функції належності нечітких розбиттів, запропоновано метод фільтрації компонент неоднорідних часових послідовностей. Цей метод дозволяє застосувати дану модель для коротких вибірок без втрати крайових значень. Розроблено метод визначення значущих чинників нечіткої регресійної моделі неоднорідних послідовностей даних, який дозволяє запобігти перенавчанню нечіткої лінійної регресії. Також апробована інтелектуальна інформаційна технологія аналізу неоднорідних послідовностей та надано відповідне програмне забезпечення.

Предложены новые робастные методы обучения искусственных нейронных сетей (ИНС), дающие возможность эффективно обрабатывать информацию при наличии помех с асимметричными распределениями. Предложены новые методы кусочно-линейной аппроксимации гауссовских базисных функций в радиально-базисных сетях (РБС), которая позволяет существенно упростить вычисления. Модификация метода гибридного обучения ИНС состоит в использовании эволюционного алгоритма для грубой настройки параметров сети и разработанной робастной рекуррентной процедуры Левенберга-Марквардта для окончательной тонкой настройки. Получил дальнейшее развитие эволюционный метод устранения влияния помех при определении структур и параметров нейросетевых моделей за счет использования оценок параметров модели помехи Тьюки-Хьюбера в процедуре М-обучения. Развиты коэволюционирующие ИНС прямого распространения. Решены практические задачи построения системы измерения температурных полей вращающихся трубчатых печей в ООО "Побужзкий ферроникелевый комбинат" и задачи управления процессом травления полосовой стали на металлургических предприятиях Украины.

Запропоновано архітектуру розумного хмарного світлофора, яка характеризується використанням логічних операцій і часом простою зеленого сигналу, що дає можливість істотно збільшити пропускну здатність транспортних потоків на перехресті доріг. Удосконалено метрику і критерії оцінювання якості інфраструктури, яка відрізняється можливістю online аналізу кіберфізичного простору для пошуку квазіоптимального маршруту і зменшення часу його виконання. Визначено алгоритм Дейкстри, який відрізняється можливістю аналізу кіберфізичної інфраструктури дорожнього рyxy для online пошуку квазіоптимального маршруту транспортного засобу в умовах виникнення колізій. Верифіковано програмні компоненти кіберфізичної архітектури дорожнього руху "Cloud Traffic Control" з подальшим тестуванням модельних потоків транспортних засобів на ділянках дорожньої інфраструктури.

Удосконалено модель балансування навантаження розподіленої системи, яка враховує обмеження на заданий набір характеристик мережі для різних класів обслуговування та зміну в часі фрактальних параметрів трафіка. Набув подальшого розвитку метод розрахунку дисбалансу ресурсів розподіленої системи, який включає в себе комплексний вимір загального рівня дисбалансу системи та враховує вагові коефіцієнти ресурсів серверів. Проведено дослідження фрактальних властивостей адитивного трафіка, що постає при мультиплексуванні потоків даних. На основі цих результатів запропоновано метод балансування навантаження, який враховує мультифрактальні властивості адитивного комп'ютерного трафіку. Використання даних методів дає можливість підвищити ступінь використання ресурсів системи за рахунок спрямування неоднорідних інформаційних потоків на менш завантажені ресурси.

Запропоновано математичну модель радіоканалу в умовах радіопридушення на основі принципу суперпозиції при розрахунку коефіцієнта придушення радіозасобів від декількох джерел. Отримано імітаційну модель роботи каналу радіозв'язку на основі теорії кінцевих автоматів Мура для визначення коефіцієнта придушення в кожній точці оперативного простору і оптимальних азимутів напрямку додаткового засобу захисту від навмисних завад. Удосконалено метод визначення зони стійкого радіозв'язку в умовах радіопридушення на основі хвильового алгоритму визначення ізолінії. Розроблено рекомендації щодо створення і використання додаткового засобу захисту від навмисних завад на основі протиударного алюмінієвого щита і штатних радіозасобів підрозділів Національної гвардії України.

Выполнено математическое моделирование тепловых процессов при воздушном охлаждении объектов с большим количеством элементов периодической структуры на поверхностях с использованием программного пакета SolidWorks Flow Simulation. Проведены расчеты и исследована эффективность охлаждения батареи с поверхностями в виде «полупины со скругленными кромками», «скрученные ленточки» и «открытые пирамиды». Экспериментальные результаты близки к расчетным. Рассмотрена математическая модель тепловой трубки, получена эффективность охлаждения Li-ion батареи тепловой трубкой и зависимость удельной теплопроводности тепловой трубки от температуры элемента батареи. Выполнено моделирование процесса охлаждения Li-ion батарей, основанном на использовании психрометрический разницы температур (М-цикл).

Вперше запропоновано алгоритмічну модель (АМ) процесу вибору методів доменного моделювання (МДМ) та інструментальних засобів при розробці лінійок програмних продуктів (ЛПП). Отримали подальший розвиток: методи дослідження технологічних особливостей використання МДМ в процесах розробки ЛПП за рахунок використання запропонованого методу визначення структурно-функціональної складності доменного моделювання (ДМ); методи аналізу та визначення ступеня ПВ вихідного коду шляхом застосування сукупності метрик і обчислювальних алгоритмів. Удосконалено інформаційну технологію розробки ЛПП за рахунок розробки підходу до визначення ефективності застосування окремих методів та засобів ДМ. На основі запропонованих моделей та методів, доведених до інженерних методик, та розробленої інформаційної технології реалізовано інструментальний CASE – засіб для автоматизації ряду процесів дослідження ефективності технологій доменного проектування. Розроблені моделі, методи та інструментальні засоби можуть бути використані для підвищення ефективності процесів розробки ЛПП із застосуванням методів побудови ДМ, у тому числі і на основі УПС.

Разработана математическая модель квазистационарных режимов работы системы подачи и распределения воды, учитывающая стохастический характер объекта управления и окружающей среды и адекватно описывающая процессы транспорта и распределения воды в системах водоснабжения. На базе этой модели впервые сформулирована и решена задача оптимизации квазистационарных режимов работы водопроводных распределительных сетей, включающая в себя задачу оптимального распределения нагрузки между насосными станциями, задачу оптимизации работы квазистационарных режимов работы насосной станции и задачу зонирования. Реализована задача оптимального стохастического управления с дискретным временем магистрального водопровода, отличающаяся от известных введением дополнительных экстремальных и вероятностных ограничений на фазовые переменные. Проведена оценка эффективности разработанных моделей и методов.

Застосування методу багатошляхової багатоадресної маршрутизації (ББМ) в телекомунікаційній мережі дозволяє знизити обчислювальну складність реалізації багатошляхової багатоадресної маршрутизації на підставі переходу від розв'язання нелінійної оптимізаційної задачі до послідовності менш складних та розмірних задач лінійної оптимізації. Отримала подальший розвиток математична модель маршрутизації багатоадресних потоків в напрямку підтримки спільного явного резервування канального ресурсу. Це дозволило знизити об'єми використаної пропускної здатності каналів зв'язку при організації спільного явного резервування мережних ресурсів. Удосконалено модель балансування навантаження при багатошляховій маршрутизації в телекомунікаційних мережах з неоднорідною архітектурою, що дозволило покращити якість обслуговування за показником середньої затримки пакетів в телекомунікаційній мережі.

Усовершенствованы вычислительные методы отождествления измерений объектов на серии цифровых изображений за счет использования частичного и полного предварительного отождествления. Это позволяет повысить надежность отождествления и обеспечения погрешностей измерений на уровне требований Центра малых планет касательно точности оценки угловых положений астероидов и обеспечивает среднеквадратическое отклонение измерений положения опорных звезд, которое не превышает 5% масштаба пикселя. Определен метод исследования показателей точности измерений углового положения опорных звезд в пространстве, что позволяет в автоматическом режиме анализировать расширенное множество показателей их точности. Методы внедрены в программном обеспечении автоматизированного обнаружения астероидов и комет на серии кадров CoLiTec.

Запропонована реалізація методу індивідуального просторово-часового доступу абонентської станції до ресурсів базової станції, яка полягає у формуванні для сигналів кожної абонентської станції відповідного амплітудно-фазового розподілу за допомогою вагових коефіцієнтів адаптивної антенної решітки з використанням методів адаптивної процедури управління вектором вагових коефіцієнтів. Більш конструктивними для використання в задачах просторово-часового доступу є рекурсивні процедури, що дозволяють здійснювати корекцію вектора вагових коефіцієнтів в динамічній, в тому числі нестаціонарній завадово-сигнальній обстановці, що особливо важливо для зв'язку з мобільними абонентськими станціями і дозволяє скоротити час на обробку викличних сигналів при незмінності основних режимів роботи мобільної мережі.

Запропоновано нові конструктивно-технічні рішення випробувальних стендів для дослідження механічних впливів на ГС. Проведено експериментальні дослідження з визначення впливу вібрацій на параметри друкованої котушки індуктивності, а також визначення сил, з якими ГС виривається з ZIF-з'єднувача та розривається під час розтягування. Досліджено механізми пробою ГС. Апробовано новий метод контактування ГС із компонентами ЕТ на основі плаского з'єднувача з нульовою силою вставки, що забезпечує підвищення якості контактування за рахунок створення рівномірного тиску на всі виводи ГС і зниження перехідного опору у контактній зоні порівняно з відомими аналогами. Встановлено технологічний процес виготовлення з'єднувача. Досліджено технологічні режими операцій із формування міжшарових з'єднань і монтажу електронних компонентів на ГС за допомогою ультразвукового зварювання.

Розроблено математичне, інформаційне та технічне забезпечення інтелектуальної системи підтримки прийняття рішень, в основу якого покладено інформаційні технології раннього виявлення розладнань в нестаціонарних квазіперіодичних процесах для виявлення неадитивних розладнань та комп'ютерного планування втручань, що надає можливість фахівцям предметних областей отримати необхідний набір кількісних характеристик розладнання і дозволяє уникнути подальших ускладнень. Запропонована інформаційна технологія раннього виявлення неадитивних розладнань дозволяє ідентифікувати їх на ранній стадії, що дає змогу уникнути подальших ускладнень та запобігти аварійним ситуаціям. Комплексне використання розроблених інформаційних технологій раннього виявлення розладнань та планування втручань дозволяє окрім реалізації превентивних заходів отримувати економічний ефект в умовах страхової медицини.

