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.

Предложено устранить турбулентность в рассеивающем объеме с помощью капиллярных волоконно-оптических датчиков (ВОД) различной конфигураций, работающих в световодном и несветоводном режимах. Измерения автокорреляционной функции (АКФ) света, рассеянного неподвижными монодисперсными средами, были инжектированными в сердцевину капиллярного световода ВОД, что позволило доказать эквивалентность предложенных конфигураций для измерения размеров наночастиц. Прокачивая раствор через капиллярные световоды (КСВ) с помощью насоса со скоростью, обеспечивающей однородное и стационарное течение нанодисперсной среды, можно определить радиус частиц независимо от макроскопического движения жидкости в резервуаре реактора. Предложена функциональная схема двухканальной измерительной установки: в одном канале сигнал несет информацию о параметрах исследуемой среды, а второй канал позволяет определить с помощью интерферометра бегущей волны (ИБВ) длину волны зондирующего излучения. Также были получены аналитические выражения для амплитуды сигналов пассивного ИБВ и подробно исследован спектр выходного излучения активного ИБВ.

Кубитные модели описания цифровых систем и компонентов позволяют повысить быстродействие программных и аппаратных средств интерпретативного моделирования вычислительных устройств. Матричная модель кубитных примитивов дает возможность восстанавливать работоспособность отказавших логических примитивов путем их переадресации на запасные компоненты при достаточно высоком быстродействии функционирования вычислительного устройства. Автоматная MQT-модель цифрового устройства дает возможность создавать быстродействующие и надежные вычислители для проектирования сервисов киберпространства. Q-метод интерпретативного исправного моделирования цифровых схем позволяет существенно повысить быстродействие анализа схемы за счет адресного формирования выходов функциональных примитивов и уменьшить объем структур данных. Теоретические и практические результаты дают возможность за счет аппаратной и структурной избыточности на 50% повысить быстродействие интерпретативного моделирования, на 5% повысить выход годной продукции, на 12% повысить глубину диагностирования неисправных функциональных блоков и на 15% уменьшить время отладки HDL-кода в процессе проектирования цифровых систем на кристаллах.

Вперше проведено математичне моделювання процесів, які відбуваються при ФДТ за участю наноматеріалів, що дозволило визначити та обґрунтувати оптимальні параметри для використання квантових точок з метою генерації синглетного кисню в методі фотодинамічної терапії. Також вперше досліджена генерація синглетного кисню в модельній системі для ФДТ I за участю наноматеріалів і генерація синглетного кисню в модельній системі для ФДТ при використанні квантових точок методом «хімічних пасток», що є важливим при оцінці ефективності методу ФДТ. Розроблені метод і система фотодинамічної терапії із застосуванням наноматеріалів, а саме напівпровідникових квантових точок CdTe/TGA.

Предложен ряд методов и модификаций, устраняющих определенные проблемы, возникающие при работе с искусственными нейронными сетями (ИНС). Предложен гибридный генетический алгоритм (ГА), модифицирующий этап кроссинговера и естественного отбора классического ГА, используя логику, основанную на биологическом процессе апоптоза. Также в работе предложено использовать некоторую предобработку входных данных перед обучением ИНС радиально-базисных функций (РБФ) для улучшения результатов при решении задач аппроксимации функций и сжатия изображений. Для определения центров кластеров предложено использование известных алгоритмов «k-средних» и «k-ближайших соседей». Проведено имитационное моделирование задач аппроксимации, классификации, векторного квантования, сжатия изображения, а также моделирования процесса эволюции модифицированного ГА в среде Microsoft Visual Studio 2010 Express Edition, с помощью статических ИНС. Разработанные в диссертации методы и процедуры используются в Научно-исследовательском комплексе "Ускоритель" ННЦ «ХФТИ» при управлении энергией электронов в односекционном сильноточном ускорителе КУТ.

Проведено аналіз відомих підходів щодо підвищення ефективності процесів навігації і управління рухом у космічному просторі, засобів їх навігаційного обслуговування; сформована структура адаптивної комплексної системи ефективного спостереження та розпізнавання космічних апаратів; визначені функції та структура контролю комплексної системи спостереження та розпізнавання космічних апаратів; знайдена модель оперативного планування роботи засобів комплексної системи спостереження та розпізнавання космічних апаратів. Аналіз результатів проведених експериментальних досліджень дозволив практично довести можливість підвищення оперативних та цільових характеристик сучасної комплексної системи спостереження та розпізнавання космічних апаратів.

Формалізовано задачу та розроблено методи синтезу діагностичного вирішального правила, побудови ієрархічної структури діагнозів, побудови діагностично значущих інтервалів чисельних ознак на підставі апроксимації теоретичного закону розподілу поліномами 2-го порядку, вибору функцій приналежності для опису структури симптомокомплексів, запропоновано підхід до побудови, збереження, а також модифікації знань системи підтримки прийняття рішень. Розроблено структуру, інформаційне, алгоритмічне та програмне забезпечення системи підтримки прийняття рішень, виконано її тестову перевірку на реальних медичних даних.

Предложена реализация метода пространственно-временного доступа (ПВД), обеспечивающего экономию радиочастотного спектра и повышение производительности работы системы широкополосной мобильной связи. Предложена адаптивная процедура, позволяющая модернизировать алгоритм вычислений параметров выборочной ковариационной матрицы. Проанализированы методы синтеза многолучевых антенн (МЛА) и алгоритмы управления лучами. Предлагается для обеспечения высокой скорости перестройки органов управления ДС МЛА выполнить с переходом в оптический диапазон с использованием Брэгговских внутриволоконных решеток. Получено значение вероятности полезного использования канала в комплексной технологии CSMA/TDMA, анализ которого показал, что с увеличением числа активных сенсорных датчиков, абонентских станций происходит плавное снижение коэффициента использования канала.

Решена задача восстановления микроструктурных характеристик жидких осадков с помощью дистанционного двухчастотного зондирования и с учетом несферичности капель дождя. Исследованы характеристики рассеяния полидисперсных сред из несферических частиц с использованием модели капель Пруппахера-Питтера и современной модели трехпараметрического гамма-распределения частиц по размерам. При этом в работе использовались приближенные методы в виде эквивалентных капель сферической формы и дипольного рассеяния, результаты которых сравнивались со строгим методом моментов. Доказано, что погрешность вычисления дифференциального сечения обратного рассеяния полидисперсной среды из капель Пруппахера-Питтера в приближении сферических капель эквивалентного объема и дипольного рассеяния растет с увеличением интенсивности дождя, что связано с возрастанием вклада крупных капель. Однако погрешности обоих приближенных методов сопоставимы по величине, а вероятность ошибки вычисления дифференциального сечения обратного рассеяния порядка 0,1дБ не превышает 0,5%.

Для многовходовой системы с реконфигурируемыми антеннами (РА) разработана нелинейная математическая модель электродинамического уровня, в основу которой положена модель антенн с нелинейными элементами. На основе разработанной модели предложены методика и алгоритм проектирования многовходовых систем с реконфигурируемыми антеннами, обладающие достаточной гибкостью и универсальностью. Для численной реализации предложенной методики и алгоритма проектирования разработаны программные средства, предназначенные для анализа излучающих структур РА в тонкопроволочном приближении и их оптимизации с использованием генетического алгоритма. Проведено моделирование некоторых простейших Multiple Input Multiple Output (МІМО) систем с PA. Показано, что путем изменения частотных характеристик входного сопротивления реконфигурируемых антенн может осуществляться управление спектральной эффективностью МІМО системы.

В рамках поставленной задачи и проведенного анализа показано, что позиционирование в БСС является одной их функций, обеспечивающих ее эффективное функционирование. Разработан способ уточнения координат узлов, полученных на этапе инициализации сети. Предожена модель энергопотребления узлами сети при различных режимах работы. Исследованы зависимости минимальной дисперсии ошибки определения от параметров сети. Анализ результатов моделирования подтвердил способность предложенного метода обеспечить заданную точность определения координат за 1 итерацию при заданных ограничениях, сокращение энергетических затрат на определение местоположения и снижение времени, необходимого на инициализацию сети.

Разработаны модели и методы повышения производительности беспроводных телекоммуникационных систем на основе оптимального распределения сетевых ресурсов. Для многоканальных многоинтерфейсных mesh-сетей стандарта IEEE 802.11 предложены модели и методы оптимального распределения частотных каналов и потоковой маршрутизации, базирующиеся на использовании гиперграфов и графов Кенига. В сетях стандарта IЕЕЕ 802.16 и технологии Long Term Evolution (LTE) разработаны модели оптимального распределения частотного и частотно-временного ресурсов нисходящего канала связи с удовлетворением требований пользовательских станций по пропускной способности. Зa счет представления mesh-сетей стандарта IEEE 802.16 в виде гиперграфов и графов Кенига предложена модель сбалансированного распределения частотного ресурса между пользовательскими станциями. Усовершенствована тензорная модель управления трафиком. Предложенные в работе модели и методы нашли свою непосредственную реализацию в ряде распространенных технологий беспроводной связи, ориентированных на предоставление услуг связи гарантированного качества.

Произведена оценка эффективности использования двоично-кодированных перестановок для помехоустойчивого кодирования информации. Разработан метод построения и нумерации двоично-кодированных перестановок на основе факториальной системы счисления. Предложен метод построения факториальных чисел путем деления на факториалы в возрастающем порядке. Получены выражения, позволяющие оценить быстродействие построения факториальных чисел этим методом в зависимости от длины перестановок. Рассмотрена структура устройств, реализующих предложенные в работе методы. Для получения перестановок в них используются факториальные счетчики. Результаты диссертационной работы получили внедрение в НПП "Преобразователь", а также в Сумском государственном университете в учебном процессе кафедры электроники и компьютерной техники.

Разработана комплексная модель редакционного этапа допечатной подготовки изданий, в которой введен технологический передел, включающий расширенный набор объектов и операций формирования структур полос издания, что позволяет автоматизировать некоторые технологические операции, в частности формирование исходного макета и архивирование вариантов компоновок. Усовершенствована информационная технология допечатной подготовки книжно-журнальных и газетных изданий с использованием инструментальных средств. В этой технологии осуществляется размещение статей и их фрагментов на полосе издания на основе выбора рациональных компоновок из сгенерированной серии вариантов. Применение технологии обеспечило уменьшение себестоимости окончательного оригинал-макета издания. Апробация системы G1 показала ее надежность, технологичность и пригодность для выполнения реальных издательских проектов.

