Вісник Національного університету "Львівська політехніка". Інформаційні системи та мережі. – 2022. – Випуск 11

Permanent URI for this collection

Вісник Національного університету «Львівська політехніка»

Вісник Національного університету «Львівська політехніка» «Інформаційні системи та мережі» є правонаступником збірника наукових праць «Вісник Національного університету «Львівська політехніка». Серія: Інформаційні системи та мережі, який започатковано у 1997 р.

Вісник Національного університету «Львівська політехніка». Серія: Інформаційні системи та мережі / Національний університет "Львівська політехніка" ; відповідальний редактор В. В. Пасічник. – Львів : Видавництво Львівської політехніки, 2022. – № 11. – 188 с.

Вісник Національного університету "Львівська політехніка". Інформаційні системи та мережі

Зміст


1
13
23
30
39
56
87
103
110
127
145
173
187

Content


1
13
23
30
39
56
87
103
110
127
145
173
187

Browse

Recent Submissions

Now showing 1 - 13 of 13
  • Item
    Аналіз процесів формування симуляцій з використанням графічного процесора
    (Видавництво Львівської політехніки, 2022-03-01) Калинич, Юліанна; Білак, Юрій; Небесний, Руслан; Федорка, Павло; Kalynych, Yulianna; Bilak, Yuriy; Nebesnyi, Ruslan; Fedorka, Pavlo; Ужгородський національний університет; Тернопільський національний технічний університет ім. Івана Пулюя; Uzhhorod National University; Ivan Pulyuy Ternopil National Technical University
    Досліджено цінність процесів симуляцій для дослідницької діяльності та визначено основні причини доцільності проведення експериментів у віртуальному просторі. За допомогою рушія гри Unity розроблено процеси симуляції в двовимірному та тривимірному просторах. Використано технології симуляції в двовимірному просторі із застосуванням реакційно-дифузійної моделі Грея – Скотта. Розглянута модель передбачає дослідження системи, в якій відбувається реакція дифузії двох речовин. Побудований на основі цієї моделі програмний продукт дає змогу моделювати візерунок дифузії у режимі реального часу або пришвидшити плин часу в процесах симуляції. Програмний продукт дає змогу конфігурувати основні параметри реакції, що уможливить побудову симуляції процесів у будь-яких необхідних речовинах чи системах. Результат візуалізації процесів симуляції можна переглядати в кількох режимах, що дає змогу оцінити різні аспекти досліджуваної реакції в будь-який момент часу, переглядати концентрацію речовин, досліджувати зміни показників концентрації речовини на одиницю часу в кожній точці площини реакції. Під час створення візуалізації процесів симуляції за допомогою реакційно-дифузійної моделі Грея – Скотта було досліджено можливість застосування до них методу оптимізації за допомогою обчислень з виконанням графічного ядра. Дослідження показало доцільність розпаралелювання обчислень задля виконання їх на багатьох потоках графічного адаптера. Кожному пікселю вхідного зображення, на якому подано початковий візерунок нанесення речовин на площину, відведено окремий потік, що сприяє виконанню обчислень показників концентрації, та проаналізовано їх зміни в матеріальній точці площини реакції. Доведено, що кількість запущених обчислювальних потоків повинна дорівнювати кількості пікселів зображення. Тож реалізована модель візуалізації дифузійних процесів сприяє кращому розумінню і глибшому дослідженню хімічних реакцій синтезу кровотворення, ферментації та бродіння тощо. Процеси симуляції в тривимірному просторі розглянуто на прикладі поведінки зграї однотипних об’єктів. Комп’ютерно реалізовано процеси уникання зіткнень особин зграї між собою, підтримки спільного напрямку руху, обминання перешкод на шляху. Модуль моніторингу дій зграї управляє не лише поведінкою всього гурту, а й кожної окремої особини. Тож змодельована поведінка зграї відображає її реальні дії у природних умовах. Запропонований підхід до візуалізації процесів симуляції апробовано щодо можливості їх оптимізації за допомогою обчислень на графічному ядрі. Поведінка кожної особини зграї управляється окремим незалежним модулем прийняття рішень і потребує взаємодії з усіма і елементами зграї та визначення її впливу на рішення щодо вибору траєкторії руху досліджуваним елементом зграї. Для кожної особини зграї графічне ядро виділяє окремий потік для визначення рішення щодо подальшого руху.