Запропоновано метод синтезу інтерфейсних структур і протоколів виконання транзакцій RT-рівня на основі аналізу специфікації SoC-архітектури системного рівня, який характеризується використанням двобічної стандартної шини Wishbone обміну даними між функціональними модулями, що дозволяє здійснювати мультіверсне створення компонентів цифрових систем на кристалах. Визначено метод синтезу RTL-моделей функціональностей. Це характеризується однозначним перетворенням C++ і SystemC-описів цифрових блоків системного рівня в алгоритми і структури даних автоматної моделі Мура, заданої синтезованою підмножиною мовних конструкцій VHDL, що дає можливість істотно зменшити час виконання процесів проектування, тестування і верифікації. Удосконалено структури даних. Доопрацьовано метод мультіверсного синтезу керуючих і операційних автоматів, орієнтованих на архітектурні рішення в метриці, що відрізняється мінімальним часом виконання функціональності за рахунок розпаралелювання операцій при обмеженні на апаратні витрати.

Розроблено методи абсолютного вимірювання енергії імпульсу та безперервної потужності лазерного випромінювання, методи вимірювання факторів ефективності поглинання, коефіцієнту дихроїзму, методи вимірювання параметрів поляризації болометричними вимірювачами. Досліджені нелінійності характеристики перетворення болометра. Проведено оцінку, а також виключено з результатів систематичні похибки за рахунок температурних залежностей основних фізичних параметрів болометра, нерівномірності розподілу інтенсивності вздовж болометричного елементу, стану поляризації випромінювання при вимірюванні параметрів лазерного випромінювання. Вимірюваними параметрами випромінювання є безперервна потужність, енергія однократних імпульсів, кут напрямку лінійної поляризації, параметри еліптичної поляризації, коефіцієнт нерівномірності розподілу інтенсивності, узагальнена площа, діаметр оптичного пучка та координати його енергетичного центру, а характеристиками – профільні розподіли уздовж певних напрямків.

Оптимізовано процес фрагментації запрошених файлів децентралізованої пірингової мережі Р2Р і аналізу якості процесу формування файлів при різному режимі їх реплікації і в умовах стаціонарності і нестаціонарності роботи мережі. Оптимізація забезпечує покращення якості надання послуг при передачі медіаконтенту. Розроблена дискретно-неперервна математична модель фрагментації. Показано, що для конкретизації файлів метод лінійного програмування дає кращий результат при паралельному скачуванні декількох фрагментів. Отримана статистика процесу скачування фрагментів для оптимізованої ситуації і без неї. Час скачування в оптимізованих умовах майже в три рази скорочується. Одночасно з цим зменшується дисперсія часу скачування, що дозволяє мінімізувати втрати фрагментів при їх реплікації. Проведено аналіз різних методів планування фрагментів і показано, що втрати фрагментів ростуть пропорційно бітрейту трафіку. Ці втрати можуть бути мінімізовані з урахуванням медіаобізнаності мережі при обліку структури відеоконтенту. Запропоновані рішення щодо оптимізації процесу завантаження забезпечують мінімізацію часу скачування і втрату фрагментів в умовах великих навантажень.

Розроблено модель, з використанням якої встановлено аналітичні взаємозв'язки між структурними, топологічними і електрофізичними параметрами детекторного модуля (ДМ) і гнучких з'єднувальних елементів (ГЗЕ). Досліджено залежності захисту ліній передач ДМ від конструктивних параметрів і технології виготовлення. Виконано оптимальні конструктивно-технологічні рішення ГЗЕ згідно з критеріями мінімізації маси в робочому об'ємі детекторного блоку. Проведено теоретичні та експериментальні дослідження технологічних процесів (ТП) виготовлення багатошарових ГЗЕ з урахуванням усадки матеріалу, похибки геометричних розмірів елементів, клина травлення алюмінію. Визначені оптимальні режими і обрані маршрутні схеми виготовлення ГЗЕ з кроком розташування провідників 50 мкм і менше. Удосконалено ТП ультразвукового зварювання ГЗЕ з безадгезивних алюміній-поліімідних фольгових діелектриків на автоматизованому обладнанні. Це дозволило покращити відтворюваність з'єднань і підвищити продуктивність складання ДМ більш ніж у 10 разів.

Запропоновано новий метод лазерного зондування простору, що оточує мобільного робота (МР), – метод динамічної тріангуляції, який надає можливість сканування в об'ємному секторі і можливість картографування поверхні перешкоди. Також визначено метод раціональної апроксимації наближенням медіантами, який забезпечує при реєстрації співпадання деякої цілої кількісті інтервалів вимірювання з цілою кількістю еталонних інтервалів без залишку вимірювання частоти сигналу з великою точністю за дуже короткі інтервали часу. Цей метод можливий завдяки використанню вперше запропонованого критерію медіанти чисельником у форматі "ціле число з деякою кількістю нулів". Метод є інваріантним до джиттеру та нестабільності тривалості імпульсів імпульсних послідовностей. Апробовано метод функціонування лазерного сканера системи технічного зору (СТЗ) зі змінним кроком сканування. Удосконалено формування достовірної зони поля зору робота шляхом фільтрації результатів сканування з великими похибками на основі використання алгоритму Левенберга-Марквардта для підвищення розрізняльної здатності СТЗ. Розроблено метод визначення оптимальної траєкторії руху MP в заданому секторі простору за критерієм мінімального шляху і максимальної гладкості траєкторії.

Розроблено метод параметричної ідентифікації коефіцієнта вологопровідності ненасиченої зони ґрунту на основі нейронних мереж. Це дозволило суттєво підвищити точність його визначення. Апробовано метод керування вологозабезпеченістю сільськогосподарських культур при крапельному зволоженні на основі нечіткої логіки з врахуванням впливу випадкових збурень на об'єкт. Удосконалена структура гідравлічного регулятора вологості кореневого шару грунту двосторонньої дії. Інтелектуальні методи підтримки прийняття рішень в умовах багатокритеріальності в задачах оптимального керування дозволили зекономити водні та енергетичні ресурси з одночасним забезпеченням отримання планового врожаю сільськогосподарських культур.

Удосконалено методи оцінки ефективності захисту медичного персоналу від впливу електромагнітного випромінювання, в яких враховуються як паразитні випромінювання, число відбитих хвиль, так і число зовнішніх джерел, що мають випадкові амплітуди і фази. Визначено показники електромагнітного випромінювання в медичних приладах і системах. Знайдена математична модель біологічної системи життєдіяльності і узагальнено критерій ефективності системи. Апробовано параметри багатошарових покриттів при довільних кутах падіння електромагнітної хвилі. Це дозволило розрахувати коефіцієнт поглинання при різних товщинах захисних матеріалів.

Основними результатами дисертації є: векторні моделі кубітного представлення структур і компонентів цифрових систем, що базуються на адресному кодуванні вхідних сигналів і відрізняються технологічністю та швидкодією побудованих на їх основі процедур синтезу й аналізу; метод інтерпретативного паралельного моделювання компонентів цифрових систем на кристалах, який відрізняється застосуванням автоматної МАТ-моделі, що використовує тільки адресовні структури пам'яті й операції транзакції; методи синтезу тестів і моделювання несправностей, які відрізняються паралельним виконанням логічних регістрових операцій над кубітними покриттями схемних компонентів.

Введено нові та удосконалено ряд наявних визначень, які традиційно використовуються для опису вузькосмугових сигналів, для адекватного визначення фізичної сутності статистичних характеристик надширокосмугових просторово-часових сигналів і алгоритмів їх обробки. Визначено точні явні рішення задач структурного синтезу пасивних надширокосмугових радіотехнічних комплексів високоточного формування радіометричних зображень об'єктів, які розміщені у дальній зоні Фраунгофера, на випадок використання антенних систем з довільним числом елементів. Розроблено метод інверсної просторової фільтрації первинних двовимірних радіометричних зображень, який значно підвищує точність їх відтворення. Досліджено пасивні радіотехнічні комплекси (ПРТК) тривимірного картографування протяжних об'єктів. Запропоновано, синтезовано та ґрунтовно досліджено пасивні радіотехнічні системи тривимірного картографування протяжних об’єктів. Розроблено новий критерій вузько-, широко- та надширокосмуговості для ПРТК, який, на відміну від відомих, передбачає аналіз функції невизначеності пасивного радіометричного комплексу та усуває наявні розбіжності у визначені належності систем до вузько-, широко- та надширокосмугових.

Предложен вычислительный метод выявления околонулевого видимого движения объекта, основанный на критериях значимости скорости видимого движения объекта. В качестве таких критериев используется t-критерий Стьюдента и f-критерий Фишера. Линейная регрессионная модель соответствует прямолинейному равномерному видимому движению объекта. Использование такого метода максимизирует условную вероятность правильного обнаружения околонулевого видимого движения объекта в условиях наблюдений, которые постоянно меняются. Усовершенствован подстановочный вычислительный метод максимально правдоподобного обнаружения околонулевого видимого движения объекта. Найден метод оценки показателей качества обнаружения околонулевого видимого движения объекта на основе статистического и натурного моделирования. Разработанные вычислительные методы апробированы на практике и внедрены в блоке обнаружения объектов с околонулевым видимым движением программы автоматизированного выявления астероидов и комет CoLiTec, открыто много малых тел Солнечной системы, в том числе комета С/2012 S1 (ISON) – долгопериодическая околосолнечная комета.

Розроблено новий метод оцінки ризику інформаційної безпеки (РІБ) шляхів передачі потоку пакетів (ПП) в телекомунікаційних мережах. При цьому враховуються ефективність та вразливість маршрутизаторів мережі, а також ймовірність здійснення атаки типу відмова в обслуговуванні на маршрутизатори в заданий момент часу. Це дозволило оцінювати ризики порушення конфіденційності, цілісності та доступності потоку пакетів при його передачі по заданому шляху. Отримали подальший розвиток моделі одношляхової та багатошляхової маршрутизації ПП в телекомунікаційних мережах (ТКМ) в умовах кібератак. Новизною моделей є врахування РІБ разом з базовими параметрами в формулах розрахунку метрик шляхів. Використання запропонованих моделей дозволило вибирати шлях передачі ПП в ТКМ на основі критерію «безпека – якість» та знизити ризики порушення конфіденційності, цілісності, доступності та своєчасної доставки транзитного ПП.

Розроблено мультиагентну модель популяційної динаміки, засновану на інтелектуальних раціональних агентах, що функціонують в умовах логічної невизначеності. Формалізовано клас епідемічних процесів, заснований на факторах та характеристиках, що впливають на динаміку популяції. Удосконалено метод ідентифікації об'єктів інтелектуальної мультиагентної системи, заснований на частковій спостережуваності простору станів для довільної кількості агентів. Дістав подальший розвиток метод інтелектуального аналізу популяційної динаміки, заснований на нечітких рекурентних моделях, що дозволяє оцінити можливість виникнення хаотичної динаміки модельованої системи.

