Registration Number
0826U000665, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
21-05-2026
popup.evolution
o
Title
Algorithmic and software support for detection and forecasting of environmental threats based on the analysis of heterogeneous streaming data
Author
Maksym O. Ilin,
popup.head Liubov Oleshchenko
popup.opponent Alona Desiatko
popup.opponent Roman M. Peleshchak
popup.review Yevgeniya S. Sulema
popup.review Inna V. Stetsenko
popup.rada
National Technical University of Ukraine «Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute»
Description
Дисертаційна робота присвячена розробленню алгоритмічного та програмного забезпечення для виявлення та прогнозування екологічних загроз на основі аналізу гетерогенних потокових даних. Оброблення таких даних є складною задачею через різнорідність форматів, асинхронність надходження, багатомовність текстів, невідповідність часових баз, різні одиниці виміру, пропуски та шуми в сенсорних рядах, а також жорсткі вимоги до часу відгуку. Стандартні програмні конвеєри без єдиної просторово-часової основи не забезпечують стабільного геоприв'язування та узгоджених агрегатів, що призводить до помилок у локалізації подій та нестабільної швидкодії.
У роботі проведено аналіз наявних програмних систем моніторингу екологічних загроз — як міжнародних (ACLED, GDELT, Liveuamap, Copernicus EMS, Safecast), так і національних (EcoZagroza, Ecodozor, SaveEcoBot). Виявлено їх обмеження у сфері інтеграції мультимодальних OSINT-джерел, оперативного геокодування та прогнозної аналітики. На основі аналізу сформульовано функціональні та нефункціональні вимоги до розроблюваного програмного забезпечення.
Розроблено метод геокодування зі збереженням коректності для різних словоформ багатомовних OSINT-повідомлень, що поєднує морфологічну нормалізацію, каскад точного, нечіткого та фонетичного зіставлення з реєстром географічних назв та усунення контекстуальної неоднозначності в локальному оточенні шестикутної сітки H3. Порівняно з існуючими методами, орієнтованими переважно на англомовні тексти, запропонований підхід підвищує частку коректних прив'язувань топонімів у середньому на 21% та скорочує середній час пошуку координат на 51%.
Запропоновано ймовірнісну геопросторову модель прийняття рішень, яка інтегрує результати геокодування, багатоджерельної перевірки та доменної агрегації на сітці H3 з підтримкою сценарних обмежень. Модель дозволяє оцінювати небезпечні зони та формувати рекомендації щодо планування евакуації і розміщення укриттів з кореляцією 0,78 з офіційними повітряними тривогами.
Розроблено архітектуру уніфікованого мікропакетного конвеєра гармонізації гетерогенних потоків даних із детермінованим перетворенням подій до єдиної часової бази, нормалізацією одиниць вимірювання та уніфікацією схем у межах одного процесу. На відміну від стандартних багатоетапних ETL-конвеєрів, запропонована архітектура скорочує затримку уніфікації в середньому на 80%. Запроваджено архітектурний шаблон H3-DSMV (Dual Scale Materialized Views), що забезпечує фіксацію подій на дрібнішій сітці роздільності r10 з автоматичною побудовою матеріалізованих подань на рівні r7, скорочуючи середній час відповіді системи у 5 разів порівняно з розподіленими архітектурами з окремими компонентами агрегації.
Програмна реалізація включає модулі оброблення мовних компонент, геопросторової підсистеми з підтримкою морфологічно коректного геокодування, аналізу потокових даних про стан довкілля, а також інтегрований модуль LSTM-прогнозування для аналізу часових залежностей екологічних показників, що забезпечує перехід від реактивного до проактивного режиму підтримки рішень.
Експериментальні дослідження підтвердили, що розроблене програмне забезпечення у потоковому режимі забезпечує 85% коректних геопросторових прив'язувань при середньому часі отримання результату близько 6 хвилин. Використання багатоджерельної перевірки та ймовірнісної моделі дозволяє знизити похибку агрегованої оцінки ризику до 8% та частоту хибних спрацювань до 4% навіть за умов неповних або зашумлених даних. За інтегральним показником, що поєднує точність та оперативність, розроблена система перевершує альтернативні рішення та є найбільш збалансованою для задач оперативного екологічного моніторингу.
Registration Date
2026-03-26
popup.nrat_date
2026-03-26 / 2026-07-02