  • Item
    Comprehensive analysis of few-shot image classification method using triplet loss
    (Видавництво Львівської політехніки, 2022-03-01) Баранов, Микола; Щербина, Юрій; Baranov, Mykola; Shcherbyna, Yurii; Львівський національний університет ім. Івана Франка; Ivan Franko National University of Lviv
    Задача класифікації зображень є дуже важливою сучасною проблемою в області комп’ютерного зору. Перші підходи до розв’язання цієї задачі полягали у використанні класичних алгоритмів. Незважаючи на певний прогрес, отриманий класичними підходами, більшість складніших задач класифікації зображень залишались нерозв’язаними до початку використання алгоритмів машинного навчання. Перші спроби застосування машинного навчання до задачі розпізнавання зображень допомогли класифікувати набори ознак, які опрацювати прямими алгоритмами не вдавалось. Проте видобування множини ознак залишалося за прямими алгоритмами тривалий час. Нещодавний прогрес у сфері глибокого навчання відкрив можливість побудови систем автоматичного видобування множини ознак. Це зумовило значний прогрес у області комп’ютерного бачення і не тільки. Обробка великомасштабних наборів даних призвела до прориву у задачах розпізнавання зображень. Проте з’явилося нове обмеження– залежність від кількості наявних проанотованих даних. Методи глибинного навчання для задачі класифікації зображення зазвичай потребують великої кількості проанотованих зображень. І більше, сучасні моделі схильні до неочікуваної поведінки на наборах даних з іншого домена (нових класів у випадку розпізнавання зображень). Методи навчання на малому наборі даних дозволяють під час тренування глибоких нейронних мереж використовувати значно менше даних, зберігаючи таку саму точність розпізнавання. Незважаючи на це, залишається компроміс між кількістю наявних даних та точністю моделі. В цій роботі ми побудували сіамську нейронну мережу на основі функції втрат трійки і дослідили, як наявна кількість даних впливає на точність розпізнавання сіамської нейронної мережі. Ми порівняли моделі, отримані навчанням на основі метрик, та базову модель, натреновану на великомасштабних наборах даних.
  • Item
    Інформаційна підтримка процесів соціалізації особистості на основі спільних інтересів
    (Видавництво Львівської політехніки, 2022-03-01) Батюк, Тарас; Висоцька, Вікторія; Batiuk, Taras; Vysotska, Victoria; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
    Створено проєкт інформаційної системи для соціалізації за особистими інтересами на основі SEO-технологій та методів машинного навчання. Основна мета цієї інформаційної системи – ідентифікація користувача в системі за допомогою нейронних мереж і вибір подібних користувачів на підставі аналізу поточної інформації користувача. Створено інформаційну систему, яка за допомогою токенів Identity та JWT забезпечує оптимізовані та безпечні функції авторизації, реєстрації та підтримки поточного сеансу користувача системи. Пошук обличчя на фотографії користувача та перевірку наявності подібного користувача в базі даних реалізовано за допомогою згорткових і сіамських нейронних мереж. Аналіз та формування подібних гудків користувачів реалізовано за допомогою алгоритмів нечіткого пошуку, алгоритму Левенштейна та моделі Noisy Channel, що дало змогу максимально автоматизувати вибір користувача та оптимізувати час, витрачений на цей процес. Також створено інструменти для перегляду профілів інших користувачів, уподобань та особистого листування. Уся приватна кореспонденція та інформація про неї зберігаються в поточній базі даних. Кожен користувач інформаційної системи може переглянути всю інформацію про надіслані та отримані повідомлення. Створена інформаційна система реалізує ідентифікацію користувачів, аналіз, відбір та подальшу соціалізацію користувачів
  • Item
    Процедури оцінювання якості електронних навчальних ресурсів з використанням пелюсткових діаграм
