Анотація до роботи:

Єрохін А.Л. Інтелектуальні методи та засоби візуалізації позаштатних ситуацій в складних системах. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.13.23 - системи та засоби штучного інтелекту. - Харківський національний університет радіоелектроніки, Харків, 2006.

Дисертація присвячена теоретичному узагальненню і розробці нового рішення важливої для теорії і практики систем і засобів штучного інтелекту наукової проблеми візуалізації багатовимірної інформації в інтелектуальних системах під час взаємодії з факторами стохастичної природи.

Розроблено моделі перетворення інформації під час позаштатних ситуацій в трактах синтезу зорових образів. Створено нові засоби інтелектуалізації комп'ютерних інтерфейсів складних людино-машинних систем, розроблено моделі системного коригування психофізіологічного стану людини-оператора в умовах невизначеного інформаційного стану, а також методи, моделі і технічні засоби ідентифікації і візуалізації позаштатних ситуацій у складних системах під час створення засобів інтелектуалізації комп'ютерних інтерфейсів та систем комп'ютерного аналізу і синтезу зорових образів.

Дисертаційна робота присвячена новому рішенню наукової проблеми відображення багатовимірної динамічної інформації у вигляді методів і засобів візуалізації позаштатних ситуацій у складних людино-машинних системах з канальною структурою. Це дозволило створити моделі перетворення інформації під час позаштатних ситуацій, інформації в трактах синтезу зорових образів, створити нові засоби інтелектуалізації комп'ютерних інтерфейсів складних систем та підвищити ефективність людино-машинної взаємодії в умовах невизначеного інформаційного стану, а також розробити методи, моделі і засоби візуалізації позаштатних ситуацій у складних людино-машинних системах при створенні засобів інтелектуалізації комп'ютерних інтерфейсів і систем синтезу зорових образів.

Основні наукові результати дисертаційного дослідження наступні.

1. Отримали подальший розвиток формальні моделі складних систем з канальною структурою у вигляді об’єднань елементарних і системних каналів та моделей комбінаторних перетворень інформації та перетворень підстановок в елементарних та системних каналах під час позаштатних ситуацій.

2. Встановлено, що універсальним концептуально й адекватним у прикладному значенні є підхід, що ґрунтується на формалізації складних людино-машинних систем з канальною структурою у вигляді об'єднань елементарних і системних каналів. На основі досліджень властивостей системного й елементарного каналів складної системи у вигляді дискретних множин показано, що комбінаторні підстановки на множинах входу моделі складної системи забезпечують при відображеннях на них множини виходу генерацію спотворень, при цьому ступінь спотворень відображення інформації залежить від числа предикатів з нульовими значеннями.

3. Вдосконалені алгебро-логічні методи аналізу та візуалізації рішень під час позаштатних ситуацій у вигляді методів алгебри предикатних операцій над матрицями впізнавання порушень регулярності і нечітких критеріїв ідентифікації позаштатної ситуації в складній системі, що забезпечує підвищення якості ідентифікації позаштатних ситуацій і в цілому підвищує стійкість функціонування складних людино-машинних систем з канальною структурою під час позаштатних ситуацій.

4. Вперше розроблена формальна модель флуктуаційної капсули для візуалізації параметрів системи, що представлена у вигляді одиничної сфери, створеної множиною проекцій вершин векторів параметрів складної системи, кожний з яких розташовується всередині двовимірної області з рівномірно розподіленими перетинами сферичної поверхні, що дозволяє швидше фіксувати локальні викиди флуктуацій для будь-якого параметра системи, і, отже, підвищити ефективність управління в позаштатних ситуаціях.

5. На основі досліджень флуктуаційної капсули запропонована формальна модель квазістійкості складної системи та представлена у вигляді флуктуаційної капсули параметрів, на поверхні якої розподілені вершини багатовимірних багатогранників векторів флуктуацій, що знаходяться в полі впливів стохастичних навантажень і ПФС людини-оператора. Запропоновані базові критерії ідентифікації передаварійних і аварійних ситуацій у вигляді множин прецесій параметрів, а для формальної моделі введена колірна параметризація, що дозволяє під час моніторингу складної системи візуалізувати поведінку системи (у динамічному режимі зміни параметрів під час і після стохастичних впливів) та стимулювати базову функцію уваги людини-оператора.

