http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/11156 Sun, 20 Mar 2022 07:02:37 GMT 2022-03-20T07:02:37Z http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/13496 Название: Оцінка ризику ураження з використанням методу Монте-Карло Авторы: Амеліна, Лариса Володимирівна; Біляєв, Микола Миколайович; Берлов, Олександр Вікторович; Чередниченко, Л. А. Краткий осмотр (реферат): UK: Мета. Ця робота передбачає розробку чисельної моделі для розрахунку зон хімічного забруднення у разі аварійної емісії аміаку на території насосної станції, що здійснює перекачування, а також розробку моделі оцінки ризику ураження та глибини рани в тілі у випадку розлітання уламків, що утворюються під час вибуху трубопроводу. Методика. Для розв’язання поставленої задачі – визначення зон поширення аміаку в атмосферному повітрі – використано рівняння масопереносу. Для розрахунку поля швидкості повітряного потоку за наявності будівель на території насосної станції, що перекачує аміак, використано модель потенціальної течії. Чисельне розв’язання тривимірного рівняння для потенціалу швидкості проведено за допомогою методу сумарної апроксимації. Під час використання цієї чисельної моделі враховано нерівномірне поле швидкості вітрового потоку, зміну вертикального коефіцієнта атмосферної дифузії з висотою, інтенсивність емісії аміаку, місце викиду хімічно небезпечної речовини. Для чисельного розв’язання рівняння переносу аміаку в атмосферному повітрі використано різницеву схему розщеплення. Попередньо здійснено фізичне розщеплення тривимірного рівняння масопереносу на систему рівнянь, що описують перенос забруднювача в одному координатному напрямку. На кожному кроці розщеплення невідоме значення концентрації аміаку визначено за явною схемою біжучого рахунку. Розглянуто математичну модель розрахунку розлітання уламків під час вибуху на території насосної станції. Результати. На основі розробленої чисельної моделі проведено обчислювальний експеримент для оцінки рівня забруднення атмосферного повітря на території насосної станції, що перекачує аміак. Визначено зону можливого ураження людей у разі розлітання уламків під час вибуху на території станції. Наукова новизна. Розроблено чисельну модель, що дозволяє розраховувати зони хімічного зараження в разі аварійної емісії аміаку на території насосної станції. Модель доповнено оцінкою зон ураження у випадку розлітання уламків під час вибуху. Практична значимість. На базі розробленої математичної моделі створено комп’ютерну програму, що дозволяє проводити серійні розрахунки для визначення зон ураження під час надзвичайних ситуацій на території хімічно небезпечних об’єктів. Розроблена математична модель може бути використана під час складання плану ліквідації аварійної ситуації (ПЛАС) для хімічно небезпечних об’єктів.; EN: Purpose. This work involves the development of a numerical model for the calculation of chemical contamination zones in the event of ammonia accident at the pumping station, as well as a model for assessing the risk of damage and wound depth in the body in case of fragments scattering formed during the pipeline explosion at the pumping station. Methodology. To solve this problem, we used the mass transfer equation for the ammonia propagation in the air. A potential flow model is used to calculate the air flow velocity field in the presence of buildings at the ammonia pumping station. The numerical solution of the three-dimensional equation for the velocity potential is derived by the cumulative approximation method. When using this numerical model, the irregular field of wind flow velocity, the change in vertical atmospheric diffusion coefficient with altitude, the ammonia emission intensity, the emission point of the chemical substance were taken into account. A differential splitting scheme was used to numerically solve the ammonia transfer equation in the air. Physical splitting of the three-dimensional mass transfer equation to a system of equations describing the contaminant transfer in one coordinate direction is carried out beforehand. At each step of splitting, the unknown value of ammonia concentration is determined by an explicit scheme of point-to-point computation. A mathematical model for calculating the fragments scattering in case of emergency at the pumping station is considered. Findings. On the basis of the developed numerical model, a computational experiment was conducted to estimate the level of air pollution at the