Кіберфізичні системи: досягнення та виклики. – 2016 р.
Permanent URI for this collection
Матеріали ІІ Наукового семінару, 21–22 червня 2016 року, Львів
У виданні зібрані матеріали наукового семінару, присвяченого проблемам у галузі кіберфізичних систем. Для науковців, аспірантів.
Кіберфізичні системи: досягнення та виклики : Матеріали Другого наукового семінару, 21–22 червня 2016 року, Львів / Національний університет «Львівська політехніка». – Львів : Видавництво Львівської політехніки, 2016. – 1 електронний оптичний диск (CD-ROM).
Browse
Recent Submissions
Item Титульний аркуш «Кіберфізичні системи: досягнення та виклики»(Видавництво Львівської політехніки, 2016)Item Зміст «Кіберфізичні системи: досягнення та виклики»(Видавництво Львівської політехніки, 2016)Item Виробництво спеціалізованих процесорів як сервіс(Видавництво Львівської політехніки, 2016) Мельник, А. О.; Майстренко, М. В.; Національний університет “Львівська політехніка”В роботі надано розгорнутий опис ідеї реалізації хмарного сервісу виробництва спеціалізованих процесорів, який базується на системі їх високорівневого синтезу.Item Самореконфігуровні комп’ютерні засоби(Видавництво Львівської політехніки, 2016) Воробець, Г. І.; Тарасенко, В. П.; Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича; Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут»Запропоновано концептуальну модель опису, аналізу і синтезу кіберфізичних систем та вбудованих комп’ютерних засобів у таких системах як складної динамічної системи реального часу, що функціонує у фазовому просторі зі змінною вимірністю в умовах невизначеності. Обгрунтовано класифікаційні особливості та можливість застосування самореконфігуровних комп’ютерних засобів для інтелектуальної самоорганізації таких кіберфізичних систем. A conceptual model description, analysis and synthesis of cyber-physical systems and embedded computer means in such systems as complex dynamic real-time systems, operating in phase space with variable dimension under uncertainty are proposed. Grounded classification features and possibility of self-reconfigurable computer tools for intellectual self-organization of cyber-physical systems.Item Засоби та можливості неінвазивного контролю рівня цукру в крові хворих на діабет(Видавництво Львівської політехніки, 2016) Глухова, О. В.; Національний університет “Львівська політехніка”Одним з напрямків розвитку кіберфізичних систем є медичний контроль. У роботі наводяться результати дослідження можливості використання сучасних комп'ютерних засобів для неінвазивного контролю в домашніх умовах рівня цукру в крові хворих на діабет. Досліджувався вплив рівня цукру на спектр голосу хворого. При дослідженні використовувалися доступні в домашніх умовах комп'ютерні засоби (смартфон, ПК) і програми (диктофон, аналізатор спектру, електронна таблиця). Були виявлені ділянки спектра, на яких простежується близька до лінійної залежність амплітуди звукових коливань від рівня цукру в крові людини. Показана можливість реалізації на основі смартфона неінвазивного глюкометра для оперативного використання в домашніх умовах. Триваліші дослідження показали часову нестабільність виявленої залежності, її залежність від стану хворого, і, як наслідок, необхідність калібрування виявленої залежності через деякі проміжки часу.Item Деякі аспекти реалізації автономних вимірювально-обчислювальних вузлів в ethernet-орієнтованих кіберфізичних системах(Видавництво Львівської політехніки, 2016) Міюшкович, Є. Г.; Парамуд, Я. С.; Національний університет “Львівська політехніка”Запропонована структура автономного вимірювально-обчислювального вузла для Ethernet-орієнтованої КФС, що робить можливим використання стандартних промислових сенсорів та актуаторів з низькошвидкісними послідовними портами. Розглянуто п’ять варіантів його реалізації та сформовані рекомендації щодо вибору конкретного рішення за критерієм необхідної обчислювальної потужності для попередньої обробки даних. This paper presents the structure of autonomous measuring-computing node for Ethernet-oriented CFS that enables the use of standard industrial sensors and actuators with low-speed serial ports. Considered five options for its implementation and