    (Видавництво Львівської політехніки, 2022-03-01) Пасічник, Володимир Володимирович; Юнчик, Валентина; Федонюк, Анатолій; Pasichnyk, Volodymyr; Yunchyk, Valentyna; Fedoniuk, Anatolii; Національний університет “Львівська політехніка”; Волинський національний університет ім. Лесі Українки; Lviv Polytechnic National University; Lesya Ukrainka Volyn National University
    У дослідженні розглянуто поняття візуалізації результатів експертного оцінювання якості електронних навчальних ресурсів. Значну увагу приділено пелюстковим діаграмам та їх використанню у процесі візуалізації. Описано алгоритм розрахунку площі пелюсткової діаграми та вплив послідовності параметрів на площу кожної пелюстки. Наведено критерії оцінювання якості електронного навчального ресурсу та їх вагові коефіцієнти для кожного із експертів. Показано ролі експертів з коефіцієнтами вагомості. Визначено комплексні показники якості електронних навчальних ресурсів для кожного експерта та узагальнений комплексний показник для усіх експертів. Наведено алгоритм розрахунку площ секторних пелюсток, за допомогою яких можна обчислити й оцінити відносну якість електронного навчального ресурсу за відповідними критеріями. Для реалізації способу визначення комплексної оцінки якості електронного навчального ресурсу використано систему динамічної математики GeoGebra. Продемонстровано побудову пелюсткової діаграми в системі динамічної математики GeoGebra із наведеними вказівками.
  • Item
    Інформаційна система підтримки процесів прийняття рішень при формуванні портфеля цінних паперів
    (Видавництво Львівської політехніки, 2022-03-01) Сеник, Андрій; Манзій, Олександра Степанівна; Футрик, Юрій; Степанюк, Олександр; Сеник, Юлія; Senyk, Andriy; Manziy, Oleksandra; Futryk, Yuriy; Stepanyuk, Oleksandr; Senyk, Yuliya; Національний університет “Львівська політехніка”; Львівський національний університет ветеринарної медицини та біотехнологій ім. С. З. Ґжицького; Інститут прикладних проблем механіки і математики ім. Я. С. Підстригача Національної академії наук України; Lviv Polytechnic National University; Lviv National University of Veterinary Medicine and Biotechnology; Institute for Applied Problems of Mechanics and Mathematics
    У зв’язку із широкомасштабними змінами економіки у світі й, зокрема, в Україні останнім часом спостерігається значне підвищення інтересу до завдань теорії інвестицій. Прикладом може слугувати активізація останніми роками купівлі акцій великих міжнародних компаній та криптовалют і відповідно стрімке зростання їх вартостей. Відомо, що як особливий випадок у теорії інвестицій розглядають завдання оптимізації інвестиційних портфелів. Встановлено, що питання прийняття рішень щодо формування та оптимізації інвестиційного портфеля перебуває у полі уваги як великих інвестиційних компаній, так і приватних інвесторів, оскільки, вибираючи серед можливих альтернатив розподілу капіталовкладень у межах ринку фінансових активів, інвестор отримає різні результати. Прийнято, що оптимальний розподіл наповнення інвестиційного портфеля повинен забезпечувати найкращий дохід за умови збереження найменших ризиків, а під результатом слід розуміти величину доходу, отриманого за час володіння інвестиційним портфелем. Відомо, що рішення щодо структури розподілу капіталу часто приймають в умовах невизначеності, а дохідність від вкладення капіталу в об’єкти інвестування є випадковою. Все це породжує додаткові ризики, тому завдання вкладення капіталу та оптимізації портфеля інвестицій повинні ставитися та вирішуватися в умовах наявності ризику. Ефективна інвестиційна діяльність змушує звертатись до використання спеціальних математичних методів та інформаційних засобів підтримки прийняття рішень. Розроблено інформаційну систему підтримки прийняття рішень формування портфеля цінних паперів, що дає змогу потенційним інвесторам самостійно оцінювати ефективність набору інвестиційного портфеля, порівнюючи динаміку росту наявних на фінансовому ринку акцій. Відомо, що більшість інформації, з якою стикається інвестор, подана у табличному форматі, а згідно із методологією наукового пізнання людина краще сприймає візуалізовані способи подання інформації. У новоствореній інформаційній системі застосовано процес візуалізації, що надає доступну табульовану інформацію у структурованому вигляді схем, графіків, діаграм.
