Збірник наукових праць "Кібернетика та комп'ютерні технології", 2026, № 1

Permanent URI for this collection

https://dr.csbc.edu.ua/handle/123456789/1812

Browse

Now showing 1 - 11 of 11

Задачі побудови спеціалізованих маршрутів на прикладі «винного шляху» Відень – Венеція
(Інститут кібернетики імені В.М. Глушкова НАН України, 2026) Єгер, Максим Дмитрович; Лефтеров, Олександр Володимирович
Вступ. «Винні шляхи» слугують одним зі стратегічних механізмів формування та зміцнення репутації регіонів, виступаючи формою колективних дій для просування як локальних продуктів, так і територій у цілому. Тому задача побудови оптимальних спеціалізованих маршрутів як для туристів, так і для туристичних компаній є актуальною та становить наочний приклад практичного застосування методів оптимізації. Мета роботи – розробити математичну модель для побудови спеціалізованого маршруту з мінімальним часом проходження та маршрутів з максимальним рейтингом винарень або з найбільшою кількістю відгуків, і підтвердження коректності моделей за допомогою результатів обчислювальних експериментів. Результати. В статті наведено змістовну поставку задачі побудови спеціалізованих маршрутів на прикладі «винного шляху» Відень – Венеція. Маршрут поділяється на три ділянки: Відень – Марібор, Марібор – Горіція та Горіція – Венеція. Задається відповідність винарень з ділянками (кожна винарня належить певній ділянці), а також визначається кількість винарень, через які маршрут обов’язково має проходити на кожній ділянці. Для розв’язання задачі запропоновано дві математичні моделі: модель для маршруту з найменшим часом, яка базується на моделі пошуку k-вершинного циклу для задачі комівояжера з обмеженнями Міллера – Такера – Земліна, та модель на основі методу послідовних уступок для побудови маршрутів з максимальним рейтингом винарень або з найбільшою кількістю відгуків. Запропоновані моделі протестовано на тестовому прикладі, що містить 23 винарні, з яких 11 належать до першої ділянки та по 7 – до другої й третьої. Для кожної ділянки кількість винарень, обов’язкових для відвідування, задано рівною одиниці. Отримані розрахунки підтверджують коректність розроблених моделей та перспективність їх подальшого практичного застосування. Висновки. В подальших дослідженнях планується визначити всі оптимальні маршрути мінімального часу, максимального рейтингу та найбільшої кількості відгуків; розширити математичну модель обмеженнями, що враховують якість вина та часові вікна (години роботи винарень); побудувати спеціалізовані маршрути з використанням методів штучного інтелекту (зокрема Gemini, Copilot тощо) та порівняти їх з оптимальними розв’язками.
Порівняння термінів: метод проти способу
(Інститут кібернетики імені В.М. Глушкова НАН України, 2026) Багацький, Валентин Олексійович; Палагін, Олександр Васильович
Метою роботи є аналіз наявних визначень термінів «метод» і «спосіб», а також рекомендації щодо розв’язання проблеми використання терміна «процес (спосіб)» у патентному та науковому законодавстві України. Щодо тлумачення суті термінів «метод» та «процес (спосіб)» існують різні підходи. Один з них зафіксовано в нормативних документах України, відповідно до яких , спосіб розглядається як конкретна реалізація певного методу. У визначенні процесу (способу) підкреслюється його спрямованість на досягнення певного технічного результату. Державні та наукові установи України не розглядають патенти на процеси (способи) як нові методи і, відповідно, як нові наукові результати. За іншої точкою зору поняття «метод» та «спосіб» тотожні і мають однаковий зміст у науці і техніці. Автори пропонують завершити гармонізацію стандартів патентного законодавства України з міжнародними нормами, зокрема, замість терміна «процес (спосіб)», використовувати міжнародний термін «метод», а терміна «продукт» – на термін «засіб». Відповідно, вид винаходу «метод» характеризуватиме наукову складову винаходу та як науковий результат у технічних науках, а вид винаходу «засіб» – відображатиме технічну новизну винаходу.
