Проєкти на замовлення МОН
Інформаційні технології та системи моніторингу, моделювання та системного інтелектуального аналізу й оптимізації даних у складних об’єктах (№ 28-К7) (2019-2023 р.)
На замовлення ВНТУ МОН України.
Науковий керівник теми: Мокін В.Б.
Відповідальний виконавець: Крижановський Є.М.
Розроблено нові та удосконалено відомі технології та системи моніторингу, моделювання та системного інтелектуального аналізу й оптимізації даних у складних об’єктах.
Створено або удосконалено раніше розроблені авторами реальні інтелектуальні інформаційні системи, багато з яких вже впроваджені у національне господарство України для розв’язання задач у різних галузях. Результати впроваджено у навчальний процес ВНТУ.
Інформаційна технологія системного аналізу забруднення річки для пошуку джерел цього забруднення (№ ДР 0119U000494) (2019 р.)
На замовлення ВНТУ МОН України.
Науковий керівник теми: Скорина Л.М. Виконавці: Мокін В.Б, Ящолт А.Р, Лучко А.М.)
Запропоновано нову інформаційну технологію системного аналізу забруднення річки для пошуку джерел цього забруднення. Розроблено метод виявлення місць забруднення річки за даними оперативного моніторингу вод, оснований на зворотному розв’язанні математичної моделі процесів у річці, та метод «Умови-Впливи-Наслідки» для виявлення цих місць з використанням технологій машинного навчання та відкритих супутникових і векторних даних, що, в цілому, дозволяє підвищити ефективність та точність визначення місцезнаходження джерел забруднення річки. Створено пілотну веб-систему, яка забезпечує масштабованість рішення та адаптацію до відомих форматів даних. Впроваджено розроблену технологію у навчальний процес ВНТУ.
Технології і системи моніторингу та автоматизації обробки даних у динамічних багатозв’язних системах природничого, технічного та навчального характеру (№ 28-К1) (2014-2018 р.)
На замовлення ВНТУ МОН України.
Науковий керівник теми: Мокін В.Б. Виконавці: Мокін Б.І, Ящолт А.Р, Крижановський Є.М. та ін.)
Розроблено нові та удосконалено відомі технології та системи моніторингу та автоматизації обробки даних у динамічних багатозв’язних системах природничого, технічного та навчального характеру. Створено або удосконалено раніше розроблені авторами реальні ГІС-інтегровані інформаційні системи, багато з яких вже впроваджені у національне господарство України, Польщі та Республіки Молдова для розв’язання задач у різних галузях. Результати впроваджено у навчальний процес ВНТУ.
Системний підхід до аналізу процесу функціонування закладу вищої освіти (№ ДР 0119U000492) (2019 р.)
На замовлення ВНТУ МОН України.
Науковий керівник теми: Слободянюк О.В., відповідальний виконавець: Войцеховська О.О.
Запропоновано для дослідження процесів функціонування закладів вищої освіти використовувати системний підхід як ідеологію і системний аналіз як метод та визначено усі складові цих процесів на перших двох етапах застосування методу, в результаті чого заклад вищої освіти виділено як об’єкт дослідження із навколишнього середовища і сформовано усі точки, в яких цей об’єкт дослідження здійснює контакти з навколишнім середовищем, та конкретизовані як усі 15 впливів навколишнього середовища на об’єкт дослідження так і усі 12 впливів об’єкта дослідження на навколишнє середовище. Розроблена структура процесу функціонування ЗВО як складної системи його взаємопов’язаних складових та концепція системного підходу до аналізу процесу функціонування ЗВО.
Інформаційні технології проектування, оптимізації та застосування ГІС–інтегрованих систем баз даних і моделей процесів у складних системах (2017-2019 рр.) (№ ДР 0117U000574)
На замовлення МОН України.
Науковий керівник теми: Мокін В.Б.
Відповідальний виконавець: Крижановський Є.М.