Для визначення ступеня впливу нерівномірності амплітудно-частотної характеристики метеорного радіоканалу (МРК) розроблено математичну модель, яка враховує характеристики МРК у широкій смузі частот, а також існуючі перешкоди. За результатами моделювання визначені вимоги, що висуваються до шумоподібних сигналів (ШПС) для метеорної системи зв'язку. Цей сигнал має бути дискретно-частотним складаним ШПС із базою від 36 до 64. Частотні складові сигналу мають бути близькі до частоти 40 МГц. В ході використання рекомендованого сигналу, швидкість передачі збільшилася до 140 кбіт/с, що у порівнянні із вузькосмуговими метеорними системами передачі інформції (МСПІ) збільшилася в 7 разів.

Вперше запропоновано використовувати в активних системах для вимірювання комплексної діелектричної проникності (КДП) генерацію квазіоптичного генератора на 2-й гармоніці. Оптимізовані розміри хвилеводної узгоджувальної комірки – трансформатора імпедансів напівпровідникового діода, розташованого в комірці, і відкритого резонатора. Визначено оптимальну конструкцію дзеркала з узгоджувальною коміркою. Встановлено, що в високодобротних вимірювальних квазіоптичних резонаторах, які оптимізовані по дифракційним втратам на краях дзеркал і омічним втратам, важливим фактором, що впливає на чутливість і точність вимірювань, є втрати на нерезонансне випромінювання і розсіювання резонансного поля на елементах зв'язку резонатора з хвилеводами. Розроблений підхід, що дозволяє досліджувати механізми втрат в квазіоптичних напівпровідникових генераторах. Проаналізовано причини нестабільності резонансної частоти резонаторів типу Фабрі-Перо і розроблений спосіб термостабілізації такого резонатора з метою проведення прецизійних вимірювань діелектричної проникності резонаторним методом.

Запропоновано модифіковану математичну модель розподілу завдань на обчислювальних ресурсах в GRID-системі, розширені кортежі подання завдань та обчислювальних ресурсів, модифіковано метод Backfill з консервативним резервуванням. Розроблено та впроваджено в імітаційне середовище GRASS метод пошуку розподілу завдань з мінімальним часом виконання пулу завдань та мінімальним простоєм обчислювальних ресурсів. На підставі цих результатів апробовано інформаційну технологію розподілу завдань, яка дає можливість підвищити ефективність використання обчислювальних ресурсів GRID-системи за рахунок зменшення їх простою.

Проведен статистический анализ параметра отношения сигнал/помеха+шум (ОСПШ) смежных каналов. Разработана двумерная модель уравнений состояния и уравнений наблюдения. Предложено производить оценку измеряемых параметров каналов с помощью многомерной процедуры Калмана-Бьюси. Данная процедура производит оценку в реальном масштабе времени и позволяет учитывать статистическую связь между смежными каналами. Анализ показал, что учет взаимных связей дает выигрыш больше, чем в 10 раз, при оценивании статистически зависимых параметров каналов. Применение алгоритма Shortest – Job – First (SJF) при диспетчеризации ресурсов дает выигрыш относительно используемого в Long Term Evolution (LTE) алгоритма First-In-First-Out (FIFO) по среднему времени ожидания в очереди от 45% до 50%, по среднему времени обработки пакетов – до 48%, по процентному отношению отброшенных пакетов – до 15%. Синтезирован алгоритм управления пространственно-временным доступом, основанный на модели нечеткой логики. Анализ показал, что по сравнению с существующим алгоритмом, основанным на анализе очередей, предложенный алгоритм позволяет повысить вероятность соединения на 10–40%.

Предложен метод гибридного обучения эволюционирующей многослойной нейро-фаззи системы, основанной на системе Ванга-Менделя и объединяющей процессы эволюции архитектуры, самообучения функций принадлежности и обучения синаптических весов, что позволяет обрабатывать данные, поступающие последовательно в on-line режиме. Разработаны методы обучения для настройки всех параметров нейро-фаззи узлов для улучшения аппроксимирующих свойств эволюционирующих нейро-фаззи систем. Обоснованы методы обучения эволюционирующих систем на основе метода группового учета аргументов (МГУА) и каскадных систем с использованием в качестве узлов двухвходовых нейро-фаззи систем Ванга-Менделя и двухвходовых нео-фаззи узлов. Это позволяет обрабатывать данные в условиях коротких обучающих выборок. Разработаны архитектура и методы обучения взвешенной аддитивной нелинейной авторегрессионной модели с экзогенными входами (ANARX)-модели для прогнозирования нестационарных нелинейных временных рядов. Усовершенствована эволюционирующая нейро-фаззи сеть Кохонена и метод ее обучения для кластеризации данных, поступающих на обработку в последовательном on-line режиме, в условиях неопределенности относительно количества кластеров.

Предложена матричная модификация метода кластеризации CLARANS, предназначенная для обработки массивов видеонаблюдений, хранящихся в больших базах видеоданных. Рассмотрена матричная модификация метода кластеризации DBSCAN, ориентированная на решение задачи сегментации изображений с нечеткими границами между сегментами произвольной формы и отличающаяся сокращенным количеством оцениваемых параметров, что позволяет повысить быстродействие обработки растровой информации. Введены матричные модификации методов иерархической агломеративной кластеризации изображений, предназначенные для обработки информации, содержащейся в больших базах данных, и позволяющие сократить объем вычислений, что обеспечивает ускорение обработки в условиях, когда продуцируемые сегменты имеют произвольную форму. Выявлен метод полуконтролируемого матричного векторного квантования для анализа текстур сегментации последовательности изображений, позволяющий обрабатывать видеоданные как в режиме обучения с учителем, так и самообучения в последовательном режиме, что также позволяет повысить быстродействие процесса обработки видеоинформации.

Исследованы эффекты фазового пространства системы дифференциальных уравнений типа Вольтерра, которые описывают взаимодействие для двух и большего числа объектов – акторов различной природы, которые в классической модели Вольтерра принято называть «видами». Рассмотрены дополнительные особенности фазовых портретов при слабых синусоидальных внешних воздействиях на скорость «размножения». Исследована устойчивость неавтономной системы. Найдены численные решения при дестабилизации модели на частотах воздействия, близких к частоте цикла невозмущенной системы. Численным экспериментом выявлены бифуркации при изменении как амплитуды, так и периода возмущения. В результате исследований установлено, что изменения амплитуды (в пределах 5%) приводят к переходу системы от периодических движений к устойчивому росту, а затем к хаотическим колебаниям. Показано, что бифуркация вносит несимметричность в структуру характеристических показателей, a с ней неустойчивость и уход траектории на бесконечность. Разработанные методы позволяют оценить состояния и параметры технических систем, которые приводят к устойчивому росту системы или к квази-хаотической динамике.

Розроблено метод прихованої передачі інформації та цифрових водяних знаків, що є стійким до спотворень в каналах зв'язку та має високу пропускну здатність без втрат стійкості та рівня прихованості. Проведено удосконалення стеганографічного метода вбудовування даних у вейвлет-коефіцієнти зображень. Для підвищення завадостійкості запропоновано метод попередньої підготовки інформації до прихованої передачі, а також метод адаптації телекомунікаційних систем передачі прихованої інформації до зовнішніх впливів. Запропоновано використання реєстраційного шаблону, вбудовування якого дозволяє підвищити загальну стійкість системи до атак на основі афінних перетворень. На основі наведених вдосконалень при підготовці та приховуванні інформації розроблено метод вбудовування даних у нерухомі зображення, що дозволяє досягти основної мети роботи – підвищити стійкість вкладених даних та збільшити пропускну здатність системи прихованої передачі інформації.

Получил дальнейшее развитие сервисный подход к созданию информационных систем (ИС). Разработа теоретико-категорная математическая модель паттерна проектирования требования к ИС. Рассчитана математическая модель архитектурного фреймворка макропроектирования ИС, основанная на представлениях формальной составляющей фреймворка в виде множеств структурных и поведенческих паттернов проектирования требований к ИС. Для оценивания объема работ по созданию ИС на основе описания ее рациональной архитектуры разработана модель онтологических точек и метод формирования описаний онтологических точек. Анализ результов внедрения показал снижение трудозатрат и затрат времени на выполнение соответствующих IT-проектов.

Запропоновано новий метод розподілу пропускної здатності телекомунікаційного каналу на основі нейро-нечіткого прогнозування. Визначено, що застосування цього методу дозволяє збільшити сумарний виграш від передавання пакетів та знизити втрати пакетів. Розроблено математичні моделі передавання мультимедійного потоку, що дозволяють встановити середній об'єм мультимедійної інформації чи середню тривалість мультимедійного потоку, передавання якого можна здійснити при заданій імовірності відкидання пакету. Проведено удосконалення методу нейро-нечіткого управління відкиданням пакетів з врахуванням динамічної зміни пропускної здатності. Визначено, що застосування удосконаленого методу дозволяє скоротити втрати пакетів і зменшити середню затримку пакетів в умовах динамічної зміни пропускної здатності.

Рассмотрено использование мультиантител в качестве прецедентов в модели искусственной иммунной сети (ИИС). Предложена гибридная модель на основе модели клонального отбора, используемая для прогнозирования искаженных временных рядов, которая учитывает влияние внешних факторов, позволяет повысить точность прогноза и обеспечивает получение прогноза в режиме реального времени. Также рассмотрены подходы к распараллеливанию гибридных моделей прогнозирования на основе вычислительных систем с общей и индивидуальной памятью. Предложен показатель для определения применимости иммунного подхода краткосрочного прогнозирования временных рядов, основанного на модели клонального отбора и Case Based Reasoning (CBR), который позволяет на этапе предпрогнозного анализа выполнять настройку параметров гибридной модели прогнозирования, что позволяет сократить время обучения ИИС и уменьшить размер популяции антител. Найдена инструментальная среда для анализа иммунного алгоритма и решения задачи краткосрочного прогнозирования временных рядов, позволяющая выполнять сравнительный анализ для оценки эффективности предлагаемых подходов.

Предложен новый подход к верификации протоколов управления, в основу которого положен классический метод «проверки на моделях». Процесс верификации в данном случае базируется на последовательной проверке соответствия ветвей дерева достижимости Е-сети модели реализации и ветвей дерева достижимости спецификации протокола OpenFlow. Разработан алгоритм формирования контрпримера, который обеспечивает вывод и позволяет локализировать последовательность состояний модели реализации протокола, приводящих к возникновению ошибок. Сформировано несколько сценариев процесса верификации: частичная верификация на основе шаблонов и полная верификация реализации протокола. Применение такого подхода позволяет уменьшить вероятность возникновения эффекта «комбинаторного взрыва» пространства состояний. Ha основе частных моделей и методов сформирована комплексная методика анализа и верификации протоколов управления в программно-конфигурируемых сетях.