  • Item
    Система обміну повідомленнями та опрацювання даних еколого-природничих спільнот
    (Видавництво Львівської політехніки, 2022-03-01) Кунанець, Наталія Едуардівна; Жмуркевич, Орест; Kunanets, Nataliia; Zhmurkevich, Orest; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
    Із урахуванням розвитку технологічних інструментів проаналізовано інформаційні системи, які для комунікації із користувачем використовують онлайн-застосунки для обміну повідомленнями. Зазначено, що цей процес у розробленій системі підтримки прийняття рішень для обліку та опрацювання даних еколого-природничих спільнот раціональніше реалізовувати за допомогою чат-бота як програмованого застосунку, у якому використовується запропонований алгоритм взаємодії із користувачем. Інформацію бот надає у вигляді текстових або аудіоповідомлень. Перевагою вибраної концепції подання інформації є зручність та мобільність використання розробленого онлайн-застосунку для обміну повідомленнями на різних платформах: на стаціонарних комп’ютерах, на смартфонах, на планшетах тощо. Однією зі сфер застосування розробленої системи підтримки прийняття рішень із інтеграцією чат-бота в онлайн-застосунку для обміну повідомленнями є управління еколого-природничими спільнотами, зокрема садовим кооперативом.
  • Item
    Процеси та складові елементи аналізу великих даних у системах дистанційного навчання
    (Видавництво Львівської політехніки, 2022-03-01) Пришляк, Андрій; Кунанець, Наталія Едуардівна; Пасічник, Володимир Володимирович; Pryshiak, A.; Kunanets, N.; Pasichnyk, V.; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
    Проаналізовано вплив пандемії на освітні процеси в Україні. Розглянуто проблеми, які спостерігаються під час дистанційного навчання, позитивні та негативні фактори онлайн-освіти. Висвітлено чинники, які можуть призвести до конфліктних ситуацій в освітньому процесі та ускладнювати збирання й аналіз інформації. Запропоновано використовувати методи машинного навчання для аналізу великих даних у системах дистанційного навчання. Розглянуто метод аналізу головних компонент для зменшення розмірності обсягу вибірки та описано основні кроки, які потрібно виконати задля спрощення. Можливість аналізу забезпечується коректним функціонуванням системи дистанційного навчання, регламентованої ЗВО, взаємодією із усіма учасниками навчального процесу, а також своєчасним виконанням обов’язків, покладених на них.
  • Item
    Інформаційна система супроводу процесу захищеного голосування
    (Видавництво Львівської політехніки, 2022-03-01) Татчин, Софія; Басюк, Тарас; Tatchyn, Sofiia; Basyuk, Taras; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
    Автори статті розробили методологічне підґрунтя, здійснили проєктування та конструювання інформаційної системи супроводу захищених голосувань. Проаналізовано основні способи використання інформаційних технологій у сфері виборів. Виявлено, що мобільні пристрої, у яких використано певне програмне забезпечення, здатні істотно зменшити кількість відвідувачів виборчих дільниць, що дає змогу зробити політичне голосування значно доступнішим для людей. Здійснено проєктування інформаційної системи з використанням структурного підходу та моделі проєктування Data Flow Diagrams (DFD). Розроблено контекстну діаграму інформаційної системи та виконано декомпозицію її головного процесу з метою наочної демонстрації способів перетворення вхідної інформації на вихідну. Відображено алгоритм роботи, поданий у вигляді мережі Петрі, а також таблиці позицій та переходів цієї мережі, що необхідно для кращого розуміння особливостей роботи системи. Наведено функціональне призначення, проаналізовано програмні засоби, що дають змогу досягти поставлених цілей під час конструювання системи. Здійснено верифікацію роботи, наведено скріншоти програмних вікон системи та описано наповнення основних сторінок.
  • Item
    Зміст
    (Видавництво Львівської політехніки, 2022-03-01)
  • Item
    Моделювання процесів розвитку територіальних громад