Робота присвячена розробленню нових моделей, методів та інформаційних технологій проектування, оптимізації та застосування ГІС-інтегрованих систем баз даних і моделей процесів у складних системах. На першому етапі цієї роботи (2018 рік) вперше запропоновано формалізацію структури ГІС-інтегрованої системи бази даних і моделей процесів у складних системах у вигляді узагальненого квадрахроматичного графу з 4-ма видами вершин, адаптованого і до технології перевірки цього графу на топологічну спостережуваність, і до формалізації графів операцій відомої технології TensorFlow, що дозволить підвищити швидкість та ефективність проектування й оптимізації ГІС-інтегрованих баз даних та адекватність і точність моделей цих процесів; вперше запропоновано структуру XML-мови розмітки під назвою GeoDataML для збереження і шарів просторових даних ГІС, і баз атрибутивних даних, і моделей, формалізованих у вигляді узагальненого біхроматичного графу. Структура є ефективною за рахунок використання відомих XML-форматів (чи подібних до них) для формалізації кожного із цих видів інформації; дістала подальший розвиток формалізація систем баз даних і моделей у геоінформаційному просторі параметрів цих моделей, яка забезпечує інтегрування в ГІС і шарів просторових даних, і баз атрибутивних даних, і моделей та для якого існує комплекс правил взаємоперетворення цього простору параметрів на біхроматичний граф, який використовується в авторській технології аналізу на топологічну спостережуваність; вперше розроблено комплекс необхідних та достатніх умов для еквівалентування лінійних математичних моделей високого порядку, які описують процеси у динамічних системах, до порядку, не вище другого, у класі немінімально-фахових систем (із запізненням), за умови збереження основних характеристик та умов стійкості, що дозволяє спрощувати ці моделі, полегшувати їх формалізацію у ГІС та підвищити швидкість їх опрацювання; розроблено ряд нових математичних моделей, методів та технологій опрацювання даних для пошуку джерел забруднення вод річок стічними чи зворотними водами та забруднення атмосферного повітря алергенним пилком, а також для виявлення різних закономірностей щодо динаміки спор грибів в атмосферному повітрі, для аналізу впливу алергенного пилку на людей на ін.
Інформаційна технологія обробки параметрів просторово–часових моделей даних динамічних багатозв‘язних просторово–розподілених систем (2015-2016 рр.) (№ ДР 0115U001122)
На замовлення МОН України.
Науковий керівник теми: Мокін В.Б.
Відповідальний виконавець: Крижановський Є.М.
Робота присвячена підвищенню точності та комплексності обробки параметрів просторово-часових моделей даних динамічних багатозв’язних просторово-розподілених систем (ДБПРС), з урахуванням їх багатозв’язності та неповноти чи, навпаки, надлишковості у просторовому чи часовому вимірах рядів даних моніторингу стану. Вперше запропоновано критерій визначення рівня топологічної спостережуваності ДБПРС на основі аналізу інформаційної моделі цієї системи у вигляді класичного біхроматичного графу, який можна використовувати як міру повноти (достатності) інформації про параметри ДБПРС, що дозволяє виявити проблему неповноти даних або ранжувати за цим критерієм декілька різних інформаційних моделей ДБПРС і вибрати оптимальну з них. Вперше розроблена інформаційна технологія аналізу та оптимізації топологічної спостережуваності ДБПРС за її математичними та геоінформаційними моделями, яка відрізняється від існуючих більшою автоматизацією та системою правил трансформації цього оптимізованого графу в математичні та інформаційні моделі, що дозволяють визначити яким чином слід удосконалити ці моделі, щоб забезпечити повноту (достатність) даних у ній. Удосконалено методи формалізації просторово-часових моделей ГІС ДБПРС та вибірки даних із них, які дозволяють більш комплексно враховувати різні фактори та більш оптимально їх формалізувати і у просторі та у часі на основі різних систем координат. Вперше розроблена інформаційна технологія оцінювання параметрів стаціонарних та пересувних джерел викидів речовин за даними оперативного моніторингу забруднення атмосферного повітря, яка відрізняється від існуючих методом оцінювання параметрів та чутливості понаднормативних викидів стаціонарних джерел за нечіткими експертними оцінками, методом розв’язання зворотної задачі розсіювання з використанням моделі Гауса для оцінювання параметрів стаціонарних джерел викидів за даними оперативного моніторингу зони розсіювання з використанням БПЛА та методом обробки даних моніторингу параметрів пересувних джерел викидів з використанням різної апріорної інформації та нечіткої бази знань, що дозволяє підвищити точність та ефективність визначення параметрів викидів з різних джерел. Створено та удосконалено реальні інформаційні системи, які є джерелами даних для розв’язання різних прикладних задач, пов’язаних з моніторингом, оптимізацією та управлінням, які впроваджено у національне господарство України та Республіки Молдова в межах проектів на замовлення уряду України, ООН та ОБСЄ.