Запропоновано архітектуру розширеного нео-фаззі нейрону, який дозволяє реалізовувати нечітке висновування за Такаґі-Суґеновільного порядку, що характеризується покращеними апроксимуючими властивостями та підвищеною швидкодією. Визначено архітектуру та методи навчання каскадної нейро-фаззі мережі, що еволюціонує з оптимізацією пулу нейронів у кожному каскаді для інтелектуального опрацювання даних, що надходять у послідовному режимі. Винайдена багатовимірна система та методи її навчання показали високу точність та переваги при вирішенні задачі прогнозування нелінійних стохастичних і хаотичних багатовимірних сигналів в онлайн режимі порівняно з існуючими системами. Запропоновано архітектуру та методи самонавчання каскадної нейро-фаззі системи, що еволюціонує, для послідовного кластерування даних з автоматичним визначенням локально оптимальної кількості кластерів. Розв'язано практичну задачу нечіткого кластерування світлин для подальшого їх класифікування за умови невизначеності щодо кількості кластерів та рівня їх розмитості за допомогою пропонованої самонавчальної гібридної системи. Розв'язано практичну задачу прогнозування витрат нормогодин для ремонтних робіт візків вагонів 61-425, 61-181, 47Д та 47 К у ТОВ "Харківський вагонобудівний завод" за допомогою запропонованої каскадної гібридної нейро-мережі, що ґрунтується на розширених нео-фаззі нейронах.

Разработан метод универсального хеширования благодаря рациональным функциям кривой Судзуки, метод вычисления хэш-функций по кривой Судзуки нa основе многопараметрической схемы Горнера. Получены оценки алгеброгеометрических параметров кривых Судзуки над конечными полями. Получены оценки универсального хеширования по кривой Судзуки, сложности вычислений хеш-кода, ключевые расходы. Дальнейшее развитие получил метод универсального хеширования с ограничением функционального поля с помощью рациональных функций алгебраических кривых, метод каскадного универсального хеширования на основе произведения функциональных полей.

Выполнен анализ моделей представления прототипов структурированных объектов, a также методов построения прототипов в системах естественного и искусственного интеллекта; разработаны предикатные модели понятий и логических связей между понятиями; предложена алгебро-логическая модель прототипа структурированного объекта в базе знаний; найден метод формирования прототипов структурированных объектов на основе неточного сравнения их предикатных моделей. Полученные алгоритм и структура базы прототипов предназначены для автоматизированных информационных систем с интеллектуальным интерфейсом, для логической поддержки проектирования информационных структур. Математические и программные результаты работы могут быть использованы в области Data Mining и системах классификации изображений. Результаты работы нашли свое практическое применение в Центральной клинической больнице Украинской железной дороги при разработке программно-компьютерного комплекса автоматизированной диагностики для решения задач поиска и анализа изображений, полученных с помощью различных медицинских технологий с целью повышения качества автоматизированной обработки медицинских изображений.

Предложенный следящий метод обработки рассеянных сигналов систем радиоакустического зондирования атмосферы (РАЗ) учитывает преобразования, которым подвергается радиосигнал при распространении в локационном радиоакустическом канале, выполняет оптимальную линейную обработку получаемых оценок параметров атмосферы и обеспечивает повышение точности и оперативности измерения параметров атмосферы. Суть работы алгоритма – в вычислении корреляционных интегралов между принятой реализацией отраженного радиосигнала и двумя опорными колебаниями, сформированными с использованием функции рассеяния. Этот метод позволяет устранить систематичекие погрешности в измерении параметров атмосферы радиоакустическими системами, связанные с изменением параметра расстройки условия Брэгга на трассе распространения зондирующих сигналов. Предложено использовать механизм оптимальной линейной фильтрации для обработки последовательности оценок параметров атмосферы. Целесообразно использовать стохастическую модель с независимыми первыми приращениями.

Получил дальнейшее развитие метод распознавания вредоносных программ на основе искусственной нейронной сети (ИНС), обучение которой предлагается осуществлять с помощью искусственной иммунной системы (ИИС), использующей модель кодирования настраиваемых параметров в виде адаптивного структурированного мультиантитела. Предложено представление модели ИИС, используемой для распознавания вредоносных программ, в виде мультиагентной системы, программные агенты которой идентифицируют исполняемые файлы в сенсорных областях и взаимодействуют между собою в коммуникационных областях, определяемых аффинностями, что обобщает ее описание, делает болee гибкой и позволяет изменять параметры и структуру иммунной сети. Разработана инструментальная среда для моделирования эвристического анализатора вредоносных программ. Проведены экспериментальные исследования и сравнительный анализ разработанных методов и моделей распознавания вредоносных программ с существующими на различных семействах вирусами, которые указали на повышение эффективности их распознавания.

Получил дальнейшее развитие численный метод, основанный на совместном использовании методов R-функций и последовательных приближений для математического моделирования стационарного обтекания тел вязкой несжимаемой жидкостью. Решение исходных нелинейных задач сводится к решению последовательностей линейных краевых задач, для чего на каждом шаге итерационного процесса разработан численный алгоритм на основании метода Бубнова – Галеркина. Доказана сходимость построенных итерационных процессов при малых числах Рейнольдса, получены оценки скорости сходимости в энергетической норме. Предложено использование нелинейного метода Галеркина для аппроксимации неопределенных компонент структуры в случае расходимости итерационного процесса. Для расчета массообмена тел с равномерным поступательным потоком впервые разработан численный метод, основанный на аппроксимации неопределенных компонент в структуре решения краевых задач методом Бубнова – Галеркина. Доказана сходимость галеркинских приближений в энергетической норме к единственным обобщенным решениям задач, получены оценки решений в энергетической норме.

Разработанные математические модели, численные методы и программно-аппаратные средства моделирования позволяют автоматизировать междисциплинарное исследование как математических моделей, так и самого процесса взаимодействия лазерного излучения с многослойным микробиологическим материалом. Кроме того, это даёт возможность осуществить применение указанных средств для повышения качества биотехнологического процесса деления искусственной и натуральной кожи при лечении обширных ожогов, сварки биоматериала, деления ранних элитных эмбрионов с целью их последующей трансплантации, что можно использовать в практике микрохирургии, офтальмологии, косметологии и других отраслях.

На основе экспертных систем разработан метод синтеза и оптимизации конструкций СВЧ-фильтров с частично заполненными волноводно-диэлектрическими резонаторами (ВДР) в Н- и Е- плоскостях. Разработаны математические модели СВЧ-фильтров с частично заполненными ВДР на основе методов обобщенной матрицы рассеяния и частичных областей. Данные модели позволяют повысить точность проектирования фильтров, поскольку они позволяют учитывать не только распространяющиеся, но и затухающие волны. Описан процесс разработки программного обеспечения Sapphire CAD – интеллектуальной САПР СВЧ-фильтров на основе частично заполненных ВДР в Н- и Е- плоскостях; проведено тестирование системы и экспериментальное исследование результатов проектирования. Произведено сравнение рассчитанных системой Sapphire CAD СВЧ-фильтров на основе частично заполненных ВДР с известными современными аналогами на микрополосковых резонаторах.

Разработана методика построения функции Грина для плоскослоистого диэлектрического заполнения в методе пронизывающей области (МПО). Исследовано согласование фазированных антенных решеток (ФАР) из плоскопараллельных волноводов с внешним пространством за счет применения согласующей периодической структуры (СПС). Модуль коэффициента отражения при использовании СПС уменьшается в 3-4 раза в диапазоне углов сканирования от 0° до 60°. Показано, что СПС с диэлектрическим заполнением обеспечивает уменьшение модуля коэффициента отражения на 25-35% для некоторых толщин стенок волноводов. Для треугольной сетки расположения излучателей модуль коэффициента отражения уменьшается в два раза по сравнению с ФАР без СПС в секторе углов сканирования от 0 до 40 градусов в диапазоне нормированных на длину волны геометрических размеров ka от 3.958 до 4.325. Для прямоугольной сетки модуль коэффициента отражения уменьшается в 1,5-2,5 раза в диапазоне нормированных на длину волны геометрических размеров ka от 3.995 до 4.288 в секторе углов от 0 до 80 градусов.

Проведена обобщенная оценка помехоустойчивости фибоначчиевых компонентов цифровых устройств, работающих с фибоначчиевыми числами в минимальной форме, и предложен метод их быстродействующего счета. Проведен анализ фибоначчиевых чисел в минимальной форме и на его основе предложен метод исправления ошибок в регистрах Фибоначчи и его соответствующая структура. Предложен метод синтеза быстродействующих счетчиков Фибоначчи с параллельной передачей сигналов, работающих с числами в минимальной форме, и проведена их оценка по быстродействию и аппаратурным затратам. С увеличением числа разрядов быстродействующих счетчиков Фибоначчи аппаратурные затраты в нем растут, что можно отнести к недостаткам данной структуры счетчиков, a задержки сигналов остаются постоянными, что приводит к неизменности их быстродействия. Кроме того, их структуры отличаются однородностью и простотой, что упрощает их реализацию и повышает надежность работы. Фрактальный метод дешифрации кодов Фибоначчи дает возможность выявления ошибок и существенно уменьшает аппаратурные затраты.

Синтезирован комплекс моделей видеопоследовательностей за счет анализа многомерных временных рядов, индуцируемых видеопотоками, путем обнаружения изменения их свойств, что обеспечивает валидную структуризацию видео, которую можно одинаково эффективно проводить как для информационного запроса, так и для элементов видеоколлекции. Для дальнейшей структуризации сегментов видео предложены методы формирования и поиска ключевых кадров, представляющих сегменты видеоданных в задачах поиска видео на базе механизмов поиска изображений в больших библиотеках статической визуальной информации. Разработаны интеллектуальные методы компрессии видеокадров и видео для темпоральной обработки видеопотоков в задачах многоаспектной индексации, позволяющие в том числе сократить объемы хранимой информации после структуризации. Установлена валидность разработанных моделей и методов темпоральной обработки видеоданных, а именно пространственно-временной сегментации с выделением ключевой информации в полученных сегментах. Определены условия рационального использования разработанных моделей и методов в задачах интеллектуального информационного поиска с запросами «по образцу». Рассмотрены возможности использования предложенных методов анализа видеопоследовательностей для решения других классов задач и возможностей внедрения полученных результатов.

