Дисертації
Permanent URI for this collectionhttps://devessuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/106
Browse
922 results
Search Results
Item Зелений бренд країни: науково-методичний підхід до формування, оцінювання та промоції(Сумський державний університет, 2025) Ус, Яна Олександрівна; Us, Yana OleksandrivnaДисертаційна робота присвячена вирішенню актуального наукового завдання – розвитку науково-методичних підходів до формування та оцінювання зеленого бренда країни, обґрунтування маркетингового інструментарію його промоції. За результатами структуризації (з використанням інструментарію VOSviewer v. 1.6.20, Biblioshiny та Scopus Tool Analysis) наукового ландшафту еволюції теорії зеленого бренда країни виокремлено шість кластерів залежно від рівня тісноти наукових досліджень та їх еволюційно-часового виміру. Встановлено, що тематика сталого розвитку є провідним ядром, навколо якого формуються інші поняття. При цьому найбільше уваги було приділено дослідженню питань брендингу та управління в контексті сталого розвитку, взаємозв’язку між сталим розвитком та цифровою трансформацією, зеленого маркетингу та поведінки споживачів, емоційної цінності бренда, впливу глобалізації та цифровізації на брендинг, територіального брендингу та зеленого туризму. Простежено еволюційно-часові етапи розвитку теорії формування та просування зеленого бренда країни. До 2018 року домінувала увага до проблематики брендингу територій. У 2019-2020 роках дослідницький фокус змістився на вивчення бренда країни крізь призму сталого розвитку, екологічної політики, принципів ESG та економічної трансформації. Упродовж 2021-2022 років сформувався системний підхід до вивчення зеленого бренда, його репутаційного потенціалу, етичних аспектів та ризиків грінвошингу (greenwashing). У 2023-2024 роках акценти змістилися на дослідження взаємозв’язків між брендом і споживачем, довіри до зелених ініціатив та ефективності бренда в контексті реалізації цілей сталого розвитку. У контексті розвитку наукової думки виокремлюється суттєвий внесок провідних наукових шкіл. Європейська школа акцентує увагу на дослідженні процесів інституційної конвергенції, механізмах оцінювання публічних політик та формуванні регіонального партнерства. Представники північноамериканської школи зосереджуються на концептуалізації брендингу, розвитку репутаційного менеджменту й інструментах цифрового маркетингу. Водночас азійська школа, зокрема китайська та південнокорейська, демонструє інтеграційний підхід, поєднуючи тематику зеленого зростання з технологічними інноваціями та сучасними моделями управління У роботі сформовано та обґрунтовано концептуальні засади формування і просування зеленого бренда країни, що становлять собою цілісну теоретико-методологічну конструкцію. На відміну від існуючих підходів, запропонована концепція інтегрує економічні, екологічні та соціально-комунікаційні передумови виникнення зеленого бренда, окреслює ключові детермінанти його становлення (зокрема, інституційну спроможність, екологічну ефективність, рівень довіри до державної політики, активність громадянського суспільства та міжнародну відкритість), а також визначає механізми та інструменти оцінювання та промоції бренда на національному й міжнародному рівнях. Особливу увагу приділено функціональному навантаженню основних стейкхолдерів (державних інституцій, бізнесу, громадських організацій, наукової спільноти та громадян) у процесі формування емоційно-семантичного простору зеленого бренда. Сформовані концептуальні засади закладають підґрунтя для стратегічного позиціонування країни як екологічно відповідального суб’єкта у глобальному просторі сталого розвитку. У межах дисертаційної роботи запропоновано розширену типологізацію науково-методичних підходів до оцінювання рівня зеленого бренда країни, яка враховує не лише джерела формування екологічного бренда (зовнішнє сприйняття, інституційну спроможність, екологічну результативність), а й методологічні підходи до здійснення оцінки (інтервальний, динамічний, індексний, компаративний, перцептивний). Сформована матрична структура типологізації забезпечує методологічне підґрунтя для побудови формалізованої інтегрованої моделі оцінювання зеленого бренда країни, що поєднує кількісні індикатори екологічної ефективності з якісними параметрами іміджевої привабливості у національному та міжнародному контекстах. У дисертації удосконалено науково-методичний підхід до оцінювання зеленого бренда країни, який, на відміну від існуючих, передбачає формалізовану побудову інтегрального індексу на основі поєднання екологічних, інституційних та репутаційних характеристик національної економіки. Застосування методу головних компонент із VARIMAX-обертанням дало змогу врахувати багатовимірні взаємозв’язки між цими складовими та забезпечити аналітичну глибину оцінювання. Запропонований індекс дозволив відстежити просторово-часову динаміку розвитку зеленого бренда України порівняно з країнами ЄС, а також визначити стратегічні вектори посилення екологічної іміджевої політики в умовах глобальних трансформацій. На основі проведених розрахунків встановлено позитивну динаміку розвитку зелених брендів серед більшості проаналізованих країн. Так, максимальне значення Індексу зеленого бренда у 2020 році (0.90) було вищим за відповідний показник 2006 року (0.79), тоді як мінімальні значення зросли з 0.30 до 0.42, відповідно. Це свідчить про загальне підвищення рівня екологічного позиціонування країн упродовж останніх років. Порівняльний аналіз дозволив виокремити групу країн-лідерів, які зберігають високі позиції упродовж тривалого часу. Наприклад, у 2006 році до п’ятірки лідерів входили Франція, Німеччина, Іспанія, Нідерланди та Данія, тоді як у 2020 році Швеція витіснила Данію з топ-5. Значне зростання продемонстрували Польща, Естонія та Португалія. Україна, навпаки, втратила позиції у рейтингу (перемістившись із 13-го на 26-те місце), хоча сам індекс демонструє незначне зростання (з 0.425 до 0.455). Це свідчить про те, що темпи впровадження політик зеленого зростання в Україні поступаються показникам країн ЄС, що зумовлює потребу у прийнятті проактивної стратегії екологічного брендингу, орієнтованої на кращі європейські практики. Актуальність і надійність розробленого індексу підтверджено результатами порівняльного зіставлення з міжнародними рейтингами, зокрема Anholt-Ipsos Nation Brands Index та SDG Index, які демонструють подібну структуру країн-лідерів і загальну відповідність результатів. На основі результатів інтегрального індекса, подальший аналіз було доповнено оцінюванням просторово-часової конвергентності зеленого бренда країни. Удосконалений підхід ґрунтується на засадах теорій σ- та β-конвергенції та враховує рівень відкритості економіки. Результати розрахунку σ-конвергенції серед країн ЄС свідчать про поступове зниження дисбалансів у рівні розвитку зеленого бренда (значення коефіцієнта σ-конвергенції зменшилося з 0.266 у 2006 році до 0.195 у 2020 році), що є індикатором ефективної імплементації спільної європейської політики сталого розвитку. Така динаміка відображає ефективність імплементації спільної європейської політики сталого розвитку та прагнення нових держав-членів ЄС досягти рівня сталого розвитку, характерного для більш розвинених країн ЄС. Водночас, це не виключає збереження або навіть зростання внутрішніх дисбалансів у деяких окремих країнах, особливо серед тих, що нещодавно приєдналися до ЄС або перебувають у статусі країн-кандидатів. Темпи зближення залишаються нерівномірними: найактивніший прогрес демонструють держави, які системно інвестують у розвиток зелених технологій, посилюють інституційну спроможність та впроваджують принципи ESG в систему публічного управління. У цьому контексті Україна демонструє відносне зниження позицій у рейтингу зеленого бренда, попри незначне зростання його абсолютного значення – з 0.425 у 2006 році до 0.455 у 2020 році. Така динаміка свідчить не стільки про стагнацію внутрішніх процесів, скільки про випереджальні темпи екологічного прогресу в країнах ЄС. Це, у свою чергу, акцентує необхідність перегляду та адаптації національної стратегії екологічного позиціонування відповідно до найкращих європейських практик. Авторкою розроблено методичний інструментарій обґрунтування вибору каналу цифрової комунікації зі стейкхолдерами та типу онлайн-контенту для просування зеленого бренда країни, який базується на поєднанні інструментів сентимент-аналізу та ANOVA-моделювання, що забезпечило можливість класифікувати контент за рівнем емоційного забарвлення, оцінити відмінності у сприйнятті різних форматів повідомлень та визначити найбільш ефективні платформи й типи комунікації для формування позитивного сприйняття зеленого бренда країни у цифровому середовищі. За результатами аналізу тональності публікацій у соціальних медіа за ключовими хештегами #GreenEconomy, #UkrainianBrand, #GreenUkraine, #SustainableUkraine, встановлено, що найвищий відсоток позитивного контенту спостерігається у публікаціях із хештегами #SustainableUkraine та #GreenEconomy, тоді як хештег #UkrainianBrand демонструє найбільшу частку негативного емоційного забарвлення, зокрема в контексті політичної та економічної нестабільності. Хештег #GreenUkraine здебільшого використовується в нейтральному контексті, з акцентом на інформаційне наповнення. Отримані результати свідчать про відмінності в характері контенту залежно від платформи. Візуальні платформи, такі як YouTube та Instagram, переважно формують емоційно позитивний та нейтральний контент у форматі відео та фото. Натомість Х (Twitter), Tumblr і вебресурси зосереджені на текстовому контенті з домінуванням нейтральної або критичної тональності. LinkedIn вирізняється фокусом на аналітичний текстовий контент, зокрема статуси, що є найбільш ефективними для професійної аудиторії та забезпечують високу ступінь нейтральності. Ідентифіковано та обґрунтовано найефективніші формати контенту з точки зору залучення аудиторії. Відео та фото продемонстрували найвищу ефективність, особливо на платформах YouTube та Instagram, де досягається максимальне емоційне включення стейкхолдерів. Посилання та статуси є менш ефективними, але залишаються корисними у фахових спільнотах (наприклад, на LinkedIn та Facebook). Найбільш результативними каналами комунікації для просування зеленого бренда країни виявилися YouTube та Facebook. Водночас YouTube продемонстрував найвищу ефективність саме відеоконтенту як формату. Практичне значення одержаних результатів полягає у трансформації теоретичних положень дослідження в прикладний методичний інструментарій, що може бути використаний для формування, оцінювання та просування зеленого бренда країни. Запропоновані науково-методичні розробки та практичні рекомендації можуть бути ефективно застосовані органами державної влади та місцевого самоврядування під час розробки стратегій зеленого позиціонування, а також фахівцями у сферах маркетингу, брендингу та сталого розвитку. Зокрема, вони сприяють підвищенню репутаційного потенціалу держави, інтеграції у європейський екологічний простір і формуванню позитивного іміджу України як відповідального суб’єкта глобальної зеленої трансформації.Item Вплив режимних і геометричних параметрів камери змішування на ефективність рідинно-парового струминного апарату(Сумський державний університет, 2025) Євтушенко, Святослав Олександрович; Yevtushenko, Sviatoslav OleksandrovychДисертаційна робота присвячена вирішенню науково-прикладної задачі, пов’язаної з підвищенням ефективності робочого процесу камери змішування рідинно-парового струминного апарату (РПСА), який працює за принципом струминної термокомпресії шляхом профілюваня її проточної частини, дослідженню впливу термодинамічних параметрів і характеристик активного і пасивного потоків на процес змішування. Проведено роботу над аналізом сучасних методик розрахунку обладнання, яке працює на базі двофазних апаратів, за для забезпечення зростання ефективності сучасних тепломеханічних систем у складі рідинно-парового струминного апарату. Для проведення експериментальних досліджень було розроблено математичну модель та удосконалення методики розрахунку рідинно-парового струминного апарату з камерою змішування для підвищення ефективності систем на основі таких апаратів і одержанням витратних та енергетичних