Журнал публiкує новi теоретичнi та практичнi результати в галузі технiчних наук. Публiкуються також огляди сучасного стану важливих наукових проблем, огляди наукових конференцiй, якi вiдбулися у ВНТУ https://ir.lib.vntu.edu.ua//handle/123456789/2036 2026-04-08T13:58:13Z 2026-04-08T13:58:13Z Forkaliuk, M. S. Franzl, G. Bisikalo, О. Форкалюк, М. С. Францл, Г. Бісікало, О. В. https://ir.lib.vntu.edu.ua//handle/123456789/51103 2026-04-07T10:17:15Z 2024-01-01T00:00:00Z

Evaluating Fast Charging of Electric Vehicles Along Motorways Using Finite Multi-Server Queueing System Simulation Forkaliuk, M. S.; Franzl, G.; Bisikalo, О.; Форкалюк, М. С.; Францл, Г.; Бісікало, О. В. Швидкі зарядні станції постійного струму необхідні вздовж автомагістралей, щоб позбавити занепокоєння водіїв щодо поїздок на великі відстані на електромобілях з батареями, оптимізованими для ефективного середнього запасу ходу. Це важливо для подальшого сприяння переходу на електромобілі. У цьому дослідженні представлено підхід на основі моделі черг для моделювання та оцінки майданчиків швидкої зарядки, обладнаних багатьма зарядними пунктами постійного струму. Зарядні станції моделюються як багатосерверні системи масового обслуговування з обмеженим простором очікування, де сервери представляють пункти зарядки, а простір очікування-паркувальну зону, доступну для електромобілів, які очікують на обслуговування. Щоб оцінити також розподіл часу прибуття та обслуговування, який не є марковським, система масового обслуговування оцінюється за допомогою імітаційного моделювання на основі подій. Прикладні результати та порівняння з аналогічними інструментами моделювання завершують презентацію підходу до моделювання. З одного боку, cимуляція демонструє середній потенційний час очікування електромобіля до початку заряджання через тимчасову зайнятість усіх зарядних точок. З іншого боку, інструмент аналізує сукупний попит на електроенергію усіх зарядних станцій. На основі останнього, механізм розумної зарядки динамічно зменшує індивідуально доступну потужність зарядки, щоб вона не перевищувала ліміт доступу до електромережі. Цей інтелектуальний механізм призводить до зниження продуктивності зарядки при високому навантаженні трафіку електромобілів, коли всі зарядні точки зайняті. У поєднанні з потребою в енергії, що залежить від стану заряду, інструмент надає користувачеві критично важливу інформацію про реалістично очікуваний час очікування та зменшення обсягів заряджання, коли багато електромобілів заряджаються паралельно. Експерименти з різною кількістю точок зарядки та обмеженнями потужності мережі допомагають користувачеві інструменту та проектувальнику системи визначити розміри зарядних майданчиків уздовж автомагістралей, які зможуть ефективно впоратися з майбутнім транспортним навантаженням.; Fast DC charging sites are required along motorways to abrogate the car drivers` anxiety of long-distance travels when driving electric vehicles (EVs) with batteries optimised for efficient average reach. This is important to facilitate the mobility transition to EVs. In this study, a queueing model-based approach to simulate and evaluate fast charging sites equipped with many DC charging points is presented. Charging sites are modelled as multi-server queueing systems with finite waiting space, the servers represent the charging points and the waiting space the parking area available for EVs waiting for service. To evaluate also arrival and service time distributions that are non-Markovian, the queueing system is evaluated using event based simulation. Exemplary results and a comparison with analogous simulation tools complete the presentation of the simulation approach. On one hand, the simulation reveals the mean potential waiting time per EV before charging can start due to the temporary occupation of all charging points. On the other hand, the tool analyses the aggregated power demand of all charging points. Based on latter, the smart charging mechanism reduces dynamically the individually available charging power if needed to stay below the power grid access limit. This smart charging mechanism causes a small decline in the charging performance at high EV traffic loads when all charging points are maximally occupied. In combination with the state-of-charge depending power demand, the tool provides the user critical insights into realistically expectable waiting times and decreased charging volumes when many EVs charge in parallel. Experimenting with different number of charging points and grid power limitations helps the tool-user, the systems designer, to dimension charging sites along motorways that can efficiently handle future traffic loads.

