Анотація до роботи:

Копитчук М.Б. Теоретичні основи побудови і засоби практичної реалізації інтегрованих інформаційних систем обліку вантажопотоків. Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.13.06 Автоматизовані системи управління та прогресивні інформаційні технології. Одеський національний політехнічний університет, Одеса, 2003.

Дисертація присвячена створенню теоретичних основ побудови інтегрованих інформаційних систем обліку вантажопотоків з підвищеною пропускною спроможністю і розширеними функціональними можливостями. Для дослідження особливостей функціонування таких систем у реальному часі запропонована інформаційна модель, яка дозволяє розраховувати пропускну спроможність елементів системи за заданими інтенсивностями реальних вантажопотоків на транспортних магістралях. Розроблені математичні моделі інформаційних сигналів, які характеризують вантажопотоки, і на їх підставі створені ефективні алгоритми визначення інформативних параметрів цих сигналів. Розроблений агрегований комплекс апаратно-програмних засобів для побудови інтегрованих інформаційних систем обліку вантажопотоків на базі мережі багатофункціональних пунктів вагового обліку.

У дисертації наведене теоретичне узагальнення і нове вирішення важливої народногосподарської проблеми, що полягає в створенні теоретичних основ і засобів побудови інтегрованих ієрархічних інформаційних систем обліку вантажопотоків з підвищеною пропускною спроможністю і розширеними функціональними можливостями а також виконане їх практичне впровадження на підприємствах України.

Запропонована ієрархічна структура інтегрованих ІСОВП реального часу, яка представлена у вигляді трьох рівнів: транспортного, інформаційного і управління. При цьому транспортний рівень відображає реальну ситуацію, яка фіксується за допомогою ПРВ, розташованих на транспортних магістралях певного регіону. Інформаційний рівень являє собою інформаційне відображення транспортної ситуації в конкретній транспортній мережі і призначений для формування її інформаційного опису, який використовується підсистемою управління. Підсистема управління, в якій концентрується вся інформація про стан вантажообігу великого регіону, здійснює оптимізацію і перерозподіл транспортних потоків в залежності від ситуації, що складається на тій чи іншій дільниці.

Основні наукові і практичні результати дисертаційної роботи такі:

1. Розроблені теоретичні основи побудови інтегрованих ІСОВП, що ґрунтуються на сукупності моделей, методів і алгоритмів визначення інформативних параметрів вантажопотоків у конкретній транспортній системі. При цьому інформація, яку генерують ІСОВП, представлена у вигляді композиції трьох складових: проблемної, яка використовується для вирішення задач обліку вантажів за їх масою; атрибутивної, яка дозволяє ідентифікувати рухомий склад і самі вантажі за їх номерами, напрямком, швидкістю, часом проходження через пункти вагового обліку; ситуаційною, яка формується на підставі підмножин проблемної і атрибутивної складових інформації, а також даних експрес-аналізу атмосфери в зоні проходження вантажів і дозволяє реалізувати функції моніторингу техногенної і екологічної систем.

2. Розроблена і обгрунтована інформаційна модель ІСОВП як складних систем реального часу. Для опису такої моделі введене поняття багатомірного простору, в якому інформація, проходячи необхідні етапи перетворення, просувається в дискретному часі від входу до виходу, при цьому кожний з цих етапів характеризується деяким інформаційним станом, а перехід від одного інформаційного стану до іншого супроводжується зміною кількості інформації. Використання такої інформаційної моделі для дослідження ІСОВП дозволило з єдиних позицій оцінювати їх ефективність (особливо на транспортному рівні) для різних конфігурацій розташування ПРВ і розраховувати необхідну пропускну спроможність окремих вузлів системи.

3. Запропонована нова класифікація ІСОВП за критерієм швидкості руху транспортних засобів через ПРВ при зважуванні. Виділено два класи таких систем: з зосередженою ваговою платформою (ЗВП) при швидкості руху до 30 км/год. і з розподіленою ваговою платформою (РВП) при швидкості руху понад 30 км/год. Для першого класу визначено два підкласи швидкостей руху транспортних засобів: до 15 км/год. (підклас ЗВП1), і від 15 до 30 км/год. (підклас ЗВП2). При цьому до підкласу ЗВП1 віднесені всі існуючі ПРВ, які використовують традиційні засоби визначення маси вантажів. Введення нового підкласу ЗВП2, особливістю якого є можливість використання існуючої мережі ПРВ при підвищеній швидкості руху транспортних засобів, дозволило суттєво розширити пропускну спроможність існуючої мережі ПРВ при мінімальних капітальних витратах.