Предложенные в работе адаптивные методы обучения эволюционирующих искусственных нейронных сетей и нейро-фаззи систем с ядерными функциями активации – принадлежности и их ансамблей позволяют обеспечить оптимальную точность выходного сигнала в условиях априорной и текущей неопределенности и могут быть использованы в различных областях, где данные представлены в числовой форме в виде временных последовательностей в режиме последовательной или пакетной обработки. Синтезированные в работе методы подтвердили свою эффективность в задаче идентификации и диагностирования электродвигателей и их основных параметров в процессе эксплуатации. Результаты исследований внедрены в ООО «Южэлектропроект», г. Харьков.

Изложены результаты развития и верификации методов и алгоритмов восстановления непрерывности фазовых наблюдений и разрешения фазовой неоднозначности (РФН) в ходе совместной обработки кодовых фазовых (и их линейных комбинаций) наблюдений глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС). При этом используется специальная процедура совместного метода наименьших квадратов МНК-оценивания совокупности информационных и неинформационных параметров. Предложенные и исследованные алгоритмы РФН предполагают использование многоэтапной процедуры обработки, где на каждом из этапов выполняется уточнение решения. Это позволяет получить надежное(~100 %) целочисленное решение задачи РФН в различных условиях проведения измерений. Предложен и апробирован новый метод верификации (валидации) правильности фиксации начальных фазовых неоднозначностей для различных условий проведения измерений. Достоверность научных результатов и выводов, сформулированных в диссертации, доказана экспериментальной проверкой основных изложенных научных положений на множестве реальных сессий ГНСС наблюдений.

Проведен анализ существующих методов кластерного анализа, определены их ограничения в виде необходимости задания пользователем минимального количества членов кластера и радиуса поиска объектов. Разработана информационная технология семантического сжатия текстовой информации на основе созданных в работе моделей и методов. Технология направлена на автоматизацию процесса получения аннотации заданного объема и позволяет реализовать управляемое семантическое сжатие текста. Разработана специализированная автоматизированная система (AC), осуществляющая практическую реализацию предложенной технологии. Полученные теоретические результаты использованы при разработке и внедрении в систему семантического поиска текстового контента в интеллектуальной информационной среде, корпоративную систему предприятия и учебный процесс.

Выполнен анализ процесса извлечения ассоциативных правил в интеллектуальных системах, позволяющий выявлять новые закономерности, устанавливать и выявлять новые знания. Разработан метод факторного анализа; предложен метод сокращения размерности обучающей выборки; разработан метод синтеза нейро-нечетких сетей (ННС). Предложенные методы составляют математическую основу разработанного программного обеспечения, что существенно (до 53%) повышает уровень обобщения синтезированных диагностических моделей, уменьшает их сложность до 67%, повышая таким образом их интерпретабельность. Выполнены численные эксперименты по решению практических задач автоматизации технического и медицинского диагностирования. Полученные результаты внедрены в производство, a также в учебный процесс.

Применен метод матричного преобразования двухмерных координат подвижного объекта из растров цифровых видеокамер в его координаты в трехмерном пространстве. Также усовершенствована методика измерения линейных и угловых перемещений студийной камеры с инфракрасными маркерами многопозиционной телевизионной системы с радиоканалами передачи видеоинформации. Разработанный метод расчета координат точек перемещения может быть применен для различных объектов, например, роботов, транспорта, тренежеров и т. д., при их оборудовании инфракрасными маркерными устройствами. Результаты диссертации внедрены в ряде организаций и в учебный процесс вуза.

Розроблено математичні моделі та методи оцінки кількості слабких ключів режиму вибіркового гамування з прискореним виробленням імітовставки, зокрема, отримано аналітичні оцінки ймовірності виникнення слабких ключів, що призводять до виродженої роботи застосовуваної функції ґешування. Винайдено математичну модель зменшеної (міні) версії режиму вибіркового гамування з прискореним виробленням імітовставки, яку засновано на масштабуванні застосовуваних симетричних криптоперетворень зі збереженням їх алгебраїчної структури, що дозволяє прогнозувати різні показники криптографічної стійкості повної версії режиму при застосуванні шифрів-оригіналів. Отримав подальший розвиток обчислювальний метод прогнозування криптографічних властивостей блокових симетричних шифрів, який призначено для вивчення колізійних властивостей формованих імітовставок із прогнозуванням відповідних характеристик на випадок застосування повної версії режиму і шифрів-оригіналів.

Построена математичекая модель дискретной задачи разбиения области с учетом ее пространственной формы на подобласти, разработана модель оптимизации трассировки с учетом метрических характеристик трасс. Исследованы особенности данных моделей, осуществлена декомпозиция задачи на задачи разбиения и трассировки R3 и R2. Разработано алгоритмическое и программное обеспечение методов. Получены оценки трудоемкости алгоритмов. Проведено компьютерное моделирование разбиения и трассировки в R3, позволяющее обосновывать объемно-планировочные решения высотных зданий с точки зрения безопасного пребывания людей в них. Апробацию и внедрение результатов работы осуществлено в Главном управлении Государственной службы Украины по чрезвычайным ситуациям в Харьковской области и в Новоград-Волынском проектно-производственном архитектурно-планировочном предприятии, а также в учебном процессе Национального университета гражданской защиты Украины.

Разработан метод формализации наблюдения джиттера, который дал возможность представления засоренного процесса в одном алгоритме, включая как выносы, так и скачки. Проведено математическое моделирование процесса задержки на основе синтезированной математической модели. Разработан метод оценки джиттера, представленного в виде случайного процесса в пространстве состояний, с использованием робастного рекурсивного алгоритма Калмана-Бьюси. Предложен метод адаптивного управления буфером воспроизведения, позволяющий сглаживать скачки и выбросы. В основе метода управления используется разработанный метод оценки джиттера на основе робастного фильтра Калмана. Сформулированы рекомендации по практическому применению разработанного метода компенсации джиттера в сетях Long Term Evolution (LTE). В качестве платформы для внедрения буфера, компенсации джиттера предложено использовать потоковые агенты, размещенные на границе между проводной и беспроводной сетью.

Получили дальнейшее развитие: модель выбора помещений с учетом среды функционирования в условиях нечеткой информации с учетом критериев, заданных значениями функций принадлежности, определенными экспертами; модели многокритериальной оценки и оптимизации в условиях нечеткой информации путем распространения их на новую предметную область – автоматизированное проектирование офиса. Разработана компьютерная технология автоматизированного проектирования на основе программно-методических комплексов. Результаты практического применения разработанных моделей автоматизированного проектирования офиса в условиях нечеткой информации доказали целесообразность и эффективность их внедрения.

Изготовлено многодетекторное устройство для измерения угловых распределений гамма-излучения в полевых условиях и получен на него патент. Математическое моделирование позволило разработать оптимальную форму корпуса устройства, количество и расположение по поверхности корпуса отверстий-коллиматоров. Для возможности переноса и установки устройства вручную было принято ограничить корпус массой 15 кг. При этом получены следующие оптимальные параметры: радиус корпуса – 70 мм, глубина расположения детекторов – 33 мм, минимальная толщина экранирования – 22 мм, 32 коллимационных отверстия с раствором 45° расположены в вершинах вписанного усеченного икосаэдра. Проведен цикл тестовых облучений изготовленного устройства в Институте ядерных исследований (г. Киев) на источнике Cs 137 активностью 75 Ки. Результаты облучений показали хорошее соответствие с рассчитанной при математическом моделировании матрицей коэффициентов ослабления излучения в корпусе устройства. Также проведено математическое моделирование для CdZnTe детекторов и PIN-фотодиодов. Разработаны схемотехнические решения для возможности установки данных детекторов в корпус устройства.

Новые классы полимоделей учитывают статистические харктеристики второго или высших порядков и могут быть использованы в прикладных задачах статистической радиофизики. Разработаны нестационарные модели и принципы прогнозирования нестационарных, сезонных мультипликативных случайных процессов. Для квадратурной обработки сигналов разработана комплексная мультипликативная модель линейного предсказания. На основе теории полимоделей линейного предсказания получены эффективные методы параметрического оценивания спектральних плотностей второго и высших порядков негауссовых процессов. Применение адитивных и мультипликативных моделей повышает разрешающую способность параметрического спектрального анализа. Рассмотрены некоторые примеры использования полимоделей линейного предсказания в биоинформатике, медицине, для подавления земной помехи в системах вертикального зондирования атмосферы.

Синтезована структурна схема комп'ютерної системи передопераційного планування хірургічної корекції патології окорухового апарату людини, яка складається з таких блоків: модуль 3D зображення (тривимірна модель окорухового апарату людини), модуль штучного інтелекту (нейронна мережа для визначення оптимального методу прогнозування хірургічних втручань), блок додаткових обчислень, база даних пацієнтів, блоки вхідних та вихідних даних. Розроблена комп'ютерна система є адекватною за критеріями Стьюдента та Фішера. Якість побудованої моделі оцінюється як добре, оскільки середня помилка апроксимації не перевищує 10 %. Рекомендується для визначення кутів косоокості використовувати призмову страбометрію, а для визначення радіуса ока рекомендується використовувати ультразвуковий метод дослідження. Проведено дискримінантний аналіз між вихідними даними інтерактивного та комп'ютерного планування, за результатами якого зменшені ймовірності помилок при урахуванні площі м'язів та результуючого моменту сили на 14 % та 19 % відповідно. Це пояснюється врахуванням в математичній моделі додаткових топографо-анатомічних даних при визначенні ділянок прикріплення окорухових м'язів. Запропоновано використовувати в передопераційному хірургічному плануванні комп'ютерну систему, яка підвищує ефективність хірургічного втручання на 27 %. Комп'ютерна система значно скорочує час перебування пацієнта під наркозом за рахунок швидкості та зручності отримання необхідних розрахунків.

Разработанные математические модели оценки пропускной способности, составления маршрутных метрик для маршрутизации и планирования обслуживания очередей пограничных маршрутизаторов являются основой метода управления трафиком в процессе установления ТЕ-туннелей. Практическая ценность метода заключается в увеличении эффективности использования сетевых ресурсов с обеспечением необходимого качества обслуживания. Предложенные математические модели и методы могут быть положены в основу соответствующих протокольных решений по выполнению задач управления трафиком транспортных MultiProtocol Label Switch (MPLS)-сетей: для балансировки нагрузки в пограничных маршрутизаторах, для определения пропускной способности устанавливаемых ТЕ-туннелей, а также их маршрутизации с обеспечением качества обслуживания.

Разработана математическая модель процесса распространения когерентных оптических сигналов в турбулентной атмосфере, учитывающая параметры перемещения объекта. Определен метод формирования когерентных оптических сигналов, который повышает энергетический потенциал лазерной локационной системы за счет реализации многоступенчатой оптической накачки активного элемента твердотельной лазера. Это позволяет повысить импульсную энергию лазерного передатчика на 30%. Также разработан метод повышения обнаружительной способности наземной локационной системы за счет учета параметров турбулентной атмосферы в процессе формирования и регистрации оптических сигналов. Моделирование показало, что обнаружение сигналов, отраженных от низкоорбитальных спутников требует посылки зондирующего излучения малой импульсной энергии (до 1О мкДж) и высокой частоты следования (до 20 кГц). Предложенный метод позволяет повысить условную вероятность правильного обнаружения с 0,1 до 0,9 в дневном режиме на примере локации спутника группы LAGEOS.