ammonia pumping station. The area of possible damage of people during the fragment scattering during the explosion at the ammonia pumping station was determined. Originality. A numerical model has been developed that allows calculating the chemical contamination zones in case of emergency ammonia emission at the pumping station. The model is complemented by assessment of impact zones in case of fragment scattering during the pumping station explosion. Practical value. Based on the developed mathematical model, a computer program was created, which allows performing serial calculations for determining the impact zones during emergency situations at the chemically hazardous objects. The mathematical model developed can be used to perform serial calculations during the development of emergency response plan for chemically hazardous objects.; RU: Цель. Данная работа предусматривает разработку численной модели для расчета зон химического загрязнения в случае аварийной эмиссии аммиака на территории насосной станции, осуществляющей перекачку, а также разработку модели оценки риска поражения и глубины раны в теле при разлете осколков, образовавшихся во время взрыва трубопровода. Методика. Для решения поставленной задачи – определения зон распространения аммиака в атмосферном воздухе – использовано уравнение массопереноса. Для расчета поля скорости воздушного потока при наличии зданий на территории насосной станции, перекачивающей аммиак, использовано модель потенциального течения. Численное решение трехмерного уравнения для потенциала скорости проведено с помощью метода суммарной аппроксимации. При использовании этой численной модели учтено неравномерное поле скорости ветрового потока, изменение вертикального коэффициента атмосферной диффузии с высотой, интенсивность эмиссии аммиака, место выброса химически опасного вещества. Для численного решения уравнения переноса аммиака в атмосферном воздухе использована разностная схема расщепления. Предварительно осуществлено физическое расщепление трехмерного уравнения массопереноса на систему уравнений, описывающих перенос загрязняющего вещества в одном координатном направлении. На каждом шагу расщепления неизвестное значение концентрации аммиака определено по явной схеме бегущего счета. Рассмотрена математическая модель расчета разлетания обломков на территории насосной станции. Результаты. На основе разработанной численной модели проведен вычислительный эксперимент для оценки уровня загрязнения атмосферного воздуха на территории насосной станции, которая перекачивает аммиак. Определена зона возможного поражения людей при разлетании осколков во время взрыва на территории станции. Научная новизна. Разработана численная модель, позволяющая рассчитывать зоны химического заражения при аварийной эмиссии аммиака на территории насосной станции. Модель дополнена оценкой зон поражения при разлетании осколков во время взрыва. Практическая значимость. На базе разработанной математической модели создана компьютерная программа, позволяющая проводить серийные расчеты для определения зон поражения при чрезвычайных ситуациях на территории химически опасных объектов. Разработанная математическая модель может быть использована при составлении плана ликвидации аварийной ситуации (ПЛАС) для химически опасных объектов. Описание: Л. Амеліна: ORCID 0000-0002-8525-7096, М. Біляєв: ORCID 0000-0002-1531-7882, О. Берлов: ORCID 0000-0002-7442-0548, Л. Чередниченко: ORCID 0000-0002-1457-9282 Tue, 01 Jan 2019 00:00:00 GMT http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/13496 2019-01-01T00:00:00Z http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/13495 Название: Обґрунтування показників енергоефективності канатних доріг Авторы: Ракша, Сергій Васильович; Куроп’ятник, Олексій Сергійович; Краснощок, О. Л. Краткий осмотр (реферат): UK: Мета. За основну мету статті ми ставимо формування та обґрунтування показників енергоефективності канатних доріг традиційної конструкції та доріг із самохідними вагонами на основі порівняння їх величин. Обґрунтування показників енергоефективності канатних доріг дозволяє в повному обсязі визначитися з напрямом подальших досліджень у сфері розвитку альтернативного виду міського транспорту. Методика. Для отримання вихідних даних проведено огляд світових напрямів розвитку канатних доріг. Запропоновано аналітичні формули для визначення показників енергоефективності, за якими виконано порівняння канатних доріг традиційної конструкції