Сучасний стан та тенденції розвитку бездротових сенсорних мереж
(Інститут кібернетики імені В.М. Глушкова НАН України, 2026) Вороненко, Олександр Володимирович
Вступ. Бездротові сенсорні мережі (БСМ) або Wireless Sensor Networks (WSN) є однією з базових технологій цифрової трансформації, що забезпечує збір, передавання та оброблення даних у режимі реального часу. Їх застосування охоплюють широкий спектр сфер це екологічний моніторинг та прецизійне землеробство, промислову автоматизацію, медицину. В сучасних умовах розвитку Інтернету речей (IoT) БСМ виступають фундаментом кіберфізичних систем, інтегруючи фізичні процеси з інформаційними потоками. Наукова новизна роботи полягає в системному аналізі сучасних стандартів, архітектурних рішень і комерційних реалізацій БСМ, що дало змогу сформувати узагальнену методологію побудови бездротових сенсорних розподілених інтелектуальних систем (БСРІС). Під БСРІС у роботі розуміються БСМ які: – інтегрують сенсорні вузли з алгоритмами штучного інтелекту; – підтримають розподілене оброблення даних на рівні вузлів (edge computing); – забезпечують інтелектуальну взаємодію між сенсорами, координаторами та користувацькими системами; – орієнтовані на сценарії прийняття рішень у режимі реального часу (екологія, агросектор, медицина). Мета і завдання роботи. Метою роботи є дослідження сучасного стану та тенденції розвитку БСМ, визначення ключових викликів і принципів побудови архітектури БСРІС, а також аналіз практичних прикладів комерційних сенсорних мереж у різних сферах застосування. Для досягнення поставленої мети в роботі вирішено такі завдання: – проаналізовано еволюцію стандартів БСМ та їх інтеграцію у глобальні IoT-екосистеми; – визначено глобальні тенденції розвитку та ключові виклики сучасного етапу; – розглянуто принципи побудови архітектури БСРІС та основні архітектурні рішення; – оцінено сучасні комерційні реалізації БСМ у сферах екології, аграрного сектору, промисловості та медицини. Результати. У статті розглянуто сучасний стан ті тенденції розвитку бездротових сенсорних мереж (БСМ). Проаналізовано еволюцію стандартів (IEEE 802.15.4, ZigBee, BLE, LoRaWAN, NB-IoT), а також розвитку БСМ, зокрема глобальні тенденції масштабованості, енергоефективності та інтелектуалізації сенсорних вузлів. Визначено ключові виклики сучасного етапу розвитку БСМ, зокрема енергетичні обмеження, кібербезпеки, стандартизації та інтероперабельності. Окрему увагу приділено принципам побудови архітектури БСМ (модульність, адаптивність, масштабованість, інтероперабельність, безпека) та архітектурним рішенням (централізованим, децентралізованим, гібридним). Наведено огляд сучасних комерційних БСМ у сферах для екології, агросектору, промисловості та медицини (Bosch, Libelium, John Deere, Siemens, Philips тощо). Зосереджено роль БСМ як фундаменту цифрової трансформації та їх інтеграції у глобальні IoT-екосистеми. Висновок. Розвиток БСМ пройшов шлях від локальних енергоефективних протоколів (IEEE 802.15.4, ZigBee, BLE) до інтеграції у глобальні цифрові екосистеми (LoRaWAN, NB-IoT, ISO/IEC 30141, IIRA). Еволюція стандартів засвідчує поступове розширення функціональності, масштабованості та інтероперабельності, що створює підґрунтя для універсальних архітектур БСРІС. Глобальні тенденції розвитку БСМ визначаються впровадженням енергоефективних технологій, інтеграцією алгоритмів штучного інтелекту та edge computing, а також підвищенням вимог до кібербезпеки. Виклики сучасного етапу – енергетичні обмеження, кіберзагрози, проблеми стандартизації та потреба у гнучких архітектурах – стимулюють пошук нових рішень, що поєднують модульність, адаптивність і надійність. Принципи побудови архітектури БСРІС – модульність, масштабованість, адаптивність, інтероперабельність і безпека – формують методологічну основу для створення універсальних сенсорних систем. Архітектурні рішення еволюціонують від централізованих до гібридних моделей, які інтегрують edge computing та хмарні сервіси, забезпечуючи баланс між ефективністю та стійкістю.