Вперше запропоновано математичну модель гібридного криптографічного перетворення направленого шифрування на ідентифікаторах та алгебраїчних решітках, стійкість якої базується на the Shortest Vector Problem (SVP)-задачі, застосування якої дозволило довести, що складність атаки "повне розкриття" носить експоненційний характер. Використання моделі на алгебраїчній решітці дозволило виявити експоненційну складність криптоаналізу методом повного розкриття, а також підвищити швидкодію криптографічного перетворення на 2–3 порядки та реалізувати програмну модель криптоперетворень і провести з її використанням експериментальні дослідження. Отримані результати впроваджено до навчального процесу Харківського національного університету радіоелектроніки, а також в AT «ІІТ».

Разработаны модели многомерного прогнозирования видеоинформации в признаковых пространствах и пространстве изображений. Изучены матричные модели двумерных полей. Исследован адаптивный метод нелинейной экстраполяции временных рядов с неравноотстоящими наблюдениями, позволяющий решать задачу прогнозирования без синтеза математической модели анализируемого процесса в условиях короткой выборки прогнозируемого ряда. Синтезирован метод прогнозирования временных рядов на основе использования ортогональных полиномов, позволяющий синтезировать математическую модель с фиксированной структурой ортогональных полиномов при возрастании числа наблюдений видеоряда. Эксперименты проводились с видеорядами экологического содержания, состоящими из 2250 кадров, что соответствует длительности видео 90 секунд каждое. Использовался медиаконтейнер Audio Video Interleave (AVI) с отношением сторон 16:9 и 4:3, частотой 25 кадр/сек. Для валидного сопоставления результатов разрешение фиксировалось на уровне 700 X 400 и 640 X 416 пикселей соответственно. Каждый из 2250 кадров каждого видеоряда представлялся в формате Tagged Image File Format (TIFF) без сжатия с целью устранения влияния возможных потерь при обработке и прогнозировании динамики изображений. Результаты исследований внедрены в виде прикладных и исследовательских программных комплексов, используемых при автоматическом анализе видеорядов, решении задач экологического мониторинга, один из которых сертифицирован УкрСЕПРО.

Усовершенствован метод определения местоположения опорных точек, по которым строятся диаграммы Вороного. Проанализированы возможности и особенности построения диаграмм Вороного различных порядков для представления содержания видео. Разработаны специализированные метрики, которые позволили сравнить диаграммы Вороного и определить значительные изменения содержания во всем видео. На основе предложенной математической модели представления и анализа содержания видео разработан метод поиска ключевых кадров, позволяющий не только извлекать кадры со значительным изменеием содержания, но и устранять близкие по содержанию кадры. Проведенные экспериментальные исследования подтвердили конкурентоспособность новой модели и метода, которые были успешно внедрены на промышленном предприятии.

Запропоновано та обгрунтовано методи дослідження статистичних властивостей випадкових послідовностей. Визначено метод статистичного тестування, який заснований на наборі тестів NIST STS, але відрізняється тим, що враховує похибки вихідних послідовностей та дає оцінку не тільки послідовності зокрема, а й джерелу послідовності в цілому. Це стало можливим завдяки використанню теорії ймовірності та проходженню тестів на великій кількості (100 шт.) послідовностей для одного джерела даних. Отримано результати статистичного тестування для блокового симетричного шифру (БСШ) ДСТУ ГОСТ28147:2009, AES, Belt, Camellia, та БСП «Калина». Отримані результати показали високі статистичні властивості з точки зору випадковості, що є гарним показником для БСШ. Крім того тестування показало, що отримана оцінка є дуже точною, адже повторне тестування з іншими вхідними даними отримали майже таку саму оцінку під час тестування. Розроблено прискорену математичну модель, яка дозволяє значно збільшити швидкодію БСП «Калина» за рахунок використання таблиці передобчислень, яка замінює елементи, що часто використовуються в алгоритмі.

Визначено метод навчання – самонавчання одношарової класифікуючої-кластеризуючої нейронної мережі. Знайдена багатошарова діагностуюча нейро-фаззі система, що побудована на основі системи Такагі-Сугено-Канга з додатковим нелінійним шаром діагностики та модифіковано її метод навчання, що побудовано на основі критерію розпізнавання образів, яка характеризується підвищеною швидкодією та простотою обчислювальної реалізації. Удосконалено метод передобробки медичної інформації для структуризації простору факторів в задачах діагностування захворювань з використанням нечіткого дерева рішень, моделей багатокритеріального вибору та нечіткої логіки, що дало змогу провести ранжування факторів з метою виявлення найвпливовіших та їх подальшого оброблення інтелектуальною діагностуючою системою.

Предложен и обоснован метод повышения точности хранения передачи размера физической величины групповыми эталонами времени и частоты путем компенсации погрешности от взаимодействия на основе построения новой математической модели стохастической и детерминированной составляющих состояния системы связанных осцилляторов, позволяющей адекватно описывать динамику изменения состояния относительного отклонения частоты каждой прецизионной меры из состава группы. Разработаны эффективные процедуры обращения интегрального уравнения Фредгольма первого рода, которые позволили производить идентификацию квазипериодических процессов по энергетическим спектрам фазовых флуктуаций прецизионных мер частоты в непосредственной близости от частоты несущей по результатам измерений фазовых флуктуаций во времени. При этом относительная погрешность определения амплитуды скрытых периодичностей в полосе анализа меньше 1 Гц относительно номинального значения частоты квантовых стандартов (мер) частоты не превышает 1%. Получены выражения, которые связывают между собой результаты измерений поведения фазовых флуктуаций прецизионных мер во времени с параметрами математической модели разработанного метода, и обоснованы критерии их оценки.

Вирішено задачу створення багатодіапазонних широкосмугових поляризаційно-інваріантних опромінювачів дзеркальних антен з низьким рівнем кросполяризаційного випромінювання шляхом введення у гладкостінний коаксіальний рупор тришарового діелектричного заповнення, що дозволило зменшити рівень кросполяризаційного випромінювання на 10–12 дБ. Матричним методом узгодження полів власних хвиль одержано розв'язок внутрішньої граничної задачі електродинаміки для коаксіального рупора з трьохшаровим діелектричним заповненням при збудженні його довільною хвилею коаксіального хвилевода. Задача випромінювання розв'язана методом перетворення Фур'є від знайденого розподілу поперечного електричного поля на апертурі рупора. В результаті одержано аналітичні вирази для сферичних компонент поля в далекій зоні. Розроблені оригінальні дводіапазонні коаксіально-рупорні опромінювачі з частковим діелектричним заповненням впроваджено у виробництво при виконанні державного оборонного замовлення і використано у складі опромінювально-перетворювальних модулів професійних дзеркальних приймальних антен земних станцій супутникових інформаційних систем.

Запропоновано математичні моделі оцінки захищеності від несанкціонованого доступу (НСД) інформації та ресурсів з використанням механізмів багатофакторної автентифікації, які базуються на обчисленні ймовірностей НСД та безвідмовної роботи механізмів, що дозволяє оцінити ймовірності НСД у схемах багатофакторної автентифікації. Розглянуто ентропійну модель райдужної оболонки ока, яка базується на визначенні кількості інформації, яка міститься в райдужній оболонці, що дозволяє обчислити кількість біометричної інформації райдужки та порівнювати не тільки біометричні ознаки між собою, але і з ПІН кодом, паролем та іншими методами автентифікації в ході використання їх ентропійних оцінок. Удосконалено метод автентифікації, який описано в стандарті ДСТУ ISO/AEC 9798–5, що відрізняється від існуючого тим, що замість перетворень у мультиплікативній групі поля використовуються перетворення у групі точок еліптичної кривої, що дозволяє досягти експоненційного рівня складності здійснення атаки "повне розкриття", а також зменшити довжину ключа при збереженні показника безпечного часу.

С целью усовершенствования методов восстановления энергетического распределения интенсивности излучения разработаны алгоритмы обработки сигналов с решетчатого приемника на основе интегрального преобразования Радона. Предложен способ оценки показателей качества восстановления, который основывается на сравнении исходной и восстановленной функций распределения интенсивности. Показана необходимость учета зависимости теплофизических параметров болометров от температуры с целью повышения точности получаемых результатов и их надежности. Получили дальнейшее развитие методы измерения направления линейной поляризации и формы импульса, длительность которого намного меньше тепловой постоянной времени.

Разработан вариант узкополосного согласования антенно-фидерного тракта для уменьшения влияния аномальной погрешности на временное положение сигнала. Проведен спектральный анализ нутаций геостационарных спутников (ГС). На основе общедоступных архивных данных разработана модель нутаций спутника. Разработана модель квадратурной обработки сигнала. При помощи модели квадратурной обработки сигналов (КОС) проанализировано влияние пороговых отношений сигнал/помеха. Представлена оценка влияния многолучевости на определения временного положения сигнала. Оценено влияние ионосферы, тропосферы на задержку сигнала. Экспериментально оценена потенциальная возможность сличения алгоритма общего охвата (АОО) с использованием сигналов ГС системы Space Based Augmentation System (SBAS). Разработан алгоритм проведения измерений в режиме «нулевой базы». Проведена оценка влияния ионосферной задержки на разнесенных базах. Экспериментально подтверждено влияния уровня коэффициента стоячей волны на задержку сигнала в антенно-фидерном устройстве. На практике подтверждены основные теоретические положения работы.

Впервые предложен метод построения марковской модели немарковской системы обслуживания с использованием потока Эрланга, вложенного в пуассоновский поток, позволяющий оценить эффективность системы, на вход которой поступает суперпозиция немарковских самоподобных потоков пакетов разной длины. Разработан метод вычисления распределения вероятностей состояний марковской цепи для группового входящего потока, который предполагает произвольное распределение числа пакетов в группе. Улучшена аналитическая модель, описывающая нестационарный стохастический трафик в телекоммуникационной сети за счет учета суточных, недельных и сезонных колебаний нагрузки. Предложен метод фазового укрупнения состояний полумарковской системы. Получили развитие методы управления обслуживанием очередей в узлах маршрутизации. Протестирован и внедрен комплекс программно-технических средств диагностики и управления трафиком телекоммуникационных сетей. Программный код написан на языке программирования Java (J2EE) с использованием базы данных MySQL. Использование программного продукта позволило повысить надежность передачи данных на 7% и производительность узла сети на 5%, что подтверждается актами о внедрении.