6. Вперше розроблено метод візуалізації позаштатних ситуацій в складній системі з канальною структурою, який ґрунтується на моделі квазістійкості у вигляді флуктуаційної капсули, зведеної до багатовимірної одиничної сфери, на поверхні якої визначені вершини багатовимірних векторів флуктуацій, що знаходяться в полі стохастичних впливів та взаємодій психофізіологічних станів людини-оператора, що дає можливість розробити когнітивно-графічний людино-машинний інтерфейс, який забезпечує підвищення ефективності людино-машинної взаємодії. Обґрунтована концепція візуалізації позаштатних ситуацій, заснована на моделі когнітивно-графічного людино-машинного інтерфейсу на основі перетворення простору параметрів Rⁿ R², R³ за допомогою моделі флуктуаційної капсули параметрів складної системи, що дозволяє підвищити якість ідентифікації позаштатних ситуацій у системі, аналізувати можливі варіанти рішення і знаходити найкраще або припустиме рішення.

7. Вдосконалено метод візуального кодування інформації про позаштатні ситуації на основі використання колірного і графічного кодування точкових проекцій параметрів системи зі своїми -околицями, і на його основі розроблено алгоритм роботи системи відображення інформації, що реалізує модель інтерфейсу складної системи, засновану на активації базових когнітивних функцій оператора, а на основі моделі - вперше створити інформаційний екран для візуального відображення позаштатних ситуацій у складних системах, який забезпечує активне включення в процес контролю функціонування системи когнітивної функції уваги людини-оператора.

8. Розроблено методи активації когнітивних функцій людини-оператора із врахуванням функції невимушеної уваги, що забезпечує підвищення швидкості реакції людини-оператора та оперативності аналізу рішень під час позаштатної ситуації.

9. Розроблено модель і методику формування файлу параметрів режимів складних систем, а на основі методики формування файлу параметрів позаштатних ситуацій розроблені інтелектуальні засоби фіксації й аналізу аварійних ситуацій у системі електропостачання.

10. На основі запропонованих і обґрунтованих у роботі методів і моделей візуалізації й ідентифікації позаштатних ситуацій розроблена інтелектуальна система аналізу рішень під час позаштатних ситуацій у складній системі електропостачання, яка забезпечує когнітивно-графічну візуалізацію позаштатних ситуацій.

Публікації автора:

1. Ерохин А.Л. Распознавание аварийных ситуаций в энергосистемах // Проблемы бионики. - 1998. - Вып. 49. – С.67-71.

2. Ерохин А.Л., Бурцев Вал.Н., Бурцев Влад.Н. Способ моделирования стохастических процессов с помощью топологических преобразований // Проблемы бионики. - 1999. - Вып. 51. - С.151-157.

3. Ерохин А.Л., Бурцев Вал.Н., Бурцев Влад.Н. Исследование стохастических процессов комбинаторно-топологического кодирования информации. Сообщение 1 // Радиоэлектроника и информатика. - 2000. - №4(13). - С.44-48.

4. Ерохин А.Л. Повышение эффективности управления электрическими сетями // Проблемы бионики. - 2000. - Вып.52. - С.45-51.

5. Ерохин А.Л., Подуфалов С.Ю. Построение базы знаний систем поддержки принятия решений при управлении электросетями // Автоматизированные системы управления и приборы автоматики. - 2000. – Вып. 113. - С.60-67.

6. Бондаренко М.Ф., Ерохин А.Л., Бурцев Вал.В., Бурцев Влад.В. Моделирование стохастических процессов и их применение в практической психологии // Системний аналіз, управління і інформаційні технології: Вісник Харківського Державного політехнічного університету. Зб. наук. пр. – Харків: ХДПУ, 2000. - Вип.99. - С.7-10.

7. Ерохин А.Л., Подуфалов С.Ю. О построении базы знаний прогнозирующих информационных систем // Радиоэлектроника и информатика. - 2001. - № 1(14). - С.54-58.

8. Бурцев Вал.Н., Бурцев Влад.Н., Ерохин А.Л. Анализ связей сложно-организованных систем с гомеостатическим и гетеростатическим управлением // Вестник Национального технического университета «Харьковский политехнический университет»: Сб. науч. тр. Тематический выпуск: Автоматика и приборостроение. – Харьков: НТУ «ХПИ», 2001. - №4. - С.20-23.

9. Бурцев В.М., Єрохін А.Л. Застосування теорії груп підстановок для моделювання детермінованих хаотичних процесів // Системи обробки інформації.– Харків: НАНУ, ПАНМ, ХВУ, 2001. - Вип. 6(16). - С.47-51.

10. Ерохин А.Л. Математические модели сложно-организованных систем управления в энергетике // Проблемы бионики. - 2001. - Вып.54. - С.23-27.