Ідентифікація та оптимізація інформаційних моделей динамічних багатозв’язних просторово-розподілених систем для задач моніторингу, збереження даних та автоматизованого управління (№ ДР 0113U003135) (01.2013-12.2014 рр.)
На замовлення МОН України.
Керівник теми: Мокін В.Б.
Відповідальний виконавець: Крижановський Є.М.
Розроблено та практично випробувано нову інформаційну технологію ідентифікації та оптимізації інформаційних моделей динамічних багатозв’язних просторово-розподілених систем для задач моніторингу, збереження даних та автоматизованого управління, яка на відміну від існуючих дозволить більш оперативно та комплексно обробляти параметри багатозв’язних просторово-розподілених систем. На основі цієї технології розроблено та впроваджено у підрозділах Держводагентства України обласні ГІС для моніторингу та інтегрованого управління водними та основними гідротехнічними спорудами Сумської та Рівненської областей. Удосконалено ГІС моніторингу довкілля м. Вінниця, м. Кривого Рогу та Вінницької області. Створено та впроваджено автоматизовану систему розрахунку водогосподарського балансу району річкового басейну Південного Бугу.
Автоматизація ідентифікації та оптимізації характеристик просторово розподілених систем за інформаційними моделями їх елементів (№ ДР 0111U001116) (01.2011-12.2012 рр.)
На замовлення МОН України.
Керівник теми: Мокін В.Б.
Відповідальний виконавець: Крижановський Є.М.
Розроблено та практично випробувано нову інформаційну технологію автоматизації процесів ідентифікації та оптимізації характеристик просторово розподілених систем по інформаційних моделях їх елементів, яка, на відміну від існуючих, дозволяє більш оперативно та комплексно обробляти параметри баз даних та шарів ГІС цих елементів. Розроблено нову модель уніфікованої бази даних державного моніторингу довкілля регіонального та національного рівня, яка, на відміну від існуючих, є більш гнучкою та дозволяє більш оперативно автоматизувати ідентифікацію її параметрів і може бути використана для розв’язання численних аналітичних та оптимізаційних задач з управління довкіллям та покращення його стану. На основі цієї технології удосконалено та впроваджено у підрозділах Держводагентства України басейнові ГІС для моніторингу та інтегрованого управління водними ресурсами річок Південний Буг та Дніпро. Створено та впроваджено ГІС моніторингу довкілля м. Вінниця.
Розробка методів інтеграції математичних моделей природних процесів з геоінформаційними системами природних екосистем (№ ДР 0108U000654) (2008-2010 рр.)
На замовлення МОН України.
Керівник теми: Мокін В.Б.
Відповідальний виконавець: Ящолт А.Р.