Рассмотрены системы типа "человек – машина – среда" как с классическим простейшим потоком внешних событий (аварий), так и с нестабильным источником стихийных бедствий с различными видами плотности, аппроксимированными кусочно-постоянными и другими типами функций. Предложены марковские модели, в которых вероятность каждого состояния определяется из решений уравнений Колмогорова, причем часть переходных вероятностей является только наблюдаемыми переменными, которые определяются неблагоприятными внешними факторами. Вероятности изменения состояний здоровья оператора при ликвидации аварии найдены с помощью принципа максимизации информационной энтропии. Оценено время стабилизации процесса и адекватность замены динамической модели на стационарную. Введен и исследован критерий безопасности ситуации как отношение среднего периода между авариями к среднему времени восстановления.

Раскрыт вопрос обеспечения местоопределения радиометрических систем (РМ) навигации пo малоразмерным и слабоконтрастным объектам привязки, что возможно на основании повышения выходного отношения сигнал – шум РМ корреляционно-экстремальных систем навигации (КЭСН) миллиметрового диапазона длин радиоволн (ММДВ) за счет применения широкополосных стохастических сигналов, сформулированных совмещенной с радиометрической корреляционно-экстремальной системой навигации шумовой подсветкой наземных объектов привязки. Это позволило не менее чем на 90% повысить вероятностъ местоопределения радиометрических корреляционно-экстремальных систем навигации летательных аппаратов (ЛА) на слабоконтрастных участках местности в сравнении с радиометрической системой навигации без подсветки, обеспечить высокую помехоустойчивость системы навигации и использовать принятые принципы построения систем, что совмещаются для улучшения технических характеристик системы, определить направления дальнейшего усовершенствования системы.

Розроблена алгоритмічна модель процесу експертного оцінювання альтернативних конфігурацій функціональних модулів систем управління IT-послугами (СУІТП), яка дозволяє кількісно визначати ефективність їх впровадження. Удосконалено метод та технологічні процедури інтеграції СУІТП у корпоративну ІТ-інфраструктуру організацій шляхом розробки семантичної моделі та сервіс-орієнтованих засобів інтеграції даних, що забезпечує більш високу якість процесу інтеграції. Набули подальшого розвитку процедури підтримки процесу пошуку рішень при розв'язанні проблемних ситуацій у роботі користувачів СУІТП на основі застосування методів аналізу прецедентів у поєднанні з використанням адаптивних доменних онтологій, а також моделі та технології опрацювання інцидентів в СУІТП із використанням бази даних управління конфігураціями за рахунок адаптивного налаштування її підсхеми пошукових даних. Проведено експериментальні дослідження працездатності розробленого підходу, сформульовано практичні рекомендації щодо підвищення ефективності впровадження та функціонування СУІТП в організаціях і на підприємствах.

Исследованы поверхностные плазмоны уединенной металлической нити и трубки. Показано влияние пространственного расположения нитей из благородных металлов на чувствительность гибридных плазмонов при изменении свойств внешней среды. Установлено, что наибольшей чувствительностью обладают плазмоны серебряного треугольного кластера. Аналитически решена задача нестационарного отклика поверхностного плазмона металлической нити на скачкообразное изменение во времени показателя преломления внешней среды. Впервые для исследования возбуждения поверхностных плазмонов металлической нити или трубки внешним нестационарным источником было использовано понятие импульсного комплексного точечного источника. Показано, что в результате возбуждения импульсным комплексным источником результирующее поле имеет вид бегущей асимметричной поверхностной волны. В отличие от сплошной нити, распределение поля на поверхности трубки носит более сложный характер, так как при этом возбуждаются как четные, так и нечетные плазмоны с разными добротностями и распределениями полей.

Методом низко-когерентной спектральной интерферометрии, с применением современных сверхярких светодиодов, получены канавчатые спектры, частотные характеристики которых соответствуют характеристикам частотных планов международных рекомендаций ITU-T для сеток стандартных частот в волоконно-оптических телекоммуникациях, что дает возможность создания на основе данного метода нового метрологического оборудования. Разработан, изготовлен и исследован шумовой лазерный измеритель расстояния на базе интерферометра Маха-Цандера для измерений расстояний до сотен метров методом спектральной интерферометрии с использованием гетеродинного переноса частоты широкополосного оптического сигнала в радиодиапазон спектра частот. В результате построения численной модели зависимости фототока трап-детектора от поляризации входного излучения на основании экспериментальных исследований было определено, что при незначительной зависимости фототока детектора от поляризации входного излучения квантовая эффективность трап-детектора увеличилась на 0,15–1% в сравнении с известными моделями, что сравнимо с точностью современных эталонных измерительных приборов. Разработаны новые оригинальные модели сцинтилляционных датчиков на основе трап-детекторов оптического излучения.

Разработан метод структурного и параметрического синтеза инфокоммуникационной сети с учетом структурированной кабельной системы. Метoд базируется на применении математической модели синтезируемой сети в виде многослойного графа, которая позволяет представиггь структуру синтезируемой инфокоммуникационной сети как единый целостный объект и совместно решать задачу выбора мест развертывания серверов, установки сетевых узлов, синтеза топологии Ethernet сети и топологии кабельной канализации, выбора маршрутов прокладки кабелей. Это позволяет уменьшить стоимость результирующей структуры сети. Также решена задача параметрического синтеза инфокоммуникационной сети с трафиком, имеющим несколько периодов интенсивности. Проведенные в работе экспериментальные исследования подтвердили эффективность предложенных методов и адекватность используемых математических моделей.

Вперше запропоновано: концепцію побудови інтелектуальних систем прийняття рішень та метод адаптації стратегій функціонування гнучких інтегрованих роботизованих систем; динамічну, теоретико-множинну та логічну моделі адаптації стратегій функціонування автоматизованої системи керування в умовах динамічного стану робочого простору. Одержали подальший розвиток: метод побудови інтелектуальних систем підтримки прийняття рішень; нечітка та імовірнісна моделі інтелектуального прийняття рішень; імітаційна модель опису організації виробництва. Розроблені в дисертації моделі та методи дозволяють забезпечити нові проектні рішення з автоматизації процесів керування гнучкими інтегрованими роботизованими системами радіоелектронного виробництва.

Разработана адаптивная нейро-фаззи система, позволяющая решать задачу восстановления пропусков в таблицах "объект – свойство", содержащих априори неизвестное количество пропусков, в on-line режиме с постоянной коррекцией элементов восстанавливаемой таблицы. Определены нейро-фаззи методы самообучения карты Кохонена, которые позволяют обрабатывать данные в on-line режиме, обеспечивая работу с пересекающимися классами. Получили дальнейшее развитие методы кластеризации данных с пропусками, которые позволяют обрабатывать информацию на основе стратегии ближайшего прототипа – центроида, а также обеспечивают работу в on-line режиме. Решена практическая задача восстановления искаженных данных, которыми оперирует сервисный центр рентгеновского оборудования, что ускорило ремонтные работы с оборудованием, которое вышло из строя, а также появилась возможность заблаговременно идентифицировать возможную поломку и предоставлять необходимую информацию мастеру.

Разработаны новые методы измерения флуктуаций амплитуды, набега фазы и углов прихода радиоволн, распространяющихся в открытом канале связи. Развита теория синхронизации опорных низкочастотных генераторов в гомодинной измерительной системе. Исследовано влияние неоднородностей показателя преломления на трассе распространения радиоволн на уровень амплитудных и фазовых флуктуаций. Проведены экспериментальные исследования по микроволновому распространению на приземной и морской трассах. Гомодинные методы позволяют существенно улучшить традиционные технические свойства систем Radio Frequency IDeentification (RFID) и позиционирования. Описан подход к проектированию оборудования для трехмерных измерений скорости и направления движения воздушных масс. Гомодинные методы также важны при построении диагностического медицинского оборудования, при организации антенных измерений, управлении работой антенных решеток.

Проведен анализ механизма воздействия протокола Transmission Control Protocol (TCP) на самоподобие сетевого трафика и с помощью имитационного моделирования выполнено исследование механизмов управления перегрузкой для различных протоколов TCP. Получила дальнейшее развитие модель мультифрактального процесса, основанная на построении биномиального стохастического каскада. Получены численные зависимости, которые значениям показателя Херста ставят в соответствие различные функции мультифрактального спектра. Определены диапазоны значений параметров модели, которые позволяют моделировать различные типы трафика с фрактальными свойствами. Предложена усовершенствованная математическая модель сети MultiProtocol Label Switch (MPLS), которая позволяет описывать поведение MPLS-сети во времени для различных классов обслуживания входящего трафика при заданных ограничениях на время ожидания пакетов в очереди и количество потерянных пакетов. С использованием разработанного генератора фрактального трафика проведено имитационное моделирование предложенных методов маршрутизации в сетях MPLS, которое показало возможность оптимизации управления трафиком и динамического распределения сетевых ресурсов. Разработанные модели и методы внедрены на предприятии, где они используются для предупреждения перегрузки узлов сети за счет перераспределения потоков данных на критических участках.

Усовершенствованы пассивные фазовые радиотехнические системы синхронизации пространственно разнесенных эталонов времени и частоты за счет использования цифровой квадратурной обработки принятых в пунктах сигналов общих источников наземного или космического расположения. Это позволило получить потенциальное значение погрешности синхронизации шкал времени по фазовыми измерениям при использовании сигналов ГС ИСЗ менее одной наносекунды и дало перспективы для создания высокоточных фазовых пассивных систем синхронизации (ФПСС). Разработаны практические рекомендации и предложены варианты технической реализации по построению пассивных фазовых систем синхронизации, проведены экспериментальные исследования элементов систем высокоточного синхронизации с применением сигналов наземных и космических общих источников.

Впервые предложен метод обратного прослеживания для графовой модели HDL-кода, что позволяет значительно повысить глубину поиска ошибок проектирования в условиях неполной спецификации на проектируемое устройство. Получил дальнейшее развитие метод поиска ошибок проектирования на основе словарей неисправностей с использованием таблиц функций неисправностей и модификации верификации HDL-моделей TestBench. Разработана процедура автоматизации проведения диагностического эксперимента по поиску ошибок проектирования в HDL-моделях функционально-блочного уровня на этапе функциональной верификации. Разроботанные методы интегрированы в систему автоматизированного проектирования Active-HDL, что позволило сократить временные расходы на поиск ошибок проектирования при функциональной верификации проектов цифровых устройств.

