Search academic texts

Registration Number

0825U003047, PhD dissertation

Status

Доктор філософії, 122, Комп’ютерні науки

Date

06-08-2025

popup.evolution

o

Title

Methods for designing hybrid systems for positioning objects at industrial sites

Author

Anastasiia S. Lebedieva-Dychko,

popup.head Shylo Halyna M.
popup.opponent Fesenko Herman V.
popup.opponent Volodymyr V. Bezkorovainyi
popup.review Igor V. Kozin
popup.review Andriy O. Lisnyak

Description

В дисертаційній роботі вирішено науково-технічну задачу підвищення ефективності систем позиціонування об`єктів шляхом розроблення методів та моделей проєктування, що забезпечують визначення оптимальної структури сенсорної мережі та процесів збору, зберігання та обробки даних. У першому розділі дисертаційної роботи здійснено аналіз основних етапів проєктування систем позиціонування об`єктів, а також проведено комплексне дослідження сучасного стану технологій, що використовуються для визначення просторового положення об’єктів на промислових майданчиках. Особливу увагу приділено аналізу принципів функціонування глобальних та локальних систем позиціонування. Розглянуто технічні аспекти реалізації зазначених систем, зокрема апаратну складову, методи збору, передавання та обробки даних. Проаналізовано обмеження, притаманні як глобальним, так і локальним технологіям у контексті промислового середовища, зокрема чутливість до електромагнітних завад, багатопроменевість сигналу, екранування конструкціями тощо. У зв’язку з виявленими обмеженнями обґрунтовано необхідність проведення експериментальних досліджень з метою вивчення впливу завад на точність і стабільність функціонування систем позиціонування у реальних умовах експлуатації. У другому розділі проведено комплексний аналіз ефективності функціонування глобальних та локальних технологій позиціонування в умовах промислових майданчиків. Особливу увагу приділено оцінці точності, стабільності сигналу, стійкості до перешкод і чутливості до змін конфігурації середовища. Встановлено, що жодна з технологій окремо не забезпечує необхідного рівня точності та надійності в умовах відкритих територій із великою кількістю металевих конструкцій, змінною забудовою та значними електромагнітними завадами. Це підтвердило доцільність і обґрунтованість використання гібридного підходу, що об’єднує переваги різних типів технологій для досягнення високого рівня позиціонування за критеріями точності, покриття, вартості та енергоспоживання. Тому гібридні системи позиціонування є перспективним напрямом для задоволення цих вимог. Поєднання глобальних та локальних технологій надає можливість компенсувати недоліки кожної з окремих систем, підвищуючи загальну надійність і точність позиціонування навіть у несприятливому середовищі. У третьому розділі дисертаційної роботи проведено аналіз ключових чинників ефективного впровадження гібридних систем позиціонування, серед яких – оптимальне розміщення сенсорів. У роботі реалізовано підхід, що ґрунтується на геометричній дискретизації простору з подальшим поділом території на зони критичності. Формування таких зон здійснюється на основі аналізу інтенсивності виконання технологічних операцій, маршрутів переміщення персоналу та техніки, наявності фізичних перешкод, а також рівня потенційних ризиків для точності позиціонування. Запропонований метод допомагає організувати диференційований вибір технологій позиціонування для кожної зони, що дозволяє реалізувати адаптивну конфігурацію системи відповідно до важливості та особливостей окремих ділянок майданчика. Для розв'язання задачі оптимізації сенсорної мережі використано еволюційний алгоритм, який надає можливість ефективно знаходити субоптимальні розв`язки, а також метод координатного спуску для локального покращення знайдених рішень і досягнення більш точного налаштування конфігурації мережі. Такий підхід сприяє мінімізації надлишкових витрат, підвищенню загальної ефективності системи, а також гарантує її масштабованість і адаптивність у разі змін конфігурації виробничого середовища або умов експлуатації. У четвертому розділі дисертаційної роботи запропоновано технологію проєктування гібридної системи позиціонування об`єктів, що забезпечує підхід до побудови систем із урахуванням вимог до точності, надійності, вартості та динамічних змін просторової конфігурації промислового майданчика. На основі запропонованої технології реалізовано архітектурний патерн, який охоплює сенсорний рівень, рівень обробки, збереження даних та рівень управління та інтерфейсу. Така архітектура забезпечує стабільний доступ до збережених даних сенсорної мережі у реальному часі, надає можливість накопичувати й аналізувати дані історії переміщення об'єктів, а також здійснювати моніторинг активності в різних функціональних зонах майданчика. Однією з переваг запропонованої архітектури є її масштабованість, що надає можливість адаптувати систему до змін просторової конфігурації без необхідності повного перепроєктування. Важливою особливістю є використання паралельних обчислень на рівні обробки інформації, що дозволяє ефективно працювати з великими обсягами даних у випадках збільшення кількості контрольованих об'єктів або сенсорних точок. У роботі також розроблено методику вибору технологій позиціонування на основі багатофакторної класифікації об’єктів розгортання.

popup.nrat_date

2025-07-18