Вперше розроблено методи інтегрування математичних моделей у ГІС екологічного моніторингу, які використовують нові підходи щодо проведення аналогії між формалізованим описом математичних моделей та описом просторових об’єктів і баз даних ГІС, що дозволяє прискорити їх інтегрування та розширити аналітичні можливості ГІС за рахунок спеціалізованих обчислювальних пакетів. Запропоновано нові методи автоматизованого пошуку різноформатної екологічної інформації у ГІС, базах даних та інших джерелах інформації, необхідної для ідентифікації математичних моделей. Розроблено нові методи проектування інформаційних систем обробки даних спостереження за станом довкілля. За допомогою розроблених моделей, методів та технологій створено або удосконалено 26 інформаційних систем, впроваджених у майже 100 установ України.
Ідентифікація якості та стану поверхневих вод за даними системи регулярного державного моніторингу довкілля (№ ДР 0105U002428) (2005-2007 рр.)
На замовлення МОН України.
Керівник теми: Мокін В.Б.
Відповідальний виконавець: Горячев Г.В.
Розроблено нову методологію побудови математичних моделей зміни якості поверхневих вод у розгалужених річкових системах за даними моніторингу навколишнього середовища і водного кадастру. Розроблена нова технологія швидкого створення двох-і трирівневих геоінформаційних систем моніторингу вод “Мінприроди / Регіон / Область” і “Держводагентство / Басейн / Область” з можливостями збереження, обробки і візуалізації даних. Розроблено алгоритми автоматизованого використання систем моніторингу як джерела інформації для ідентифікації математичних моделей якості та стану поверхневих вод. Створено та впроваджено Єдина автоматизована система контролю стану забруднення навколишнього середовища Держекоінспекції України і басейнові системи моніторингу вод р. Південний Буг, Прип’ять і Сіверський Доне
Синтез законів управління якістю води річки Південний Буг з використанням ГІС-технологій (№ ДР 0102U002262) (2002-2004 рр.)
На замовлення МОН України.
Керівник теми: Мокін Б.І.
Відповідальний виконавець: Мокін В.Б.
Вдосконалено відомі та синтезовано нові математичні моделі та закони управління якістю річкових вод. Розроблено математичне, картографічне, інформаційне, алгоритмічне та програмне забезпечення геоінформаційної аналітичної системи державного моніторингу вод Вінницької області, за допомогою якої можна ідентифікувати розроблені моделі та закони. Здійснено впровадження розроблених систем в усіх основних суб’єктах державної системи моніторингу вод Вінницької області. Розроблені системи можуть бути використані і в інших областях та для інших річок.
Розробка моделей та законів управління якістю річкової води. Розробка моделей та алгоритмів управління якістю річкової води (№ ДР 0100U002936) (2000-2001 рр.)
На замовлення МОН України.
Керівник теми: Мокін Б.І.
Відповідальний виконавець: Мокін В.Б.
Розроблено математичне та алгоритмічне забезпечення синтезу оптимальних законів управління якістю річкових вод за рядом критеріїв. Його програмна реалізація дозволила створити інструментальні засоби – пакет програм “ЕкоМоніторинг” для ідентифікації математичної моделі процесів в річці та на його основі пакет програм “ЕкоКерування”, який синтезує закони управління антропогенними стічними водами, що скидаються до річки, адаптовані до реальної еколого-економічної ситуації в регіоні. Проведене тестування пакету програм на ділянці річки Південний Буг в межах міста Вінниці довело доцільність практичного застосування розроблених алгоритмів та моделей на практиці.
Розробка інструментальних програмних засобів аналізу екологічного стану річок в межах промислового центру (№ ДР 0197U012588) (1997-2000 рр.).
На замовлення МОН України.
Керівник теми: Мокін Б.І.
Відповідальний виконавець: Мокін В. Б.
Розроблено пакет програм “МОДИРПРО” під WINDOWS для моделювання динаміки якості вод в середній чи малій рівнинній річці, який враховує велику кількість джерел забруднення, визначає якість вод з них, виявляє додаткові незареєстровані джерела та прогнозує якість річкової води в разі аварійних скидів стічних вод. Пакет програм протестовано на річці Південний Буг в межах міста Вінниці.