Усовершенствованы методы измерения сдвига шкал времени в радиотехнических системах синхронизации за счет применения обновленного пассивного метода на основе алгоритма общего охвата с использованием сигналов общего источника космического базирования. Дальнейшее развитие получила модель устройств обработки общего сигнала, который принимается в пунктах вместе с аддитивными шумами и коррелированными помехами. Модель позволяет для произвольного общего сигнала и разных соотношений сигнал/шум и сигнал/коррелированная помеха оценить среднеквадратичную погрешность (СКП) измерения сдвига шкал времени пассивного алгоритма синхронизации. Разработана модель, позволяющая имитировать два варианта квадратурной обработки сигналов в данных системах синхронизации: согласованную фильтрацию и взаимокорреляционную обработку. В ходе экспериментальных исследований показано, что при применении GPS-подобных сигналов системы функционального дополнения Space Based Augmentation System (SBAS) в качестве общих источников при реализации пассивного алгоритма потенциальные значения СКП составляют единицы наносекунд при кодовых измерениях и меньше наносекунды при фазовых измерениях.

Построены математические модели нестационарных неизотермических режимов работы газотранспортной системы сложной структуры с многониточными линейными участками и компрессорными станциями, позволяющие моделировать различные режимы работы газотранспортной системы. Определен численный метод, позволяющий задавать граничные условия в промежуточных узлах графа сети, описывающего структуру газотранспортной системы и расширить возможности моделирования компрессорного цеха в случаях, когда работают системы автоматического управления компрессорными цехами. Адекватность предложенных математических моделей и методов подтверждена вычислительными экспериментами.

Впервые предложен метод классификации типов интервальной неопределенности. В его основу положена информация о характере распределения возможных значений внутри интервала, что дает возможность более точно вычислять значения полезности альтернативных решений. Предложена модель расчета интервальных значений функции полезности для каждого типа интервальной неопределенности: вероятностной, нечеткой и интервальной равновозможной. Решена задача распределения ограниченных инвестиционных ресурсов развития в иерархической двухуровневой производственной системе. Полученные результаты составили теоретическую основу создания систем поддержки принятия решений широкого назначения, они являются научным базисом создания прикладных проблемно-ориентированных систем поддержки принятия решений в условиях многокритериальности и интервальной неопределенности.

Предложены потоковые модели многопутевой маршрутизации с балансировкой нагрузки по критерию оптимальности, который связан с длиной очереди в узлах программно-конфигурируемой телекоммуникационной сети. Предложена потоковая модель маршрутизации с балансировкой нагрузки для программно-конфигурируемых телекоммуникационных сетей, новизна которой заключается в том, что в качестве условия балансировки выступает равенство нулю контурных задержек пакетов для каждогого потока отдельно. Использование предложенной модели позволяет улучшить значения межконцевой многопутевой задержки в сравнении с базовой моделью. На практике предложен метод адаптивной маршрутизации с балансировкой нагрузки для программно-конфигурируемых телекоммуникационных сетей, который комбинированно использовал известные и разработанные в данной работе модели маршрутизации.

Разработан метод синтеза сжатого описания на основе применения ортогонального базиса функций Уолша, представлены результаты исследований свойств описаний, трансформированных на основе ортогональных преобразований. Преимуществом разработанного метода является значительный выигрыш в быстродействии: теоретически – в 10-20 раз, практически – в 30 раз по сравнению с голосованием. Также предложена модель компрессирования описания визуальных объектов путем фильтрации его компонент по критерию стабильности. Результаты диссертационной работы получили применение и внедрение при решении прикладных задач распознавания изображений микроскопии и геолокации. Решена прикладная задача классификации изображений, полученных при дистанционном зондировании природных сред с аэрокосмических носителей, и определения толщины слоя покрытия автомобильных дорог благодаря обработке сигналов георадара. Достигнут необходимый уровень достоверности и быстродействия при классификации фотографий анатомо-диагностических признаков лекарственного растительного сырья.

Основным результатом диссертационной работы является новый метод обеспечения тестопригодности блока защиты с использованием функциональных элементов на базе арифметических операций, что обеспечивает непрерывный мониторинг и диагностирование оборудования управляющих систем безопасности (УСБ) за счет прохождения любого изменения входного непрерывного сигнала в пределах разрешения аналого-цифровых устройств (АЦП) через всю схему алгоритма. Отработан метод синтеза типовых функциональных элементов блока защиты на базе арифметических операций (сложение, вычитание, деление, умножение) для базовых функциональных элементов оборудования защиты ("И", "ИЛИ", "2 из 3-х", "2 из 4-х", "RS триггер") и метод мониторинга и диагностирования оборудования защиты, построенного с использованием функциональных элементов на базе арифметических операций, а также методика реализации процедур мониторинга и диагностирования оборудования защиты.

Разработана новая экспериментальная методика для исследования магнитозависимых спектральных свойств одномерных и двумерных периодических структур на основе магнетиков и полупроводников в миллиметровом диапазоне длин волн и в широком диапазоне температур. Теоретически исследованы спектральные свойства одномерных и двумерных периодических структур. Обнаружены поверхностные электромагнитные состояния в магнитофотонных кристаллах феррит/диэлектрик, граничащих с полупроводниковым слоем. Изучена температурная зависимость частоты поверхностного электромагнитного состояния на границе магнитофотонный кристалл – полупроводник. Впервые показана возможность раздельной регистрации как пика пропускания левосторонней среды, так и пика Вульф-Брэгговского резонанса. Экспериментально обнаружен левосторонний пик пропускания объемных электромагнитных волн в двумерной левосторонней структуре, состоящей из ферритовых и полупроводниковых стержней, расположенных в шахматном порядке.

Важной особенностью разработанных моделей является интегрированное представление стратегии предприятия и реализующих ее бизнес-процессов на основе системы сбалансированных показателей (ССП), что дало возможность описать взаимосвязь стратегического и оперативного управления предприятием. Усовершенствованные методы позволили уменьшить время разработки стратегии предприятия на основе ССП и осуществить выбор мероприятий для корректировки бизнес-процессов с учетом стратегических целей. Усовершенствован профиль UML для задачи процессного управления на основе сбалансированных показателей. В качестве практической реализации предложенной информационной технологии разработана web-базированная подсистема стратегического управления сбалансированными показателями, реализующая задачи управления стратегическими картами предприятия и выбора мероприятий. Cокращены трудовые и временные затраты на выполнение разработки и взаимосвязи моделей стратегического целеполагания и управления бизнес-процессами за счет формализации и автоматизации данных процессов, а также повысилась степень адекватности принимаемых управленческих решений.

Разработан набор логических сетей обнаружения неявных зависимостей при процессном представлении знаний. Модели представления конструкций неявного выбора и неявных связей позволили построить реляционные сети поиска неявных связей. Также разработана структура двухуровневой процессной базы знаний. Полученный программный модуль нахождения скрытых связей был использован для выявления скрытых зависимостей в процессах тестирования программного обеспечения. Результаты диссертационного исследования нашли свое практическое применение в ПАО "Харьковский машиностроительный завод "Свет шахтера" для улучшения качества обработки информации в задачах моделирования бизнес-процессов; сокращения объема ручной работы и времени формирования пакетов учебных материалов для компьютеризированных обучающих систем и переподготовки кадров организации. Теоретические результаты диссертации были использованы в учебном процессе на кафедрах программной инженерии и прикладной математики ХНУРЭ.

Предложен новый метод синтеза диагностических продукционных правил с применением бинарных деревьев решений и теории переключательных функций, что позволило минимизировать число правил и ускорить анализ продукционных систем при ограниченном количестве диагностических параметров и наличии неполной и противоречивой информации. Разработанные модели для неисправных функциональных состояний компьютерной системы и методы поиска неисправностей доведены до программной реализации в виде нечеткой экспертной диагностическй системы реального времени. При этом диагностирование осуществляется без дополнительных процедур с большей скоростью и меньшими аппаратно-программными затратами по сравнению с существующими экспертными системами.

В ходе диссертационного исследования предложено усовершенствовать методы управления мультисервисной сетью за счет переноса функциональности по обеспечению требуемого уровня QoS из уровня доступа и транспорта на более высокий урівень – уровень управления услугами. Разработаны метод формирования распределенного сервиса, метод повышения надежности сервиса и метод оценки предельных вероятностей. Также в соответствии с комплексным методом динамической репликации разработана структурная схема системы управления запросами пользователей в сетях, построенная на основе Service-Oriented Architecture (SOA) архитектуры. Анализ результатов моделирования показал, что применение разработанной системы сетевого управления позволяет повысить доступность сервиса на 15% во время перегрузок, а также снизить сетевую нагрузку и время отклика сервиса за счет запуска дополнительных копий ресурса.

На основе синтеза технологии производства гибких шлейфов на полиимидном носителе и методе прижатия его к контролируемому объекту с помощью сжатого воздуха разработано контактное устройство для электрического контроля многослойных коммутационных плат (МКП), а также входного и функционального контроля электронных компонентов (ЭК) с матричными шариковыми выводами типа BGA/CSP. Впервые предложен МЭМС-интерфейс для подключения МКП и ЭК к автоматизированным измерительным комплексам, который реализуется в виде гибкого полиимидного шлейфа и позволяет упростить конструкцию, уменьшить массогабаритные показатели контактирующих устройств за счет устранения громоздких разъемных соединений на пути подключения контролируемых изделий к измерительному оборудованию. По результатам исследований получены патенты на изобретения: № 95190 "Микроэлектромеханическое многозондовое подключающее устройство" и № 98539 "МЭМС – интерфейс многоточечных автоматических контролирующих комплексов".

Предложен метод построения искусственных иммунных систем на основе отрицательного отбора с маскированием детекторов. Разработанный метод построения искусственных иммунных систем c иерархической структурой на основе модели HyperCell выполняет иерархическую декомпозицию детекторов. Также усовершенствован метод синтеза искусственной иммунной сети на основе моделей aiNet и расширяющегося нейронного газа. Разработано программное обеспечение, которое позволило автоматизировать процесс синтеза моделей искусственных иммунных систем для решения заданий кластерного анализа и структурно-параметрического синтеза диагностических и распознающих моделей. Методы иммунокомпьютинга позволяют существенно (до 3,8 раз) повысить скорость обучения и работы, а также точность (на 1-5%) распознающих моделей по сравнению с существующими методами, что подтвердило целесообразность применения разработанных методов построения искусственных иммунных систем для решения практических задач диагностирования и распознавания образов.

Усовершенствована методика анализа пропускной способности систем радиодоступа на основе учета поляризационных искажений антенн в секторе обслуживания. Получил дальнейшее развитие метод повышения пропускной способности систем радиодоступа. Усовершенствован метод повышения пропускной способности систем радиодоступа Multiple Input Multiple Output (MIMO) с поляризационно-ортогональными антеннами. Компенсированы поляризационные искажения каждой из поляризационно-ортогональных антенн, как точки доступа, так и абонента. Метод обеспечивает повышение пропускной способности системы благодаря улучшению развязки по поляризации поляризационно-ортогональных антенн двух каналов. Результаты исследований по использованию компенсации поляризационных искажений антенны свидетельствуют о возможности повышения пропускной способности системы радиодоступа.