4. Удосконалена математична модель інформаційних сигналів для ПРВ класів ЗВП2 і РВП, які враховують вплив реальних фізичних процесів, що супроводжують пересування транспортних засобів через ВП під час виміру їх маси. Виконані дослідження цих моделей дозволили створити необхідний математичний апарат і ефективні методи визначення інформативних параметрів інформаційних сигналів в умовах впливу випадкових завад при суттєво обмеженому часі спостереження.

5. Розроблені методи і апаратно-програмні засоби побудови інформаційних каналів вводу атрибутивної інформації, а також алгоритмічні засоби формування ситуаційної складової інформації про вантажопотоки.

6. Для вирішення задачі автоматичного зчитування і розпізнавання символів номерів транспортних засобів запропонований алгоритм нормованої згортки градієнтного зображення кожного символу з набором еталонів і наступною розгорткою з використанням вагової функції. В процесі розгортки формується контур символу, який розпізнається, і, після порівняння його з ознаками еталону, приймається рішення що до розпізнавання.

7. Запропоновано використовувати для виконання експрес-аналізу навколишнього повітря в зоні проходу транспортного засобу оптоелектронні газоаналізатори на базі інфрачервоної спектроскопії і люмінесцентного аналізу вторинного випромінювання полімерних плівок.

8. Розроблений агрегований комплекс апаратно-програмних засобів для побудови ІСОВП з використанням ПРВ, орієнтованих для роботи в діапазоні швидкостей руху транспортних засобів від 0 до 40...50 км/год. На базі цього комплексу налагоджено виробництво конструктивно уніфікованого ряду ваговимірювальних пристроїв, які занесені до Держреєстрів України, Росії, Білорусі і Казахстану.

Публікації автора:

1. Весы, весовые дозаторы, системы взвешивания и дозирования: Справочник: В 2-х кн. Кн. 1 / В.А. Орлов, Н.Б. Копытчук, В.Ц. Стебновский, В.В. Горелкин / Под ред. М.П. Никитинского. Одесса: Астропринт, 2001. 396 с.

2. Копытчук Н.Б. Система весового дискретного дозирования // Приборы и системы управления. 1982. № 5. С. 27-28.

3. Григорьев А.А., Дашевский Е.А., Копытчук Н.Б., Ситниченко В.М. АСУ ТП взвешивания и дозирования // Приборы и системы управления. 1983. № 3. С. 19-21.

4. Григорьев А.Н., Копытчук Н.Б., Черноглазов Е.В. Опыт разработки рассредоточенной АСУ ТП для металлургического комбината // Механизация и автоматизация управления. 1987. № 1. С. 32-34.

5. Оптоэлектронный люминисцентный газоанализатор кислорода / Р.Г. Джагупов, Е.Б. Плавинский, Н.Б. Копытчук, В.Н Седых, С.Г. Пономарев, В.В. Семенов, Е.М. Круглов, Ю.А. Чичикалюк // Придніпровський науковий вістник. 1998. №26(93). С. 21-25.

6. Чувствительный элемент люминисцентного оптоэлектронного кислородного датчика / И.С. Волошановский, Е.Б. Плавинский, Н.Б. Копытчук, Р.Г. Джагупов, В.В. Мартыненко, С.Г. Пономарев // Придніпровський науковий вісник. 1998. №90(157). С. 37-39.

7. Копытчук Н.Б. Комплекс аппаратно-программных средств для тензометрии // Труды Одесского политехнического университета. 1998. Вып. 2(6). С. 42-45.

8. Копытчук Н.Б. Информационная модель управляющих информационных систем: термины и определения // Труды Одесского политехнического университета. 2002. Вып. 2(18). С. 81-86.

9. Копытчук Н.Б., Огинский В.Н., Милейко И.Г. Оценка информативных параметров сигналов на фоне помех при ограниченном времени наблюдения // Труды Одесского политехнического университета. 1999. Вып. 3(9). С. 149-151.

10. Копытчук Н.Б., Плавинский Е.Б. Оптоэлектронный люминесцентный газоанализатор // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. 2001. №1. С. 37-38.

11. Копытчук Н.Б., Шендрик Е.В. Исследование эффективности алгоритма метода наименьших квадратов с предварительным преобразованием исследуемых данных // Праці УНДІРТ (Українського науково-дослідного інституту радіо і телебачення). 2001. №3 (27). С. 72-75.