Решена задача параметрического синтеза инфокоммуникационной сети с трафиком, имеющим несколько периодов интенсивности. При синтезе математической модели этой задачи было уделено внимание тому, что для мультисервисного трафика современных сетей характерно наличие эффекта самоподобия, что было учтено в предлагаемой модели. Первой задачей было распределение потоков с минимизацией суммарной величины требуемых пропускных способностей каналов в рамках линейной потоковой модели и представлением инфокоммуникационной сети виде многослойного графа. Второй задачей по известному распределению потоков было нахождение оптимальных значений пропускных способностей каналов согласно критерию минимума стоимости сети и при ограничении на задержку. Экспериментальные исследования подтвердили эффективность предложенных методов и адекватность используемых математических моделей.

Створено синтетичні рецептори, які є монодисперсними молекулярно імпринтованими полімерами-наночастинками (МІП-наночастинками) з великою кількістю гомогенних і доступних для молекул – мішеней ділянок молекулярного розпізнавання за рахунок проведення теоретичних досліджень ліганд-рецепторної взаємодії «шаблон – мономер» та за рахунок розроблення технології молекулярного імпринтингу на поверхні скляних мікросфер з іммобілізованим шаблоном. Експериментально підтверджено, що синтезовані МІП-наночастинки мають зіставну з моноклональними антитілами характеристику специфічності та покращену стабільність як у контексті елементів розпізнавання «безміткових» сенсорів на основі поверхневого плазмонного резонансу, так і у «міткових» ферментних псевдоімуносенсорах. Науково обгрунтована технологія створення синтетичних рецепторів на основі нано-МІПів дозволила суттєво знизити гостроту науково-прикладної проблеми розробки сенсорних пристроїв із системами молекулярного розпізнавання.

Определены эффективные конструкторско-технологические решения микроэлектромеханических систем (МЭМС): изготовление матричных структур чувствительных элементов (сенсоров температуры, давления, ИК-излучения, мультисенсоров, бесконтактных датчиков высокой температуры, микромощных источников питания, утилизирующих неиспользуемые виды энергии (вибрации, тряски, удары и т.п.); микромеханических узлов в виде бессборочных конструкций с распределенной, сосредоточенной податливостью, управляемой конфигурацией. Созданы макетный и опытный образцы МЭМС МПУ для контроля электрических параметров многослойных структур, а также входного и функционального контроля электронных компонентов с матричными шариковыми выводами, которые обладают возможностью самотестирования любого контакта из всего множества. Получены патенты Украины (№ 82405, 95190, 97538, 98539), их испытания в опытном призводстве показало исключения ошибок первого и второго рода (пропуск бракованных и забраковки пригодных плат), уменьшение себестоимости и габаритно-масовых характеристик примерно на 1-2 порядка.

Разработана математическая модель общей многокритериальной задачи реинжиниринга топологических структур централизованных трехуровневых систем крупномасштабного мониторинга по показателям затрат, оперативности, надежности и живучести, частными случаями которой являются математические модели задач по одному, двум или трем критериям. Ее использование позволит получать более эффективные проектные решения, учитывающие множество функционально-стоимостных характеристик и ограничений. Разработанные математические модели и методы решения задачи реинжиниринга топологических структур систем крупномасштабного мониторинга расширяют методологическую основу систем автоматизации проектирования, планирования и реинжиниринга территориально распределенных объектов различного назначения. Предложенный метод и его модификации реализованы в созданном программно-методическом комплексе Reengineering-TS. Они апробированы, показали свою работоспособность и эффективность на примерах решения тестовых задач реинжиниринга систем мониторинга по одному или множеству показателей.

Усовершенствован ряд математических моделей, которые описывают влияние кристаллографии GaAs на качественные параметры подложек, в частности, остаточные напряжения, плотность дислокации, отклонение от плоскостности. Внедрены следующие методы: разработано устройство "Полярон–4", позволяющее измерять остаточные напряжения в подложках GaAs и отображать результаты в виде распределения остаточных напряжений в 2D и 3D виде; предложено устройство "ТВ–Дислок 1", в котором относительная погрешность метода составила 33%; выявлено устройство контроля отклонения от плоскостности подложек «АКИДП–1», величина абсолютной погрешности которого составила 0,8 мкм. Обоснованы параметры отжига, которые позволи снизить уровень остаточных напряжений до такого, что не превышает 40 МПа. Разработано устройство контроля диаметра слитка в процессе его роста. Итог работы – разработанная технология производства подложек GaAs, которая обеспечивает увеличение их качества, в частности: уменьшение уровня остаточных напряжений на 10%, уменьшение плотности дислокаций на 12%, уменьшение отклонения от плоскостности подложек не менее чем на 20%, что позволяет увеличить процент выхода годных приборов на 5–7%.

В работе усовершенствованы и разработаны следующие методы: метод нечеткой кластеризации порядковых данных на основе частотных прототипов и функций принадлежности, позволяющий обрабатывать данные, не подчиняющиеся нормальному распределению; адаптивный метод нечеткой кластеризации порядковых данных на основе порядково-цифрового отображения для обработки данных, поступающих в последовательном режиме; метод нечеткой кластеризации данных, заданных в порядковой шкале путем совместного использования функции принадлежности и функции правдоподобия, повышающий точность кластеризации порядковых данных. Доработан метод возможностей нечеткой кластеризации массивов категориальных данных путем совместного использования частотных прототипов и мер несходства. Реализована нейро-фаззи система на основе нео-фаззи нейрона для классификации порядковых данных путем введения дополнительного выходного слоя. Это позволило улучшить аппроксимирующие свойства гибридной системы вычислительного интеллекта при работе с порядковыми данными.

Усовершенствованы адаптивные системы междупериодной обработки (МПО) сигналов импульсных обзорных радиолокационных систем (РЛС) различного назначения путем реализации комбинированной адаптивной системы (КАС) МПО, которая на основе единого адаптивного решетчатого фильтра (АРФ) обеспечивает одновременное воспроизведение непрерывных энергетических спектров (НЭС) радиолокационных отражений различной физической природы и селекцию движущихся целей (СДЦ) на их фоне. Развита теория «обобщенных анализаторов» НЭС случайных процессов. Предложена структура на основе квазиобеляющего фильтра с нижней треугольной ленточной матричной импульсной характеристикой и оценено быстродействие ее адаптивного варианта. Показаны «экономные» способы решения задачи воспроизведения НЭС отражений и СДЦ на их фоне точечных целей на единой программно-алгоритмической структуре. Проведены полунатурные испытания предлагаемой КАС МПО. Адаптивная система СДЦ на основе АРФ целесообразна для использования в КАС МПО, она на 3–7дБ лучше классических «сглаженных» Фурье-спектров и воспроизводит НЭС отражения, а выигрыш по пороговому сигналу в сравнении с широко распространенными фильтровыми системами СДЦ может достигать 10–20 и даже более дБ.

Усовершенствован метод моделирования биоэлектрических процессов мышц верхних конечностей, который позволяет учесть индивидуальные особенности нервно-мышечной системы человека и определить причины возникновения тремора. Разработанные метод и программное средство тестирования индивидуальных особенностей мелкой моторики рук на дигитайзере дают возможность определить первичные нарушения моторной сферы, которые могут проявляться в виде усиленного физиологического тремора либо расстройств тонических движений. Комплексный подход на основе разработанных методов и средств определения дрожательных феноменов подкоркового уровня при функциональных поражениях нервной системы позволяет снизить вероятность ошибки принятия диагностического решения с 0,25 до 0,17 по сравнению с традиционным методом исследования.

Предложен метод обнаружения изображений объектов, смазанных собственным движением: на первом этапе выделяются изображения, соответствующие селективным признакам протяженных изображений, на втором этапе исключаются случайным образом образованные кластеры объектов с круговыми изображениями; на третьем этапе проверяется согласованность положений выделенных протяженных изображений на разных кадрах. Усовершенствован итерационный метод оценки положения объекта с круговым изображением на цифровом кадре. Метод позволяет с точностью, близкой к потенциальной, оценивать местоположение объектов с круговым изображением на цифровом кадре. В качестве модели формы протяженного изображения объекта использована субпиксельная гауссова модель, которая описывает распределение координат падения фотонов в пиксели цифрового кадра. Метод использует критерий минимума суммы квадратов отклонений между экспериментальной и модельной яркостями пикселей и критерий максимального правдоподобия. Реализованные методы в рамках ПО СoLiTec применены в Андрушевской астрономической обсерватории, обсерватории ISON-NM (Mayhill, New /Mexico, USA), обсерваториях ISON-Кисловодск и ISON- Уссурийск.

Ha основе графовой ярусно-параллельной модели предложен метод объединения вершин графовой ярусно-параллельной модели программной архитектуры. Метод позволяет уменьшить структурную сложность модели и тем самым снизить временные затраты на адаптацию программной архитектуры к изменяющимся во времени требованиям конечного пользователя. Также усовершенствован автоматный метод проверки выполнения ограничений к формируемому программному обеспечению. Предложена информационная технология и программное обеспечение структурного синтеза программной архитектуры информационной системы. Полученные теоретические результаты реализованы при разработке программного обеспечения «SW Design».

Разработан метод траекторного хирургического планирования, в котором предложена шкала индексов риска повреждения анатомо-функциональных структур, за счет которой, а также с использованием интегральной функции инвазивности обеспечивается расчет травматичности хирургического доступа, что позволяет определить наименее травматичный доступ. Получил дальнейшее развитие метод визуализации внутримозговых ориентиров. Усовершенствован метод нейронавигации, в котором координаты локализации области оперативного вмешательства привязываются к костным ориентирам черепа. Основные результаты работы используются при проведении предоперационного компьютерного планирования стереотаксических оперативных вмешательств, а именно для обеспечения малотравматичного доступа к глубинным структурам головного мозга.

Синтезирована структура компенсатора многолучевости сигнала общего источника в многопозиционных пассивных системах синхронизации (МПСС). Экспериментально подтверждена возможность компенсации одновременно действующих во временном стробе разрешения некоррелированной и частично-коррелированной многолучевой помехи, что даже при их значительном энергетическом уровне (более уровня полезного сигнала) делает возможным выполнение высокоточных сличений эталонов времени и частоты. Предложено новое программно-аппаратное решение реализации компенсатора многолучевости сигнала общего источника в МПСС и принципы обработки результатов измерений, что позволило впервые провести экспериментальные исследования макета МПСС с использованием сигналов Харьковского телецентра формата DVB-T2 в режиме "нулевой базы". Использование компенсатора позволило снизить уровень помехового сигнала, обусловленного многолучевым приемом, что обеспечило снижение среднеквадратических отклонений ошибок измерений сдвига шкал эталонов времени и частоты в 4-5 раз.

