Дисертація доктора філософії. Ткачук Микола Сергійович. Методи організації комп’ютерних систем інтелектуалізації управління в проектах мікропроцесорних систем залізничної автоматики.

Реєстраційний номер

0826U002485, Дисертація доктора філософії

На здобуття

Доктор філософії

Дата захисту

28-07-2026

Статус

Захищена

Назва роботи

Методи організації комп’ютерних систем інтелектуалізації управління в проектах мікропроцесорних систем залізничної автоматики.

Здобувач

Ткачук Микола Сергійович,

Керівник Кульбовський Іван Іванович
Опонент Мойсеєнко Валентин Іванович
Опонент Цюцюра Микола Ігорович
Рецензент Ніконов Олег Якович
Рецензент Стасюк Олександр Іонович

Установа, організація, у вченій раді якої відбудеться/відбувся захист

Національний транспортний університет

Опис

У роботі обґрунтовано необхідність переходу до інтелектуалізованих підходів управління, що зумовлено зростанням складності залізничної інфраструктури, підвищенням інтенсивності руху та суттєвим впливом людського фактора. Встановлено, що сучасні системи залізничної автоматики, будучи критично важливими елементами інфраструктури, функціонують переважно на основі детермінованих алгоритмів і жорстко регламентованих логічних структур, що обмежує їх здатність до гнучкого аналізу ситуацій, прогнозування їх розвитку та підтримки прийняття рішень в умовах невизначеності. Ускладнення технологічних процесів і динамічний характер функціонування систем обумовлюють доцільність впровадження інтелектуалізованих комп’ютерних систем управління, здатних підвищити рівень ситуаційної обізнаності оперативного персоналу та знизити його когнітивне навантаження шляхом використання методів інтелектуальної обробки даних та комп’ютерного моделювання. Об’єктом дослідження є процеси управління рухом поїздів у комп’ютеризованих мікропроцесорних системах залізничної автоматики. Мета роботи полягає у розробці та удосконаленні методів, моделей та алгоритмів організації комп’ютерних систем інтелектуалізації управління в проєктах мікропроцесорних систем залізничної автоматики на основі математичних моделей і методів обробки даних для оцінювання експлуатаційних ситуацій, прогнозування їх розвитку та підтримки прийняття рішень в умовах невизначеності. У першому розділі виконано аналіз сучасного стану комп’ютерних систем управління рухом поїздів та визначено основні тенденції їх розвитку. Розглянуто архітектурно-функціональні особливості систем залізничної автоматики, оцінено рівень їх інтелектуалізації та виявлено обмеження, пов’язані з використанням детермінованих алгоритмів і жорстко заданих логічних структур. Обґрунтовано доцільність розвитку підходів до інтелектуалізації управління в проєктах мікропроцесорних систем залізничної автоматики та сформульовано постановку задачі дослідження. У другому розділі розроблено теоретико-математичні засади інтелектуалізації управління в проєктах мікропроцесорних систем залізничної автоматики. Сформовано інформаційно-математичну модель впливу операторського фактора як динамічної складової процесу управління, що дає змогу враховувати зміну функціонального стану оперативного персоналу та його вплив на безпеку й ефективність функціонування системи. Визначено концептуальні рівні інтелектуалізації управління, а також обґрунтовано застосування методів штучного інтелекту та принципів інтеграції інтелектуальних алгоритмів у комп’ютерні системи управління рухом поїздів. У третьому розділі розроблено математичні моделі та методи формалізації й аналізу експлуатаційної ситуації в комп’ютерній надсистемі інтелектуального супроводу управління рухом поїздів. Запропоновано інтегральний показник оцінювання стану системи, що забезпечує зменшення розмірності задачі та формування узагальненої оцінки експлуатаційної ситуації. Модифіковано метод марковського моделювання, який дає змогу описати динаміку переходів між узагальненими станами та здійснювати кількісне оцінювання ризику в умовах невизначеності. Також визначено метод інтеграції комп’ютерної надсистеми інтелектуального супроводу з урахуванням вимог функціональної безпеки та розроблено алгоритмічну реалізацію її функціонування. У четвертому розділі розроблено архітектурні та алгоритмічні рішення реалізації комп’ютерної надсистеми інтелектуального супроводу управління рухом поїздів. Побудовано нечітку модель прийняття рішень на основі апарату нечіткої логіки, реалізовано програмну модель у середовищі MATLAB та проведено моделювання, за результатами якого підтверджено ефективність запропонованих рішень і досягнуто скорочення часу прийняття рішення на 44,6%. Розроблені моделі та алгоритми досліджено шляхом комп’ютерного моделювання у середовищі MATLAB, де сформовано базу нечітких правил, функції належності та механізм нечіткого логічного виведення. За результатами моделювання встановлено скорочення часу прийняття рішення з 12,12 с до 6,72 с (на 5,40 с, або 44,6%) без порушення вимог функціональної безпеки. Ключові слова: інформаційні технології, метод, інтелектуалізація, мікропроцесорна система централізації, багаторівнева архітектура, математична модель, інформаційна безпека, штучний інтелект, алгоритм, людський фактор, аналіз даних, системи керування рухом поїздів, невизначеність, нечіткі множини, безпека руху.

Дата реєстрації

2026-06-12

Додано/оновлено в НРАТ

2026-06-12 / 2026-07-31