Запропоновано вдосконалений метод направленого шифрування на решітках, ANSI Х9.98 NTRU, що на відміну від існуючих дозволяє забезпечити стійкість до атак спеціального виду на реалізацію, які використовують SPA-метод, за рахунок використання додаткових "додавань", внаслідок чого приблизно на 9% зросте час обчислення алгоритму. Також запропоновано універсальний метод протидії атакам спеціального виду, який базується на аналізі спектру енергоспоживання, який на відміну від відомих ґрунтується на рандомізації t та рандомізації масиву b, що дозволяє підвищити стійкість алгоритму Nth-degree TRUncated polynomial ring (NTRU) у n-разів.

Виявлено декілька методів формування підстановок як для відомих, так і для перспективних симетричних криптоалгоритмів. Ці методи засновані на критеріальному підході з використанням теорії векторних булевих функцій. Застосування підстановок, згенерованих на основі запропонованих методів у відзначеному алгоритмі блокового симетричного шифру «Калина», який представлено на національний конкурс з вибору перспективного алгоритму шифрування, дозволяє збільшити нелінійність з 96 до104 при збереженні на високому рівні всіх інших показників. Запропоновано конкретні підстановочні конструкції для застосування в симетричних криптоалгоритмах. Результати практичного застосування запропонованих методів з використанням кластера підтверджують ефективність генерації підстановок нового типу.

На основе математической модели сформулированы и решены классы задач моделирования и анализа нестационарных неизотермических режимов работы многониточных участков газотранспортной системы, связанные с изменением граничных условий на входах и выходах системы, либо с изменением структуры расчетного графа, либо с изменением параметров моделей. Численный метод расчета нестационарных неизотермических режимов работы многониточных линейных участков газотранспортной системы позволяет с более высокой точностью рассчитывать реальные процессы течения газа с учетом различных положений запорной арматуры как в штатных, так и в аварийных ситуациях. Предложенный метод идентификации аварийных ситуаций содержит оценки параметров утечек газа, в частности местонахождение утечки на многониточном линейном участке газотранспортной системы.

Предложен ряд методов кластеризации, охватывающих самые распространенные методы обработки источников нестационарности в данных и модифицированные для возможности работы в on-Line режиме. Полученные таким образом методы кластеризации работают единообразно, что позволяет объединить их в нейросетевые ансамбли для коллективного вывода матрицы разбиения, которая лучше каждой из полученных отдельными методами. Впервые была реализована система кластеризации в парадигме нечеткой логики типа-2, работающая полностью в on-Line режиме. Благодаря предложенным разработкам решены практические задачи сегментации и автоматизированной классификации иллюстративного материала для учебно-методической литературы, а также задачи лексикографического и прагматического анализа текстов и интеллектуального поиска в корпусе текстов.

Для оценки методов борьбы с перегрузкой на серверах Session Initiation Protocol (SIP) построена математическая модель обмена сообщениями в сети в форме раскрашенных сетей Петри в имитационной среде Colored Petri Net (CPN) Tools. Детально рассмотрены алгоритмы обслуживания вызовов на серверах обработки вызовов. Разработанные блоки модели можно использовать в качестве компонентов для моделирования сетей передачи данных со сложной топологией, а также при исследовании и проектировании различного телекоммуникационного оборудования. Достоверность результатов подтверждается совпадением значений, полученных методами имитационного моделирования, со значениями, полученными на реальной сети, с точностью до 0,5…1,3%. Применение усовершенствованных методов позволяет уменьшить время установления соединения, повысить пропускную способность сервера в условиях высокой нагрузки, а также уменьшить время восстановления системы после перегрузки. Полученные результаты использованы в учебном процессе ХНУРЭ и реализованы на сервере обработки вызовов провайдера IP-телефонии.

Разработан метод снижения времени поиска воздушных целей зенитным ракетным комплексом ближнего действия при стрельбе по маловысотным целям в условиях радиоэлектронного подавления с использованием дополнительного пассивного канала. Метод отличается от ранее известных тем, что позволяет использовать пассивные радиотехнические системы (ПРТС) для автоматизированного управления стрельбой при выдаче целеуказания (ЦУ) ракетному каналу. Практическая ценность результатов работы заключается в обосновании требований к характеристикам узлов и блоков мобильной ПРТС на базе зенитного комплекса ближнего действия (ЗК БД), разработке научно обоснованных рекомендаций по ее построению, которые могут быть использованы при разработке или модернизации ЗК БД.

Для решения общей задачи коммивояжера (ОЗК) автором диссертации предложен точный метод, состоящий из двух этапов. На первом этапе алгоритмом Флойда-Уоршалла находятся кратчайшие цепи между всеми парами вершин исходного графа. Полученная матрица весов соответствует полному метрическому графу, в котором на втором этапе алгоритмом Литтла находится решение метрической задачи коммивояжера. Каждое ребро найденного маршрута заменяется на соответствующую кратчайшую цепь. Установлено соотношение, связывающее стоимости оптимальных гамильтоновых маршрутов и маршрутов ОЗК. Разработан комплекс программ, обеспечивающих построение и оптимизацию замкнутых маршрутов в транспортных сетях, и проведен вычислительный эксперимент, в ходе которого на случайно сгенерированных тестовых задачах исследовались свойства разработанных методов. Итоги вычислительного эксперимента полностью согласуются с теоретически выдвинутыми предположениями диссертации.

Разработаны уменьшенные модели большого числа блочных симметричных шифров. Предложена новая модель случайной подстановки, которая построена на свойствах выборки случайных подстановок с выхода генератора подстановок, использующая сравнение значений максимумов эмпирических законов распределения переходов дифференциальных таблиц и смещений таблиц линейных аппроксимаций подстановок с теоретическими, что открыло возможность в качестве случайных (байтовых) подстановок использовать подстановки, сформированные генератором случайных подстановок. Также подтверждена независимость показателей стойкости шифров от свойств используемых в них S-блоков. Опробованы для применения в современных шифрах Rijndael, Калина, Мухомор, Лабиринт S-блоки случайного типа, не снижающие показателей стойкости этих шифров к атакам дифференциального и линейного криптоанализа.

Получено новое решение задачи повышения защищенности Wi-Fi каналов связи за счет применения новых моделей и методов. Для этого получены аналитические выражения, учитывающие влияние на уровень вероятности обнаружения и предельной секретной производительности электродинамических характеристик антенн и рассеивателей легитимного и отводного каналов, а также разнообразия механизмов распространения радиоволн. Также предложен метод построения зон обнаружения, который позволяет проектировать беспроводные цифровые системы передачи информации с заданным уровнем вероятности обнаружения. Получен положительный эффект, состоящий в уменьшении площади зоны обнаружения более чем в 10 раз, что существенно облегчило организацию контроля несанкционированного доступа к информации, передаваемой по Wi-Fi каналам связи и не требует применения криптоалгоритмов. Результаты работы внедрены при частотно-территориальном планировании беспроводной сети уровня LAN в г. Харьков и в учебном процессе ХНУРЭ.

Обоснована математическая модель, позволяющая путем численного моделирования методом интегральных уравнений определить электродина-мические характеристики планарных многодиапазонных антенн, выполненных на основе фрактальных структур. Предложена методика определения геометрии многодиапазонной планарной антенны с наклоненным излучателем, которая основана на представлении антенны в виде неоднородной несимметричной полосковой линии. Предложена планарная многодиапазонная антенна круговой поляризации на основе использования фрактальной структуры Серпинского, которая была промоделирована в САПР и исследована экспериментально.

Улучшены параметры качества (помехозащищенности, спектральной эффективности) цифровой радиосистемы передачи информации (ЦРСПИ) с Multiplle Input Multiple Output (MIMO) LTE- Advanced. Сформированы более сильные собственные независимые пространственные каналы, адаптированные с учетом информации о канале связи к быстро изменяемым условиям многолучевого распространения в канале MIMO. Для количественного анализа качества важным является адекватное математическое моделирование замираний при многолучевом распространении, в частности, с помощью статистических подходов (модели крупномасштабных замираний, Кларка-Ганса, Джейкса и лучевой модели радиоканала), что дало возможность получать характеристики многолучевого канала во временной области. Также в работе уделено внимание вопросам помехозащищенности в ЦРСПИ LTE- Advanced, для чего проведены теоретические исследования поведения вероятности битовой ошибки в релеевских и райсовских пространственных каналах.

Впервые предложен метод сравнения высокоуровневых конструкций симметричных блочных шифров на основе сложности различения высокоуровневой конструкции шифра и случайной перестановки. Для схем на основе цепи Фейстеля и схемы Лей-Месси впервые предложена модель использования случайных перестановок вместо случайных функций в раундовом преобразовании, что позволило получить более точные оценки для наиболее распространенных блочных шифров с биективной раундовой функцией. Определен метод синтеза симметричных блочных шифров на основе секретных несюръективных S-блоков, позволяющих авторизованной стороне выполнять дешифрование криптограмм с заранее заданной вычислительной сложностью. Разработан симметричный блочный шифр "Калина", обеспечивающий высокий и сверхвысокий уровень криптографической стойкости, с уровнем производительности, превосходящим зарубежные аналоги на современных 64-битовых программных платформах. Алгоритм использован при создании проекта спецификации нового национального стандарта шифрования Украины. На основе блочного шифра построена криптографическая хэш-функция "Купина", обеспечивающая высокий и сверхвысокий уровень стойкости, с производительностью, превосходящей российские и белорусские аналоги на 32-битовых и 64-битовых программных платформах. Разработанное преобразование использовано при создании проекта спецификации нового национального стандарта Украины для алгоритма хэширования.

Аналитическим путем и методом компьютерного моделирования с использованием адекватных математических моделей автором диссертации исследованы свойства информационного локационного канала систем радиоакустического зондирования (РАЗ). Теоретическим путем с использованием тел рассеяния исследованы основные особенности рассеянных сигналов, получаемых в системах РАЗ при излучении простых и сложных зондирующих акустических и электромагнитных сигналов. Получены соотношения и графические зависимости, определяющие смещение частоты рассеянного сигнала относительно доплеровского сдвига, которое является основной причиной ошибок при измерении температуры. Усовершенствован алгоритм обработки рассеянных сигналов систем радиоакустического зондирования атмосферы. Показано, что оптимальная многоканальная схема измерений, построенная на основе корреляторов или согласованных фильтров, должна быть дополнена схемой коррекции амплитуд сигналов в каналах. Полученные в работе результаты позволяют правильно выбирать виды зондирующих сигналов при проектировании станций, создавать имитаторы рассеянных сигналов, улучшить показатели качества алгоритмов обработки сигналов и свойств получаемых оценок.