formed recommendations for choosing a specific decision on the criteria necessary computing power for pre-processing data.Item Дослідження апаратної складності помножувачів розширених полів Галуа gf(dm)(Видавництво Львівської політехніки, 2016) Жолубак, І. М.; Глухов, В. С.; Національний університет “Львівська політехніка”Уроботі проводиться аналіз апаратної складності помножувачів розширених полів Галуа GF(dm). Для сучасних ПЛІС проведено порівняння апаратних витрат помножувачів елементів різних полів Галуа GF(dm) з приблизно однаковою кількістю елементів поля з метою визначення поля, у якому помножувач має найменшу апаратну складність. Показано глобальне зростання апаратних витрат при збільшенні основи поля. При цьому існують локальні мінімуми, яким серед непарних d відповідають d=2i-1, а глобальному мінімуму для комірок Гілда за двома розглянутими в роботі методами оцінювання апаратної складності – d=3 та d=7, відповідно, коли для оцінювання використовуються тільки кількість входів та виходів комірки та коли додатково враховується внутрішня структура комірки. The paper analyzes the hardware costs of multipliers of extended Galois fields GF(dm). There are compared realised on modern FPGA Galois fields multipliers hardware cost to select Galois field GF(dm) with approximately the same number of elements and the lowest multiplier hardware complexity. Totally the hardware cost increases while basics of the field increase. Local minimums for odd d correspond to d = 2i-1 and the global minimum for analisys based on Guild cell with realization likesingle unit corresponds to the value d = 3 and based on Guild cell with its multiplier and adder separate realization – the value d=7.Item Методи та засоби побудови програм лояльності у вендінгових кіберфізичних системах(Видавництво Львівської політехніки, 2016) Сало, А. М.; Кравець, О. І.; Національний університет “Львівська політехніка”Стаття присвячена дослідженню можливостей побудови програм лояльності у вендінгових кіберфізичних системах. Розглянуто наявний ринок систем, що дозволяють побудувати програми лояльності. Запропоновано альтернативне рішення питання організації програм лояльності у вендінгових системах. Рекомендовано комплексний підхід до питання побудови програми лояльності. The article investigates possibilities of building loyalty programs in cyberphisical vending systems. Consider existing systems to build loyalty programs. An alternative solution to the problem of loyalty programs in vending systems is proposed. A comprehensive approach to building loyalty programs is recommended.Item Геоконтекстний сервіс організації доступу мобільних сутностей до стаціонарних ресурсів(Видавництво Львівської політехніки, 2016) Бочкарьов, О. Ю.; Алексейчик, І. П.; Національний університет “Львівська політехніка”Розглянуто проблему розробки геоконтекстного сервісу організації доступу мобільних сутностей до стаціонарних ресурсів. Проаналізовано особливості роботи сервісу на прикладі задачі організації доступу до місць паркування. Запропоновано структуру та алгоритми роботи сервісу. Проведено моделювання роботи сервісу та реалізовано його прототип. The problem of developing location based service for providing access of mobile entities to stationary resources is considered. The details of service functioning was analyzed using the problem of access to the parking spaces as example. The structure and algorithms of the service are proposed. Service modeling and prototyping are considered.Item Контекстно-залежний програмний сервіс для користувацького контролю за виконанням завдань(Видавництво Львівської політехніки, 2016) Бочкарьов, О. Ю.; Бакай, К. В.; Національний університет “Львівська політехніка”Розглянуто проблему розробки контекстно-залежного програмного сервісу для користувацького контролю за виконанням завдань. Запропоновано структуру та алгоритми роботи сервісу. Наведено архітектуру програмного рішення для прототипу сервісу. The problem of developing context-aware program service for the tasks execution user control is considered. The structure and algorithms of the service are proposed. The program architecture of the service prototype is provided.Item Підходи до