11. Бурцев В.Н., Ерохин А.Л. Преобразование подстановок как модель случайных отказов сложно-организованных информационных систем // Проблемы бионики. - 2001. - Вып.55. - С.15-19.

12. Бурцев В.Н., Гнусов Ю.В., Ерохин А.Л. Формализация модели оптического волоконного системного канала // Проблемы бионики. - 2002. - Вып.56. - С.34-38.

13. Бурцев Вал.Н., Бурцев Вл.Н., Ерохин А.Л. Обеспечение устойчивости системы психофизиологического состояния ЛПР в системах поддержки принятия решений // Проблемы бионики. - 2002. - Вып.57. - С.91-95.

14. Гнусов Ю.В., Ерохин А.Л., Кольченко А.В. Модели обработки сигналов аварийных процессов в энергосистемах // Вестник Национального технического университета «Харьковский политехнический университет». Сб. науч. тр. Тематический выпуск: Автоматика и приборостроение. – Харьков: НТУ «ХПИ», 2002. - №9, Т.7. – С.46-50.

15. Ерохин А.Л., Бурцев В.Н. Моделирование дискретных множеств и их отображений посредством аналогий // Системи обробки інформації. - Харків: НАНУ, НАНМ, ХВУ, 2003. - Вип. 6(22). - С.123-126.

16. Єрохін А.Л. Топології просторових інформаційних моделей електричних мереж / Електроенергетичні та електромеханічні системи. Вісник Національного університету „Львівська політехніка”.– Львів, 2003. - №479. – С.72-79.

17. Ерохин А.Л., Бурцев Вал.Н., Бурцев Вл.Н. Моделирование когнитивной функции внимания в системе технического зрения // Проблеми біоніки: Всеукр. міжвід. наук.-техн. зб. - 2003. - Вип.58. - С.126-130.

18. Ерохин А.Л. Интеллектуальные модули для поддержки принятия решений при аварийных ситуациях в электрических сетях // Оптико-електронні інформаційно-енергетичні технології. - 2004. - №1(7). - С.62-68.

19. Бондаренко М.Ф., Єрохін А.Л. Про моделі позаштатної поведінки інтелектуальних систем // Проблеми біоніки. - 2004. - Вип.60. - С.7-16.

20. Ерохин А.Л., Кольченко А.В. Методика сбора пользовательской информации для оценки юзабилити компьютерных интерфейсов // Вестник Национального технического университета «ХПИ». Сб. науч. тр. – Харьков: НТУ «ХПИ», 2004. - Вып.34. – С.82-87.

21. Ерохин А.Л., Бурцев В.Н. Формализация сложноорганизованных систем и распознавание аварийных ситуаций. Сообщение 1 // Бионика интеллекта.- 2004. - №1(61). - С.74-77.

22. Ерохин А.Л., Бурцев В.Н. Формализация сложноорганизованных систем и распознавание аварийных ситуаций. Сообщение 2 // Бионика интеллекта. - 2005. - № 1(62). - С.15-18.

23. Ерохин А.Л, Бурцев В.Н. Модели визуализации взаимодействий параметров сложно-организованных систем со стохастическими воздействиями / Вестник Национального технического университета «ХПИ». Сб. науч. тр.- Харьков: НТУ «ХПИ», 2005. – Вып.46. - С.87-94.

24. Ерохин А.Л. Алгебро-логические средства для идентификации и визуализации нештатных ситуаций в системах с канальной структурой // Бионика интеллекта. - 2005. №2(63). - С.66-75.

25. Ерохин А.Л. Алгоритм построения флуктуационной капсулы параметров сложной системы при аварийных ситуациях // Системи обробки інформації. Зб. наук. пр. – Харків: НАНУ, ПАНМ, ХВУ, 2005. -Вип.9(49). - С.221-227.

26. Єрохін А.Л. Візуалізація позаштатних подій в складних системах з канальною структурою // Системи обробки інформації. – Харків: Харківський університет Повітряних Сил ім. І.Кожедуба. – 2006. – Вип.6(55). – С.78-85.

27. Ерохин А.Л. О когнитивной визуализации оперативной информации в интеллектуальных системах // Системи обробки інформації. Зб. наук. пр. – Харків: НАНУ, ПАНМ, ХВУ, 2006. - Вип.5(54). – С.25-31.

28. Гриб О.Г., Ерохин А.Л., Сендерович Г.А., Старков К.А. Проектирование систем электроснабжения: Уч. пособие. – Харьков: ХГАГХ, 2002. – 185 с.