характеристик. Основою вхідних параметрів було взято діапазон початкових параметрів робочої рідини з сопла активного потоку профільованої дифузорної частини , при яких досягається максимальна ефективность її витікання через канали та початкові параметри робочого середовища пасивного потоку на вході у камеру змішування. В першому розділі, у межах дослідження було виконано аналіз сучасних методик розрахунку двофазних струминних апаратів, в яких визначили, що процеси змішування двофазних потоків залежать від фізичних параметрів середовищ та геометричних характеристик камери змішування, де одним з важливих факторів є температура 370–450 К, відносна вологість 30–50%, склад пасивного потоку, а також тиск і швидкість фази. Також було визначено, що при змішуванні води і пари спостерігаються конденсаційними явища, які впливають на зміну енергетичного балансу суміші потоків на виході з апарату, а при оптимальній довжині камери змішування відносно діаметра камери забезпечується ефективний масообмін і мінімізація витрат енергії. Профілювання стінок камери змішування дозволяє покращити динаміку потоків та зменшити турбулентні втрати зі стабілізацією змішування, а оптимальний кут розкриття камери змішування значно підвищує ефективність процесу ежекції. Була обґрунтована необхідність побудови нової математичної моделі, що враховує специфіку змішування активного та пасивного потоків у камері з профільованою геометрією. В основу числового моделювання покладено діапазон реальних параметрів робочих середовищ, які забезпечують найбільшу ефективність витікання активного потоку з сопла та втягування пасивного середовища у змішувальну зону. Визначено критичні геометричні характеристики, зокрема конфігурацію змішувальної камери, кут конфузорності, довжину та форму її профілювання. Результати перевірені за допомогою програм з 3D моделювання, які дали змогу візуалізувати характер зміни потоку та його параметрів, під час роботи змішувальної камери, визначено оптимальні режими роботи фізичного експерименту У другому розділі на основі розробленої математичної моделі робочого процесу камери змшування профільованої геометричної форми з використанням CFD-методів проведено числове дослідження впливу геометрії камери змішування на базі техніко-енергетичних характеристик рідинно-парового струминного апарата. Аналізуючи результати числового дослідження впливу геометричних параметрів камер змішування було встановлено низку закономірностей, які мають практичне значення для оптимізації їхньої конструкції. Застосовано моделі турбулентності (k–ε), а також методику Ейлера–Лагранжа для вивчення руху дискретних частинок та конденсаційних процесів у зоні змішування. Отримано просторові поля тиску, швидкостей та паровмісту, які дозволили визначити закономірності формування ефективного струменя та зони інтенсивного масообміну. Також було визначено оптимальні режими роботи фізичного експерименту.Результати моделювання підтвердили доцільність застосування профільованих камер змішування еліптичної, параболічної, гіперболічної та за формулою Вітошинського та показало, що найбільш ефективною є параболічна форма, яка забезпечує найвищі значення коефіцієнта швидкості (φ₃ = 0,892–0,943), які є вищими за показники конічної камери змішування, ступінь перевиробництва пари (ψ₃ = 1,2–1,8) при цьому перебуває в широкому діапазоні, що дозволяє гнучко налаштовувати робочі режими. Коефіцієнт інжекції (u = 0,028–0,036) перевищує значення для конічної камери, хоч і поступається еліптичній. Водночас, за сукупністю всіх параметрів еліптична форма демонструє нижчу загальну ефективність. Також було визначено що, при зменшенні кута конфузорної частини відбувається зниження ступеня підвищення тиску пасивного потоку. Найбільш ефективним у цьому аспекті є кут конфузорності 7°, при якому спостерігається максимальне підвищення тиску. При зменшенні довжини камери змішування також знижується швидкість змішаного потоку у вихідному перерізі, що свідчить про недостатній час для повноцінного змішування. Камери з кутом конфузорності 2–5° та циліндричні конфігурації демонструють роботу в режимі вакуумування без суттєвого підвищення тиску. Також при огляді математичної моделі конічної камери змішування було визначено що, при зменшенні кута конфузорності спостерігається зменшення швидкості змішаного потоку, це дозволяє збільшити час перебування суміші в активній зоні та, сприяти кращому перемішуванню активного та пасивного потоку. Найбільш ефективними за профілем швидкості є параболічна камера змішування, в якій максимальна швидкості досягається на 1/3 довжини, а далі процес триває при майже сталих швидкостях. Також огляд математичної моделі дав визначити, що при зменшенні довжини камери змішування відбувається зростання масового паровмісту у потоці. Це свідчить про неповне змішування та часткове перевиробництво пари. Оптимальні значення паровмісту (0,03–0,035 кг/кг) досягаються в камері змішування параболічної форми та в КЗ з геометрію профілювання за формулою Вітошинського. В третьому розділі описується експериментальна частина яку виконано на лабораторному стенді в лабораторії кафедри ТТФ, СумДУ. Установку сконструйовано з урахуванням гнучкості конфігурацій змішувальної камери та можливості здійснення прямих і непрямих вимірювань. Отримано експериментальні значення тиску , температури в контрольних перерізах та масової витрати, з параметрів яких розраховано коефіцієнт інжекції (u), швидкості (φ₃), ступеня перевиробництва пари (ψ₃), які дозволили провести порівняння з числовими результатами та верифікувати математичну модель. На основі аналізу різних геометричних форм профілювання змішувальної камери (еліптична, параболічна, гіперболічна, за формулою Вітошинського, та конічна) встановлено, що найкращі експериментальні показники ефективності досягнуті у геометричному профілю параболічної камери змішування, які підтверджені результати математичних розрахунків: φ₃33 = 0,93–0,96 3 = 1,25–1,74, u = 0,029–0,035. Дана камера змішування демонструє стабільно високий ступінь підвищення тиску та помірне перевиробництво пари, що робить її найбільш ефективною серед досліджених профілів геометричних форм. Еліптичний профіль камери змішування характеризується найширшим діапазоном коефіцієнта інжекції u = 0,026–0,042, однак поступається параболічному профілю за іншими параметрами: φ₃ = 0,91–0,93, ψ₃ = 1,2–1,3. Досліди над гіперболічним профілем камери змішування показали стабільні результати в межах: φ₃ =0,87–0,92, ψ₃ =1,2–1,49 ,u =0,028–0,034. Камера змішування геометричної форми за формулою Вітошинського підтвердила точність моделі: φ₃ =0,87–0,93 ψ₃ =1,2–1,3, u =0,029–0,035. Проте її ефективна зона роботи є обмеженою у порівнянні з параболічною формою. Також встановлено, що зменшення кута конфузорної частини до 7° сприяє підвищенню тиску пасивного потоку, тоді як надмірне зменшення кута чи довжини змішувальної камери призводить до неповного змішування та зростання паровмісту за граничні межі. Експериментальні показники роботи рідинно-парового струминного апарату підтвердили достовірність математичної моделі та доцільність використання профілювання камер змішування різної геометричної форми. У четвертому розділі увагу було приділено термодинамічному, ексергетичному та термоекономічному аналізу РПСА у складі різних енергетичних систем. У складі конденсаційної установки паротурбінного циклу використання РПСА дозволяє досягти ексергетичної ефективності на рівні 0,713, що у 2,3 рази перевищує показники традиційного двоступеневого пароструминного апарату. У системах індивідуального опалення ексергетична ефективність РПСА досягає 0,287, що в середньому у 1,5 рази вище порівняно з традиційними тепловими насосами. У випарних установках (наприклад, для згущення молока) впровадження РПСА дозволяє зменшити споживання пари у 2,25–4,1 рази, перейти від двокорпусної до однокорпусної схеми та підвищити ефективність у 1,44–2,67 рази. Термоекономічна оцінка підтверджує економічну доцільність впровадження РПСА. Середньорічна економія витрат на паливо становить 704,28 у. о. для конденсаційних установок та 706,56 у. о. — для теплонасосних систем. Питома вартість одиниці продукту зменшується до 51 % у випадку паротурбінної установки та на 26,3 % — у теплонасосній. Для випарних установок загальна економія становить близько 25,9 %. У підсумку, результати числового й експериментального моделювання, а також техніко-економічного обґрунтування, доводять, що удосконалення змішувальної камери шляхом профілювання її геометрії є дієвим засобом підвищення ефективності рідинно-парових струминних апаратів. Застосування РПСА у складі сучасних теплоенергетичних систем дозволяє досягти суттєвого зниження енергоспоживання, підвищення ексергетичної ефективності та економічної рентабельності технологічних процесів, що визначає високий потенціал подальшого розвитку цього напряму.Item Вплив генерованого електричного поля накачки та електричного поля підпору на підсилювальні властивості супергетеродинного параметричного лазеру на вільних електронах(Сумський державний університет, 2025) Ільїн, Станіслав Сергійович; Ilin, Stanislav SerhiiovychУ дисертаційній роботі побудовано теоретичну схему опису процесів підсилення когерентних електромагнітних хвиль терагерцового діапазону у супергетеродинних параметричних лазерах на вільних електронах (ЛВЕ) Н-убітронного типу з урахуванням ефекту генерації електричного поля накачки та впливу квазістаціонарного електричного поля підпору. Супергетеродинні параметричні ЛВЕ використовують додатковий механізм підсилення хвиль просторового заряду (ХПЗ) в електронному пучку за рахунок параметричного резонансу швидкої, повільної ХПЗ та поздовжнього електричного поля накачки, що реалізується у секції підсилення ХПЗ. Додатковий механізм підсилення дозволяє значно збільшити загальний коефіцієнт підсилення системи та генерувати потужні електромагнітні сигнали. Таким чином у супергетеродинному параметричному ЛВЕ реалізуються два пов’язаних між собою параметричних резонанси: 1) між поперечною електромагнітною хвилею сигналу, поперечним Н-убітронним магнітним полем накачки та поздовжньою повільною ХПЗ (традиційний); 2) між поздовжніми швидкою, повільною ХПЗ та поздовжнім електричним полем накачки (додатковий). Ці параметричні резонанси пов’язані між собою через повільну хвилю просторового заряду. Як базовий математичний апарат використано ієрархічний асимптотичний підхід до теорії коливань та хвиль, зокрема, метод усереднених характеристик. Динаміка хвиль в супергетеродинному параметричному ЛВЕ описується з урахуванням кубічних нелінійних складових за допомогою квазігідродинамічного рівняння, рівняння неперервності та рівнянь Максвелла. Застосовувалися стандартні числові та чисельно-аналітичні методи, включаючи метод амплітуд, що повільно змінюються. В роботі у кубічному нелінійному наближенні отримано систему диференційних рівнянь для комплексних амплітуд гармонік хвиль просторового заряду, що поширюються у секції підсилення супергетеродинного параметричного лазера на вільних електронах. Така система диференційних рівнянь дозволяє аналізувати процеси додаткового підсилення мультигармонічних ХПЗ. В дисертаційній роботі уперше з’ясовано, що в пристроях, що досліджуються, реалізується ефект генерації електричного поля накачки релятивістським електронним пучком. Встановлено, що амплітуда цього поля в середньому становить 30% від амплітуди зовнішнього електричного поля накачки. Цей ефект призводить до збільшення інкремента зростання ХПЗ на 30%, що дозволяє зменшити поздовжні габарити секції підсилення на 22%. Якісно ефект генерації електричного поля накачки пояснюється наступним чином. Завдяки поздовжньому електричному полю накачки від електростатичного ондулятора в секції підсилення супергетеродинного параметричного ЛВЕ відбувається модуляція релятивістського електронного пучка з утворенням у ньому областей повищенної та пониженої концентрації електронів. Завдяки такій конфігурації концентрації релятивісткього електронного пучка, що знаходиться у нерівноважному стані, утворюється генероване електричне поле накачки, яке є синфазним із електричним полем накачки від електростатичного ондулятора. Як наслідок результуюче електричне поле накачки, що складається з поздовжнього електричного поля накачки від ондулятора та генерованого