та доріг із самохідними вагонами. При цьому враховано вплив ступеня завантаженості й номінальної потужності на коефіцієнт корисної дії електродвигуна. З метою врахування розсіювання енергії в тяговому канаті через його пружні властивості було введено поняття коефіцієнта корисної дії тягового канату. Результати. Сформовано методику підрахунку коефіцієнта корисної дії канатних доріг. Розроблено формули для визначення енергоефективності й оцінено вплив характеристик канатних доріг на їх розрахункові значення. Побудовано графіки залежності коефіцієнта корисної дії самохідної канатної дороги від номінальної потужності електродвигуна та коефіцієнта корисної дії від завантаженості приводу підвісної канатної дороги. Також порівняно загальні коефіцієнти корисної дії для канатних доріг із самохідними вагонами та для доріг традиційної конструкції. Наведені результати ґрунтуються на усереднених значеннях параметрів електродвигунів за умови їх різного завантаження. Наукова новизна. Автори вперше запропонували та обґрунтували показники енергоефективності, які дозволяють здійснювати порівняльний аналіз канатних доріг традиційної конструкції та доріг із самохідними вагонами. Визначили залежність цих показників від параметрів канатної дороги. Практична значимість. Результати проведеного порівняльного аналізу канатної дороги традиційної конструкції з дорогами, які містять самохідні вагони, за запропонова-ними показниками енергоефективності можуть бути використані для обґрунтування доцільності застосування певних видів канатних доріг з метою реалізації окремих транспортних процесів. Розроблену конструктивну схему самохідного вагона можна застосовувати під час розробки енергоефективних проектів пасажирських канатних доріг; EN: Purpose. The article is aimed to form and justify the energy efficiency indicators of ropeways of traditional design and ropeways with self-propelled wagons based on the determination and comparison of their values. The substantiation of the energy efficiency criteria of ropeway wagons allows us to determine fully the direction of further research in the field of development of alternative transport mode. Methodology. To obtain initial data, the authors reviewed the world trends in the development of ropeway wagons, proposed analytical formulas for determining criteria for ropeways` energy efficiency used to compare traditional ropeways and ropeways with self-propelled wagons. Herewith, we took into account the influence of the loading degree and rated power on the electric motor efficiency. In order to take into account the energy dissipation in the haul rope through its elastic properties, the concept of the efficiency coefficient of the haul rope was introduced. Findings. The authors formed a methodology for calculating the efficiency of ropeways, developed formulas for determining energy efficiency. We assessed the influence of the ropeway characteristics on their calculated values; constructed dependence graphs of the self-propelled ropeway efficiency coefficient on the rated electric motor power and the efficiency coefficient on the ropeway drive loading, as well as compared general efficiency coefficients for ropeways with self-propelled wagons and for ropeways of traditional design. The results are based on the averaged values of the electric motors parameters at their different loads. Originality. The authors first proposed and justified the energy-efficiency criteria for ropeways that make it possible a comparative analysis of traditional ropeways and those with self-propelled wagons. We determined the dependence of these indicators on the ropeway parameters. Practical value. The results of the comparative analysis of traditional construction of ropeways and the ropeways with self-propelled wagons, based on the proposed energy efficiency indicators, can be used to substantiate the feasibility of using certain type of rope-ways for the implementation of individual transport processes. The construction diagram of a self-propelled wagon can be used in the development of energy efficient passenger ropeway projects; RU: Цель. Основной целью статьи мы ставим формирование и обоснование показателей энергоэффективности канатных дорог традиционной конструкции и дорог с самоходными вагонами основе сравнения их величин. Обоснование показателей энергоэффективности канатных дорог позволяет в полном объеме определиться с направлением дальнейших исследований в области