Registration Number
0826U000201, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
27-03-2026
popup.evolution
o
Title
Cyber-physical systems for monitoring defects in photovoltaic modules of solar power plants.
Author
Andrii M. Lysyi,
popup.head Bogdan O. Savenko
popup.opponent Ihor R. Pitukh
popup.opponent Taras Y. Rak
popup.review Tetiana M. Kysil
popup.review Olha O. Pavlova
popup.rada
Khmelnytskyi National University
Description
Підвищення пожежної безпеки експлуатування об’єктів сонячної енергетики є важливою науковою задачею в галузі інформаційних технологій, орієнтованих на формування кіберфізичних систем (КФС) моніторингу дефектів фотоелектричних модулів сонячних електростанцій (ФЕМСЕ).
В роботі розроблено архітектуру і методи функціонування КФС моніторингу дефектів фотоелектричних модулів сонячних електростанцій.
Об’єктом дослідження є процес моніторингу дефектів ФЕМСЕ з використанням програмно-апаратних засобів.
Предметом дослідження є методи й засоби КФС моніторингу дефектів з використанням програмно-апаратних засобів з розподіленою обробкою даних.
Метою дисертаційного дослідження є забезпечення оперативного розрізнення режимів роботи фотоелектричних модулів як пожежа, пожежна небезпека, спрацювання захисту на основі застосування архітектури КФС з розподіленою обробкою даних моніторингу дефектів ФЕМСЕ.
Наукова новизна одержаних результатів:
1) уперше розроблено архітектуру КФС моніторингу дефектів ФЕМСЕ на основі концепції периферійно-хмарного розподілу обробки даних. Новизною архітектури є формування її на принципах розподілу обчислень між бортовою і наземною системами управління безпілотним літальним апаратом (БПЛА), системою диспетчерського управління і хмарним сервісом.
2) удосконалено метод обробки даних програмно-апаратними засобами бортової системи управління БПЛА при моніторингу дефектів фотоелектричних модулів, що відрізняється уведенням моделі визначення оптимального напрямку візування камер, застосуванням ансамблювання різнопалітрових термограм та RGB зображень, перетворенням піксельних координат виявлених дефектів у географічні координати.
3) удосконалено метод ансамблювання різнопалітрових термограм та RGB зображень для виявлення дефектів фотоелектричних модулів, який відрізняється розробкою математичної моделі класифікації дефектів за їх відносною площею щодо площі одного фотоелемента, уведенням постобробки для створення композиційного термо-RGB зображення.
4) уперше розроблено метод функціонування КФС моніторингу дефектів ФЕМСЕ. Новизна методу полягає у реалізації концепції периферійно-хмарної обробки даних.
На основі застосування розроблених методів підвищено значення показника середньої точності детекції дефектів ФЕМСЕ на 2-3 %, отримано значення інтегрального показника точності та повноти виявлення дефектів за метрикою F1-score більше 90 %. Розроблено алгоритм застосування КФС моніторингу ФЕМСЕ.
Теоретичні та практичні результати дослідження впроваджені при розробці систем безпеки в ряді організацій та в освітньому процесі вузу.
У вступі представлено обґрунтування актуальності наукового завдання щодо розробки методів і засобів моніторингу дефектів ФЕМСЕ та відображено основні наукові результати роботи і її практичне значення.
У першому розділі зроблено аналіз сучасного стану моніторингу дефектів ФЕМСЕ, основних їх видів, а також проведено аналіз методів моніторингу дефектів ФЕМСЕ.
У другому розділі представлено розробку архітектури КФС моніторингу дефектів ФЕМСЕ на основі концепції периферійно-хмарної обробки даних. Обґрунтовано програмно-апаратні засоби архітектури на основі згорткової нейронної мережі на борту БПЛА.
У третьому розділі представлено удосконалений метод обробки даних програмно-апаратними засобами бортової системи управління БПЛА при моніторингу дефектів фотоелектричних модулів, удосконалений метод ансамблювання різнопалітрових термограм та RGB зображень для виявлення дефектів фотоелектричних модулів з використанням моделі згорткової нейронної мережі YOLOv12m-seg, розроблений метод функціонування КФС моніторингу дефектів ФЕМСЕ.
У четвертому розділі представлено результати експериментальних досліджень виявлення дефектів ФЕМСЕ.
У висновках представлено отримані наукові та практичні результати дослідження. У додатках представлено акти впровадження результатів роботи.
Registration Date
2026-01-30
popup.nrat_date
2026-01-30 / 2026-07-01