електричного поля накачки, збільшується в середньому на 30%. З’ясовано, що генероване електричне поле накачки не руйнує режим підсилення мультигармонічних хвиль просторового заряду. Це пояснюється тим, що для підсилення мультигармонічних хвиль просторового заряду з різними частотами достатньо мати монохроматичне поздовжнє електричне поле накачки, яке збільшується за рахунок генерованого електричного поля накачки. Таким чином, генероване електричне поле накачки дозволяє створювати в супергетеродинному параметричному ЛВЕ потужні електромагнітні хвилі зі складним мультигармонічним спектром. Продемонстровано, що в секції підсилення супергетеродинного параметричного ЛВЕ максимальний рівень ХПЗ досягається в момент, коли починає руйнуватись умова трихвильового параметричного резонансу між поздовжніми ХПЗ та поздовжнім електричним полем накачки. Це відбувається через гальмування релятивістського електронного пучка, що, в свою чергу, обумовлено збільшенням амплітуд хвиль просторового заряду. З метою підвищення рівня насичення ХПЗ в дисертаційній роботі запропоновано використати електричне поле підпору. Таке поле компенсує гальмування релятивістського електронного пучка, зберігає умови трихвильового параметричного резонансу та, як результат, збільшує рівень насичення ХПЗ. В дисертаційній роботі вперше знайдено найбільш просту та ефективну форму електричного поля підпору, яка дозволяє суттєво підвищити рівні насичення ХПЗ в секції підсилення супергетеродинного параметричного ЛВЕ. Форма такого поля квазілінійна та визначається двома параметрами: координатою вмикання цього поля (вмикається у певній точці підсилення ХПЗ) та постійним градієнтом напруженості цього електричного поля. Таке поле, з одного боку, дозволяє легко аналізувати нелінійні процеси під час насичення. З іншого боку, його можна легко експериментально реалізувати в електростатичному ондуляторі. В роботі визначено оптимальні параметри електричного поля підпору для секції підсилення. В роботі продемонстровано, що електричне поле підпору не лише компенсує втрату поздовжньої швидкості пучка, але й суттєво (майже у чотири рази) збільшує генероване електричне поле накачки, а також зменшує різницю фаз між цим полем та електричним полем накачки від електростатичного ондулятора на π/2 рад. Завдяки цьому залежно від конкретної схеми супергетеродинного параметричного ЛВЕ таке електричне поле підпору дозволяє збільшити рівень насичення повільної ХПЗ на 70% – 130%. В роботі продемонстровано ефективність використання електричного поля підпору. Показано, що застосування електричного поля підпору з його максимальним значенням величини напруженості в 10% від амплітуди електричного поля накачки дозволяє отримувати такі самі рівні насичення, які досягаються збільшенням амплітуди електричного поля накачки від електростатичного ондулятора в три рази. Таким чином, використання електричного поля підпору дозволяє суттєво зменшити напруженість електричного поля ондулятора в секції підсилення ЛВЕ приблизно у 2,7 разів. Для аналізу нелінійних процесів у супергетеродинному параметричному ЛВЕ у роботі у кубічному нелінійному наближенні отримано систему диференційних рівнянь для комплексних амплітуд гармонік поперечної хвилі електромагнітного сигналу та хвиль просторового заряду, які беруть участь у двох пов’язаних між собою параметричних резонансах: перший – між електромагнітною хвилею сигналу, H-убітронним полем накачки та повільною ХПЗ; другий – між поздовжнім електричним полем накачки (яке може бути зовнішнім, наприклад, від електростатичного ондулятора), повільною та швидкою ХПЗ. Зв'язок між цими двома резонансами забезпечується спільною повільною хвилею просторового заряду. Додаткове підсилення повільної ХПЗ у секції підсилення призводить до більш ефективного підсилення електромагнітної хвилі сигналу за рахунок першого параметричного резонансу. Використовуючи отриману систему рівнянь були отримані та проаналізовані вирази для інкрементів зростання хвиль, які характеризують зростання хвиль на початкових ділянках секції підсилення ЛВЕ, що вивчається. Інкремент зростання електромагнітної хвилі сигналу включає внески від параметричної нестійкості як поперечних (H-убітронний ондулятор), так і поздовжніх (електростатичний ондулятор) хвиль. Дослідження інкременту зростання електромагнітної хвилі сигналу продемонструвало, що додатковий механізм підсилення, який забезпечується поздовжнім електростатичним ондулятором, є найбільш ефективним для систем, що характеризуються відносно невеликими значеннями релятивістського фактору пучка та доволі високими значеннями частоти електромагнітного сигналу. Це пов'язано з тим, що за таких умов механізм підсилення поздовжніх хвиль є домінуючим порівняно з традиційним H-убітронним механізмом підсилення електромагнітної хвилі. Отже, було показано перспективність використання таких супергетеродинних параметричних ЛВЕ з поздовжнім електростатичним ондулятором як потужних підсилювачів у міліметровому та субміліметровому діапазонах довжин хвиль. Також продемонстровано вплив генерованого електричного поля накачки на інкремент зростання. Електрична компонента інкремента зростання, яка визначається внеском від другого параметричного резонансу (між поздовжніми ХПЗ та електричним полем накачки), завдяки цьому випливу збільшилась на 33%. Це призводить до того, що загальний інкремент зростання амплітуди електромагнітної хвилі сигналу збільшується на 10-28% залежно від параметрів системи, таких як релятивістський фактор електронного пучка та частота електромагнітної хвилі сигналу. У кубічному нелінійному наближенні було досліджено довжини та рівні насичення супергетеродинних параметричних ЛВЕ, що досліджуються. Показано, що за рахунок додаткового підсилення повільної хвилі просторового заряду у секції підсилення поздовжньої хвилі, довжина насичення електромагнітної хвилі сигналу зменшується. Зокрема, було кількісно визначено, що наявність секції підсилення поздовжніх ХПЗ дозволяє зменшити довжину насичення супергетеродинного параметричного H-убітронного ЛВЕ на 11,8%. Додаткове врахування впливу генерованого електричного поля накачки дозволяє зменшити довжину насичення ще на 6,5%. Таким чином, спільна дія секції підсилення поздовжньої хвилі та ефекту генерації електричного поля накачки призводить до загального зменшення довжини насичення на 18%. Це є значною перевагою, оскільки зменшення довжини пристрою є важливою практичною задачею. Окрім факторів, що впливають на довжину насичення, було досліджено можливості підвищення рівня насичення вихідного електромагнітного сигналу. Запропоновано використовувати електричне поле підпору, в якому напруженість електричного поля лінійно зростає вздовж осі пристрою, починаючи з певної координати. В рамках кубічної теорії було досліджено вплив такого поля підпору на динаміку електромагнітної хвилі сигналу. Шляхом оптимізації параметрів електричного поля підпору (зокрема, швидкості зростання напруженості поля та координати його початку) було показано, що воно дозволяє істотно підвищити вихідний рівень насичення електромагнітної хвилі сигналу. Оптимальне електричне поле підпору, що має квазілінійний профіль, дозволяє збільшити рівень насичення сигналу більш ніж на 130%. Це є надзвичайно важливим результатом, оскільки збільшення вихідної потужності є однією з головних цілей розробки нових конфігурацій ЛВЕ. Отже, проведені дослідження в рамках нелінійних наближень показали, що використання супергетеродинного параметричного ЛВЕ типу H-убітрона з поздовжньою секцією підсилення хвиль просторового заряду та електричним полем підпору має низку суттєвих переваг порівняно з традиційним H-убітронним ЛВЕ. Ці переваги включають значне зменшення поздовжніх розмірів усього пристрою (до 18%) за рахунок більш ефективного досягнення насичення на меншій довжині, а також суттєве збільшення потужності вихідного електромагнітного сигналу (до 134%) завдяки застосуванню електричного поля підпору. Результати, які отримані в дисертаційній роботі, мають важливе значення для розробки нових, більш компактних та ефективних джерел когерентного терагерцового випромінювання на базі супергетеродинних параметричних ЛВЕ, що є актуальним для численних наукових та технологічних застосувань.Item Економічна політика сталого сільського господарства: вплив на громадське здоров’я та екологію(Сумський державний університет, 2025) Гузенко, Максим Васильович; Huzenko, Maksym VasylovychДисертаційна робота присвячена вирішенню науково-прикладної задачі удосконалення науково-методичних підходів формування економічної політики сталого сільського господарства в контексті впливу на громадське здоров’я та екологію. У дисертаційній роботі систематизовано наукове підґрунтя впливу сталого сільського господарства на громадське здоров’я та сталий розвиток. Наукова новизна роботи полягає у структуризації світового наукового ландшафту в означеній тематиці шляхом комплексного застосування інструментів Biblioshiny App та VOSviewer, що дозволило здійснити глибокий бібліометричний і візуалізаційний аналіз 427 наукових публікацій, індексованих у базі Scopus за період 1987–2024 рр. Виявлено та формалізовано описано домінуючі тренди трансформації дослідницького інтересу у сфері сталого агровиробництва; здійснено структурування цих трендів залежно від найбільш цитованих праць, авторів, ключових слів, країн і наукових інституцій на основі лонгітюдного аналізу; проведено порівняльну оцінку наукової продуктивності вчених із різних країн та рівня міжнародної наукової співпраці; застосування «спектроскопії» публікацій для виявлення історичних витоків дослідницьких напрямів та побудови їх часових профілів; формалізовано ключові тематичні кластери наукового пошуку на основі аналізу найвпливовіших публікацій. Зроблено висновок, що ефективне впровадження економічної політики сталого сільського господарства вимагає її тісної координації з екологічною політикою та політикою у сфері громадського здоров’я. Інтеграція цих напрямів має стати ключовою умовою для забезпечення екологічної стабільності, збереження біорізноманіття, підвищення якості життя населення та досягнення Цілей сталого розвитку в аграрному секторі. Удосконалено науково-методичний підхід до формалізації взаємозв'язків між аграрними практиками та забрудненням довкілля, що реалізовано через застосування моделей панельної регресії з фіксованими та випадковими ефектами на основі даних 39 країн світу, включаючи Україну, за період 2000–2020 рр. Цей підхід комплексно поєднує елементи економетричних та екологічних методик для оцінки впливу різних типів добрив на викиди парникових газів. На відміну від існуючих, запропонований підхід дозволяє врахувати незмінні в часі характеристики країн, такі як клімат, типи ґрунтів і структура агровиробництва, що підвищує достовірність і прикладну цінність результатів та уможливлює виявлення регіональних відмінностей у впливі добрив на екологічні показники. Важливим результатом моделювання стало виявлення регіональних відмінностей у впливі добрив на екологічні показники, що підкреслює необхідність локалізованих, зонально-специфічних стратегій у реалізації економічної політики. Моделі фіксованих ефектів дали змогу врахувати незмінні в часі характеристики країн, що є наслідком мікробіологічних процесів в ґрунтах, зокрема пов'язаних з нітрифікацією та денітрифікацією, які перетворюють надлишковий азот на N₂O. Такий підхід уможливлює більш точне прогнозування екологічних наслідків інтенсифікації сільськогосподарського виробництва та формування науково обґрунтованих рекомендацій щодо оптимізації використання добрив. В якості одного із індикаторів екологічної ефективності запропоновано використовувати розроблений комплекс показників оцінки впливу мінеральних добрив на парникові викиди. Даний показник є комплексним інструментом, що об'єднує різноманітні чинники, пов'язані із екологічною безпекою агровиробництва. Встановлено, що азотні добрива є основним джерелом викидів закису азоту (N₂O) — потужного парникового газу з глобальним потеплювальним потенціалом у 300 разів вищим за CO₂. Фосфорні добрива продемонстрували статистично значущий зв'язок з підвищенням рівня викидів CO₂, що пояснюється енергоємністю їх виробництва та транспортування, а також впливом на грунтову мікрофлору. Калійні добрива не виявили прямого