    (Видавництво Львівської політехніки, 2022-03-01) Бігун, Роман; Литвин, Василь; Bihun, Roman; Lytvyn, Vasyl; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
    Місцевий розвиток певної території відбувається під впливом багатьох чинників. Швидкий темп поширення процесу глобалізації світової економіки є одним із тих чинників, які істотно впливають на формування нових тенденцій та закономірностей місцевого розвитку. Прояв цього критерію можна помітити, простежуючи посилення ролі громад в економічному розвитку певних територій та країн. Українська держава вже входить у перелік країн, суспільства яких зрозуміли та прийняли важливість зацікавленості та участі громад у місцевому розвитку. Для громад процес децентралізації та зміни принципів самоврядування визначатиме новий рівень відповідальності за їх розвиток. Розгляд такої концепції розвитку місцевих громад зумовить їх перетворення із об’єкта управління на суб’єкт управління, з’явиться також можливість самостійно забезпечувати власну спроможність до розвитку. Загалом територіальні громади беруть на себе відповідальність за планування свого розвитку та економічний добробут у майбутньому. Зважаючи на такі перспективи, місцеві органи територіальної влади повинні добре розуміти особливості сучасного розвитку та володіти необхідними знаннями, інформацією, навичками та досвідом для подальшого забезпечення конкурентоспроможності своїх громад. Мета цього дослідження – розробити систему вибору найкращого напряму розвитку територіальних громад на основі ресурсів, що належать цим громадам. У цій науковій роботі запропоновано використовувати метод аналізу ієархій для визначення напряму розвитку територіальних громад, оскільки цей метод дає змогу кількісно визначити порівняльну важливість критеріїв оцінювання напрямів розвитку. Метод аналізу ієрархій передбачає здійснення попарних порівнянь об’єктів із використанням суб’єктивних суджень, які оцінюють кількісно за визначеною шкалою. Під час порівняння для правильного використання методу аналізу ієрархій важливі неупереджені погляди експертів.
  • Item
    Мобільна інформаційна система контролю раціону харчування людини
    (Видавництво Львівської політехніки, 2022-03-01) Олексів, Назар; Висоцька, Вікторія; Oleksiv, Nazar; Vysotska, Victoria; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
    Життя кожної людини, групи людей і нації залежить від географічних, економічних, політичних, культурних і релігійних умов. Спосіб життя формується у результаті щоденного повторення і складається із таких факторів: харчування, фізичні навантаження, наявність шкідливих звичок, моральний і духовний розвиток тощо. В останні десятиліття спосіб життя вважають невід’ємною частиною добробуту, що сприяло збільшенню кількості досліджень. Медики стверджують, що більш ніж половина проблем зі здоров’ям пов’язані із дієтою. Мільйони людей харчуються неправильно, навіть не підозрюючи про це. Актуальність теми зумовлена численністю підходів до вирішення проблеми контролю дієти, проте різні аналоги пропонують можливості, які відрізняються і не завжди зрозумілі та зручні, оскільки існує кілька способів досягнення однієї мети. Дослідження стосовно здорового харчування в сучасних умовах є одним із пріоритетних завдань задля покращення фізичного стану різних вікових груп. Мета – створення системи, спрямованої на те, щоб допомогти кінцевому споживачеві дотримуватися здорового харчування, визначаючи склад та калорійність продукту, сформувати рекомендації відповідно до ритму життя. Система призначена для вирішення конкретних завдань: розпізнавати продукти, співвідносити продукт і його калорійність, формувати харчовий щоденник, нагадувати користувачеві про пропущені прийоми їжі та вести статистику.
  • Item
    Рекомендаційна система планування дозвілля в умовах карантину
    (Видавництво Львівської політехніки, 2022-03-01) Верес, Олег; Левус, Яна; Veres, Oleh; Levus, Yana; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