Модифицирован метод решения задачи динамического выбора световых путей и назначения длин волн путем учета влияния нелинейного явления четырехволнового смешивания и использования метрики пропускной способности при поиске нового маршрута, что позволило уменьшить вероятность блокировки и повысить качество передачи информации в сети Wavelength Division Multiplexing (WDM). Главной особенностью технологии "радио по волокну" явилась его комплексная направленность, которая позволила совместно решить задачи частотно-территориального планирования, синтеза оптимальной топологии распределительной сети и задачи выбора световых путей и назначения длин волн. Это позволило синтезировать сети радиодоступа с высоким уровнем масштабируемости и низкой стоимостью переконфигурации.

Впервые предложена многопараметрическая математическая модель дифференциальной диагностики распространенных дерматозов. Разработан метод оптимизации диагностических коэффициентов для дифференциальной диагностики распространенных дерматозов, использующий математический аппарат эволюционной стратегии. Предложена информационная тexнoлoгия, которая реализована в автоматизированном рабочем месте (АРМ) врачей-дерматологов. В результате проведенных исследований АРМ продемонстрированы удачные результаты дифференциальной диагностики пациентов с дерматозами: 436 пациентам из 450 был установлен верный диагноз, то есть точность диагностики составила 96,89 %. Результаты диссертационной работы внедрены в работу дерматологического отделения и лаборатории аллергологии государственного предприятия "Института дерматологии и венерологии Национальной академии медицинских наук Украины", а также в учебный процесс Харьковского национального университета радиоэлектроники и Харьковского национального медицинского университета.

Впервые предложен метод оценивания уровня культуры информационной безопасности (КИБ), который базируется на использовании матриц свертки, что позволяет получить комплексную оценку уровня КИБ за счет усовершенствования механизма комплексного оценивания на основе матриц свертки и способа формирования множества показателей КИБ. Разработанные инструментальные средства в виде системы поддержки принятия решений (СППР) позволяют ускорить принятие решений, уменьшить вероятность ошибки за счет автоматизации процедуры генерации матриц свертки и процедуры свертки непосредственно, эффективной визуализации итоговых результатов.

Разработана математическая модель гомодинного измерительного преобразователя с дискретным изменением фазы опорного сигнала и получены соотношения, которые позволяют рассчитывать амплитуды спектральных составляющих выходного низкочастотного сигнала. Проведен анализ метрологических возможностей гомодинного преобразователя с дискретным изменением фазового сдвига опорного сигнала. Установлено, что при использовании трехсекционного дискретного фазовращателя при допустимом снижении уровня первой гармоники выходного сигнала на 1% погрешность фазовращателя не должна превышать восемнадцати градусов, а для четырехсекционного дискретного фазовращателя эта погрешность не должна превышать девяти градусов. Предложенные структурные схемы микроволновых измерителей толщины материалов, положения границы раздела жидкостей, a также расходомеров для веществ с изменяющимся составом могут быть использованы в различных отраслях промышленности. Создана эспериментальная установка, которая позволяет осуществить технический контроль параметров гомодинных преобразователей.

Синтезирован метод сопоставления описаний изображений на основе построения моделей инвариантных признаковых структур с применением принципа голосования. Разработана модель построения описания объектов путем применения пространственных структур с учетом контекста и пространственных свойств элементов описания и последующим сжатием полученного множества структур. Получили дальнейшее развитие гибридные модели классификации изображений с применением многостороннего анализа структурных разнотипных признаков в виде множества значений дескрипторов и инвариантных признаков, построенных на основе их координат. Усовершенствована модель вычисления подобия описаний. Теоретические результаты исследований внедрены в прикладных системах распознавания синтезированных и реальных изображений, а также в учебном процессе в рамках дисциплин "Основы компьютерной графики", "Структурные методы интеллектуальной обработки видеоданных", "Анализ данных".

Рассмотрены новые модели поведения цены акции в условиях неполной информации о волатильности и доходности акции. Рассмотрена модель поведения цены акции, случайная компонента которой управляется Броуновским движением и дробовым шумом. В работе впервые получено аналитическое решение задачи оптимизации портфеля ценных бумаг для модели поведения цены акции, управляемой Броуновским движением и составным процессом Пуассона. Также в работе решена задача оптимизации портфеля ценных бумаг для модели Хестона поведения цены акции со стохастической волатильностью. Коэффициенты модели Хестона – нелинейные функции. Решение задачи оптимизации портфеля ценных бумаг для модели Хестона при неполной информации является новизной данной работы.

Проведен анализ современного состояния проблемы проектирования специализированных информационных систем предприятия, в частности, систем технического учета энергоресурсов. Получили дальнейшее развитие графовые модели для описания структур комплекса технических средств, которые учитывают особенности интерфейсов технических средств и позволяют выбрать рациональный вариант структуры. Предложена информационная технология выбора структуры комплекса технических средств информационной системы, построенной на основе разработанных моделей и методов. Обосновано сокращение затрат времени и трудоемкости работ по предварительной оценке и подготовке рекомендаций для выбора рациональной структуры комплекса технических средств. Предлагаемые модели реализованы алгоритмически и программно и внедрены на промышленном предприятии и в высшем учебном заведении при решении инженерных задач.

Предложенные в работе методы и модели синтеза позволяют решать задачи контроля и автоматизированного управления динамическими нестационарными процессами, характерными для линий непрерывного травления полосовой стали, в условиях отсутствия полной информации о статистических свойствах внешних возмущений. В практических приложениях диссертационной работы приведены результаты моделирования и экспериментального исследования режимов работы системы автоматизированного управления непрерывным травильным агрегатом, в частности, влияния управляющих воздействий, формируемых разработанными критическими регуляторами на величину удельного расхода энергии и ресурсов в рамках применяемой технологии травления. Результаты были использованы при разработке системы микроконтроллерного управления процессом травления полосовой стали на металлургических предприятиях Украины, а также внедрены в учебный процесс Харьковского национального университета радиоэлектроники.

Рассмотрена аналитическая теория описания нестационарных процессов в открытых резонансных и волноводных структурах. Решен ряд задач для объектов с простой геометрией (слой, цилиндр, сфера). На примере цилиндрической динамической линзы (диэлектрической и плазменной) показано отклонение направления хода волнового пучка, а также возможности управления фотонным нанофакелом. Изучены возможности преобразования волноводных направляемых мод в направляемые моды и в моды излучения. Проведены систематические исследования плазмонных резонансов уединенного металлического провода и цепочки таких проводов. Исследовано возбуждение плазмонных волновых пакетов поверхностных плазмонов на границе кругового цилиндра (плазменного и из левостороннего метаматериала).

Впервые предложен метод обучения и обновления знаний в интеллектуальных учебных информационных системах, позволяющий интенсифицировать компьютеризированное обучение и повысить его эффективность; представлена модель обучения, основанная на навигационных правилах генерации и динамической модификации стратегий обучения в базисе алгебры конечных предикатов, что позволило упростить процесс обучения путем использования унифицированного формального представления знаний и стратегии обучения. Получила дальнейшее развитие многоуровневая модель организации гипермедийного пространства и введено понятие "учебных предикатов", что дало возможность представления гипермедиа пространств неструктурированных учебных материалов и моделей обучения в базисе алгебры конечных предикатов и предикатных операций.

Выполнен системологический анализ современного состояния проблемы структурно-топологического синтеза территориально распределенных объектов. Усовершенствованы комбинаторный метод и метод покоординатной структурно-топологической оптимизации трехуровневых территориально распределенных объектов с нерегулярным и регулярным размещениями их элементов, что позволяет за приемлемое время решать практические задачи более высокой размерности. По результатам экспериментов сокращение времени решения задачи составляет в зависимости от ее размерности 12,08–86,39%. Предложены модели оценки обобщенной полезности проектных решений на основе экспоненциальной функции, функции информационной энтропии, аддитивно-мультипликативной функции и функции на основе полинома Колмогорова-Габора, позволяющие восстанавливать порядок предпочтений лица, принимающего решения, на 30–40% чаще, чем известные модели.

Предложен метод объективной диагностики латентного сахарного диабета 2 типа (СД2) на основе логической, нейросетевой и компьютерно-модельной обработки гликемических данных пациента, реализованный в виде программного модуля, который статистически достоверно не уступает экспертной диагностике и может быть применен для массового обследования населения в составе соответствующей биотехнической системы. Впервые построена имитационная модель скринингового обследования населения на латентный СД2 с минимизацией материально-технических затрат на него.

Проведен анализ проблемы классификации, кластеризации данных и обработки изображений с помощью искусственных нейронных сетей (ИНС) теории адаптивного резонанса (ART). Исследованы различные типы сетей ART 2 и алгоритмы их работы. Также приведен обзор алгоритмов и особенностей сетей Fuzzy ART MAP. Решена задача сжатия изображений. Сеть ART позволяет эффективно уменьшить количество данных на этапе векторного квантования. Разработанная система измерения температурных полей трубчатой вращающейся печи, в которой используется нейронная сеть Fuzzy ART для цифровой обработки инфракрасных изображений, позволила улучшить эффективность управления процессом обжига руды и обеспечить увеличение срока эксплуатации футеровки и кожуха печи. Показана эффективность использования нейронной сети Fuzzy ART при построении систем обработки графических данных в системах телевизионного контроля и управления сложными технологическими процессами.

Впервые предложена система динамических технико-экономических моделей структурного и функционального синтеза телекоммуникационных систем (ТКС). Использована система линейных разностных уравнений, а для описания процессов маршрутизации и ограничения трафика на границе транспортной сети применена система линейных алгебраических уравнений состояния. Использование модели позволило обеспечить более полный учет технико-экономических особенностей процессов структурного и функционального синтеза ТКС. Предложена динамическая математическая модель структурно- функционального синтеза виртуальных частных сетей. Использование модели позволяет обеспечить более эффективное управление ресурсами сети провайдера при создании виртуальных частных сетей за счет более полного учета динамики процессов информационного обмена, протекающих в ней. Усовершенствован метод структурного и функционального синтеза ТКС, что позволяет обеспечить более эффективное использование имеющегося технико-экономического ресурса при проектировании ТКС.

Впервые разработаны методы предварительной и уточняющей диагностики первичной открытоугольной глаукомы (ПОУГ), которые позволяют выявить данное заболевание в ранние сроки и назначить своевременное лечение. Предложена и реализована информационная технология диагностики и прогнозирования ПОУГ нa базе разработанных методов, что позволяет сократить время исследования и повысить качество обслуживания пациентов. Разработана физическая модель базы данных, а также программное обеспечение автоматизированного рабочего места (АРМ) врача-офтальмолога "Glaucoma v 1.0", выполнена оценка его эффективности, а также проведена экспериментальная проверка разработанных методов и информационной технологии с помощью реальных медицинских данных. Результаты диссертационной работы внедрены в Харьковской городской клинической больнице № 14 им. проф. Л. Л. Гиршмана.