побудови концептуальних моделей кіберфізичних систем(Видавництво Львівської політехніки, 2016) Голембо, В. А.; Бочкарьов, О. Ю.; Національний університет “Львівська політехніка”Розглянуто підходи до побудови концептуальних моделей кіберфізичних систем (КФС). Наведено аналіз поняття та принципів побудови КФС. Запропоновано класифікацію кіберфізичних систем та опис концептуальних моделей на її основі. Approaches to creating conceptual models of cyber-physical systems are considered. The analysis of a concept and development principles of a cyber-physical system is provided. The classification of cyber-physical systems and the description of corresponding conceptual models are proposed.Item Організація адаптивних процесів збору інформації у мобільних кіберфізичних системах(Видавництво Львівської політехніки, 2016) Бочкарьов, О. Ю.; Національний університет "Львівська політехніка"Розглянуто проблему організації адаптивних процесів збору інформації у мобільних кіберфізичних системах (КФС). Запропоновано узагальнену модель організації адаптивних процесів збору інформації та підхід до їх організації на основі концепції структурної адаптації. The problem of organization of adaptive processes of information gathering in mobile cyber-physical systems is considered. The general model of organization of adaptive processes of information gathering and corresponding approach to organization based on the concept of structural adaptation are proposed.Item Характеристика структурної складності модифікованих помножувачів полів Галуа(Видавництво Львівської політехніки, 2016) Тріщ, Г. М.; Національний університет "Львівська політехніка"Розглядається новий підхід зменшення структурної складності багато секційних помножувачів елементів двійкових полів Галуа GF(2m) та результати його оцінки. Елементи полів представлено у нормальному базисі типу 2. Порядок поля сягає 998. The article describes the results of evaluation of structural complexity of multisection multipliers elements of Binary Galois field GF (2m) is considered and analysis of multipliers components relative complexity is performed. Elements of fields are represented in the normal basis of type 2. The order of the field <= 998. It is shown that the use of modified matrix multiplier allows to reduce the structural complexity approximately by 30 times.Item Калібрування кіберфізичних вимірювальних систем з гальванічно розділеними каналами(Видавництво Львівської політехніки, 2016) Яцук, В. О.; Микийчук, М. М.; Яцук, Ю. В.; Національний університет "Львівська політехніка"Дистанційне калібрування гальванічно розділених вимірювальних каналів запропоновано здійснювати в реальному масштабі часу та на місці експлуатації з використанням переносних кодо-керованих мір та подальшим опрацюванням проміжних кодів перетворення безпосередньо в контролері кіберфізичних систем. Для коригування похибок, пов'язаних з еквівалентними напругами зміщення активних компонентів як вимірювального, так і калібрувального каналів за різних кодів калібрування обґрунтовано застосування методу комутаційного інвертування з розміщенням перемикача полярності безпосередньо на виходах джерел вимірювальної і калібрувальної напруг. Запропоновано спосіб корекції мультиплікативних похибок кодо-керованого подільника, який полягає в опрацюванні згідно із запропонованим алгоритмом кодів проміжних результатів перетворення для різних значень коефіцієнтів передавання резистивного подільника. Подано також практичні умови реалізації запропонованого методу калібрування, метрологічної перевірки або ж оперативного контролю вимірювальних каналів з гальванічним розділенням. Remote calibration of galvanic separated measuring channels is offered to carry out in real time and on situ by using portable code-controllable measures and further processing of intermediate code conversion directly in the controller cyber-physical systems. To correct errors related to equivalent offset voltage as active components both the measuring and calibration channels for different codes reasonably calibration of the inverting polarity method that switch placement directly on the outputs of sources of measuring and calibration voltages. A method