развития альтернативного вида городского транспорта. Методика. Для получения исходных данных проведен обзор мировых направлений развития канатных дорог. Предложены аналитические формулы для определения показателей энергоэффективности, по которым выполнено сравнение канатных дорог традиционной конструкции и дорог с самоходными вагонами. При этом учтено влияние степени загруженности и номинальной мощности на коэффициент полезного действия электродвигателя. С целью учета рассеяния энергии в тяговом канате из-за его упругих свойств было введено понятие коэффициента полезного действия тягового канату. Результаты. Сформирована методика подсчета коэффициента полезного действия канатных дорог. Разработаны формулы для определения энергоэффективности и оценено влияние характеристик канатной дороги на их расчетные значения. Построены графики зависимости коэффициента полезного действия самоходной канатной дороги от номинальной мощности электродвигателя и коэффициента полезного действия от загруженности привода подвесной канатной дороги. Также сравнены общие коэффициенты полезного действия для канатных дорог с самоходными вагонами и для дорог традиционной конструкции. Приведенные результаты основываются на усредненных значениях параметров электродвигателей при их разной нагрузке. Научная новизна. Авторы впервые предложили и обосновали показатели энергоэффективности, которые позволяют осуществлять сравнительный анализ канатных дорог традиционной конструкции и дорог с самоходными вагонами. Определили зависимость этих показателей от параметров канатной дороги. Практическая значимость. Результаты проведенного сравнительного анализа канатной дороги традиционной конструкции с дорогами, которые используют самоходные вагоны, по предложенным показателям энергоэффективности могут быть использованы для обоснования целесообразности применения определенных видов канатных дорог с целью реализации отдельных транспортных процессов. Разработанную конструктивную схему самоходного вагона можно применять при разработке энергоэффективных проектов пассажирских канатных дорог. Описание: С. Ракша: ORCID 0000-0002-4118-1341, О. Куроп’ятник: ORCID 0000-0001-5581-3883, О. Краснощок: ORCID 0000-0002-0140-5179 Tue, 01 Jan 2019 00:00:00 GMT http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/13495 2019-01-01T00:00:00Z http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/13494 Название: Визначення оптимального маршруту в інформаційній мережі залізничного транспорту з використанням нейронечітких моделей Авторы: Пахомова, Вікторія Миколаївна; Мандибура, Є. С. Краткий осмотр (реферат): UK: Мета. Сучасні алгоритми вибору найкоротшого маршруту, наприклад, алгоритми Беллмана–Форда й Дейкстри, які в даний час широко використовують у протоколах маршрутизації (RIP, OSPF), не завжди призводять до ефективного результату. Тому виникає необхідність дослідження можливості організації маршрутизації в мережі інформаційно-телекомунікаційної системи (ІТС) залізничного транспорту за допомогою методів штучного інтелекту. Методика. На основі створеної в моделювальній системі OPNET імітаційної моделі розглянуто фрагмент мережі ІТС залізничного транспорту й сформовано наступні вибірки: навчальну; тестувальну; контрольну. Для моделювання в системі MatLAB нейронечіткої мережі (гібридної системи) на вхід подають наступні параметри: довжина пакета (3 терм-множини); інтенсивність трафіка (5 терм-множин); кількість проміжних маршрутизаторів, що складають маршрут (4 терм-множини). За результуючу характеристику взято час перебування пакета в маршрутизаторах за маршрутом його проходжен-ня в мережі ІТС (4 терм-множини). На основі визначеного часу перебування пакета в маршрутизаторах і затримок у черзі на маршрутизаторах, що складають різні шляхи (з однаковою кількістю маршрутизато-рів) визначено оптимальний маршрут. Результати. Для розглянутого фрагмента ІТС залізничного транспорту здійснено прогноз часу перебування пакета в маршрутизаторах за маршрутом його проходження на основі нейронечіткої мережі, що створена в системі MatLAB. Проведено дослідження середньої похибки навчання нейронечіткої мережі за різних функцій належності й за різними методами оптимізації навчання. Виявлено, що найменше значення середньої похибки навчання надає нейронечітка мережа конфігурації 3–12–60–60–1 в разі використання симетричної Гаусівської функції належності за гібридним методом оптимізації. Наукова новизна. За сценаріями RIP та OSPF на створеній в моделювальній