зв'язку з викидами парникових газів, що може свідчити про їхню відносну екологічну нейтральність. Це створює можливість для системного аналізу та порівняння між державами щодо екологічної ефективності аграрного виробництва, а також для формування рекомендацій щодо вдосконалення політик і стратегій сталого розвитку сільського господарства. Проведено комплексне оцінювання впливу інтенсивного використання мінеральних добрив на водоекологічні ризики, засноване на аналізі досвіду країн ЄС та держав із гармонізованим законодавством. Дослідження охоплює формалізацію впливу інтенсивності використання добрив на індикатори небезпеки для водних ресурсів з урахуванням ролі експорту й імпорту агропродукції як чинників масштабування екологонебезпечних практик. В роботі розроблене методичне підґрунтя для оцінки прямих і прихованих економічних втрат, пов'язаних зі зниженням якості питної води внаслідок антропогенного тиску з боку аграрного виробництва. Виявлено, що інтенсивне використання азотних і фосфорних добрив призводить до забруднення ґрунтових і поверхневих вод через нітратне просочування і евтрофікацію водойм, що становить пряму загрозу для безпеки питної води. Встановлено, що експортно-орієнтована модель аграрного виробництва, яка передбачає високу хімізацію, опосередковано посилює деградацію водних ресурсів, тоді як високий рівень використання пестицидів у країнах ЄС не корелює з погіршенням якості води, що свідчить про ефективність інституційного контролю та технологічних рішень. Виявлено ті складові водоекологічної безпеки, які в більшій мірі підлягають негативному впливу інтенсивної хімізації, а також ідентифіковано країни, в яких комплексний вплив надмірного використання мінеральних добрив призвів до аномальних деформацій водних екосистем. В залежності від екологічних, економічних та інституційних факторів згруповано країни в кластери, що дозволяє врахувати специфіку потенціалу країн у забезпеченні водоекологічної безпеки. Запропоновано науково-методичний підхід до розроблення комплексу практичних рекомендацій щодо трансформації економічної політики сталого сільського господарства з урахуванням екологічних та водоекологічних ризиків. Цей підхід включає впровадження екологічно обгрунтованих нормативів використання добрив, диференційованих за кліматичним впливом; розвиток системи вуглецевого аудиту як обов'язкового елементу при наданні державної фінансової підтримки; застосування податкового коригування в залежності від обсягів внесення азоту та здійснення інвестиційної підтримки технологій із низькою енергоємністю. Для вдосконалення економічної політики сталого сільського господарства в Україні розроблено авторську систему заходів, які спираються на міжнародний досвід та враховують національні особливості. Основу для формування цієї системи склали аналіз європейських стратегій («Зелена угода», «Від ферми до виделки») та ідентифікація основних бар'єрів впровадження моделі сталого агровиробництва в українських реалях. Запропоновано трансформацію політики з обмежувально-контрольної до інноваційно-стимулюючої шляхом запровадження регіонально адаптованих нормативів використання мінеральних добрив, інтеграції "водного сліду" в систему екологічного аудиту та регулювання аграрного експорту з урахуванням його екологічної вартості. В роботі обґрунтовано необхідність тісної координації економічної політики сталого сільського господарства з екологічною політикою та політикою у сфері громадського здоров'я. Розроблений підхід створює основу для ефективної, науково обґрунтованої політики, спрямованої на гармонізацію продуктивності аграрного сектору з охороною довкілля, зменшення ризиків для продовольчої та водної безпеки й адаптацію до умов експортної конкуренції та євроінтеграційних зобов'язань. В роботі формалізовано взаємозв’язки між інтенсивністю використання мінеральних добрив, зовнішньоторговельною активністю у сфері продовольства та рівнем державних витрат на охорону здоров’я. У результаті дослідження виявлено, що надмірне застосування азотних і фосфорних добрив статистично пов’язане із зростанням витрат на охорону здоров’я через погіршення якості води та повітря. Показано, що інтенсивна експортно-орієнтована модель агровиробництва може супроводжуватись додатковими екологічними ризиками, що потребують урахування при стратегічному плануванні. Запропоновано впровадження інструментів фінансового стимулювання переходу агровиробників до безпечних агротехнологій, розвиток систем екологічного аудиту з елементами оцінки ризиків для здоров’я (Health Risk Assessment), а також посилення регулювання імпорту та експорту продукції з урахуванням її впливу на громадське здоров’я. Здійснено наукове обґрунтування трансформації економічної політики сталого сільського господарства з урахуванням її впливу на громадське здоров’я, що забезпечує міжсекторальний підхід до вирішення завдань сталого розвитку. Дослідження базується на розроблених методичних засадах оцінки впливу агрохімічного навантаження на медико-соціальні показники, зокрема на DALYs (роки життя, скориговані на інвалідність), з урахуванням динаміки міжнародної торгівлі продовольством. Обґрунтовано необхідність впровадження політик сталого сільського господарства, орієнтованих на зниження екологічного навантаження, підтримку точного землеробства та зменшення обсягів використання агрохімікатів, комплексного оцінювання імпорту та експорту продовольства з урахуванням екологічних і медичних критеріїв, що забезпечить формування відповідальної, науково обґрунтованої та інтегрованої економічної політики у сфері сталого аграрного розвитку. Вперше на основі просторового панельного аналізу доведено статистично значущий вплив інтенсивного застосування мінеральних добрив на якість води та рівень витрат на охорону здоров’я не лише в межах окремої держави, а й у країнах-сусідах. Встановлено, що азотні добрива є джерелом транскордонного екологічного ризику, що обґрунтовує необхідність створення інституційної системи екологічного моніторингу та міждержавної екологічної компенсації. Результати підтверджують доцільність інтеграції просторово чутливого підходу до аграрної політики, запровадження обов’язкового екологічного аудиту як критерію надання фінансової підтримки агровиробникам, а також впровадження системи «зелених субсидій», узгодженої з принципами Європейського зеленого курсу. Обґрунтовано необхідність реформування фінансових інструментів підтримки, що враховують не лише продуктивність, але й екологічну ефективність, безпечність для здоров’я населення та кліматичну нейтральність. Дисертація також містить рекомендації щодо міжвідомчої координації політики сталого сільського господарства, впровадження системи індикаторів сталого агровиробництва з урахуванням медико-біологічних показників (зокрема DALYs), а також гармонізації аграрної, екологічної та соціальної політики. Запропоновані підходи формують основу для нової моделі економічного політики сталого сільського господарства, орієнтованої на збереження довкілля, зміцнення громадського здоров’я та екологічну безпеку.Item Моделі та методи інформаційної технології діагностування інфекційних захворювань за шкірними проявами(Сумський державний університет, 2025) Кіншаков, Едуард Віталійович; Kinshakov, Eduard VitaliiovychУ дисертаційній роботі розв’язано актуальну науково-прикладну задачу підвищення точності попереднього діагностування шкірних захворювань шляхом розроблення інтелектуальної інформаційної технології, що об’єднує методи сегментації зображень, адаптивної класифікації та підтримки прийняття рішень. Запропонована інформаційна технологія, реалізована у інтелектуальній системі діагностування, доступній через чат-бот, що забезпечує діагностику зображень шкіри в умовах обмежених ресурсів і низької пропускної здатності каналів зв’язку. У вступі обґрунтовано актуальність теми, сформульовано мету та задачі дослідження, визначено об’єкт і предмет, розкрито наукову новизну та практичну значущість результатів, наведено особистий внесок здобувача, достовірність результатів, перелік публікацій та результати апробації. Перший розділ присвячено аналізу сучасних підходів до автоматизованої діагностики шкірних захворювань та впровадження інформаційних технологій у медичну практику. Оцінено сильні та слабкі сторони існуючих систем підтримки прийняття рішень, зокрема на основі штучного інтелекту, що дозволило сформулювати вимоги до подальших досліджень. Здійснено порівняльний аналіз результативності застосування як традиційних, так і прогресивних методик в області автоматизованої ідентифікації дерматологічних захворювань. Акцентовано увагу на ключовій ролі загальнодоступних наборів даних як важливого ресурсу для тренування та тестування розроблених моделей. Розглянуто актуальні питання, пов'язані зі стандартизацією процесів, забезпеченням зрозумілості прийнятих рішень та підвищенням рівня довіри до висновків автоматизованої діагностики. У результаті зроблено висновок про нагальну потребу у створенні інтелектуальної системи підтримки прийняття рішень для діагностування інфекційних захворювань за шкірними проявами, яка б гармонійно поєднувала високу алгоритмічну точність зі здатністю гнучко адаптуватися до специфіки клінічних умов, що і становить основу для подальших наукових пошуків. У другому розділі сформульовано математичну модель методу попередньої обробки знімків ділянок шкіри на основі поєднання сегментації зображень та накладання фільтрів. Обґрунтовано доцільність використання згорткових нейронних мереж (CNN) і глибоких моделей, таких як VGG19. Запропоновано метод попередньої обробки зображень із використанням алгоритмів K-Means, Watershed і методу Оцу, що дозволяє покращити сегментацію уражених ділянок. Також проаналізовано особливості структури та наповнення датасету DermNet, зокрема виявлено нерівномірність розподілу зображень між класами, що вплинуло на вибір стратегії навчання. Було реалізовано балансування вибірки та застосовано методи аугментації даних для підвищення стійкості моделей до візуального шуму та варіативності. Додатково здійснено дослідження впливу різних функцій активації, оптимізаторів та параметрів навчання на точність класифікації. Зібрані результати лягли в основу формування вимог до архітектури майбутньої інформаційної технології підтримки прийняття рішень у сфері дерматологічної діагностики. Проведено експериментальний аналіз архітектур CNN і VGG19 для класифікації 23 класів шкірних патологій з використанням датасету DermNet. У третьому розділі розроблено метод підтримки прийняття рішень при діагностуванні шкірних захворювань на основі багаторівневої класифікації, який використовує редукцію множини класів діагнозів як результат збирання попереднього анамнезу пацієнта. Для кожного класу побудовано окрему нейронну мережу, що дозволяє підвищити точність класифікації на 15–20% у порівнянні з універсальною моделлю. Також запропоновано метод редукції множини класів за допомогою дерева рішень, яке працює на основі попереднього опитування користувача. Проведено повний цикл оцінювання метрик класифікації: точності, точність позитивного прогнозу, повноти, F1-міри, AUC показник. Було розроблено структуру симптоматичного дерева рішень, що забезпечує адаптацію системи до специфічного первинного запиту пацієнта. Це дозволило створити гнучкий механізм вибору відповідної нейронної мережі залежно від наявного симптомокомплексу. Детально представлено архітектури семи спеціалізованих моделей, призначених для класифікації узагальнених груп захворювань, а саме: пухлинних, вірусних, грибкових, алергічних, запальних, папулосквамозних та бульозних. Проведено зіставлення результатів роботи цих спеціалізованих моделей з результатами базової універсальної нейронної мережі, яка охоплює всі зазначені класи. Було показано, що застосування підходу з попередньою редукцією класів дозволяє значно зменшити обчислювальні витрати та підвищити точність класифікації завдяки цілеспрямованому навчанню моделі на вужчому спектрі діагностичних випадків. Результати кожної моделі представлено у вигляді таблиць метрик та матриць помилок, що дає змогу оцінити не лише загальну точність, але й здатність моделі уникати хибної діагностики між патологіями зі схожими проявами. Було сформовано основу для подальшого розгортання інтелектуальної системи підтримки прийняття