Предложена обобщенная модель автоматической классификации на основе иммунных методов и моделей организации вычислений. Разработаны гибридные методы классификации, которые используют не только иммунные модели обработки данных, но и классические методы классификации (kNN и k-means), а также принципы организации мягких вычислений на основе нечеткой логики. Использование метода мутации клонов приводит к повышению скорости иммунного обучения без потери точности классификации. Предложено использование стимулирующих антител для повышения скорости иммунного обучения и определения начальных центров кластеров, которые формируются на этапе иммунного обучения при решении задачи классификации с неконтролируемым обучением. Проведены экспериментальные исследования разработанных методов и моделей классификации объектов, которые показали их высокую эффективность. Разработанные методы и модели использованы для решения задачи классификации результатов тестирования учащихся владельцев оружия в компании "Страж" (г. Харьков), а также при определении размера страхового платежа при обязательном страховании автотранспорта путем классификации характеристик транспортных средств в филиале страховой компании «Киевский страховой дом» (г. Харьков).

Предложены ядерные кластеризующие нейронные сети на основе радиально-базисной нейронной сети и обобщенной регрессионной сети, позволяющие обрабатывать потоки данных различной физической природы в последовательном режиме. Рассмотрена многослойная гибридная нейро-фаззи система вычислительного интеллекта на основе системы Ванга-Менделя и нечеткой кластеризующей самоорганизующей сети. С помощью этой сети можно настраивать не только свои параметры, но и архитектуру в on-line режиме и решать задачи кластеризации потока данных при условии априорно неизвестной формы кластеров и уровней их перекрытия. Модифицирован метод кластеризации ожидание – максимизация путем использования ядерных функций специального вида. Усовершенствована искусственная нейронная сеть для анализа главных компонент путем введения дополнительных слоев ядерных функций для повышения размерности исходного пространства с целью обработки информации, содержащейся в классах произвольной формы.

Усовершенствован метод определения аэродинамических характеристик носовой полости, который основан на учете наиболее значимых локальных сопротивлений, что позволяет в полной мере учитывать влияние изменения конфигурации верхних дыхательных путей при планировании ринохирургических вмешательств. Разработан метод анализа данных задней активной риноманометрии во время форсированного дыхания, основанный на анализе амплитудных величин перепада давления и расхода воздуха при дыхании и их предельных значений при переходе к области квадратичного аэродинамического сопротивления. Это позволяет повысить достоверность диагностики функциональных нарушений носового дыхания. Исследован метод определения микронеровностей поверхности слизистой оболочки верхних дыхательных путей с помощью компьютерно-томографических данных на субвоксельном уровне, который позволяет по критерию относительной шероховатости определять режим течения воздуха в носовой полости.

Использование усовершенствованной модели отказоустойчивой маршрутизации способствовало тому, что резервированию подлежали минимальные объемы пропускной способности каналов связи сети, что положительно сказалось на ее производительности (рост от 15–20% до 75–125%), это позволило повысить масштабируемость решений по отказоустойчивой маршрутизации путем сокращения числа задействованных каналов связи в среднем от 1,2 до 1,7 раз при реализации схемы защиты узла и от 1,4 до 1,8 раз при реализации схемы защиты канала в зависимости от длины «кратчайшего» пути, измеряемого числом образующих его каналов связи. Установлено, что иерархическо-координационная многоадресная маршрутизация, реализованная в рамках разработанного метода, обеспечивала оптимальность получаемых решений, достаточно близких (до 10–12%) к результатам централизованной многоадресной маршрутизации.

Предложены методы численного анализа, основанные на применении структурного метода R-функций и метода Галеркина. Координатная последовательность строилась на основе полиномов Лежандра и сплайнов Шенберга шестого порядка. Наименьшую погрешность дает использование сплайнов, которые были выбраны для проведения остальных вычислительных экспериментов. Получены численные результаты для трех тестовых областей – прямоугольника, параболического сегмента и трапеции при различных числах Грасгофа и Пекле, которые хорошо согласуются с результатами, полученными другими авторами. В разработанных методах алгоритм не изменяется при переходе к новой области, приближенное решение имеет аналитический вид, а структура решения точно учитывает краевые условия для функции тока и температуры. Кроме того, возможность получения решения в аналитическом виде позволяет провести качественный анализ течения. Методы численного анализа нестационарных течений вязкой теплопроводной жидкости были применены к математическому моделированию течения в канавке подшипника, свободной конвекции в расплавленном стекле и свободной конвекции в полости с теплопроводными стенками.

Впервые разработан метод генерации тестовых наборов пространственных данных, который включает создание базовых пространственных объектов, а также атрибутов этих объектов с возможностью имитации ошибок и искажений пространственных отношений и форм. В рамках метода разработаны алгоритмы создания пространственных данных, что позволяет сформировать тестовое информационное обеспечение ГИС-приложений. Получила дальнейшее развитие модель оценки качества пространственных данных, усовершенствованы методы выбора пространственных данных. Разработанный программный продукт содержит предложенные методы, модели и информационную технологию, позволяет формировать информационное обеспечение ГИС-приложений, а его апробация подтвердила надежность и технологичность в процессе разработки реальных ГИС-приложений. Результаты диссертационной работы внедрены на предприятии и в учебный процесс.

Розроблено новий інформаційно-екстремальний метод аналізу і синтезу здатної навчатися системи підтримки прийняття рішень (СППР) на базі контейнерів циліндроїдної форми та запропонованого трьохальтернативного інформаційного критерію оптимізації параметрів функціонування. Удосконалено метод оптимізації часового інтервалу формування корегуючих дій та інтервалу спостереження нестаціонарного технологічного процесу, на якому параметри регуляторів залишаються незмінними. Удосконалено метод візуалізації багатовимірних даних, представлених в бінарному вигляді з урахуванням характеристик та особливостей об'єкту керування, який дозволяє зображувати поточний функціональний стан технологічного процесу у вигляді точки на площині зі спірально розташованими осями координат. Розроблено програмне забезпечення здатної навчатися СППР і розглянуто питання її фізичної реалізації у вигляді окремого модуля другого рівня автоматизованої системи керування технологічним процесом (АСКТП) вирощуванням великогабаритних сцинтиляційних монокристалів із розплаву на установці типу «РОСТ» та запропоновано метод візуалізації даних в процесі машинного навчання.

Изложены результаты усовершенствования метода построения, оптимизации и верификации региональной двумерной модели полного электронного содержания ионосферы, которая использует однозначные фазовые наблюдения сети перманентных референцных станций глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС-станций) и позволяет существенно повысить точность позиционирования по сравнению с известными моделями, а также может быть использована в многопозиционных системах широкозонной дифференциальной навигации, точного позиционирования, высокоточного мониторинга ионосферных процессов. Определены ограничения однобазового дифференциального режима координатных определений и показано, что использование двойной дифференциальной коррекции позволяет на 30–40% эффективнее компенсировать ионосферные задержки сигналов ГНСС. Усовершенствован метод оценивания зенитных тропосферных задержек с использованием дифференциальных фазовых наблюдений, который позволяет определять тропосферные задержки с сантиметровой точностью на межбазовых расстояниях и дает возможность повысить точность определения высоты на 20–90% (в зависимости от сезона).

Создан эффективный алгоритм, позволяющий получить распределения компонент электромагнитного поля в любой области коаксиального резонатора. Анализ результатов позволил обоснованно провести дальнейшие упрощения вычислительных процедур, получить выходные параметры резонаторного измерительного преобразователя (РИП) и, в частности, уточненные значения эквивалентной емкости коаксиальной измерительной апертуры (КИА), нагруженной образцом сдвига резонансной частоты и изменения добротности РИП. Разработаны методики определения соотношений выходных сигналов, которые наименее чувствительны к инструментальным погрешностям при поточных измерениях. Разработана методика расчета эквивалентной емкости КИА с использованием параметров коаксиального перехода к индуктивной части РИП. Эти методики позволят проводить теоретическую калибровку РИП с КИА с наперед заданной точностью, а полученные алгоритмы могут быть использованы для выбора и калибровки четвертьволновых СВЧ резонаторных датчиков, используемых как в медицине, так и в других областях науки и техники.

Проведення математичного моделювання гемодинамічних процесів у великому і малому, церебральному та коронарному колах кровообігу за допомогою побудованoї моделі дозволило отримати аналітичні вирази для опису процесу проходження сигналу пульсової хвилі через ту чи іншу судину, що надало змогу розробити метод доказового визначення ступеня ураження тієї чи іншої ділянки системи кровообігу людини найпоширенішими патологічними процесами руху крові по судинах. Результати роботи знайшли впровадження у Кременчуцькому обласному госпіталі для інвалідів війни Полтавської області при діагностуванні пацієнтів із симптомами артеріальної гіпертонії, аортального стенозу, ішемічного інсульту та ішемічної хвороби серця.

Разработана имитационная модель процесса распределенного дискретно-событийного моделированя, учитывающая динамическое изменение объемов памяти, потоков данных в локальных моделях, время простоя вычислительных ресурсов, методы синхронизации модельного времени и архитектуру локальных моделей стандарта HLA. Получили дальнейшее развитие методы распределения программных моделей по вычислительным ресурсам в распределенном имитационном моделировании GRID-систем, что позволяет повысить эффективность процесса распределенного имитационного моделирования путем уменьшения времени моделирования и количества вычислительных ресурсов. Использование разработанных методов дает возможность повысить эффективность процесса создания распределенных имитационных моделей, а также процесса проведения имитации в GRID или облачных инфраструктурах.

Разработан новый гибридный метод маршрутизации мобильных объектов, который включает объединение частных методов и позволяет оптимизировать управление процессами при ограничениях на временные и материальные ресурсы, что позволяет повысить эффективность систем. Предложена новая гибридная модель процессов управления мобильными объектами на основе интеграции стохастических, нечетких и сетевых моделей, позволяющая осуществлять управление мобильными объектами при ограничениях на временные и материальные ресурсы с учетом погрешностей мобильного объекта. Усовершенствован новый метод анализа процессов на гибридной модели, включающий интеллектуальные функции и технологи на основе правил функционирования объекта на множестве частных моделей. Определены границы адекватности разработанных методов в программной среде IntelliJ Idea и их вычислительная сложность, которая при заданных ограничениях близка к квадратичной. Опытная эксплуатация интеллектуальных средств управления сложными объектами подтвердила высокое качество и эффективность принятия решений по теме исследований.