12. Копытчук Н.Б., Милейко И.Г., Дьяконов Г.С. Прецизионный аналого-цифровой преобразователь // Труды Одесского политехнического университета. 1998. Вып. 2(6). С. 40-42.

13. Копытчук Н.Б., Огинский В.Н., Олещук О.В. Использование метода циклического интегрирования для определения параметров сигнала при ограниченном времени наблюдения // Труды Одесского политехнического университета. 2001. Вып. 1(13). С. 158-162.

14. Копытчук Н.Б., Шендрик Е.В. Использование метода наименьших квадратов для оценки параметров сигнала при ограниченном времени наблюдения // Труды Одесского политехнического университета. 1999. Вып. 3(9). С. 167-169.

15. Копытчук Н.Б., Шендрик Е.В. Повышение точности метода наименьших квадратов посредством введения весовой функции // Труды Одесского политехнического университета. 2001. Вып. 2(14). С. 110-112.

16. Камышева Н.А., Копытчук Н.Б. Сравнительная оценка алгоритмов обработки тензометрических сигналов // Труды Одесского политехнического университета. 2002. Вып. 1(17). С. 100-103.

17. Копитчук М.Б. Швидкодіюча багатоканальна тензометрична система для вимірювання крутячого моменту на валу двигуна // Електромашинобудування та електрообладнання. 2002. Вип. 58. С. 97-99.

18. Копытчук Н.Б. Приборы и средства автоматизации процессов весового учета. // Холодильна техніка і технологія. 2002. №3 (77). С. 73-77.

19. Копитчук М.Б. Система автоматизованого вагового обліку зерно продуктів // Вісник Черкаського інженерно-технологічного інституту. 2002. Вип. 3. С. 22-25.

20. Копытчук Н.Б., Олещук О.В. Поиск изображения текста с заданными характеристиками среди набора изображений различных объектов // Електромашинобудування та електрообладнання. 2002. Вип. 59. С. 89-92.

21. Копытчук Н.Б., Олещук О.В. Использование метода развертки изображения для распознавания символов // Праці УНДІРТ (Українського науково-дослідного інституту радіо і телебачення). 2001. №3 (27). С. 63-68.

22. Копытчук Н.Б. Быстродействующий измерительный преобразователь для систем учета грузопотоков // Вісник Черкаського інженерно-технологічного інституту. 2002. Вип. 4. С. 81-85.

23. Весоизмерительное устройство: А.с. 830136 СССР, МКИ G 01 G 23/36 / Н.Б. Копытчук, А.А. Рассохин, В.В. Скалевой, Е.А. Дашевский (CCCР). №2785881/18-10; Заявлено 28.06.79; Опубл. 15.05.81, Бюл. № 18.

24. Устройство для взвешивания: А.с. 896422 СССР, МКИ G 01 G 23/36 / Н.Б. Копытчук, В.В. Скалевой, Е.А. Дашевский, В.Ф. Фокин (СССР). №2927240/18-10; Заявлено 07.03.80; Опубл. 07.01.82, Бюл. №1.

25. Цифровое устройство управления весовым дискретным дозированием: А.с. 932258 СССР, МКИ G 01 G 3/147, G 01 G 13/28 / Н.Б. Копытчук, В.В. Скалевой, Е.А. Дашевский (СССР). №3003215/18-10; Заявлено 12.09.80; Опубл. 30.05.82, Бюл. №20.

26. Автокомпенсатор для тензометрических весов: А.с. 1044998 СССР, МКИ G 01 G 3/147 / Н.Б. Копытчук, А.А. Рассохин (СССР). №3403479/18-10; Заявлено 09.03.82; Опубл. 30.09.83, Бюл. №36.

27. Устройство для взвешивания железнодорожных составов: А.с. 1089427 СССР, МКИ G 01 G 19/04 / А.Н. Григорьев, Ю.Н. Борисов, Е.А. Дашевский, Н.Б. Копытчук, В.Н. Компаниец, А.М. Краковский, А.И. Немченко, В.А. Окунь, А.А Субботин (СССР). №3473304/18-10; Заявлено 19.07.82; Опубл. 30.04.84, Бюл. №16.