рішень, яка поєднує аналітичну точність глибинного навчання з гнучкістю експертної логіки. У четвертому розділі представлено функціональну модель інформаційної технології та архітектуру автоматизованої системи підтримки прийняття рішень при діагностуванні шкірних захворювань, реалізованої у вигляді телемедичної системи з чат-ботом Telegram, інтеграцію в хмарну інфраструктуру з використанням AWS, Kafka, ECS, RDS. Забезпечено відповідність принципам захисту персональних даних згідно із Законом України “Про захист персональних даних”. Проведено апробацію розробки в медичному центрі та освітньому середовищі, що підтвердило її практичну ефективність. У межах розділу також детально описано складові архітектури системи, включаючи модулі збору, обробки, зберігання та аналізу даних, а також механізми взаємодії з користувачем через діалоговий інтерфейс. Розроблено UML-діаграми, що наочно представляють ключові процеси обробки запитів, маршрутизації класифікації, формування висновків і надання рекомендацій. Для моделювання структурно-функціональної взаємодії підсистем застосовано нотацію IDEF0. Окрему увагу в цьому розділі приділено питанням безпеки, що реалізовано через обмеження доступу до медичних даних, шифрування каналів зв'язку та авторизацію за допомогою унікальних ідентифікаторів. Описано процеси логування дій користувача та адміністратора з метою відстеження історії взаємодії та подальшого вдосконалення системи. Крім того, представлено сценарії практичного застосування інформаційної технології де користувач фотографує уражену ділянку шкіри, надсилає зображення через Telegram-бот, після чого система здійснює попередню обробку, класифікацію та надає відповідь у вигляді ймовірного діагнозу з рекомендацією звернутися до лікаря. Валідаційні результати були сформовані завдяки використано реальних зображень з клінічних випадків, що дозволило оцінити точність класифікації в умовах, максимально наближених до практичного використання. Проаналізовано результати апробації, які підтвердили зручність використання, ефективність технічної реалізації та значний потенціал для масштабування як у клінічній, так і в навчальній практиці. Запропоновані моделі та методи дозволяють здійснювати попереднє діагностування шкірних захворювань на ранніх стадіях з високою точністю навіть в умовах обмежених технічних ресурсів. Отримані результати мають перспективу подальшого використання для розвитку телемедичних систем в інших медичних галузях. Автором проведено комплексний аналіз методів машинного навчання та обґрунтовано вибір фреймворків TensorFlow і PyTorch як оптимальних середовищ для побудови моделей класифікації шкірних захворювань. Застосування зазначених інструментів забезпечити необхідну гнучкість при проєктуванні, навчанні та тестуванні нейронних мереж, а також високу точність та ефективність функціонування системи. У процесі дослідження розроблено та впроваджено методи попередньої обробки й сегментації зображень, що включають нормалізацію, кластеризацію, морфологічні фільтри та сегментацію методом watershed. Це дало змогу суттєво підвищити якість виокремлення уражених ділянок шкіри, що напряму вплинуло на покращення результатів класифікації. Одним із визначальних кроків стало обґрунтоване згрупування 23 діагнозів у 7 узагальнених класів, що дозволило побудувати вузькоспеціалізовані моделі для кожної групи. Такий підхід до організації моделей, у поєднанні з удосконаленим процесом обробки зображень, дозволив підвищити загальну точність роботи системи на 15–20%, що повністю відповідає поставленим науковим завданням. Експерименти підтвердили ефективність запропонованої інформаційної технології, зокрема доцільність розподілу діагнозів за класами та реалізацію архітектур, орієнтованих на ресурсоефективність. Отримані результати є підґрунтям для подальшого розвитку телемедичних систем попередньої діагностики інфекційних захворювань за шкірними проявами, а також дерматологічних захворювань, та адаптації під інші класи медичних зображень. Практичне значення одержаних результатів: - Розроблено інтелектуальну систему підтримки прийняття рішень для попереднього діагностування шкірних захворювань, яка знижує потребу в очних консультаціях та може ефективно застосовуватись у разі обмеженого доступу до медичної допомоги. Її впровадження сприяє ранньому виявленню захворювань, зменшенню навантаження на медичні заклади та покращенню загального стану пацієнтів. - Система адаптована до телемедицини, а саме вона забезпечує віддалене отримання попереднього діагнозу через смартфон, завдяки реалізації у вигляді чат-бота, що працює зі зниженим споживанням інтернет-трафіку і є зручним у використанні в будь-яких умовах. Результати дисертаційної роботи впроваджені в медичні установи та використовуватися як інструмент для попередньої діагностики шкірних захворювань, сприяючи покращенню якості медичних послуг і здоров'я пацієнтів.Item Моделі та методи інформаційної технології інтелектуального аналізу даних для комп’ютерно-технічної експертизи електронних документів(Сумський державний університет, 2025) Бойко, Максим Володимирович; Boiko, Maksym VolodymyrovychДисертаційна робота присвячена вирішенню задачі відновлення даних із високим рівнем фрагментації на персональних робочих станціях користувачів за умов відсутності метаданих файлових систем шляхом розроблення та вдосконалення моделей і методів інформаційної технології карвінгу файлів електронних документів. Застосування пропонованої інформаційної технології дозволяє підвищити ефективність карвінгу вище зазначених даних після спроб знищення цифрових слідів або кібератак. Аналіз наукових джерел показує, що відновлення даних є складною з технічної точки зору задачею, вирішення якої залежить від файлової системи, характеру та порядку дій користувача при видаленні даних, часу, що минув з моменту подій, тощо. Найбільш важкі випадки трапляються при відновленні файлів за умов відсутності метаданих файлової системи. Карвінг нефрагментованих або розбитих на два фрагменти файлів, як правило, не становить проблем при цифрових дослідженнях. Тоді як карвінг файлів із високим рівнем фрагментації є однією з найбільш складних задач. Водночас при розслідуванні кримінальних проваджень і подоланні наслідків кібератак великий інтерес становлять електронні документи, з якими вели роботу особи на своїх робочих станціях. Тому один із напрямків, якому приділено увагу в даній дисертаційній роботі, є створення інформаційної технології карвінгу файлів електронних документів із високим рівнем фрагментації. Об’єкт дослідження – процес відновлення файлів електронних документів із високим ступенем фрагментації за умов відсутності метаданих файлової системи, пов’язаних із блоками даних. Предмет дослідження – моделі та методи інформаційної технології карвінгу файлів електронних документів із високим рівнем фрагментації. Мета дослідження – підвищити ефективність карвінгу файлів електронних документів із високим рівнем фрагментації. Наукова новизна отриманих результатів полягає в наступному: - уперше розроблено моделі ідентифікації фрагментів файлів на основі багатошарових згорткових нейронних мереж із введенням додаткового відгалуження (голови) класифікатора з регуляризацією простору ознак та відновленням гіперсферичних контейнерів класів, що дозволило підвищити точністні показники класифікації блоків бінарних даних та виявляти блоки файлів нецільових типів; - удосконалено модель класифікації блоків бінарних даних за рахунок введення адаптерів, що підлаштовуються на маржинальній ентропії, оціненій на виході нейромережі під час тестування, що дозволило підвищити точністні характеристики класифікатора на нових зразках блоків даних, що є мало представленими у навчальній вибірці; - отримали подальшого розвитку методи реконструкції файлів OOXML за рахунок впровадження синтаксичних методів аналізу внутрішньої будови файлів, що забезпечує ефективний пошук розрізнених фрагментів OOXML-файлів у нерозподіленому просторі та відновлення цілісної структури файлів. Результатом виконання даного дисертаційного дослідження також є розроблені в рамках запропонованої інформаційної технології карвінгу файлів електронних документів із високим рівнем фрагментації: – онтологічна схема карвінгу для систематизації різних аспектів і підходів у розв’язанні задач карвінгу файлів; – узагальнена та деталізована функціональні моделі процесу карвінгу файлів електронних документів із високим рівнем фрагментації; – деталізована функціональна модель процесу оптимізації параметрів моделі ідентифікації блоків бінарних даних. У ході проведення дисертаційного дослідження створено програмну реалізацію вище зазначеної інформаційної технології. До функціоналу розробленого програмного продукту входить здатність класифікувати блоки бінарних даних за типами, реконструювати файли документів OOXML та/або їх вміст, проводити пошук пропущених фрагментів фрагментованого файлу, а також визначати документи OOXML, які походять із одного першоджерела. Результати наукових досліджень у вигляді методів і програмного забезпечення для роботи з файлами електронних документів та інформація щодо карвінгу файлів впроваджені та використовуються в діяльності та під час навчання експертів Експертної служби МВС. Окрім того, Науковою радою Експертної служби МВС схвалено та рекомендовано для впровадження в судово-експертну діяльність методичні рекомендації «Криміналістичне досліджування документів Microsoft Office і їхніх метаданих», де використано наукові результати зазначеного дисертаційного дослідження щодо роботи з файлами OOXML (протокол від 30.11.2023 № 82 засідання наукової ради Експертної служби МВС). Також з метою автоматизації процесів карвінгу документів OOXML із високим рівнем фрагментації, обробки та аналізу файлів Microsoft Word, у діяльності Національного антикорупційного бюро України при проведенні цифрових досліджень і в навчальних цілях використовуються інформаційна технологія карвінгу файлів електронних документів із високим рівнем фрагментації, метод реконструкції файлів OOXML із високим рівнем фрагментації, що базується на аналізі внутрішньої будови цього типу файлів, а також програмне забезпечення для роботи з файлами OOXML. У вступі обґрунтовано актуальність науково-прикладної задачі карвінгу файлів електронних документів із високим рівнем фрагментації та показано перелік наукових робіт світових дослідників у сфері, з якою є пов’язаною тематика даного дослідження. У першому розділі здійснено аналітичний огляд сучасного стану та особливостей застосування інформаційних технологій при відновленні даних у сфері комп'ютерно-технічної експертизи. Зокрема проведено огляд особливостей застосування інформаційних технологій під час ідентифікації блоків бінарних даних і під час реконструкції файлів, відновленні їх вмісту та кластеризації. Також підбито підсумки вище зазначеного аналізу. У другому розділі проведено аналіз процесу карвінгу файлів із високим рівнем фрагментації і обґрунтування вибору напрямків досліджень. Також представлено формалізовану постановку задачі дослідження, критерії оцінювання ефективності процесу карвінгу файлів, нові та удосконалені нейромережеві моделі для ідентифікації блоків бінарних даних і метод реконструкції файлів OOXML із високим рівнем фрагментації. У кінці підведено підсумки на основі отриманих результатів. У третьому розділі представлено результати оптимізації параметрів розроблених нейромережевих моделей ідентифікації блоків бінарних даних, а також їх аналіз. Також показано особливості класифікації фрагментів файлів електронних документів як складених типів файлів. При цьому наведено деталі реалізації та аналіз результатів методу реконструкції файлів OOXML із високим рівнем фрагментації та підбито підсумки з одержаних результатів. У четвертому розділі реалізовано інформаційну технологію карвінгу файлів електронних документів із високим рівнем фрагментації, наведено узагальнену та деталізовану функціональні моделі процесу карвінгу файлів електронних документів, а також деталізовану функціональну модель процесу оптимізації параметрів моделі ідентифікації блоків бінарних даних. Надалі в цьому розділі представлено програмну реалізацію інформаційної технології карвінгу файлів електронних документів із високим рівнем фрагментації та підбито підсумки. Висновки