системі OPNET імітаційній моделі отримані наступні характеристики: середнє навантаження сервера; середній час обробки пакетів маршрутизатором; середній час очікування пакетів у черзі; середня кількість втрачених пакетів; час конвергенції мережі. Визначено, що найкращі результати надає імітаційна модель мережі за сценарієм OSPF. Запропонована інтегрована система маршрутизації в мережі ІТС залізничного транспорту, в основу якої покладено створені нейронечіткі мережі, визначає оптимальний маршрут у мережі швидше порівняно з наявним протоколом маршрутизації OSPF. Практична значимість. Інтегрована система маршрутизації в ІТС залізничного транспорту дозволить у реальному часі визначити оптимальний маршрут у мережі за однаковою кількістю маршрутизаторів, що складають шлях проходження пакета.; EN: Purpose. Modern algorithms for choosing the shortest route, for example, the Bellman-Ford and Dijkstra algo-rithms, which are currently widely used in existing routing protocols (RIP, OSPF), do not always lead to an effective result. Therefore, there is a need to study the possibility of organizing routing in in the railway network of infor-mation and telecommunication system (ITS) using the methods of artificial intelligence. Methodology. On the basis of the simulation model created in the OPNET modeling system a fragment of the ITS railway network was considered and the following samples were formed: training, testing, and control one. For modeling a neural-fuzzy network (hybrid system) in the the MatLAB system the following parameters are input: packet length (three term sets), traffic intensity (five term sets), and the number of intermediate routers that make up the route (four term sets). As the resulting characteristic, the time spent by the packet in the routers along its route in the ITS network (four term sets) was taken. On the basis of a certain time of packet residence in the routers and queue delays on the routers making up different paths (with the same number of the routers) the optimal route was determined. Findings. For the railway ITS fragment under consideration, a forecast was made of the packet residence time in the routers along its route based on the neural-fuzzy network created in the MatLAB system. The authors conducted the study of the average error of the neural-fuzzy network`s training with various membership functions and according to the differ-ent methods of training optimization. It was found that the smallest value of the average learning error is provided by the neuro-fuzzy network configuration 3–12–60–60–1 when using the symmetric Gaussian membership function according to the hybrid optimization method. Originality. According to the RIP and OSPF scenarios, the following characteristics were obtained on the simulation model created in the OPNET simulation system: average server load, average packet processing time by the router, average waiting time for packets in the queue, average number of lost packets, and network convergence time. It was determined that the best results are achieved by the simulation net-work model according to the OSPF scenario. The proposed integrated routing system in the ITS network of railway transport, which is based on the neural-fuzzy networks created, determines the optimal route in the network faster than the existing OSPF routing protocol. Practical value. An integrated routing system in the ITS system of railway transport will make it possible to determine the optimal route in the network with the same number of the routers that make up the packet path in real time.; RU: Цель. Современные алгоритмы выбора кратчайшего маршрута, например, алгоритмы Беллмана–Форда и Дейкстры, которые в настоящее время широко используют в протоколах маршрутизации (RIP, OSPF), не всегда приводят к эффективному результату. Поэтому возникает необходимость исследования возможности организации маршрутизации в сети информационно-телекоммуникационной системы (ИТС) железнодорожного транспорта с помощью методов искусственного интеллекта. Методика. На основе созданной в моделирующей системе OPNET имитационной модели рассмотрен фрагмент сети ИТС железнодорожного транспорта и сформированы следующие выборки: обучающая; тестирующая; контрольная. Для моделирования в системе MatLAB нейронечеткой сети (гибридной системы) на вход подают следующие параметры: длина пакета (3 терм-множества); интенсивность трафика (5 терм-множеств); количество промежуточных