multiplicative errors correction of codecontrolled resistive divider, which is under the proposed processing algorithm codes interim results for different conversion coefficients of resistive divider. Posted as practical conditions of the proposed method of calibration, metrological checks or operational control of measurement channels with galvanic separation.Item Часова складність орієнтованих на виконання криптографічних перетворень в складі кіберфізичних систем помножувачів на основі модифікованих комірок Гілда(Видавництво Львівської політехніки, 2016) Глухов, В. С.; Еліас, Р. М.; Рахма, М. К. Р.; Національний університет «Львівська політехніка»; Ліванський міжнародний университетНа елементи кіберфізичних систем, як правило, накладаються суворі обмеження на їхню апаратну, структурну та часову складності. Апаратна складність помножувачів для двійкових полів Галуа GF(2n), що використовуються при криптографічному захисті інформації в КФС, дозволяє реалізувати на ПЛІС операційний пристрій з декількома помножувачами. Але з-за великої структурної складності для деяких комбінацій великого порядку поля n і кількості помножувачів зробити це практично неможливо. Одним з можливих варіантів розв’язку такої задачі є перехід на використання полів Галуа з основою d більшою ніж 2. У роботі оцінюється помножувачі на основі модифікованих комірок Гілда для таких розширених полів Галуа GF(dm) з приблизно однаковою кількістю елементів dm» 2n з точки зору їхньої часової складності для визначення поля, в якому вона буде мати найменше значення. Оцінка проводилася для двох варіантів представлення комірок Гілда: коли комірка розглядається як «чорна скринька», тобто, для оцінювання використовуються тільки кількість входів та виходів комірки, та коли додатково враховується внутрішня структура комірки. Показано, що при реалізації на сучасних ПЛІС помножувач для розширених полів Галуа з основами d=3, 5, 7 має меншу часову складність ніж помножувач для двійкових полів.Item Мультиагентне керування на основі CPS розподіленою системою збагачення залізної руди(Видавництво Львівської політехніки, 2016) Моркун, В. С.; Савицький, О. І.; Тимошенко, М. А.; ДВНЗ «Криворізький національний університет»У роботі представлено опис роботи розподіленої системи керування збагачувальним комплексом, що складається з трьох стадій. Увагу приділено інноваційним методам мультиагентного керування, як однієї з концепцій кіберфізичних систем, для покращення зв’язку між обладнанням різних стадій збагачення та їх злагодженої роботи. The paper presents a description of a distributed control system of processing complex, consisting of three stages. The attention is paid to innovative methods of multiagent control as one of the CPS concepts to improve communication between the different stages of enrichment equipment and their teamwork.Item Інтелектуальне керування ремонтами промислових об’єктів з територіально розподіленою інфраструктурою на основі застосування CPS(Видавництво Львівської політехніки, 2016) Купін, А. І.; Музика, І. О.; Романов, М. О.; Рубан, С. А.; Савицький, О. І.; Харламенко, В. Ю.; ДВНЗ «Криворізький національний університет»; ПАТ «АрселорМіттал Кривий Ріг»У роботі представлено короткий опис інженерних та наукових задач, які виникають зараз на металургійному підприємстві ПАТ «АрселорМіттал Кривий Ріг» при організації роботи цеху з ремонту та налагодження промислового обладнання. Увагу приділено інноваційним методам організації процесу ремонту на базі інтелектуальних агентів та принципів Industry 4.0. The paper presents a brief description of engineering and scientific problems that arise at the steel plant PJSC “ArcelorMittal Kryvyi Rih” when the repair shop for industrial equipment is organized. The attention is paid to innovative methods of repair process based on intelligent agents and Industry 4.0 principles.Item Вимоги до програмного інтерфейсу реконфігуровних апаратних платформ обчислювальних вузлів КФС(Видавництво Львівської політехніки, 2016) Мельник, В. А.; Лопіт, І. І.; Кіт, А. Ю.; Національний університет “Львівська політехніка”; Люблінський Католицький Університет Івана Павла ІІ, м. Люблін, ПольщаВ доповіді запропоновано спосіб організації та