Криптографічний аналіз складності та тестування симетричного блочного алгоритму WBC2
(Інститут кібернетики імені В.М. Глушкова НАН України, 2026) Баранов, Ігор Анатолійович
Вступ. Сучасні розробки у сфері блочно-орієнтованих алгоритмів спрямовані на підвищення продуктивності, зниження обчислювальних витрат та інтеграцію у квантово-захищені національні стандарти. Для посилення стійкості алгоритму WBC1 у роботі запропоновано модифікацію – алгоритм WBC2, який є сучасним симетричним блочним шифром, що розширює модель WBC1 до більш стійкої, нелінійної та гнучкої структури. WBC2 є прикладом криптографічної моделі з візуальним представленням (куб Рубіка), що дозволяє формувати унікальні операції на основі ключа. У статті детально розглянуто процес шифрування, проведено аналіз складності алгоритму і швидкості його виконання, а також наведено результати тестування. Мета роботи – описати новий симетричний блочний криптографічний алгоритм WBC2, дослідити його складніть і швидкодію, а також провести тестування. Результати. Розроблено вдосконалений симетричний блочний криптографічний алгоритм WBC2. Проведено аналіз його складності та швидкодії. На прикладах продемонстровано апробацію нового алгоритму та підтверджено його працездатність. Висновки. Алгоритм WBC2 – криптографічно стійкий метод шифрування, який забезпечує високий рівень безпеки за рахунок використання складних динамічних перестановок, циклічних зсувів, раундових перетворення, розширених S-box та дифузійних процедур. Збільшення часу обробки у WBC2 – обгрунтована плата за додаткову криптографічну складність та посилений лавинний ефект. Одним із напрямів підвищення ефективності алгоритму є застосування паралельних обчислень, що значно скорочує час виконання без втрати безпеки. Подальші дослідження спрямовані на розроблення паралельної модифікації PWBC2 та квантової версії WBCQ, яка використовує параметризоване квантове змішування (PQM) для підвищення динамічності ключа та нелінійності перетворень.
An Analysis of Visual Single Object Tracking Methods
(Інститут кібернетики імені В.М. Глушкова НАН України, 2026) Романяк, Євген С.
Вступ. Візуальне простеження (трекінг) об’єктів це важлива задача у комп’ютерному зорі, що має широкий спектр застосувань, включаючи автономну навігацію, робототехніку та задачі моніторингу. Завдання полягає в оцінці положення об'єкта у послідовності відеокадрів, виходячи з його положення на початковому кадрі. Незважаючи на значні зусилля дослідників, завдання залишається складним через такі чинники як перекриття цілі, зміни умов освітлення, розмиття в русі та деформації об’єкта. Методи простеження поділяються на короткострокові, де припускається, що ціль залишається у полі зору, і довгострокові, які обробляють зникнення об’єкта і його повторну появу. Дана стаття надає глибокий аналіз різних методів відстеження одного об'єкта, охоплюючи як традиційні підходи, такі як трекери з використанням кореляційних фільтрів та ключових точок, так і сучасні методи глибокого навчання. Мета роботи – полягає в аналізі різних алгоритмів відстеження об’єкта, як короткострокових, так і довгострокових, а також наборів даних, що використовуються для оцінки якості цих алгоритмів. Стаття має на меті розглянути основні принципи різних підходів до відстеження, включаючи кореляційні фільтри, методи, засновані на відстеженні ключових точок, і різні моделі глибокого навчання, такі як сіамські нейронні мережі, трансформери та інші. Крім того, дослідження представляє огляд популярних еталонних наборів даних, таких як VOT 2018, LaSOT і GOT-10k, та порівнює точність багатьох з розглянутих у статті алгоритмів на цих бенчмарках. Це порівняння висвітлює сильні та слабкі сторони різних підходів до трекінгу і створює основу для майбутніх напрямків досліджень, зокрема, щодо підвищення ефективності, адаптивності та швидкодії алгоритмів відстеження для застосувань у реальних задачах. Результати. Кореляційні трекери відомі своєю високою швидкістю та хорошою точністю. Ці методи використовують перетворення Фур’є для ефективних обчислень, точність яких може бути покращена за допомогою ознакового опису зображення, від HOG ознак, до представлення, отриманого глибокою згортковою нейронною мережею. Однак, вони потребують модифікацій для довгострокового відстеження, щоб справлятися зі зникненням об’єкта і зменшувати накопичення помилок. Хоча деякі з розглянутих методів враховують ці складнощі, вони не вирішують їх повністю. Трекери, що використовують ключові точки, відстежують об’єкти, ідентифікуючи та зіставляючи цікаві точки або ознаки в кадрах. Такі