Реєстраційний номер
0826U003930, Дисертація доктора філософії
На здобуття
Доктор філософії
Дата захисту
07-09-2026
Статус
Наказ про видачу диплома
Назва роботи
Оцінювання планування підземної інфраструктури великих міст на основі когнітивного моделювання
Здобувач
Мусієнко Данило Ігорович,
Керівник Савченко Ілля Олександрович
Керівник Панкратова Наталія Дмитрівна
Опонент Циганок Віталій Володимирович
Опонент Наконечний Олександр Григорович
Рецензент Лазаренко Ірина Сергіївна
Рецензент Мілявський Юрій Леонідович
Установа, організація, у вченій раді якої відбудеться/відбувся захист
Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського"
Опис
У дисертаційній роботі вирішено актуальну наукову задачу розробки методології оцінювання планування підземної інфраструктури великих міст на основі когнітивного моделювання в умовах невизначеності. Концентрація населення у великих містах вимагає активного освоєння підземного простору для розміщення транспортної, комунальної та інженерної інфраструктури. Складність геологічних умов, множинність факторів ризику та наявність різних типів невизначеності ускладнюють прийняття обґрунтованих рішень. Проблема є особливо актуальною для м. Києва, де складні інженерно-геологічні умови правобережної частини, зсувонебезпечні території та ризики воєнного характеру створюють додаткові виклики. Існуючі методи аналізу не дозволяють у повній мірі врахувати багатофакторність та взаємозалежність ризиків підземного будівництва.
Метою дослідження є розробка методології оцінювання планування підземної інфраструктури великих міст на основі когнітивного моделювання. Для досягнення мети вирішено такі завдання: проведено аналіз світового досвіду планування підземного простору; розроблено теоретичні основи когнітивного моделювання складних систем; запропоновано методи структурного аналізу когнітивних карт на основі симпліціального аналізу та аналізу спільнот; здійснено практичне застосування методології на прикладі м. Києва, включно зі сценарним моделюванням.
Систематизовано світовий досвід планування підземного простору на прикладі Китаю, Німеччини, Фінляндії та Індії. Досліджено природу та джерела невизначеності: параметричну, структурну та невизначеність, пов'язану з неповнотою знань про геологічне середовище. Обґрунтовано двоетапний підхід, що включає передбачення та когнітивне моделювання. Наведено формальне визначення когнітивної карти як знаково-орієнтованого графа. Визначено етапи розробки когнітивної моделі: побудова карти, обґрунтування структурної та чисельної стійкості, симпліціальний аналіз та аналіз модулярності. Описано модель імпульсного процесу та методологію сценарного аналізу.
Розроблено методи структурного аналізу когнітивних карт на основі симпліціального аналізу та аналізу спільнот. Представлено поняття симплексів, симпліціальних комплексів, q-зв'язності та ексцентриситету. Описано алгоритми виявлення спільнот: Greedy Modularity, Walktrap, Louvain, Leiden та Leiden CPM. Обґрунтовано застосування аналізу спільнот для виявлення функціональних підсистем та досягнення структурної стійкості моделі.
Проведено практичне застосування методології для оцінювання планування підземної інфраструктури м. Києва на основі генерального плану розвитку міста. Систематизовано інженерно-геологічні та структурно-функціональні фактори, класифіковано природні, техногенні ризики та ризики воєнного характеру. Побудовано когнітивні карти двох тунелів: тунелю 1 (що проходить під Ботанічним садом НАН України від Наддніпровського шосе до вулиці Саперно-Слобідської) та тунелю 5 (що проходить через р. Дніпро від площі Перемоги до Броварського проспекту). Застосовано методи симпліціального аналізу: побудовано примальні та дуальні симпліціальні комплекси, проведено q-аналіз, обчислено структурні Q-вектори та ексцентриситети вершин. Виявлено, що вихідні карти мають вершини з нескінченним ексцентриситетом, що свідчить про структурну нецілісність. Метод Leiden CPM дозволив ідентифікувати вершини, видалення яких підвищує внутрішню щільність спільнот.
На основі цих результатів проведено перебудову когнітивних карт, після якої усі вершини мають скінченні значення ексцентриситету. Проведено сценарне моделювання для чотирьох типів загроз: терористична атака, техногенні загрози, зсуви порід та сейсмічні загрози. Тунель 5 є більш стійким до всіх загроз, окрім терористичних, тоді як тунель 1 є більш вразливим до техногенних і природних загроз. Результати сценарного моделювання надають інформаційну підтримку для прийняття рішень щодо доцільності побудови тунельної конструкції.
Наукова новизна полягає у тому, що вперше застосовано методи симпліціального аналізу та аналізу спільнот до когнітивних карт підземної інфраструктури, що дозволило виявити структурні недоліки та обґрунтувати їх перебудову. Набуло подальшого розвитку застосування методу Leiden CPM для ідентифікації вершин, що потребують додаткових зв'язків. Практична цінність полягає у можливості застосування методології для оцінювання планування конкретних об'єктів підземної інфраструктури, порівняння альтернативних варіантів будівництва та формування рекомендацій щодо зниження ризиків.
Дата реєстрації
2026-07-24
Додано/оновлено в НРАТ
2026-07-24 / 2026-09-29