2024-01-01T00:00:00Z Rakytianska, Н. Prus, В. Ракитянська, Г. Прус, Б. https://ir.lib.vntu.edu.ua//handle/123456789/50532 2026-01-23T07:16:17Z 2025-01-01T00:00:00Z

Fuzzy-algorithmic analysis of software reliability Rakytianska, Н.; Prus, В.; Ракитянська, Г.; Прус, Б. The relevance of the study was due to the need to develop interpretable process-oriented models that allow assessing the growth of the reliability function depending on the distribution of efforts. The aim of the work was to model the processes associated with introducing, detecting, and correcting errors using algorithmic algebra and fuzzy logic. The proposed methodology for software reliability analysis was based on the theory of reliability of algorithmic processes. The logical-algorithmic model of the development process was built on the basis of linear, alternative, and iterative operator structures. The sequence of works without feedback is described by the linear structure. The verification and validation stages were described using alternative and iterative algorithmic structures. The process of checking and correction, when detected errors were immediately removed, and new errors were not introduced, was described by the alternative structure. The debugging process, during which new errors might be introduced, was described by the iterative structure. The logical-algorithmic model in the form of the fuzzy knowledge base made it possible to design software with the required levels of reliability and cost using improving transformations. The system of fuzzy logical equations connected the correctness levels of the working, checking, and correction operations with the possibility of correct execution of the development process. The allocation of efforts was formalised by the improving substitutions introduced in the logical-algorithmic model. The controllable variables associated with improving substitutions were interpreted as the quality of execution of the working, checking, and correction operations. The proposed fuzzy model of software reliability allows to assess the risks of the development process based on expert and experimental information about the reliability and time characteristics of the life cycle stages. The model was constructed by transferring reliable parts of the development process obtained from the histories of errors and defects of previous projects into a processoriented reliability model of the current project. The example of reliability analysis of the process of developing a mobile application for image aggregation was considered, where the influencing factors are the error-free execution of working, checking, and correction operations. The practical significance of the study lies in the development of a toolset that makes it possible to predict software reliability at different stages of the life cycle, to optimise the allocation of resources between error detection and correction, and to reduce the risks of unsuccessful decisions in design and debugging.; Актуальність дослідження зумовлена необхідністю розробки інтерпретабельних процесорієнтованих моделей, які дозволяють оцінити зростання функції надійності залежно від розподілу зусиль. Мета роботи полягала в моделюванні процесів, пов’язаних із внесенням, виявленням та виправленням помилок засобами алгебри алгоритмів та нечіткої логіки. Запропонована методологія аналізу надійності програмного забезпечення базувалася на теорії надійності алгоритмічних процесів. Логіко-алгоритмічна модель процесу розробки побудована на основі лінійної, альтернативної та ітеративної операторних структур. Послідовність робіт без зворотного зв’язку описана лінійною структурою. Етапи верифікації та валідації описані за допомогою альтернативної та ітеративної алгоритмічних структур. Процес перевірки та виправлення, коли виявлені помилки негайно усувалися, а нові помилки не вносилися, описано альтернативною структурою. Процес налагодження, під час якого можуть вноситись нові помилки, описано ітеративною структурою. Логіко-алгоритмічна модель у вигляді нечіткої бази знань дозволила проектувати програмне забезпечення з необхідними рівнями надійності та витрат, використовуючи покращувальні перетворення. Система нечітких логічних рівнянь пов’язувала рівні правильності робочих, контрольних та доробочних операцій з можливістю правильного виконання процесу розробки. Розподіл зусиль формалізовано за допомогою покращувальних підстановок, введених у логікоалгоритмічну модель. Керувальні змінні, пов’язані з покращувальними підстановками, інтерпретувалися як якість виконання робочих, контрольних та доробочних операцій. Запропонована нечітка модель надійності програмного забезпечення дозволила оцінити ризики процесу розробки на основі експертної та експериментальної інформації про надійність та часові характеристики етапів життєвого циклу. Нечітка модель була побудована шляхом перенесення надійних частин процесу розробки, отриманих з історій помилок та дефектів попередніх проєктів, у процес-орієнтовану модель надійності поточного проєкту. Розглянуто приклад аналізу надійності процесу розробки мобільного додатку для агрегації зображень, де впливовими факторами є безпомилкове виконання робочих, контрольних і доробочних операцій. Практичне значення дослідження полягає у створенні інструментарію, що дає змогу прогнозувати надійність програмного забезпечення на різних етапах його життєвого циклу, оптимізувати розподіл ресурсів між виявленням і виправленням помилок та зменшувати ризики невдалих рішень у проєктуванні і налагодженні.