Досліджено питання найбільш ефективної нумерації вузлів елементів розбиття, яка дозволяє отримати матриці системи звичайних диференціальних рівнянь (ЗДР), що мають блочно-трьохдіагональний вигляд. Запропоновано метод побудови точних розв'язків тестових задач. Наближений розв'язок нестаціонарної задачі теплопровідності з двома просторовими змінними представлений у вигляді формул сплайн-інтерполяції, побудованих на основі формул сплайн-інтерлінації функцій трьох змінних за двома просторовими змінними. Невідомі вузлові параметри інтерполяції, які є функціями від часу t, знаходяться шляхом розв'язання задачі Коші для системи ЗДР. Кількість рівнянь системи на порядок менша, ніж кількість рівнянь аналогічної системи ЗДР у класичній схемі метода скінченних елементів (МСЕ), при цьому забезпечується одна й та ж за порядком точність. Відповідні теоретичні твердження роботи обгрунтовані за допомогою теорем і підтверджені результатами обчислювальних експериментів.

Проведено имитационное моделирование разработанных методов классификации политематических текстовых документов на основе нейро-фаззи технологий: нечеткой вероятностной нейронной сети; нейронной сети адаптивного нечеткого обучаемого векторного квантования; нейроннной сети встречного распространения с контролируемым обучением. Решены практические задачи нечеткой классификации политематических текстовых документов при обработке результатов поиска в информационно-поисковой системе научной библиотеки, которая показала, что методы, которые предложены в работе, значительно улучшают процесс обработки пользователем результатов работы информационно-поисковой системы, а также сокращают время обработки результатов запросив. Также решены вопросы автоматической классификации полнотекстовых документов для диагностики заболеваний внутрибрюшных органов у ургентных пациентов, что позволяет сократить время постановки диагноза.

Разработан метод расчета пространственно-временных сверхширокополосных зеркальных антенн с круговой поляризацией для определения вероятности функционального поражения станций радиорелейной связи (РРС) при внеполосном короткоимпульсном воздействии. Получил дальнейшее развитие метод расчета поля, излучаемого сверхширокополосной зеркальной антенной с круговой поляризацией. Усовершенствован метод расчета вероятности функционального поражения (ФП) элементной базы входных трактов станций РРС при использовании пачки сверхширокополосных (СШП) сигналов. Уточнен метод расчета коэффициента влияния подстилающей поверхности при использовании СШП сигналов за счет учета амплитудно-частотного спектра сигнала, пространственно-частотной характеристики антенны, режима работы линии передачи, дисперсии электрических параметров грунта.

С помощью разработанного программного обеспечения реализованы алгоритмы – различители, которые позволили получить количественные оценки эффективности различения трех и четырехраундовой цепи Фейстеля. Также программное обеспечение позволило получить количественные оценки эффективности трехраундовой схемы Лей-Месси. Выявлены количественные оценки эффективности SPN-структуры, что позволило сравнить ее с другими высокоуровневыми конструкциями и найти более эффективную. Разработанный метод поиска наилучших дифференциальных характеристик позволил оценить стойкость алгоритма шифрования Калина к атаке на связанных ключах. Установлено, что количество активных байтов в лучшей дифференциальной характеристике не выходит за рамки установленной границы, что позволяет судить о безопасности шифра Калина к подобного рода атакам. Результаты работы внедрены в деятельность частного акционерного общества «Институт информационных технологий» и учебный процесс Харьковского национального университета радиоэлектроники. Научные результаты использовались при разработке нового национального стандарта блочного симметричного шифрования в Украине ДСТУ 7624:2014.

Разработаны новые методы и средства компьютерного планирования пластических вмешательств на лице человека. Для моделирования пластических вмешательств на лице человека с использованием данных фотограмметрии разработан способ 3D деформации, основывающийся на деформирующих преобразованиях полигональных сеток и применении деформирующего инструмента. Построена аэродинамическая модель, описывающая движение воздуха в верхних дыхательных путях, что вместе с результатами интроскопических исследований позволило создать итерационный алгоритм, дающий возможность оценить состояние воздухопроводящих путей носа, и тем самым установить их функциональную состоятельность, а следовательно, и наличие или отсутствие показаний к ринопластике.

Изготовленная по 0,18 мкм комплементарная структура металл-оксид-полупроводник (КМОП) технологии микросхема имеет малую площадь кристалла и удовлетворяет требованиям стандарта IEEE 802.15.4. Разработана схема формирования сигнала в виде импульса, подобного по форме 7-й производной Гауссова импульса с энергией 7,4 пДж на один импульс. Разработана схема усилителя в виде аналоговой интегральной схемы для сверхширокополосных применений на диапазон 3,1–5,1 ГГц с выходной мощностью 30 мВт и КПД 48% при напряжении питания 1,8 В. Проведен анализ узлов преобразования напряжение – ток и ток – напряжение для построения преобразователя напряжение – напряжение с экспоненциальной характеристикой с расширением динамического диапазона на 16дБ относительно прототипа при потреблении мощности 0,2 мВт и напряжении питания 1,25 В. Проведено исследование фазовых шумов в автогенераторах класса Е в режимах свободных колебаний и в режиме синхронизации, указаны пути снижения уровня шумов ключевых автогенераторов. Разработана новая конструкция и метод ее расчета.

Синтезирована общая структура и оптимальный измеритель многопозиционной пассивной системы синхронизации, в качестве информативного параметра которой используется временной момент приема идентичных фрагментов сигнала общего стороннего источника. Результаты экспериментальных исследований разработанных пассивных систем синхронизации свидетельствуют о реализуемости и работоспособности принципов построения, возможности достижения высоких точностных показателей сличения шкал времени эталонов – единицы наносекунд при измерениях по огибающей сигнала и сотни пикосекунд при фазовых измерениях, что соответствует характеристикам по точности GPS и ГЛОНАСС в режиме дифференциальной коррекции. При этом в качестве общих источников использовались наземные телецентры, а также искусственные спутники Земли на геостационарных орбитах. Эффект от использования новых методов состоит в возможности обеспечения единства частотно-временных измерений в Украине на уровне характеристик ГНСС. Разработанные принципы построения многопозиционных пассивных систем синхронизации позволяют максимально использовать имеющиеся технические средства сличения мер времени и частоты.

Проведен анализ потребляемой мощности и времени жизни автономных узлов беспроводных сенсорных сетей (БСС). Разработан новый метод управления энергетическим балансом узлов БСС на основе технологии ZigBee. Применение автоматической регулировки мощности (АРМ) в радиопередающих устройствах (РПдУ) приводит к уменьшению интенсивности электромагнитных полей, что способствует снижению энергопотребления. Предложена новая метрика выбора пути с учетом оставшегося времени жизни батарей узлов и учетом зависимости усиления АРУ в радиоприемнике и АРМ в радиопередатчике от заданной достоверности передачи сообщений и характеристик радиоканала. Увеличение времени жизни БСС достигается за счет того, что динамически изменяются роли узлов и перестраивается топология сети. Решена задача многопутевой маршрутизации с учетом устранения дисбаланса энергопотребления. Получена равномерная нагрузка между транзитными узлами, благодаря чему время жизни БСС возрастает.

Усовершенствована модель представления знаний эксперта в экспертных системах диагностики в виде продукционных правил, представленных в кубической форме. Получили дальнейшее развитие модели синтеза продукционных правил нечеткого логического вывода в кубической форме путем назначения веса каждому терму входной лингвистической переменной, что позволяет эксперту формализовать процесс и уменьшить время на создание продукционных правил. Практическая ценность работы состоит в разработке процедур проверки продукционных правил на корректность, а также процедуры проведения диагностического эксперимента по анализу качества функционирования компьютерных систем (КС). Разработан программный модуль, который упрощает процесс перехода от компактной формы представления продукционных правил к развернутой форме, a также выполняет их анализ на логическую корректность для дальнейшего использования в качестве базы знаний в экспертных системах диагностирования.

Предложена нейросетевая модель прогнозирования хода технологического процесса (ТП) сахарного призводства на основе динамического персептрона, позволяющая более адекватно отражать динамические свойства исследуемых ТП, что способствует повышению точности прогнозирования. Усовершенствован рекуррентный метод построения нестационарной регрессионной модели. Получил дальнейшее развитие метод управления динамическими объектами с помощью их статических моделей, что позволяет упростить процесс построения общей модели и использовать ее для оптимизации режимов работы отделений сахарного производства. Также разработаны нейросетевые методы построения традиционных нелинейных моделей Винера и Гаммерштейна, усовершенствованых путем применения искусственных нейронных сетей (ИНС) прямого распространения с использованием простых процедур обучения, что позволяет увеличить уровень автоматизации и скорость процесса построения моделей, а также улучшить их интерпретируемость. Разработано программно-алгоритмическое обеспечение модульного тренажера, позволяющее максимально унифицировать тренажер и использовать его для обучения операторов-технологов различных ТП.

Удосконалена теорія та чисельні методи напіввизначеної оптимізації, розширене її використання для розв'язування загальних квадратичних задач, які виникають при математичному моделюванні складних систем. Розглянута напіввизначена релаксація, яка дозволяє перетворювати загальні квадратичні задачі до задач напіввизначеної оптимізації. Знайдені перетворення початкової квадратичної задачі, які уточнюють напіввизначену релаксацію. Для таких перетворень використана точна квадратична регуляризація, яка дозволяє отримувати точну напіввизначену релаксацію для визначення класів задач квадратичної оптимізації. Запропоновано та перевірено на практиці нову процедуру знаходження верхніх і нижніх оцінок цільової функції у загальних задачах квадратичної оптимізації. Виконані значні порівняльні експерименти, які свідчать про перевагу розроблених методів при розв'язуванні складних багато екстремальних квадратичних задач.

Усовершенствован трилатерационный метод двумерной пространственной локализации пассивных Radio Frequency IDeentification (RFID)-меток путем упрощения зависимости расстояния от информационного параметра, учета эллиптичности линий положения и использования измерительной информации в виде фактов неполучения ответов от меток. Практическая реализация метода обеспечила исключение предварительного этапа сбора измерительной информации и уменьшение средней ошибки локализации на 6,7 ... 9,2%. Разработан комбинированный метод двумерной пространственной локализаци, позволяющий объединить несколько алгоритмов локализации точечного и зонного типов, обрабатывающих измерительную информацию различных видов, получаемую при излучении запросных сигналов на нескольких мощностях. Проведенный эксперимент показал, что возможно уменьшение средней ошибки локализации до 14,7% по сравнению с наилучшим вариантом одиночного точечного метода. Внедрена методика верификации блока квадратурного преобразования, выделяющего фазовую измерительную информацию из ответных сигналов пассивных RFID-меток. В ходе сравнения результатов модельного и натурного экспериментов установлено, что имеется достаточно хорошее качественное согласие.