методи, як метод Канаде – Лукаса – Томасі, це основа, тоді як детектори SIFT або ORB підвищують стійкість до шуму та змін масштабу. Ці трекери є особливо корисними для сценаріїв, де об’єкт частково перекривається, оскільки вони можуть відстежувати підмножину точок об’єкта. Однак вони можуть мати проблеми з мало текстурованими та маленькими об’єктами. Трекери, засновані на глибокому навчанні, є значним досягненням, що перевершує традиційні методи за точністю та стійкістю завдяки їх можливостям представлення ознак зображення. Деякі глибокі трекери, такі як SiamFC чи SiamRPN, демонструють високу точність та швидкодію у реальному часі на графічному процесорі (GPU). Порівняння алгоритмів на бенчмарках, таких як VOT 2018, LaSOT та GOT-10k, показує, що підходи, засновані на глибокому навчанні демонструють вищу точність у складних сценаріях відстеження, але потребують більш значних обчислювальних ресурсів. Висновки. Алгоритми простеження об’єктів значно еволюціонували з появою методів глибокого навчання, що дозволило трекерам досягти вищої точності та стійкості порівняно з традиційними методами, наприклад, на основі кореляційних фільтрів чи ключових точок. Поява великого об’єму розмічених даних, наприклад, датасетів VOT, GOT-10k та LaSOT, стало важливим кроком у розроблені глибоких трекерів та стандартизованої основи для оцінки нових алгоритмів. Хоча методи на основі кореляційних фільтрів або ключових точок все ще використовуються, наприклад, у середовищах з обмеженими обчислювальними ресурсами, трекери, засновані на глибокому навчанні, зокрема, сіамські мережі та трансформери, показують найкращу точність. Подальші дослідження повинні зосередитися на оптимізації ефективності та адаптивності цих алгоритмів, щоб зробити їх більш придатними для застосувань у реальному часі та різноманітних реальних сценаріїв.
Метод прогнозування пропускної здатності каналу зв’язку безпілотних літальних апаратів на основі телеметричних даних
(Інститут кібернетики імені В.М. Глушкова НАН України, 2026) Кашкевич, Світлана Олександрівна; Марченко, Надія Борисівна; Дегтяр, Юрій Віталійович
У статті представлено підхід до побудови математичної моделі прогнозування пропускної здатності каналу зв’язку безпілотних літальних апаратів на основі аналізу телеметричних логів SITL. Запропонована методика враховує динамічну природу інформаційного потоку, нерівномірність інтервалів між пакетами, ймовірність втрат та коливання параметрів каналу під впливом зовнішніх і внутрішніх факторів. У роботі визначено ключові характеристики, що впливають на стійкість каналу, - швидкість надходження пакетів, обсяг корисної інформації, рівень втрат та швидкість деградації пропускної здатності. Розглянуто структуру інформаційних потоків у системі управління БпЛА та формалізовано взаємозв'язки між параметрами каналу, що дозволяє здійснювати прогноз його майбутнього стану. Мета роботи – розробити математичну модель прогнозування пропускної здатності каналу зв’язку БпЛА з використанням телеметричних логів SITL для забезпечення завчасного виявлення деградації каналу й підвищення надійності обміну даними. Результати. На основі аналізу особливостей пакетних протоколів та поведінки каналу в різних режимах навантаження побудовано математичну модель, що описує часову динаміку пропускної здатності й залежності між поточними параметрами та прогнозним значенням. Модель включає нормалізацію даних, згладжування часових рядів, оцінювання локальної швидкості зміни пропускної здатності та визначення очікуваної ефективної пропускної здатності з урахуванням втрат пакетів. Проведено моделювання у Mission Planner, в якому реалізовано різні сценарії навантаження: зміна частоти телеметрії, штучні завади, коливання SNR та збільшення інтенсивності потоків. Результати експериментів показали відповідність прогнозних даних фактичним значенням і підтвердили, що модель здатна завчасно виявляти наближення каналу до критичного стану. Особливо інформативним виявився показник похідної пропускної здатності, який різко зменшується перед виникненням пікових втрат. Висновки. Отримані результати свідчать, що математичне прогнозування пропускної здатності каналу зв’язку БпЛА на основі телеметричних логів дозволяє завчасно ідентифікувати критичні стани каналу та підвищити ефективність використання ресурсів інформаційної системи. Запропонована модель може бути інтегрована у системи реального часу для адаптації параметрів телеметрії, підвищення стійкості каналів зв’язку та забезпечення надійності передачі інформації навіть за умов нестабільного середовища та змінного навантаження.