2025-01-01T00:00:00Z Varer, B. Mokin, V. Варер, Б. Мокін, В. Б. https://ir.lib.vntu.edu.ua//handle/123456789/49882 2025-10-29T11:05:34Z 2025-01-01T00:00:00Z

Method for constructing a cognitive map of processes in a dynamic system using cooperation of large language models Varer, B.; Mokin, V.; Варер, Б.; Мокін, В. Б. In the context of growing demands for rapid decision-making and in-depth analysis of complex dynamic systems – particularly when available data are limited and the involvement of experienced experts is either impractical or prohibitively expensive – the development of new methods for the construction of the model becomes especially relevant. The use of large language models (LLMs) as expert systems offers significant reductions in resource expenditure and accelerates the modelling of complex technical, environmental, and socio-economic systems. This study aimed to investigate and demonstrate the potential and capabilities of LLMs as expert systems in constructing cognitive maps. The article proposes and substantiates an architecture for the cooperation of LLM ensembles to formally generate vertices-variables and weight coefficients in cognitive maps, thereby enabling the automation of the modelling process without the involvement of human experts. A typical prompt for an LLM was decomposed into structural components: context description (D), model role instruction (R), instruction (I), conditions (C), and response format (F). A method for determining these components through expert-based analysis is proposed. A prompt system was developed to enable structured data processing and the identification of interrelationships among system elements. The practical effectiveness of the approach was demonstrated using a case study on forecasting water quality in the Sabarivske Reservoir near Vinnytsia. For most physicochemical indicators, the modelling showed low error rates (2.09-4.6%), even with a minimal amount of input data. The proposed method is promising for modelling and forecasting tasks in complex systems with limited data availability, particularly in environmental, socio-economic, and engineering contexts, where the speed of obtaining reliable results is critical for informed decision-making.; В умовах постійного зростання вимог до швидкого прийняття рішень і глибокого аналізу складних динамічних систем, коли доступні дані обмежені, а залучення досвідчених експертів часто є неможливим або занадто витратним, розроблення нових методів побудови моделей набуває особливої актуальності. Використання великих мовних моделей (LLM) як експертних систем дозволяє суттєво знизити ресурсні витрати та прискорити процес моделювання складних технічних, екологічних та соціально-економічних систем. Метою даної роботи було дослідження та практична демонстрація потенціалу та можливостей LLM, як експертних систем, у процесі побудови когнітивних карт. У даній роботі запропоновано та обґрунтовано архітектуру кооперації ансамблів LLM для формалізованого генерування вершин-змінних та вагових коефіцієнтів когнітивних карт, що дозволяє автоматизувати процес моделювання без залучення експертів-людей. Здійснено декомпозицію типового промпта (вказівки) до LLM на структурні складові: опис контексту (D), рольову настанову моделі (R), інструкцію (I), умови (C) та формат відповіді (F) та запропоновано підхід їх визначення експертним шляхом. Розроблено систему таких промптів, яка забезпечує структуроване оброблення даних та ідентифікацію взаємозв’язків між елементами системи. Практичну ефективність підходу продемонстровано на прикладі прогнозування стану води у Сабарівському водосховищі біля м. Вінниця, де для більшості фізико-хімічних показників моделювання продемонструвало малу похибку (2.09–4.60 %) навіть за мінімального обсягу вхідних даних. Запропонований метод є перспективним для задач моделювання та прогнозування у складних системах з обмеженим обсягом даних, зокрема в екологічних, соціально-економічних та інженерних сферах, де швидкість отримання надійних результатів має критичне значення для прийняття обґрунтованих рішень.