передачі інформації для автоматичного створення комп’ютерних пристроїв в реконфігуровних апаратних платформах обчислювальних вузлів кіберфізичних систем. Сформульовано основні вимоги до програмного інтерфейсу, що реалізує протокол обміну інформацією.This report proposes a way to organize and transfer information to automatically create computer devices in reconfigurable hardware platforms of the cyber-physical systems computing nodes. Basic requirements for the software interface, which implements the interconnection protocol, are given.Item Протокол обміну інформацією для автоматичного створення комп’ютерних пристроїв у реконфігуровних апаратних платформах обчислювальних вузлів КФС(Видавництво Львівської політехніки, 2016) Мельник, В. А.; Лопіт, І. І.; Кіт, А. Ю.; Національний університет “Львівська політехніка”; Люблінський Католицький Університет Івана Павла ІІ, м. Люблін, ПольщаВ доповіді запропоновано протокол обміну інформацією для автоматичного створення комп’ютерних пристроїв у реконфігуровних апаратних платформах обчислювальних вузлів кіберфізичних систем. Протокол враховує особливості автоматичного генерування кодів програмних моделей комп’ютерних пристроїв, їх компіляції і логічного синтезу, і не залежить від середовища передачі інформації. The report embraces the information exchange protocol for computer devices automatic creation in reconfigurable hardware platforms of the cyber-physical systems computing nodes. The protocol considers features of the computer devices programming models automatic generation, compilation and logic synthesis, and is independent of the information transmission medium.Item Особливості використання ПЛІС в складі кіберфізичної системи збору наукової інформації мікросупутників систем(Видавництво Львівської політехніки, 2016) Глухов, В. С.; Лукенюк, А. А.; Шендерук, С. Г.; Національний університет «Львівська політехніка»; Львівський центр Інституту космічних досліджень НАН та ДКА УкраїниУ роботі розглянуто особливості ПЛІС вітчизняних супутникових системи збору наукової інформації (СЗНІ). Перше покоління ПЛІС СЗНІ було розроблено для супутника «Січ-2». Після аналізу результатів експлуатації СЗНІ було встановлено нові вимоги до наступного покоління ПЛІС, набір виконуваних функцій було розширено, що веде до необхідності проектування нових моделей ПЛІС, модельних стендів та наборів тестів для відлагодження окремих ПЛІС та СЗНІ у цілому. До набору ПЛІС входять ПЛІС центрального боку СЗНІ, комплект ПЛІС периферійних модулів та ПЛІС контрольно-перевірочної апаратури. Модельний стенд дозволяє перевірити обмін даними каналами SciWay, CAN, послідовними каналами типу RS та радіоканалом. Також моделюється обмін даними з давачами наукових пристроїв, моделюється робота модулів з динамічною пам’яттю та робота під дією різноманітних завад. У роботі викладені підходи до проектування, тестування та відлагодження супутникових СЗНІ як до кіберфізичних систем з метою зменшення витрат та покращення надійності СЗНІ та якості згаданих операцій. Наведено пропоновану структуру кіберфізичної системи збору наукової інформації, склад її основних модулів та вимоги до них з боку перспективних СЗНІ. The paper describes the features of FPGA national satellite scientific data collecting system (SDCS). The first generation of FPGAs SDCS was developed for "Sich-2"satellite. After analyzing the results of operation SDCS new requirements for next-generation FPGAs were defined, function set has been expanded. This leads to the need to design new FPGAs models, new testbenches and test kits for separate FPGA debugging as well as SDCS in general debugging. The FPGA set includes SDCS central unit FPGA, a set of peripheral modules FPGA and control and checking equipment FPGA. Testbench allows to check data exchange by SciWay and CAN channels, by RS type serial link and by radiochannel. Also data exchange with scientific devices sensors is simulated, the work of dynamic memory modules and work under different obstacles is simulated too. The paper outlined approaches to the design, testing and debugging of satellite SDCS as to cyber-physical systems to reduce costs and improve SDCS reliability and operations quality.