містять наукові та практичні результати даного дисертаційного дослідження. У додатках наведено наукові праці, в яких опубліковані основні наукові результати дисертації; наукові праці, які засвідчують апробацію матеріалів дисертації; наукові праці, які додатково відображають наукові результати дисертації; дані щодо апробації результатів дисертації; акти впровадження результатів дисертаційної роботи; лістинг програмного забезпечення.Item Використання синергетичного підходу при моделюванні переходів між режимами транспортного потоку(Сумський державний університет, 2025) Шикура, Олексій Юрійович; Shykura, Oleksii YuriiovychДисертаційна робота присвячена дослідженню динаміки транспортного потоку як відкритої фізичної системи з великою кількістю взаємодіючих елементів, що демонструє властивості складних нелінійних середовищ: фазові переходи, біфуркації, нестійкість та самоподібну поведінку. Основну увагу приділено фізико-математичному моделюванню механізмів утворення заторів, дослідженню умов втрати стійкості та переходу між режимами вільного руху і накопичення транспортних засобів, а також аналізу впливу детермінованих та стохастичних факторів на поведінку системи. У роботі розглянуто три взаємодоповнюючі підходи до опису еволюції транспортного потоку: (1) детермінована система, що базується на класичних рівняннях типу Лоренца, (2) стохастична модель, побудована на рівнянні Фоккера–Планка, та (3) комплексна нелінійна система зі змінними, що відображають фазову структуру потоку. Усі моделі структурно пов’язані між собою і репрезентують різні аспекти складної поведінки транспортних потоків у середовищах з неоднорідністю, запізненням реакції та зовнішніми збуреннями. У другому розділі побудовано нелінійну модель транспортного потоку за аналогією з класичними рівняннями Лоренца. Модель описує взаємодію між механізмами гальмування, прискорення та реакцією на зміну дистанції до попереднього автомобіля в рамках відкритої фізичної системи з динамічними характеристиками руху. Динаміка системи формалізується тривимірною системою диференціальних рівнянь з нелінійними зв’язками, де основними змінними є відхилення від оптимальної дистанції η, швидкість v і характерний час реакції τ. Проведено якісний аналіз динаміки системи: побудовано фазові портрети, здійснено лінеаризацію біля рівноважних точок та визначено умови виникнення фазових переходів. Особливу увагу приділено впливу параметра τₑ (часу досягнення характерної швидкості) та релаксаційних коефіцієнтів γ і κ на стійкість системи. Встановлено критичні значення параметрів, при яких відбувається втрата стійкості з переходом до багатофазного режиму руху. Показано, що зміна локальних параметрів, таких як середній час реакції, може ініціювати макроскопічні зрушення в поведінці системи, що демонструє типову багаторівневу відповідь фізичних систем на мікроскопічні варіації параметрів. У межах моделі досліджено, як різні сценарії реагування водіїв впливають на динамічну стабільність потоку. З’ясовано, що за коротких часів реакції система зберігає стійкість навіть навіть коли міжавтомобільні інтервали суттєво скорочуються, тоді як повільна адаптація призводить до автоколивань і переходу до нестійких режимів. Побудовано карти фазових траєкторій для різних початкових умов і параметрів, що характеризують інтенсивність гальмування та прискорення. Здійснено класифікацію типових режимів динаміки залежно від співвідношень релаксаційних параметрів. Виявлено зони багатостійкості, де система здатна перебувати в кількох стабільних станах залежно від збурень. Описано сценарії різкого переходу до затору, викликаного локальним порушенням однорідності потоку. Така поведінка моделі узгоджується з емпіричними спостереженнями реального трафіку. Третій розділ присвячено дослідженню стохастичних ефектів у динаміці транспортного потоку. На основі рівняння Фоккера–Планка побудовано модель, яка враховує вплив флуктуацій Λ на еволюцію системи. Основними змінними виступають параметр порядку r (щільність потоку) та фазова змінна φ, що характеризує зміну швидкості. Показано, що випадкові збурення з інтенсивністю Dφ можуть індукувати самозбуджені переходи між режимами навіть за відсутності зовнішнього впливу. Для дослідження таких переходів проведено чисельне моделювання траєкторій системи в умовах флуктуацій різної інтенсивності. Виявлено, що за певних критичних значень Dφ спостерігається автоколивальний режим зі зростанням ентропійної складності. Такий режим супроводжується формуванням нестійких локальних кластерів, які можуть конденсуватися у макроструктури з підвищеною щільністю, відображаючи механізми фазових переходів та кластероутворення, аналогічні до процесів у фізиці конденсованих середовищ або нестабільної плазми. Досліджено вплив характеру шуму на поведінку системи. Показано, що некорельовані випадкові збурення здебільшого зумовлюють випадковий розпад стабільного потоку, тоді як корельовані флуктуації здатні викликати регулярні автоколивання. Встановлено, що при узгодженні часових масштабів внутрішніх коливань із зовнішніми флуктуаціями реалізується ефект резонансного підсилення шумом, який може слугувати індикатором наближення системи до критичного стану. Також побудовано спектри самоподібності часових рядів та здійснено оцінку ентропійної складності як функції від параметра Λ. Самоподібна поведінка виявлена як характерна ознака перехідного процесу від рівноважного до турбулентного режиму, що вказує на наявність фазового переходу. Запропоновано фізичну інтерпретацію цього явища як результату колективної дії флуктуацій і нелінійної взаємодії у щільному транспортному середовищі. У четвертому розділі досліджено узагальнену комплексну модель Лоренца, що враховує фазову структуру транспортного потоку, включаючи частотну розстройку Δ та симетрійні властивості динамічної системи. Змінні моделі описують просторово-часову еволюцію швидкості та фази, що дозволяє аналізувати складну поведінку потоку за наявності внутрішніх і зовнішніх збурень. Проведено симетрійний аналіз, у якому виявлено безперервну групу обертань типу U(1) і дискретну симетрію за знаком Δ. Показано, що система може формувати інваріантний тор – двовимірну поверхню у фазовому просторі, яка відповідає режиму подвійної періодичності. Такий режим моделює хвилі типу «стоп-енд-гоу», характерні для реального транспортного потоку, і має фізичну інтерпретацію як узгоджена хвильова структура в середовищі з нелінійними збуреннями — аналог фазових хвиль у нелінійній оптиці або гідродинаміці. Досліджено вплив параметра Δ на топологію фазового простору. При малих його значеннях система демонструє квазіперіодичну поведінку, тоді як зі зростанням Δ з’являються режими з порушенням симетрії та хаотичними обертаннями. Встановлено, що навіть за умов запізнення в реакції водіїв симетрійна структура простору рішень частково зберігається. Проведено аналіз біфуркацій Хопфа та побудовано карти стійкості. Виявлено режим локалізованих обертань, за якого зростання фазового градієнта призводить до збільшення амплітуди коливань, що інтерпретується як поява квазістаціонарних хвиль уповільнення. У результаті переходу до зламаної симетрії структура інваріантного тора змінюється, що відображає формування нерівномірних фазових розподілів. У дисертації побудовано узагальнену багаторівневу модель транспортного потоку, яка поєднує елементи прикладної фізики: нелінійні, стохастичні й симетрійні ефекти. Такий підхід дозволяє всебічно охопити складну динаміку системи, описати механізми виникнення заторів і дослідити умови фазових переходів між режимами вільного руху та накопичення. У результаті формалізовано нову методологію для моделювання транспортного потоку як нерівноважної фізичної системи з самоорганізованою структурою та внутрішньою нестійкістю. Розроблені моделі дозволяють ідентифікувати критичні режими, за яких система втрачає стійкість під дією внутрішніх флуктуацій або зовнішніх збурень. Вони застосовні до ситуацій із зростаючим навантаженням, зокрема в умовах перевантаженої інфраструктури, складної геометрії мережі чи змінних обмежень. Урахування фізичних ефектів – таких як шум, час релаксації, затримки реакції та нерівномірність щільності – забезпечує точнішу оцінку ризиків фазового переходу, що є суттєвим доповненням до класичних моделей на основі систем ОДУ. Практична цінність одержаних результатів полягає в можливості їх використання в адаптивних підходах до керування рухом, які вимагають чутливості до локальних змін і короткострокових прогнозів. Зокрема, моделі можуть слугувати ядром для алгоритмів виявлення зон ризику, адаптації режимів світлофорного регулювання або оптимізації реверсивного руху. Також передбачається інтеграція моделей у гібридні симуляційні середовища, що поєднують фізичне моделювання з методами машинного навчання. Крім того, запропонований підхід має міждисциплінарний потенціал. Завдяки універсальним закономірностям нелінійної динаміки, розроблена модель може бути адаптована для аналізу аналогічних явищ у біологічних мережах, технічних або інформаційних системах. Це відкриває перспективу розвитку єдиного синергетичного підходу до опису складних фізичних процесів.Item Моделі та методи інформаційної технології оцінки стану мікромереж з відновлюваними джерелами енергії(Сумський державний університет, 2025) Холявка, Євген Петрович; Kholiavka, Yevhen PetrovychДисертаційна робота присвячена розв’язанню актуальної науково-прикладної задачі підвищення ефективності підтримки прийняття рішень при управлінні енергетичними мікромережами з відновлюваними джерелами енергії шляхом розроблення моделей та методів інформаційної технології оцінювання функціонального стану мікромереж в умовах невизначеності. У рамках дослідження створено інформаційну технологію, що реалізує системний підхід до автоматизованого аналізу технічного стану мікромереж на основі даних часових рядів. Запропоновано гібридні методи прогнозування споживання, генерації електричної енергії та пікового навантаження на енергетичну мікромережу, удосконалено підходи до обробки та аналізу вхідних даних, реалізовано механізми інтеграції результатів прогнозування із засобами нечіткого логічного виведення для побудови інтерпретованої оцінки технічного стану. Застосування розробленої інформаційної технології дозволяє підвищити точність виявлення критичних сценаріїв функціонування мікромереж, забезпечити адаптивність моделей до мінливих умов, а також сформувати рекомендації щодо керувальних рішень. У першому розділі дисертації здійснено комплексний аналіз сучасного стану впровадження інформаційних технологій у процеси керування енергетичними мікромережами з відновлюваними джерелами енергії. На основі широкого огляду літератури та нормативно-технічних документів висвітлено основні напрями цифровізації енергетики, серед яких провідну роль відіграють технології Інтернету речей, цифрові двійники, хмарні платформи, SCADA- системи та інструменти предиктивного обслуговування. Особливу увагу приділено трансформації енергетичного сектору під впливом декарбонізації, кліматичних викликів і зростання частки ВДЕ, що зумовлює перехід до децентралізованих систем із високим рівнем автономності. Детально проаналізовано архітектуру мікромереж, принципи їхньої побудови та функціонування, а також особливості керування потоками енергії в умовах нестабільної генерації та сезонної варіативності навантажень. Висвітлено підходи до моніторингу стану мікромереж із використанням сенсорних систем, SCADA та IoT-платформ, що дозволяють здійснювати безперервний збір даних, виявляти аномалії та забезпечувати адаптивне управління. Розглянуто сучасні методи прогнозування часових рядів, зокрема ARIMA, SARIMA, ETS, LSTM, BiLSTM, Random Forest та інші, порівняно їхню ефективність у коротко- та середньостроковому горизонті. Систематизовано інструменти підтримки прийняття рішень в умовах невизначеності, серед яких виділено багатокритеріальні методи (AHP, TOPSIS), дерева рішень і нечітку логіку, які забезпечують можливість інтерпретації результатів і обґрунтування керувальних дій. Виявлено, що існуючі інформаційні системи не реалізують функції комплексного оцінювання функціонального стану мікромереж, що обґрунтовує необхідність створення нової адаптивної інформаційної технології, яка інтегрує прогнозну аналітику, інтелектуальні