На основе разработанной модели тонкопроволочных антенн с нелинейным поверхностным импедансом (АНПИ) создан алгоритм и программа анализа нестационарных режимов исследуемых устройств. Изучены характеристики АНПИ с неравномерным распределением поверхностного импеданса вдоль проводника. Показано, что за счет изменения абсолютных значений и формы распределения нелинейности можно управлять распределением тока на поверхности антенны и, соответственно, формой диаграммы направленности как основной рабочей частоты антенны, так и ее высших гармоник. Посредством выбора типа излучателя и его геометрических размеров возможно создание как одиночных нелинейных рассеивателей (HP), так и решеток на их основе с коэффициентом преобразования, близким к предельно возможному для используемых в них нелинейных элементов. Нелинейные рассеиватели на основе вибраторов позволяют обеспечить хорошие показатели крупноапертурных решеток антенн – умножителей в широком секторе углов сканирования. Использование данных результатов позволяет упростить конструкцию решеток HP, исключив из них дополнительные устройства согласования и фильтрации.

Новизна работы заключается в обеспечении согласованного решения комплекса взаимосвязанных между собой задач по распределению и превентивному ограничению интенсивности входных потоков пакетов, поступающих в очереди, а также выделению необходимой пропускной способности интерфейса для каждой из очередей, что позволило улучшить качество обслуживания телекоммуникационных сетей. Предложен двухуровневый метод иерархически-координационного управления очередями на маршрутизаторах с многоядерной или многопроцессорной архитектурой в условиях, когда таймер обновления управляющих решений больше времени, необходимого для их координации. Это позволило более полно учесть особенности многопроцессорной архитектуры современных маршрутизаторов, повысить масштабируемость конечных решений по управлению очередями и обосновать использование метода на маршрутизаторах ядра телекоммуникационной сети.

Получила дальнейшее развитие потоковая модель управления очередями на интерфейсах маршрутизаторов транспортных телекоммуникационных сетей, что позволило в большинстве случаев сократить число поддерживаемых очередей на интерфейсе без снижения уровня дифференциации качества обслуживания. Это способствовало минимизации времени на обработку пакетов на интерфейсе и снижению их межконцевой задержки в сети в целом. Выявлена модель управления очередями на интерфейсах маршрутизаторов активных сетей. Усовершенствован метод управления очередями на интерфейсах маршрутизаторов транспортных телекоммуникационных сетей. Применение полученных методов позволяет сократить количество поддерживаемых очередей от 15–18% до 25–33% без снижения уровня дифференциации качества обслуживания потоков пользователей, что способствует сокращению времени на обработку пакетов на интерфейсе и минимизации межконцевой задержки пакетов в сети в целом. Также это улучшает качество обслуживания по показателям средней задержки пакетов от 7–10% до 14–18% или вероятности потерь пакетов от 11 до 15% в зависимости от характеристик потоков пакетов, числа организованных очередей и параметров интерфейса.

Предложен метод удаленной передачи больших массивов данных с промежуточным хранением в инфокоммуникационных сетях с низкоскоростными участками, что позволяет значительно сократить время передачи данных (в среднем на 50%) при условии обеспечения приемлемых уровней джиттера и потерь пакетов потокового трафика. Получен метод предотвращения коллизий при параллельной обработке данных в децентрализованных инфокоммуникационных сетях за счет механизмов блокировки со специализированными сообщениями, позволяющие избежать ошибок в случае обращения нескольких экземпляров программы в одной порции данных и повысить оперативность обработки данных. Полученные результаты использовались при разработке OLDAS-версии программного комплекса автоматизированного обнаружения астероидов CoLiTec; для построения системы передачи больших массивов данных в Радиоастрономическом институте НАН Украины; при проведении наблюдений в дистанционно управляемой обсерватории ISON-NM (ISON-Уссурийск и ISON-Кисловодск). Осуществлено открытие кометы C/2013 V1 (Nevsky), астероида класса Кентавр (2013 UL10), троянского астероида (Юпитер 2013 VD) и астероида, сближающегося с Землей (2013 T86). Применение разработанного метода на радиотелескопе РТ-70 позволило сократить время передачи данных за 1 сеанс работы с 720 до 25 часов. Результаты работы внедрены в ФИ РАН, РИ НАНУ и ХНУРЭ, что подтверждается соответствующими актами.

Впервые предложен новый метод реализации процессов интеллектуального управления качеством изделий в сложных системах, который основан на определении уровня качества и показателей стоимости, а также целенаправленного тестирования объекта в условиях априорной и текущей неопределенности; определена новая гибридная модель, которая основана на интеграции расширенных вероятностных и нечетких сетях Петри; получил дальнейшее развитие метод оперативного анализа данных, который позволяет функционирование как при вероятностном оценивании, так и при нечетких исходных данных нечеткого логического вывода Мамдани и Такаги – Сугено – Канга. Определены границы адекватности метода в программной среде Fuzzy Petri Nets (FPN) и его вычислительная сложность, которая является близкой к квадратичной и позволяет расширить функциональные возможности. Опытная эксплуатация знание-ориентированных интеллектуальных средств анализа процессов в сложных объектах подтвердила высокую достоверность принятия решений по теме исследований.

Впервые разработан метод исключения из обработки первой модовой функции преобразования Гильберта-Хуанга, который базируется на анализе спектральных характеристик анализируемой функции. Метод позволяет получить энергетический выигрыш до 3 дБ при обработке цифровых последовательностей с малым отношением сигнал/шум или экономить вычислительный ресурс (повышать оперативность обработки) в противном случае. Усовершенствован метод выделения речевого сигнала для голосовой аутентификации пользователя, позволяющий более эффективно бороться с помеховыми воздействиями в области высоких частот за счет использования двухэлементной микрофонной решетки, пространственно-временной обработки материалов регистрации с учетом квадратурных составляющих и адаптивных весовых коэффициентов. Адекватность и эффективность полученных результатов подтверждены даннями имитационного моделирования и натурного эксперимента.

Предложена специальная блоковая структура операторных коэффициентов сингулярных уравнений. Построены математические модели пяти типов нелинейных радиотехнических устройств. Для этих моделей указаны ограничения, которые обеспечивают гладкую детерминированную эволюцию состояний на бесконечном интервале времени, и условия, при которых дифференциально-алгебраические уравнения устойчивые за Лагранжем. Указанным ограничениям удовлетворяют определенные классы нелинейных функций, которые не явлются глобально липшицевыми. Разработан численный метод нахождения решений полулинейного дифференциально-алгебраического уравнения на любом заданном отрезке времени. Получены приближенные решения для математических моделей радиотехнических цепей.

Для решения задач допечатной стадии производства в режиме взаимодействия с клиентами посредством Интернет были разработаны: 1) модель процесса формирования динамического пакета заказов, позволяющая моделировать процесс генерации содержимого пакета полиграфических заказов и финансово-выгодных предложений для клиентов на основе исследования рефлексивной природы процесса информационного взаимодействия между клиентами и полиграфическим предприятием; 2) метод формирования параметров макета заказов, позволяющий определить и заложить совокупность конкретных параметров проверки качества макета заказа в формате PDF в процессе его разработки в редакторе веб-базированных систем управления полиграфическими предприятиями (ВСУПП); 3) модель процесса выбора факторов повышения безопасности ВСУПП, позволяющая определить наиболее значимые факторы с наименьшей трудоемкостью их прикладной реализации для обеспечения высокого уровня защищенности системы. Предложенные в диссертации методы, модели и информационная технология внедрены на полиграфических предприятиях.

Предложена модель информационно-аналитической системы управления качеством и модель подсистемы принятия оперативных решений для коррекции процесса выращивания монокристаллов. Развит метод построения прикладной информационной технологии диагностики состояния сложного производственного процесса. Внедрена нейросетевая модель для косвенного мониторинга температурного поля в расплаве и разработан нечеткий обучаемый клеточный автомат. Исследован метод настройки параметров нечеткого клеточного автомата, основанный на поиске оптимальных значений коэффициентов во взвешенной t-конорме Лукасевича. Разработана информационная технология автоматизированного решения задачи оптимизации конфигурации теплового экрана ростовой установки для выращивания монокристаллов методом Чохральского. Усовершенствована нечеткая модель распознавания ситуаций, введено оценивание степени критичности ситуации, разработана база знаний для диагностики неблагоприятных ситуаций. Внедрение подсистем ''Мониторинг", "Советчик" и "Экран" на ЧП «Галар» (г. Светловодск) позволило получить годовой экономический эффект 85,4 тыс. грн.

При помощи разработанных численно-аналитических моделей проведены расчеты выходных характеристик магнетронов с двумя выводами энергии. Особое внимание при разработке и совершенствовании математических моделей магнетронов уделялось возможности моделирования их частотных свойств. Предложена математическая модель магнетрона для исследования шумовых явлений в электронном облаке и показана связь явлений нестабильности и перестройки частоты с электронным механизмом фазовой группировки электронного потока. Экспериментально исследованы перестройка частоты в «холодном» анодном блоке магнетрона с двумя выводами энергии. При сравнении полученных данных с расчетными показана возможность значительного расширения диапазона перестройки частоты в магнетронах. Экспериментально реализован на основе трехсантиметрового магнетрона с двумя выводами энергии макет устройства, которое позволяет осуществить электронную перестройку частоты от импульса к импульсу в паузах между ВЧ импульсами.

Виконано порівняльний аналіз технічних характеристик телекомунікаційних технологій (ТТ), проведено аналіз досліджень в галузі прогнозування цього процесу, аналіз доцільності використання методів математичної статистики для дослідження РТТ та аналіз методів, що можуть бути використані для його прогнозування. Розроблено математичну модель прогнозування розвитку телекомунікаційних технологій (РТТ) та виконано дослідження цього процесу методами математичної статистики, при якому, окрім основних статистичних показників, виявлено фактори, що впливають на РТТ. Визначено групи країн з близьким рівнем розвитку та здійснено прогнозування РТТ методами регресійного аналізу з використанням поліноміальної моделі часових рядів. Досліджене впровадження ТТ, яке здійснене методами математичного та імітаційного моделювання. Помилка прогнозу РТТ не перевищує 0,71... 1,57%. Аналітична модель дослідження РТТ peaлізована в програмному комплексі, який дає можливість зменшити витрати часу на проектування телекомунікаційних мереж (ТМ) на 40% порівняно з кращими з відомих засобів автоматизованого проектування.