Fast Integer Sine-Cosine Transforms of Order 4 and Simplified Sine-Cosine Transforms of Order 8
(Інститут кібернетики імені В.М. Глушкова НАН України, 2026) Луц, Ярослав
Вступ. Розроблено матричний метод побудови однонормових синус-косинусних перетворень типу II порядку 4, який має кращу ефективність порівняно з відомим синусним перетворенням типу II. Запропоновано цілочисельне однонормове синус-косинусне перетворення типу II порядку 4, а на його основі розроблено цілочисельне однонормове спрощене синус-косинусне перетворення порядку 8 із низькою обчислювальною складністю. Розглянуто швидкі алгоритми обчислення для запропонованих перетворень. Обчислювальна складність спрощеного синус-косинусного перетворення типу II порядку 8 становить лише 40 операцій, що втричі менше за обчислювальну складність відомого синусного перетворення типу VII порядку 8, а коефіцієнт стиснення на 1,5–2,3 % нижчий, як показують представлені експериментальні результати. Запропоноване цілочисельне однонормове спрощене синус-косинусне перетворення 8-го порядку може бути використане для задач аналізу та кодування зображень та сигналів, зокрема для роздільних адаптивних перетворень як альтернатива синусному перетворенню VII типу для високошвидкісних та екстремальних режимів кодування. Запропоновано два спрощені режими для адаптивних роздільних перетворень: режим A, який використовує дві комбінації з чотирьох загальних, а саме 2D косинус та косинус/синус; режим B, який використовує три комбінації з чотирьох, виключаючи варіацію синус/синус. Як альтернатива синусного перетворення типу VII у схемі роздільних перетворень для адаптивного застосування в швидкодійних режимах пропонується модифіковане синусне перетворення типу II, яке стабільно на 0,3 % краще стискає за класичне синусне перетворення типу II, і на 1,2–1,4 % відстає від синусного перетворення типу VII.
Комплексна концепція енергетичного моделювання бездротових сенсорних мереж
(Інститут кібернетики імені В.М. Глушкова НАН України, 2026) Антонова, Ганна Валеріївна
У роботі запропоновано комплексну концепцію енергетичного моделювання бездротових сенсорних мереж. Запропоновано структурну модель робочого циклу вузла з поділом на повний і неповний цикли, що дозволяє чітко виділяти фонове та активне енергоспоживання і дозволяє підвищити точність моделювання. Розроблено нову багатофакторну математичну модель енергоспоживання БСМ за вегетаційний період, яку одночасно формалізовано у скалярному та матричному вигляді. Це забезпечуює уніфікований опис вузлів, масштабованість мережі та врахування змінних режимів роботи. На основі багатофакторної моделі розроблено програмний застосунок для прогнозування енергоспоживання бездротової сенсорної мережі "Аналізатор енергоспоживання". Спеціалізовано формулу Фріса та відкалібровано модифіковану модель Вейсбергера для опису ослаблення сигналу у рослинному середовищі. На базі цих моделей запропоновано практично придатну модель ослаблення сигналу для рослинного середовища типу "фруктовий сад", адаптовану до впливу саме цього типу рослинного середовища на радіосигнал. Виконано емпіричне моделювання на основі експериментальних даних та синтез теоретичної й емпіричної моделей, що дозволило розв’язати обернену задачу визначення мінімально необхідної потужності передавання для забезпечення заданого QoS і отримати аналітичну модель адаптивного керування потужністю. Розроблено динамічну модель енергоспоживання БСМ, яка встановлює взаємозв’язок між енерговитратами та якістю зв’язку. Запропоновано коефіцієнт добової оптимізації для ієрархічного керування потужністю, що є основою для побудови методу підвищення енергоефективності БСМ.