моделі й механізми логічного виведення для забезпечення стійкої роботи енергосистем в умовах збурень і динамічних змін. Другий розділ присвячено формалізації процесів прогнозування параметрів мікромереж із відновлювальними джерелами енергії, з урахуванням їхньої стохастичної природи, сезонної варіативності та чутливості до зовнішніх впливів. У розділі обґрунтовано вибір підходів до побудови моделей на основі часових рядів, визначено методи обробки та трансформації вхідних даних, що включають фільтрацію шумів, масштабування значень, заповнення пропущених спостережень, усунення аномалій, а також побудову ознак за допомогою лагових змінних і декомпозиції трендових та сезонних компонент. Запропоновано функціональну схему обробки даних для забезпечення їх структурованості й готовності до навчання прогнозних моделей. Описано архітектури моделей машинного навчання, орієнтованих на прогнозування генерації електроенергії від фотоелектричних установок, вітрових турбін і акумуляторних систем, із використанням фізико-кліматичних параметрів як предикторів. Продемонстровано ефективність застосування глибоких рекурентних нейронних мереж, зокрема LSTM та Bidirectional LSTM, для врахування часових залежностей і нелінійних зв’язків між змінними. Окрему увагу приділено прогнозуванню споживання електричної енергії для різних категорій користувачів мікромереж – побутових, промислових, інфраструктурних і комерційних. Реалізовано підхід до класифікації типів споживачів на основі профілів навантаження, часової структури даних та характеру зовнішніх впливів. Для кожної категорії побудовано окремі моделі з урахуванням специфічних вхідних ознак, що дозволило підвищити точність прогнозування на різних часових інтервалах. Проведено валідацію нейромережевих моделей на реальних даних, що дозволяє оцінити їхню точність та придатність до застосування в рамках запропонованої інформаційної технології. Третій розділ присвячено розробці методів прогнозування пікового споживання електроенергії та оцінювання функціонального стану енергетичних мікромереж. Обґрунтовано потребу в своєчасному виявленні дефіцитів електроенергії для запобігання порушенням балансу потужності за умов інтеграції відновлювальних джерел. Запропоновано метод визначення пікових навантажень на основі аналізу часових рядів, що дозволяє локалізувати критичні режими в межах доби, та прогнозну модель на основі рекурентної нейронної мережі типу LSTM, яка демонструє високу точність прогнозування навантажень. У межах задачі оцінювання стану мікромереж розроблено формалізований підхід до представлення сценаріїв функціонування з урахуванням генерації, споживання та накопичення енергії. На основі сформованих ознак реалізовано систему нечіткого логічного виведення типу Мамдані, яка здійснює класифікацію поточного стану як «стабільний», «ризикований» або «дефіцитний». Запропоновано логіку реагування на виявлені стани та сформовано набір керувальних дій, що включають корекцію графіків, керування зарядом накопичувачів і використання резервних джерел. Експериментальні результати підтверджують ефективність і практичну придатність розробленого підходу. Четвертий розділ дисертації присвячено побудові та реалізації інформаційної технології оцінювання функціонального стану енергетичних мікромереж. Ключовим елементом запропонованої технології є моделі прогнозування енергоспоживання та генерації, реалізовані на базі двонаправлених рекурентних нейронних мереж, здатних враховувати сезонні коливання і вплив погодних умов. Згенеровані прогнози передаються до підсистеми виявлення пікових навантажень, яка ідентифікує критичні інтервали часу з високою ймовірністю перевантаження. Виходячи з цих даних, система нечіткого логічного виведення оцінює поточний стан мікромережі, класифікуючи його як стабільний, нестабільний або дефіцитний. З метою забезпечення адаптивності реалізовано механізми параметризації моделей, налаштування правил нечіткої логіки та інтеграції з зовнішніми метеосервісами. На основі результатів оцінювання формуються рекомендації щодо керування мікромережею з урахуванням поточного та прогнозованого навантаження. Розроблена інформаційна технологія охоплює повний цикл обробки даних – від сенсорного моніторингу до формування керувальних рішень – та включає модулі збору, нормалізації, прогнозування й аналітики. Значну увагу приділено попередній обробці часових рядів: фільтрації, логарифмуванню, виявленню аномалій, кодуванню ознак і виокремленню трендів. Архітектура аналітичної підсистеми реалізована у мікросервісному середовищі з централізованим API, Redis-брокером, Docker-контейнерами та Kubernetes-оркестрацією. Компоненти взаємодіють асинхронно через REST API з логуванням у стеку ELK, CI/CD-процесами та моніторингом виконання моделей. Апробація результатів дослідження підтверджує ефективність розроблених математичних моделей та технологій для управління мікромережами з відновлювальними джерелами енергії. Запропоновані рішення дозволяють покращити точність прогнозування навантажень, зменшити ризики дефіциту електроенергії та забезпечити більшу стабільність енергетичних систем. Розроблені методи та моделі надають нові можливості для адаптивного управління мікромережами з урахуванням прогнозованого функціонального стану системи, що має ключове значення для підвищення ефективності, надійності та стійкості енергетичної інфраструктури. Своєчасне виявлення критичних режимів, підтримка рішень щодо їх коригування, а також трансформація споживчих сценаріїв і конфігурацій мікромережі дозволяють оперативно реагувати на змінні умови функціонування. Одержані наукові результати дослідження у вигляді математичних моделей, методів та інформаційної технології оцінювання стану мікромереж з відновлювальними джерелами енергії були впроваджені в ТОВ «Андрекс» (м. Суми) для оцінювання стану енергетичної мікромережі промислового комплексу як складової програмного забезпечення енергетичного моніторингу, а також у навчальний процес Сумського державного університету та під час виконання науково-дослідної тематики «Моделі та методи інформаційної технології оцінки стану мікромереж з відновлюваними джерелами енергії»Item Систематизація та вдосконалення методів управління цифровою трансформацією підприємств(Сумський державний університет, 2025) Кулик, Анжеліка Костянтинівна; Kulyk, Anzhelika KostiantynivnaДисертаційна робота присвячена виконанню актуального наукового завдання вдосконалення методів управління цифровою трансформацією підприємств. Бібліометричний аналіз наукових публікацій із питань цифрової трансформації підприємств за 2000–2024 роки, проведений за допомогою інструментарію VOSviewer v. 1.6.17, засвідчив істотне зростання публікаційної активності впродовж 2020–2024 років, що зумовлено посиленням викликів глобальної економіки внаслідок пандемії COVID-19, необхідністю швидкої адаптації бізнес-моделей до нових умов функціонування, а також зростанням ролі цифрових технологій щодо забезпечення стійкості та конкурентоспроможності підприємств у постпандемічний період. Результати структурного аналізу публікацій засвідчують міжгалузевий характер досліджень. За даними БД Scopus, питання цифрової трансформації досліджують у межах таких предметних галузей: інформатики (21,7 %), бізнесу, менеджменту (14,3 %), інженерії (13,8 %), наук про ухвалення рішень (8,1 %), соціальних наук (8,1 %), економіки (7,5 %), математики (5,7 %), екологічних наук (5,6 %), енергетики (4,9 %), наук про Землю й планети (1,7 %) та інших (8,5 %). Результати мережевої візуалізації цитувань статей із питань цифрової трансформації підприємств засвідчили наявність шести кластерів, що узагальнюють наукові дослідження з цієї тематики. Під цифровою трансформацією підприємств запропоновано розуміти стратегічний процес перебудови організаційних структур, бізнес-процесів і корпоративної культури, що ґрунтується на ієрархії цифрових змін (оцифрування → диджиталізація → трансформація) та спрямований на формування конкурентних переваг за допомогою інтеграції штучного інтелекту, Інтернету речей, аналітики великих даних і блокчейн-технологій. Здійснено ідентифікацію основних чинників цифрової трансформації підприємств із використанням багаторівневої моделі Ф. Гілса, що дозволило встановити взаємозв’язки між глобальними трендами, режимними змінами та нішевими інноваціями. Цифровуа трансформацію розглянуто як складний еволюційний процес, що охоплює не лише технологічне оновлення, а й трансформацію управлінських підходів, організаційної структури, корпоративної культури та моделей ухвалення рішень. Розроблено структурно-фазову модель цифрової трансформації, що вміщує п’ять послідовних етапів: інерційний стан, усвідомлення потреби змін, формалізацію цифрової стратегії, стратегічну інтеграцію та інноваційний розвиток. Доведено, що рушійними силами цифрової трансформації є технологічні інновації, економічні фактори та зростаючі очікування споживачів. Обґрунтовано науково-методичний підхід до управління цифровими змінами, спрямований на підвищення ефективності трансформаційних процесів у контексті цифрової економіки. Розроблено науково-методичний підхід до оцінювання ефективності цифрової трансформації підприємств на основі концепції цифрової зрілості, що передбачає врахування рівня цифрових компетентностей персоналу, ступеня автоматизації бізнес-процесів та глибини ІТ-інтеграції. Запропонована універсальна формула інтегрального оцінювання цифрової зрілості є адаптивною до галузевих умов і дає змогу обґрунтовано планувати цифрові інвестиції й вимірювати результативність змін. Розроблено концептуальну модель управління цифровою трансформацією бізнес-моделей підприємств, що інтегрує стратегічний, процесний, функціональний та культурно-орієнтований підходи до змін. Модель побудована за логікою управлінського циклу та охоплює п’ять послідовних етапів: діагностику цифрової готовності, поставлення цілей, проєктування цифрової стратегії, її імплементацію та моніторинг результатів, забезпечуючи узгодженість дій та адаптивність до внутрішніх і зовнішніх змін. Проведено структуризацію цифрових технологій, актуальних для малих і середніх підприємств, із виділенням п’яти функціональних кластерів: інформаційно-комунікаційних рішень, аналітики та ШІ, Інтернету речей, цифрового маркетингу та фінансових сервісів. Визначено та встановлено взаємозв’язок між рівнем цифрової зрілості підприємств та їх конкурентоспроможністю. Проведено економіко-математичне моделювання сценаріїв цифрової трансформації на прикладі середнього підприємства торгівельного сектору. Порівняльне оцінювання двох альтернативних проєктів – комплексного (CRM + ЕДО) та інтеграційного (ERP + BI-аналітика) – дозволило визначити обсяг витрат, очікуваний економічний ефект і терміни окупності. Обидва проєкти продемонстрували інвестиційну доцільність із горизонтом повернення до трьох років, у цьому разі інтеграційний проєкт забезпечує більш глибоку трансформацію, охоплюючи управління запасами, логістику, фінанси та планування. Удосконалено інституційний підхід до впровадження цифрових технологій в економіку України за допомогою адаптації моделі державно-приватного партнерства ЄС. Цей підхід ураховує принципи інклюзивності, цифрової готовності та інноваційної відкритості. Розроблено інституційно-функціональну модель підтримки цифрової трансформації малих і середніх підприємств, що структурує взаємодію нормативно-правових, фінансових, інфраструктурних, освітніх та екосистемних факторів, гармонізовану з європейськими регуляторними ініціативами. Запропоновано тривимірну класифікацію сфер застосування штучного інтелекту в управлінні цифровою трансформацією підприємства, що інтегрує управлінські рівні, функціональні напрями та інфраструктурні компоненти. Це забезпечує можливість формування дорожніх карт, оцінювання цифрової зрілості підприємств і техніко-економічного обґрунтування цифрових інвестицій. Крім того, розроблено практичні моделі застосування штучного інтелекту в промисловості, зокрема машинобудуванні. До них належать системи комп’ютерного зору для контролю якості, акустичні рішення для прогнозного обслуговування, інтелектуальні системи контролю операцій, сортування відходів. Ці моделі формують технологічну основу для побудови цифрових двійників підприємств. Проведено емпіричне дослідження ефективності впровадження