маршрутизаторов, составляющих маршрут (4 терм-множества). В качестве результирующей характеристики принято время пребывания пакета в маршрутизаторах по маршруту его следования в сети ИТС (4 терм-множества). На основе полученного времени пребывания пакета в маршрутизаторах и задержек в очереди на маршрутизаторах, составляющих различные пути (с одинаковым количеством маршрутизаторов) определен оптимальный маршрут. Результаты. Для рассматриваемого фрагмента ИТС железнодорожного транспорта осуществлен прогноз времени пребывания пакета в маршрутизаторах по маршруту его следования на основе нейронечеткой сети, созданной в системе MatLAB. Проведено исследование средней погрешности обучения нейронечеткой сети при различных функциях принадлежности и разных методов оптимизации обучения. Обнаружено, что наименьшее значение средней погрешности обучения предоставляет нейронечеткая сеть конфигурации 3–12–60–60–1 при использовании симметричной Гауссовской функции принадлежности с гибридным методом оптимизации. Научная новизна. По сценариям RIP и OSPF на созданной в моделирующей системе OPNET имитационной модели получены следующие характеристики: средняя нагрузка сервера; среднее время обработки пакетов маршрутизатором; среднее время ожидания пакетов в очереди; среднее количество потерянных пакетов; время конвергенции сети. Определено, что наилучшие результаты дает имитационная модель сети по сценарию OSPF. Предложенная интегрированная система маршрутизации в сети ИТС железнодорожного транспорта, в основу которой положены созданные нейронечеткие модели, определяет оптимальный маршрут в сети быстрее по сравнению с существующим протоколом маршрутизации OSPF. Практическая значимость. Интегрированная система маршрутизации в ИТС железнодорожного транспорта позволит в реальном времени определить оптимальный маршрут в сети с одинаковым количеством маршрутизаторов, составляющих путь прохождения пакета. Описание: В. Пахомова: ORCID 0000-0002-0022-099X, Є. Мандибура: ORCID 0000-0002-7134-9416 Tue, 01 Jan 2019 00:00:00 GMT http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/13494 2019-01-01T00:00:00Z http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/13493 Название: Моделирование процесса оптимизации инвестиций на развитие предприятия с учетом случайных затрат Авторы: Гасанов, Закария Муса-огли Краткий осмотр (реферат): RU: Цель. Основной целью данного исследования является обоснование метода определения оптимального объема инвестиций на улучшение выбираемых руководством предприятия основных экономических показателей эффективности его работы при случайных расходах на каждом этапе развития. Методика. В основе предлагаемой методики определения оптимального объема инвестиций лежат методы имитационного моделирования и теории оптимального управления, в частности процедура динамического программирования, так как управляемый процесс развития предприятия является многоэтапным. Использование поэтапного планирования с генерацией затрат на переходы и статистической обработки результатов дает возможность получить решение задачи оптимизации, к которой нельзя применить методы математического анализа. Результаты. Разработан алгоритм расчета минимального объема капитальных вложений на улучшение выбранных экономических показателей. Построена оптимальная траектория развития предприятия от начального экономического до конечного желаемого состояния. При этом учтены непредвиденные промежуточные расходы в процессе развития предприятия. Научная новизна. Показано, что с помощью методов теории оптимального управления и имитационного моделирования можно произвести расчет минимального объема капитальных вложений на улучшение выбранных экономических показателей, которые определяют эффективность работы предприятия с учетом случайных затрат на промежуточные переходы по этапам развития. Причём такой расчет не зависит от конкретного содержания экономических показателей. Практическая значимость. Предлагаемая в статье методика расчета минимального объема капитальных вложений довольно проста, но в то же время позволяет, с одной стороны, определить приоритетные направления инвестиционной деятельности предприятия, а с другой – повышает управляемость и прозрачность хозяйственной деятельности предприятия, уверенность руководителя в правильности принимаемых решений. Описание: З. Гасанов: ORCID 0000-0002-2312-8053 Tue, 01 Jan 2019 00:00:00 GMT http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/13493 2019-01-01T00:00:00Z