Застосування методів теорії ігор для аналізу взаємодії валідаторів у Proof-of-Stake блокчейн-системах
(Інститут кібернетики імені В.М. Глушкова НАН України, 2026) Годлюк, Віктор Васильович
У статті розглянуто застосування методів теорії ігор для аналізу стратегічної поведінки валідаторів у блокчейн-системах із механізмом консенсусу Proof-of-Stake (PoS). Запропоновано математичну модель некооперативної гри з повною інформацією, у якій валідатори виступають раціональними агентами, що прагнуть максимізувати очікуваний виграш шляхом вибору між чесною валідацією та зловмисними діями, зокрема атакою подвійної витрати. Модель враховує ключові економічні параметри системи: винагороди за створення блоків і атестацію, комісії за транзакції, операційні витрати, розмір штрафів (slashing) та ймовірність виявлення порушень протоколу. Формалізовано функції корисності для двох основних стратегій – чесної та атакуючої, і проаналізовано умови існування рівноваги Неша, що є центральним поняттям у теорії ігор. Аналіз показує, що за наявності ефективних механізмів покарання рівновага типу "всі чесні" – стійка: окремий валідатор не має стимулу відхилятися від протокольних правил, оскільки потенційні втрати від штрафних санкцій значно перевищують можливу вигоду від здійснення атаки. Натомість, рівновага "всі атакують", хоча й є теоретично можливою, практиці залишається недосяжною через надмірну вартість встановлення контролю над більшістю стейку, що робить таку стратегію економічно нерентабельною. Кількісний приклад, побудований на основі гіпотетичної мережі з 1000 валідаторів, підтверджує ці висновки та демонструє важливість балансу між стимулами до чесної поведінки та дестимулами до зловмисних дій. У роботі підкреслено критичну роль економічної безпеки в PoS-системах, у яких стабільність забезпечується не лише технічними, а й економічними механізмами. Запропонована модель може бути використана розробниками блокчейн-протоколів для калібрування параметрів консенсусу, що сприятиме підвищенню рівня децентралізації, стійкості та довгостроковій надійності мережі. Подальші дослідження можуть бути спрямовані на розширення моделі шляхом урахування неоднорідності валідаторів, повторюваних ігор, а також аналізу інших типів атак.
Математична модель адаптивного управління потоками даних у каналах зв'язку безпілотних літальних апаратів
(Інститут кібернетики імені В.М. Глушкова НАН України, 2026) Ластівка, Олександр Іванович; Нечипорук, Олена Петрівна
Представлено концепцію побудови математичної моделі адаптивного управління потоками даних у каналах зв’язку безпілотних літальних апаратів (БпЛА). Запропонований підхід грунтується на принципах самоорганізації, пріоритетності інформації та розподілу ресурсів у режимі реального часу. У роботі визначено основні параметри адаптивності каналів зв’язку - швидкість передавання даних, затримку, втрату пакетів, стабільність сигналу та рівень навантаження. Розглянуто структуру інформаційних потоків між бортовими, наземними та мережевими компонентами системи управління, що дозволяє формалізувати взаємозв’язки між підсистемами. Мета роботи – розробка математичної моделі адаптивного управління потоками даних у каналах зв’язку БпЛА для забезпечення стійкої, синхронізованої та цілісної передачі інформації. Результати. На основі аналізу сучасних методів управління трафіком розроблено математичну модель, яка описує динамічну взаємодію між потоками даних і каналами зв’язку. Модель враховує обмеженість ресурсів, пріоритетність типів інформації та варіативність стану каналів. Здійснено формалізацію процесів адаптації шляхом введення змінних коефіцієнтів розподілу трафіку, що оновлюються залежно від поточних параметрів якості зв’язку. Побудована структурна схема інформаційної технології відображає етапи моніторингу, аналізу параметрів, прийняття рішень і корекції коефіцієнтів розподілу. Результати моделювання показали, що застосування адаптивного підходу забезпечує зменшення середньої затримки передачі та підвищення стійкості зв’язку при перевантаженні. Висновки. Отримані результати свідчать, що формалізація механізму самоорганізованого перерозподілу потоків у багатоканальних системах зв’язку БпЛА забезпечує підвищення стабільності каналів і ефективності використання ресурсів мережі. Запропонована модель може бути інтегрована у системи реального часу для оптимізації розподілу пропускної здатності, підвищення якості обслуговування та збереження цілісності переданої інформації навіть за умов змінного навантаження або впливу завад.