2025-01-01T00:00:00Z Zora, I. Khoshaba, О. Хошаба, О. https://ir.lib.vntu.edu.ua//handle/123456789/49381 2025-09-25T08:43:32Z 2025-01-01T00:00:00Z

Use of fuzzy sets in calculating the passenger capacity utilisation rate in conditions where it is impossible to collect objective data Zora, I.; Khoshaba, О.; Хошаба, О. Задачі планування організації перевезення пасажирів міським транспортом у сучасних українських умовах стикаються з новими викликами, зокрема зі складністю або навіть неможливістю отримання точних вхідних даних для проведення розрахунків. Дослідження зосереджено на вирішенні проблеми недоступності точних і актуальних даних для розрахунків організації перевезення пасажирів міським транспортом шляхом використання методів нечіткої логіки. Передбачається, що за умов обмеженого часу для проведення натурних досліджень або впливу військових дій, що спричиняють динамічні зміни пасажиропотоків через міграційні процеси та унеможливлюють отримання даних традиційними методами, запропонований підхід дозволить виконати розрахунки з мінімальною похибкою. На прикладі коефіцієнту використання пасажиромісткості на перегоні транспортного маршруту, що прямо залежить від показника наповненості пасажирами, розглянуто можливість розширення математичної моделі організації перевезення пасажирів на міському транспорті за допомогою підходів нечіткої логіки. Зокрема, йдеться про заміну вхідних величин суб`єктивною оцінкою стороннього спостерігача у вигляді використання нечітких множин. Теоретичне дослідження показало можливість та доцільність використання нечітких множин для вирішення проблеми відсутності об`єктивних вхідних даних при розрахунках коефіцієнту використання пасажиромісткості. Визначено загальні принципи формування універсумів нечітких множин при їх використанні в математичних моделях організації перевезення пасажирів на міському транспорті з метою нівелювання суб`єктивності вхідних даних. Описано вимоги до ступеня перекриття акумульованими функціями належності нечітких множин допустимого рівня субдивізії, що може бути використано з метою зменшення похибки розрахунків та, відповідно, розмірності універсумів нечітких множин. Визначено залежність величини розрядності тензору вихідних результатів від кількісного показника перегонів на маршруті громадського транспорту, що може братися за основу при аналізі складності розрахунків. Показано загальні принципи роботи з нечіткими множинами в даній математичній моделі на прикладі розрахунку коефіцієнту використання пасажиромісткості. Дослідження може бути корисним міським адміністраціям, транспортним компаніям, розробникам програмного забезпечення, експертам з транспортної логістики та науковцям для оптимізації роботи громадського транспорту в умовах нестачі об`єктивних даних і динамічних змін.; The tasks of planning the organisation of passenger transportation by urban transport in modern Ukrainian conditions face new challenges, in particular, with the complexity or even impossibility of obtaining accurate input data for calculations. The research focused on solving the problem of unavailability of accurate and up-to-date data for calculating the organisation of passenger transportation by urban transport by using fuzzy logic methods. It is assumed that in conditions of limited time for conducting field research or the impact of military operations that cause dynamic changes in passenger traffic through migration processes and allow obtaining data by traditional methods, the proposed approach will allow performing calculations with minimal error. On the example of the coefficient of passenger capacity utilisation on the stage of a transport route, which directly depends on the indicator of passenger occupancy, the possibility of expanding the mathematical model of passenger transportation in urban transport using fuzzy logic approaches is considered. In particular, this refers to replacing input values with a subjective assessment of an outsider in the form of using fuzzy sets. The theoretical study showed the possibility and expediency of using fuzzy sets to solve the problem of the lack of objective input data in calculating the passenger capacity utilisation rate. The general principles of forming universes of fuzzy sets when they are used in mathematical models of the organisation of passenger transportation in urban transport to level the subjectivity of input data are determined. The requirements for the degree of overlap of the accumulated functions of belonging of fuzzy sets of the permissible level of subdivision are described, which can be used to reduce the error of calculations and, accordingly, the dimension of universes of fuzzy sets. The dependence of the tensor bit depth of the initial results on the quantitative indicator of stages on the public transport route, which can be used as a basis for analysing the complexity of calculations, is determined. The general principles of working with fuzzy sets in this mathematical model are shown using the example of calculating the passenger capacity utilisation rate. The study can be useful for city administrations, transport companies, software developers, transport logistics experts, and scientists to optimise public transport operations in the face of a lack of objective data and dynamic changes.

2025-01-01T00:00:00Z