29. Єрохін А.Л., Самсонов В.В. Методи та засоби Інтернет-технологій: Навч. посібник. – Харків: ТОВ „Компанія СМІТ”, 2006. – 264 с.

30. Гриб О.Г., Чебатарев С.И., Ерохин А.Л. Использование геоинформационных технологий принятия решений при авариях в энергосистеме // Радиоэлектроника и информатика. - 1999.- №1. - C.40-43.

31. Бондаренко М.Ф., Ерохин А.Л., Подуфалов С.Ю. Общие проблемы формализации знаний в интеллектуальных пространственно-информационных системах // Системний аналіз, управління і інформаційні технології: Вісник Харківського Державного політехнічного університету. Зб. наук. пр. - Вип.99. – Харків: ХДПУ, 2000. – С.11-14.

32. Гриб О.Г., Ерохин А.Л., Светелик А.А. О поддержке принятия решений при аварийных ситуациях в электрических сетях // Проблемы бионики. - 2000. - Вып.53. - С.28-30.

33. Бурцев В.Н., Ерохин А.Л. Генерирование последовательностей псевдослучайных чисел (ППСЧ) методом комбинаторных перестановок дискретной двумерной информации // Доклады 3-й Международной конференции «Цифровая обработка сигналов и ее применение», Москва. – 2000. - С.153-157.

34. Ерохин А.Л., Панарина М.Н., Светелик А.А. Модель управления информацией при аварийных ситуациях в электрических сетях // Сб. научн. тр. 7-й Международной конференции «Теория и техника передачи приема и обработки информации». – Харьков: ХТУРЭ, 2001. – С.342-343.

35. Ерохин А.Л., Калякин С.В., Кольченко А.В. Модель хранения сигналов аварийных режимов // Сб. научн. трудов 8-й Международной конференции «Теория и техника передачи, приема и обработки информации». – Харьков: ХТУРЭ, 2002. – С.477-479.

36. Ерохин А.Л., Кольченко А.В., Патрах Т.Е., Чикина В.А. Учебная лаборатория виртуальных средств измерения // Тр. 6-й Междунар. конференции Украинской ассоциации дистанционного образования «Образование и виртуальность – 2002».– Харьков-Ялта: УАДО, 2002. – С.323-327.

37. Ерохин А.Л., Бурцев В.Н. Об оптимальной формализации сложно-организованных систем / Труды III Международной конференции «Идентификация систем и задачи управления», Москва, 28-30 января 2004 года, ИПУ РАН. - С.440-444.

38. Ерохин А.Л., Полунин Р.А. Об интеллектуализации процесса поддержки жизненного цикла программных систем // Бионика интеллекта: науч.-техн. журнал. - 2004. - №1(61). - С.68-73.

39. Ерохин А.Л., Бурцев В.Н. Волоконно-оптический преобразователь двумерных изображений // Оптоелектронні інформаційні технології «Фотоніка ОДС-2005». Збірник тез доповідей третьої міжнародної науково-технічної конференції, м.Вінниця, 27-28 квітня 2005 року. – Вінниця: «УНІВЕРСУМ-Вінниця», 2005. – С.141-142.

40. Єрохін А.Л. Когнітивна візуалізація даних в системах підтримки прийняття рішень // Інформатизація вищих навчальних закладів МВС України. Зб. наук. пр. науково-практичної конференції. – Харків: ХНУВС. - С.17-22.

41. . – P.510-512.

42. Yerokhin A.L., Cherednikov P.I. Development of Superfast Simulating Complex Based on Parametric Zonal Processor / Radioelectronics & Informatics. Proc. Of the East-West Design & Test Conf. – Alushta (Ukraine). – 2003. – P.173-177.

43. Yerokhin A., Biletskiy Y., Chikina V., Grib O., Kaluzhny D., Senderovich G. Decision Making Support at Emergency Situations in Electric Systems / The 4th IASTED International Conference on Power and Energy Systems (EuroPES 2004), Rhodes, Greece, 2004. - P.199-204.

44. Yerokhin A., Biletskiy Y., Chikina V., Grib O., Kaluzhny D., Senderovich G. Methods and Models for Control of Emergency Situations in Power Systems / WSEAS Trans. on Systems. Issue 8, Vol.4, Aug 2005. – P.1339-1348.

45. Yerokhin A., Biletskiy Y., Chikina V., Grib O., Kaluzhny D., Senderovich G. Methods and Models for Decision Making Support at Emergency Events in Power Systems / WSEAS Transactions on Systems. Issue 8, Vol.4, Aug 2005. – P.1349-1353.