Разработаны новые методы и программные средства для построения интеллектуальных систем диагностирования, которые синтезируют диагностические модели в нейро-нечетком базисе с автоматической настройкой параметров и на основе гибридного стохастического поиска. Предложены модели качества выборок и диагностических нейромоделей, методы формирования выборок, использование которых позволяет решить проблему автоматизации построения интеллектуальных систем диагностирования. Проведено экспериментальное исследование свойств и характеристик и предложены рекомендации по использованию разработанных методов при решении практических задач диагностики и автоматической классификации.

Впервые разработан метод инвариантного оценивания пространственного распределения объектов при синтезе оптимальных радиотехнических систем наблюдения за источниками сигналов и оптимальной пространственно-временной обработки информации многопозиционных мультисенсорных приемных систем. Предложен стохастический критерий пространственного разделения источников сигналов на основе их вероятностных моделей. Рассмотрен метод оценки пространственных координат центроида группы пространственно неразделенных объектов, который позволяет адаптивно изменять интервалы накопления сигнала при изменениях стохастических свойств помех. Разработаны эффективные вычислительные процедуры в алгоритмах оптимальной обработки сигналов при решении прикладных задач пространственно-временной обработки сигналов в адаптивных антенных решетках. Предложена математически обоснованная процедура оценивания ошибок в структуре стохастических сигналов, учитывающая влияние аппаратурных погрешностей.

Разработаны методы обеспечения качества связи в телекоммуникационных системах сверхширокополосного радиодоступа за счет изменения характеристик сигнала в зависимости от особенностей его формирования в передатчике, условий распространения в радиоканале и приема. Все полученные результаты могут быть использованы при проектировании новых телекоммуникационных систем сверхширокополосного радиодоступа или при модернизации беспроводной сети между периферийными устройствами и компьютером, для передачи видеосигнала на мониторы и телевизозы в концепции цифрового дома на основе технологий Wireless Universal Serial Bus, WirelessHD или Wireless Home Digital Interface.

Впервые предложен эволюционный метод проектирования структуры технологических систем механической обработки, который решает задачу выбора наиболее рациональной конфигурации технологической системы по минимуму трудоемкости комплексно. Разработана математическая модель машиностроительной детали, в которой делается акцент на взаимосвязи технологии обработки детали с алгоритмом ее построения на основе классификации элементов формы, построенной по результатам анализа алгоритмов построения трехмерных моделей деталей в различных системах автоматического проектирования (САПР). Впервые предложен эволюционный метод проектирования технологических и сборочных размерных цепей. Получил дальнейшее развитие метод количественной оценки правильности простановки размеров на машиностроительных деталях. Разработано программное обеспечение, реализующее эти методы.

В результате диссертационного исследования спроектирован радиофизический комплекс дистанционного зондирования тропосферы. Получены математические соотношения, описывающие работу радиоинтерферометра, и проведено численное моделирование прохождения сигнала сквозь турбулентную тропосферу с помощью метода Монте-Карло; исследовано влияние флуктуаций коэффициента преломления тропосферы и многолучевого распространения на работу радиоинтерферометра. Показано, что аномальные значения эффективного градиента коэффициента преломления, полученные в ходе натурных экспериментов, могут быть объяснены присутствием гидрометеообразований сложной формы. Проведено моделирование прохождения сигнала сквозь подобные метеообразования и сформулирован вывод о том, что подобные образования способны маскировать рефракционные эффекты, что накладывает ограничения на использование экспоненциального высотного профиля коэффициента преломления в исследуемом методе.

Усовершенствованы пассивные методы синхронизации шкал времени и частоты за счет использования новых аппаратно-алгоритмических средств, которые построены на применении взаимокорреляционной цифровой обработки принятых в пунктах сигналов общего стороннего произвольного источника при известной разности времени распространения сигнала от источника к пунктам. Это позволило получить потенциальное значение погрешности синхронизации шкал времени на уровне единиц наносекунд против 50 нс, которые обеспечивают спутниковые радионавигационные системы (СРНС). Разработаны практические рекомендации и предложены варианты технической реализации по построению элементов пассивных систем высокоточной синхронизации с применением сигналов наземных и космических общих источников.

Предложен новый метод адаптивной модуляции, который заключается в одновременном использовании различных типов многопозиционной модуляции в различных Multiput Input Multiple Output (МІМО)-каналах в зависимости от затухания в них. Предложена модель системы управления передающими устройствами МІМО, в которой для оценки матрицы канала применяются фильтры Калмана. Также усовершенствован метод пространственно-временной обработки сигналов для технологии Long Term Evolution (LTE), основанный на использовании адаптивных антенных решеток с однорежимным алгоритмом адаптации по пилотному сигналу. Достоверность научных результатов и выводов, сформулированных в диссертации, подтверждены путем имитационного моделирования и эксперимента на реальном оборудовании.

Усовершенствована архитектура искусственной нейронной сети с прямой передачей информации, обладающая робастными свойствами в условиях возмущений с неизвестным распределением. Также усовершенствован метод обучения искусственных нейронов многослойных нейронных сетей с прямой передачей информации на основе робастного критерия оценивания Вэлша. Проведено имитационное моделирование процесса одношагового прогнозирования многомерного ряда на основе искусственной нейронной сети с динамическими нейронами и моделирование методов прогнозирования на основе искусственной нейронной сети на нейронах-фильтрах. Решена задача построения прогнозирующей модели системы охранной сигнализации, учитывающей нестационарность прогнозируемой последовательности. Прогнозирующая искусственная нейронная сеть на динамических нейронах позволяет строить прогноз выходных данных на интервале, для которого задаются входные переменные, а также на несколько шагов вперед. Показано, что эта последовательность несущественно отличается от реальной выборки даннях, а используемая нейросетевая модель позволяет достичь достаточно высокой степени точности прогноза.

Усовершенствован метод преобразования плоских баз данных (БД) к виду реляционного отношения на базе методов загрузки данных в системе управления базами данных (СУБД). Предложен критерий оценки целесообразности интеграции баз данных на основе функциональной обеспеченности СУБД. Предложена прикладная информационная технология интеграции баз данных с использованием предложенных методов. Разработана программная реализация инструментального способа интеграции баз данных. Предложенная технология и инструментальные средства использованы в процессе реинжиниринга унаследованных информационных систем, внедрены в нескольких организациях.

Осуществлен анализ принципов построения перспективных систем беспроводной передачи энергии (БПЭ) к труднодоступным объектам; выбран метод фокусировки электромагнитного излучения; усовершенствован метод расчета конструктивных и электрических параметров для систем БПЭ, оценены их производительность, зоны биологической безопасности и техническая реализуемость. Повышено значение удельной мощности постоянного тока, снимаемой с единицы площади апертуры ректенны. Результаты диссертационной работы целесообразно использовать при разработке перспективных систем БПЭ к труднодоступным объектам.

Решена задача краткосрочного прогнозирования зон радиовидимости наземных радиотехнических систем с учетом текущего состояния тропосферы с помощью усовершенствованного метода эквивалентных источников. Определение границ применимости метода для конкретных исходных данных осуществляется на основе анализа структуры волновых фронтов, геометрических лучей и случайных каустик. Точность расчетов поля повышена путем учета диффузии лучей в зону геометрической тени. Это позволяет уменьшить среднеквадратичную ошибку значений множителя ослабления в загоризонтной области до 5 дБ. Результаты вычисления пространственного распределения множителя ослабления позволяют адаптировать наземные радиолокационные системы к изменениям внешней среды путем соответствующего изменения мощности передатчика с учетом допустимого уровня непреднамеренных помех, а также выбора параметров адаптивного осмотра с учетом зон радионаблюдаемости.

Впервые предложена архитектура сети на базе гибридных нейроподобных элементов для оценки точности аппроксимации, отличающаяся наличием блока оценивания точности. Усовершенствован метод преобразования для обучения сетей на базе гибридных нейроподобных элементов, отличающийся введением ограничений в виде неравенств на настраиваемые параметры сети, и уточнением получаемой оценки координат глобального экстремума с помощью усовершенствованного гравитационного поиска. Получил дальнейшее развитие метод синтеза сети на базе гибридных нейроподобных элементов, отличающийся двухэтапной структурной и параметрической оптимизацией сети. Эффективность предложенных методов доказана экспериментально на тестовых и реальных данных.

Решена задача моделирования и оптимизации гибридных антенных систем для радиотелескопов с широким (многолучевым) полем обзора благодаря использованию единого подхода к теоретическому анализу отдельных элементов системы и использования предложенного критерия равномерной чувствительности. Разработана единая модель гибридной приемной антенной системы с фокальной решеткой и приемной частью, позволяющая рассчитывать важнейшие параметры радиотелескопов, такие как: а) оптимальные по выбранному критерию весовые коэффициенты для элементов фокальной решетки; б) шумовая температура системы и ее составляющие; в) коэффициент использования поверхности (КИП) и его составляющие; г) эффективность поляризационной дискриминации. Усовершенствована математическая модель микрополоскового фидера для антенных элементов Вивальди, отличающаяся от модели Кнорра учетом емкости щели. Результаты проверены экспериментально как для отдельных элементов, так и для всей системы в целом. Измерения выполнены в институте ASTRON на одной из антенн Вестерборгского радиотелескопа.

Разработана модель метеорных систем передачи информации (МСПИ), которая включает уточненную модель метеорных радиоканалов (МРК). Предложена методика определения численности метеорных следов, а также имитация протокола передачи через МРК с различными способами модуляции и кодирования. Определен новый способ модуляции, позволяющий выбирать доступную для приема скорость. Также предложен новый способ синхронизации при приеме данных через МРК, который повысил пропускную способность МСПИ на 15 ... 30%. Рассмотрена возможность прогнозирования характеристик МРК, что позволит опережающим образом изменять параметры сигнала и адаптироваться к каналу. Предложена структурная схема полностью цифровой МСПИ, которая позволит реализовать все ее функции в виде программно-реализованной системы на базе программируемых логических интегральных схем (ПЛИС).

Проведен анализ структур и особенностей построения сенсорных сетей (СС) с учетом существующих технологических платформ и технологий, используемых в беспроводных СС. Рекомендовано ряд структур для реализации стратегий управления событиями и периодического сбора информации, для реализации технологических платформ на основе reductd-function device (RFD) и full-function device (FFD) узлов, обоснован выбор гибридно-иерархической архитектуры, методов маршрутизации. Разработанные методы и рекомендации позволяют повысить качество мониторинга в сенсорных сетях.