28. Устройство для взвешивания движущихся железнодорожных составов: А.с. 1362943 СССР, МКИ G 01 G 19/04 / Е.А. Дашевский, Н.Б. Копытчук, А.Н. Григорьев, А.П. Литовченко, В.П. Глейзер, Б.В. Апарин, А.П. Спиридонов, М.П.Волканин (СССР). №4116087/24-10; Заявлено 28.07.86; Опубл. 30.12.87, Бюл. №48.

29. Цифровой интерполятор: А.с. 1460726 СССР, МКИ G 06 F 15/353 / С.Г. Таранов, О.Л. Карасинский, Н.Б. Копытчук, Д.Ю.Тульчинский, Ю.П. Костенко (СССР). №4213322/24-24; Заявлено 18.03.87; Опубл. 23.02.89, Бюл. №7.

30. Пат. 23141А Україна, МКИ G 01 N 21/64. Люмінесцентний газоаналізатор: Пат. 23141А Україна, МКИ G 01 N 21/64 / Р.Г. Джагупов, Є.Б. Плавінський, М.Б. Копитчук, С.Г. Пономарьов, В.В. Семенов, Є.М. Круглов, Ю.А. Чичикалюк (Україна). №97031224; Заявл. 19.03.97; Опубл. 30.06.98, Бюл. №3.

31. Пат. 35721 Україна, МКИ G 01 G 03/00. Спосіб перевірки гир великої маси: Пат. 35721 Україна, МКИ G 01 G 03/00 / І.А. Абарбарчук, В.О. Чечкін, М.П. Нікітінський, М.Б. Копитчук (Україна). №98031343; Заявл. 17.03.98; Опубл. 17.06.2002, Бюл. №6.

32. Пат. 34198А Україна, МКИ G 01 G 23/36. Ваговимірювальний пристрій: Пат. 34198А Україна, МКИ G 01 G 23/36 / М.Б. Копитчук, М.П. Нікітінський (Україна). №99063295; Заявл. 15.06.99 р.

33. Копытчук Н.Б. Иерархические информационные измерительные системы для электроэнергетики // Тезисы докладов Всесоюзной конференции “Автоматизированные системы управления технологическими процессами и производствами непрерывного и непрерывно-дискретного типов в энергетике, химии, нефтехимии и металлургии”. М.: ЦНИИКА. 1987. С.9.

34. Оптоэлектронные газоанализаторы метана, диоксида углерода, кислорода / Р.Г. Джагупов, Е.Б. Плавинский, Н.Б. Копытчук, Б.А. Матвеев, В.В. Семенов, Е.М. Круглов, Ю.А. Чичикалюк, С.Г. Пономарев, В.Н. Седых // Матеріали першої міжнародної конференції “Наука і освіта ‘98”. Том 9. Дніпропетровськ: “Наука і освіта”. 1998. С.380.

35. The luminescence sensor of oxygen / E.B. Voloshanovsky, E.B. Plavinsky, N.B. Kopytchook, V.V. Martynenko // Workshop “Sensors springtime in Odessa”. Odessa: Nexuspan. 1998. S. 22.

36. Плавинский Е.Б., Копытчук Н.Б. Оптоэлектронный люминесцентный газоанализатор // Труды первой международной научно-практической конференции «Современные информационные и электронные технологии». Одесса: ОГПУ. 2000. С. 100-101.

37. Копытчук Н.Б., Шендрик Е.В. Использование модифицированного метода наименьших квадратов для оценки параметров сигнала при ограниченном времени наблюдения // Труды первой международной научно-практической конференции «Современные информационные и электронные технологии». Одесса: ОГПУ. 2000. С. 27-29.

38. Копытчук Н.Б., Шендрик Е.В. Повышение точности метода наименьших квадратов посредством интегрирования // Праці міжнародної конференції з управління “Автоматика-2001”. Том 1. Одеса: ОДПУ. 2001. С. 77-79.

39. Копытчук Н.Б., Огинский В.Н., Олещук О.В. Распознавание символов с помощью развертки изображения // Праці міжнародної конференції з управління “Автоматика-2001”. Том 2. Одеса: ОДПУ. 2001. С. 152-154.

40. Копытчук Н.Б., Камышева Н.А. Обработка тензометрического сигнала на основе дискретного Wavelet-преобразования // Труды третьей международной научно-практической конференции «Современные информационные и электронные технологии». Одесса: ОНПУ. 2002. С. 68-69.

41. Копитчук М.Б., Олещук О.В. Попередня обробка зображень // Праці шостої всеукраїнської міжнародної конференції “Оброблення сигналів і зображень та розпізнавання образів”. К.: Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова 2002. С. 127-130.