On the Formation of the Class Schedule at Universities with the Bologna Credit-Modular System of Education
(Інститут кібернетики імені В.М. Глушкова НАН України, 2026) Ісмібейлі, Решад; Рзаєва, Сона
Вступ. Невід'ємною складовою Болонського процесу є кредитно-модульна система навчання (ECTS – Європейська система трансферу і накопичення кредитів). У межах цієї системи формується два типи розкладів: розклад викладача та розклад студента. Кожен студент має можливість формувати індивідуальний персональний розклад відповідно до власних можливостей, уподобань і побажань з урахуванням часу проведення занять. Розклад викладачів у кредитно-модульній системі навчання має низку особливостей порівняно з традиційною організацією освітнього процесу. Це зумовлено принципом модульності, а також поділом дисциплін на блоки (обов'язкові дисципліни; дисципліни за вибором у межах спеціальності; дисципліни вільного вибору студентів, вивчення яких не є обов'язковим для конкретної освітньої програми). Однак найважливішими показниками якості розкладу в умовах кредитно-модульної системи навчання є ефективність формування тимчасових навчальних груп і можливості студентів записатися на обрані курси. Мета. Розробити та описати процес оцінювання якості розкладу занять з урахуванням усіх "м'яких" вимог і додаткових факторів, а також запропонувати відповідну математичну модель. Результати. Запропоновані методологія, математична модель та алгоритм оцінювання якості розкладу враховують "м'які" вимоги, зокрема, уподобання викладачів, рівномірність навчального навантаження, мінімізацію прогалин у розкладі та додаткові фактори. Це дозволяє кількісно визначити ступінь оптимальності розкладу в університетах, що функціонують за кредитно-модульною системою навчання. Висновки. Запропонований підхід до оцінювання якості розкладів занять в університетах, що працюють у межах Болонського (кредитно-модульного) процесу, дає змогу виявити ключові чинники, які впливають на ефективність освітнього процесу, а також окреслити напрямки його вдосконалення. Визначено та проаналізовано характеристики розкладів, що безпосередньо впливають на якість організації навчання. Особливу увагу приділено двом важливим аспектам, які часто виникають під час планування освітнього процесу в умовах кредитно-модульної системи: формуванню навчальних груп і доступності навчальних курсів. Неповні навчальні групи можуть порушувати перебіг освітнього процесу та призводити до неефективного використання ресурсів, таких як викладацького складу та аудиторного фонду, тоді як студенти нерідко не мають змоги записатися на бажані курси, що спричиняє появу не використаних часових проміжків, які могли б бути задіяні для більш затребуваних дисциплін. Такі проблеми підвищують навантаження на викладачів, адміністративний персонал і студентів, створюють конфлікти в розкладі та знижують загальну ефективність освітнього процесу. У дослідженні запропоновано багатокритеріальний підхід до оцінювання якості розкладу з використанням системи штрафних коефіцієнтів. Цей підхід забезпечує кількісну оцінку різних видів порушень, зокрема, перевантаження і недовантаження викладачів, невдоволеності студентів та проблеми із доступністю навчальних курсів. Розглядаючи ці фактори цілісно,запропонована система оцінювання забезпечує більш цілісний підхід до оцінки аналізованого розкладу. Цей підхід дозволяє визначити складові розкладу, які не оптимальні, та надає практичні рекомендації щодо покращення процесу планування.

Browse

Browsing Збірник наукових праць "Кібернетика та комп'ютерні технології", 2026, № 1 by Issue Date

Results Per Page

Sort Options