    Досліджено проблему планування організації дозвілля у періоди вимушеного перебування вдома із використанням засобів інформаційних технологій. У роботі описано проблеми, які виникають у мешканців міст під час карантинних обмежень, та їх вплив на психоемоційне здоров’я людини. Визначено потребу в адаптації та модифікації звичних форм активності дозвілля до нового формату, оскільки найвідоміші сучасні інформаційні системи, які надають послуги із дозвілля, є вузькоспеціалізованими. Вони генерують рекомендації, які пов’язані з медіа-сервісами. Досліджено методи надання рекомендацій. Для вирішення проблемної ситуації побудовано дерево цілей. Розглянуто альтернативні засоби реалізації інформаційної системи. За допомогою методу аналізу ієрархії (МАІ) вибрано оптимальний тип системи для реалізації пропонованого рішення – рекомендаційну систему. Описано алгоритм роботи рекомендаційної системи, що пропонує альтернативи проведення вільного часу у періоди вимушеного перебування вдома. Використано механізм зваженого гібриду для надання рекомендацій. Для створення портрета користувача використано метод індикаторів типів особистості. За допомогою засобів мови UML спроєктовано концептуальну модель системи. Для реалізації прототипу мобільного застосунку системи вибрано мови програмування Java, JavaScript, фрейморк React Native. Для роботи із базою даних вибрано систему управління бази даних MySQL. Наведено приклад використання системи у вигляді мобільного застосунку. Описано основні етапи взаємодії користувача із рекомендаційною системою, що сприяє організації проведення вільного часу в періоди вимушеного перебування вдома. Робота рекомендаційної системи спрямована на послаблення негативних наслідків перебування у режимі вимушеного карантину на психоемоційний стан людини. Особливістю рекомендацій розробленого прототипу інформаційної системи є надання пропозицій, які містять, окрім пасивних видів проведення дозвілля, також активні, що враховують особливості кожного її користувача. Застосування рекомендаційної системи не обмежується лише карантинним чинником. Послугами рекомендаційної системи доцільно скористатись людям з обмеженими можливостями, після фізичних травм, що призвели до тимчасової малорухомості, та в період реабілітації від їх наслідків.
  • Item
    Інформаційні технології підвищення популяризації комерційних інтернет-ресурсів
    (Видавництво Львівської політехніки, 2022-03-01) Басюк, Тарас; Василюк, Андрій Петрович; Basyuk, Taras; Vasyluk, Andrii; Національний університет “Львівська політехніка”; Lviv Polytechnic National University
    Дослідження показало, що на сучасному етапі розвитку інформаційних технологій саме на портативні пристрої припадає більша частина всього інтернет-трафіку, який обов’язково потрібно ураховувати під час популяризації комерційних інтернет-ресурсів. Автори проаналізували основні підходи до популяризації та показали, що важливим аспектом просування є підтримка технології Mobile First. Під час дослідження проаналізовано механізми роботи відомих пошукових систем із акцентом на роботі системи Google, найпоширенішої на теренах України. Аналіз комерційного сегмента показав, що необхідність створення мобільної версії визначається такими трьома чинниками: пошукова видача, лояльність та конверсія. Подальша робота була спрямована на визначення та дослідження параметрів, які найбільше впливають на ранжування мобільної версії ресурсу. Серед них визначено та математично описано відповідно до Mobile First: швидкість інтернет-ресурсу; розмір та оформлення сторінок; кількість та якість зворотних посилань; динамічне відображення контенту. Сформовано дві стратегії із популяризації комерційних інтернет-ресурсів з використанням технології Mobile First. Початкова стратегія охоплює перелік рекомендацій, якими доцільно керуватися, створюючи новий інтернет-ресурс, адаптивна – спрямована на клієнтів, у яких ресурс уже працює. Описано особливості методу прийняття рішень – дерева рішень, що використовується у проєктованій системі для формування рекомендацій. Застосовано апарат алгебри алгоритмів для синтезу моделей, що демонструють основні етапи популяризації комерційних інтернет-ресурсів за технологією Mobile Friendly. Результатом дослідження став розроблений програмний продукт, який працює у демонстраційному режимі та у якому реалізовано вказані стратегії популяризації відповідно до Mobile First.