технологій штучного інтелекту на підприємствах України. На основі первинного опитування представників сорока компаній різних галузей і масштабів ідентифіковано три типові цифрові моделі поведінки: «Інноватори», «Адаптивні підприємства» та «Скептики». Для кількісного оцінювання досягнутих результатів запропоновано інтегральну систему оцінювання ефективності ШІ-рішень, що охоплює економічні, організаційні та соціальні показники. Валідність і значущість виділених кластерів, а також інтегральної системи оцінювання підтверджені методами кореляційного та дисперсійного аналізів (ANOVA). Кластер «Інноватори» демонструє найвищу ефективність упровадження ШІ, найкоротші терміни окупності інвестицій та найбільшу частку конкурентних переваг, що свідчить про їх лідерство. «Адаптивні підприємства» перебувають у проміжній фазі, імплементуючи ШІ-рішення поступово з відносно короткими термінами окупності. Натомість кластер «Скептики» відрізняється сповільненими темпами впровадження ШІ-рішень, низькою обізнаністю щодо потенціалу штучного інтелекту й тривалими або невизначеними термінами окупності інвестицій. Отримана класифікація підприємств дає змогу визначити потенційні вектори розвитку для кожної групи, виявити критичні точки зростання та сформувати підґрунтя для цільового інституційного супроводу. Системне узагальнення теоретичних положень, результатів емпіричних досліджень і розроблених прикладних рішень дозволило сформувати комплексний науково-методичний підхід до управління цифровою трансформацією підприємств. Цей підхід враховує актуальні тенденції розвитку цифрових технологій, зокрема штучного інтелекту, хмарних сервісів, Інтернету речей, аналітики великих даних, і формує методичне підґрунтя для інтеграції цифрових рішень у стратегії розвитку підприємств. Запропонована концепція управління цифровими змінами є поетапною та адаптивною до галузевих і масштабних особливостей підприємств. Вона спрямована на забезпечення стійкості, інноваційності та зростання конкурентних переваг у динамічному цифровому середовищі. Науково обґрунтовані методики оцінювання цифрової зрілості, ефективності цифрових інвестицій та результативності впровадження штучного інтелекту дають змогу здійснювати обґрунтоване планування, моніторинг і коригування цифрових стратегій відповідно до змін внутрішнього і зовнішнього середовища. Отримані результати мають практичне значення, оскільки створюють основу для впровадження індивідуальних цифрових дорожніх карт, адаптованих до потреб конкретного бізнесу, та підвищення організаційної гнучкості підприємств. В умовах післявоєнної відбудови, запропоновані в дисертації науково- методичні підходи можуть бути використані як інструмент антикризового управління, підтримки цифрової модернізації малого та середнього бізнесу, формування передумов для їхнього інноваційного розвитку та інтеграції у глобальні цифрові ринки. Дисертаційне дослідження поглиблює теоретико- методичну базу управління цифрової трансформації та створює методичне підґрунтя для практичного застосування отриманих результатів у процесах стратегічного управління підприємствами.Item Моделі та методи інформаційної технології машинного навчання системи розпізнавання електроміографічних біосигналів у протезуванні(Сумський державний університет, 2025) Супруненко, Микита Костянтинович; Suprunenko, Mykyta KostiantynovychДисертаційна робота присвячена підвищенню функціональної ефективності машинного навчання системи розпізнавання електроміографічних біосигналів (ЕМГ-біосигналів) для створення інтелектуального протезу шляхом побудови в рамках функціонального підходу до моделювання когнітивних процесів природнього інтелекту високо достовірних і оперативних вирішувальних правил, практично інваріантних до багатовимірності словника ознак і абетки класів розпізнавання. Об’єктом дослідження є слабоформалізований процес машинного навчання системи розпізнавання ЕМГ-біосигналів для керування протезом кісті руки з неінвазивною системою зчитування біосигналів за умови неповної визначеності даних, обумовленої як довільними початковими умовами формування ЕМГ-біосигналів, так і перетином у просторі ознак класів розпізнавання, які характеризують ЕМГ-сигнали для керування жестами кісті та пальців руки. Предметом досліджень є моделі і методи інформаційної технології інформаційно-екстремального машинного навчання системи розпізнавання ЕМГ-сигналів для керування протезом кісті руки з неінвазивною системою зчитування біосигналів. Обрані методи дослідження базуються на принципах і методах інтелектуального інформаційного аналізу даних та інформаційно-екстремальної інтелектуальної технології машинного навчання для побудови високо достовірних і оперативних вирішувальних правил; методах теорії ймовірностей і математичної статистики для оцінки випадкових величин і перевірки статистичних гіпотез; методах та характеристиках теорії інформації для оцінки точності машинного навчання системи розпізнавання ЕМГ-біосигналів, які характеризують реакцією м’язів передпліччя на когнітивні команди відповідних жестів кісті та пальців руки; об’єктно-орієнтованій методології проектування складних систем для розробки інформаційного алгоритмічного та програмного забезпечення системи розпізнавання ЕМГ-сигналів, що навчається. Обґрунтовано актуальність теми дисертації, зазначено зв’язок роботи з науковими темами, сформульовано мету та задачі дослідження, визначено об’єкт, предмет та методи дослідження, показано наукову новизну та практичне значення отриманих результатів, наведено інформацію про практичне використання, апробацію результатів та їх висвітлення у публікаціях. За результатами аналізу сучасного стану та тенденцій розвитку протезування кінцівок людини з обмеженими функціональними можливостями показано, що перспективним напрямом підвищення функціональної ефективності, основними складовими якої є точність та оперативністть прийняття класифікаційних рішень, протезу кісті руки з неінвазивною системою зчитування електроміографічних сигналів (ЕМГ-сигналів) є їх інтелектуалізація на основі машинного навчання. Незважаючи на значну кількість досліджень із вдосконалення взаємодії особи з інвалідністю з протезом кінцівки, зручність, функціональність та поширеність активних протезів в побуті все ще залишається на невисокому рівні. Основний напрям розвитку протезів руки забезпечується на базі електроміографії, як методу аналізу природних керуючих імпульсів нервової системи. Водночас необхідною умовою підвищення точності системи розпізнавання електроміографічних сигналів (ЕМГ-біосигналів), які реєструють електричну активність м’язів руки при виконанні когнітивних команд на відповідні жести, є наявність релевантного вхідного математичного опису та методу машинного навчання з високою функціональною ефективністю. Якщо для формування вхідного математичного опису розроблено широку номенклатуру комп’ютерно-інтегрованих ЕМГ-сенсорів з фільтрацією і нормалізацією ЕМГ-біосигналів, то розроблення методів машинного навчання з високою точністю і оперативністю прийняття класифікаційних рішень все ще залишається проблематичним. Для розроблення високоточного та оперативного методу машинного навчання необхідно подолати ускладнення науково-методологічного характеру, основними з яких є довільні умови формування ЕМГ-біосигналів і перетин у просторі ознак класів розпізнавання, які характеризують біосигнали відповідних жестів протезу. Застосування традиційних методів інтелектуального аналізу даних Data Mining, включаючи штучні нейронні мережі (ШНМ), для інформаційного синтезу інтелектуального протезу не завжди забезпечує високу функціональну ефективність машинного навчання через високий ступень перетину в просторі ознак класів розпізнавання. Показано перспективність використання в дисертаційних дослідженнях ідей і методів розробленої в Сумському державному університеті науковою школою професора Довбиша А. С. так званої інформаційно-екстремальної інтелектуальної технології (ІЕІ-технології) аналізу даних, яка ґрунтується на максимізації інформаційної спроможності системи в процесі машинного навчання. Основна ідея методів ІЕІ-технології як і в ШНМ полягає в адаптації в процесі машинного навчання вхідного математичного опису до максимальної повної ймовірності прийняття правильних класифікаційних рішень. Але основна перевага методів інформаційно-екстремального машинного навчання полягає в тому, що вони на відміну від нейроподібних структур розробляються в рамках функціонального підходу до моделювання когнітивних процесів людини при формуванні та прийнятті класифікаційних рішень, тобто безпосередньо моделюють природний механізм прийняття рішень. Такий підхід на відміну від структурних методів дозволяє методам інформаційно-екстремального машинного навчання надати гнучкість при перенавчанні системи через розширення абетки класів розпізнавання. Крім того, побудова в рамках геометричного підходу вирішувальних правил робить їх практично інваріантними до багатовимірності словника ознак розпізнавання і суттєво підвищує оперативність прийняття класифікаційних рішень, що особливо важливо при керуванні інтелектуальними іпротезами. Водночас варто підкреслити, що методи інформаційно-екстремального машинного навчання здійснюються не в інтерактивному режимі, як це відбувається в штучних нейронних мережах, а в автоматичному і водночас потребують для формування навчальної матриці менше ніж на порядок зразків ЕМГ-сигналів. У дисертаційній роботі розв’язано важливе науково-практичне завдання розроблення інформаційної інтелектуальної технології машинного навчання системи розпізнавання ЕМГ-біосигналів для керування протезом кісті руки з неінвазивною системою зчитування біосигналів. Вперше розроблено комплекс функціональних категорійних моделей, на основі яких розроблено метод інформаційно-екстремального машинного навчання системи розпізнавання ЕМГ-біосигналів за ієрархічною структурою даних у вигляді декурсивного бінарного дерева, який окрім відомих параметрів машинного навчання дозволяє збільшувати глибину машинного навчання шляхом оптимізації рівня селекції координат усереднених двійкових реалізацій класів розпізнавання. Удосконалено метод формування варіаційного ряду класів розпізнавання за критерієм збільшення міжкласової відстані для обраного базового класу розпізнавання, що дозволило автоматизувати побудову декурсивного дерева та багатокласове машинне навчання звести до двохкласового для класів розпізнавання кожної страти декурсивного бінарного дерева. Набув подальшого розвитку метод глибокого інформаційно-екстремального машинного навчання з оптимізацією рівня квантування ознак розпізнавання електроміографічних біосигналів, що дозволило шляхом утворення розрідженої навчальної матриці підвищити точність класифікаційних рішень. Розроблено і прогрмно реалізовано засоби інформаційної технології інформаційного синтезу здатної навчатися системи розпізнавання ЕМГ-біосигналів, що навчається за розробленим методом інформаційно-екстремального машинного навчання за ієрархічною структурою у вигляді декурсивного бінарного дерева, та СППР для персоналізованого машинного навчання особи з інвалідністю, які у сукупності утворюють людино-машинний комплекс, наділений властивостями адаптивності та гнучкості. Усі теоретичні розробки дисертації доведено до конкретних інженерних алгоритмів, реалізованих запропонованими автором засобами інформаційної технології синтезу здатної навчатися системи розпізнавання ЕМГ-біосигналів. Cтворено комплекс інструментальних засобів для інформаційного синтезу системи розпізнавання ЕМГ-біосигналів, що навчається, який включає модулі формування вхідного інформаційного опису, побудови декурсивного бінарного дерева даних, алгоритми інформаційно-екстремального машинного навчання і побудовані за результатам машинного навчання вирішувальні правила, які дозволяють при функціонуванні системи в робочому режимі приймати високодостовірні оперативні класифікаційні рішення. Основні наукові результати використано у НВП МЕТКОЛ (м. Ніжин, Україна) у вигляді інформаційної технології, яка включає категорійні моделі, методи, критерії оцінки функціональної ефективності, алгоритми оптимізації і програмне забезпечення (акт впровадження від 30.05.2025 р.) і впроваджено в навчальний процес Сумського державного університету (акт впровадження від 02.06.2025 р.).