Інформаційні технології

Permanent URI for this collection

https://dr.csbc.edu.ua/handle/123456789/42

Browse

Now showing 1 - 13 of 13

Applying the Polynomial Maximization Method to Estimate ARIMA Models with Asymmetric Non-Gaussian Innovations
(https://arxiv.org/, 2025) Заболотній, Сергій Васильович; Zabolotnii, Serhii
Classical estimators for ARIMA parameters (MLE, CSS, OLS) assume Gaussian innovations, an assumption frequently violated in financial and economic data exhibiting asymmetric distributions with heavy tails. We develop and validate the second-order polynomial maximization method (PMM2) for estimating ARIMA models with non-Gaussian innovations. PMM2 is a semiparametric technique that exploits higher-order moments and cumulants without requiring full distributional specification. Monte Carlo experiments (128,000 simulations) across sample sizes and four innovation distributions demonstrate that PMM2 substantially outperforms classical methods for asymmetric innovations. For ARIMA(1,1,0) with , relative efficiency reaches 1.58--1.90 for Gamma, lognormal, and innovations (37--47\% variance reduction). Under Gaussian innovations PMM2 matches OLS efficiency, avoiding the precision loss typical of robust estimators. The method delivers major gains for moderate asymmetry () and , with computational costs comparable to MLE. PMM2 provides an effective alternative for time series with asymmetric innovations typical of financial markets, macroeconomic indicators, and industrial measurements. Future extensions include seasonal SARIMA models, GARCH integration, and automatic order selection.
Devising an approach to assessing the durability of bus body on a frame chassis
(ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», Український державний університет залізничного транспорту, 2023) Ruban, Dmytro; Kraynyk, Lubomyr; Рубан, Ганна Яківна; Ruban, Hanna; Захарова, Марія В'ячеславівна; Zakharova, Maria; Metelap, Volodymyr; Хотунов, Владислав Ігорович; Khotunov, Vladyslav; Михайлюта, Сергій Леонтійович; Mykhaylyuta, Sergiy
The object of this study is the processes and permissible limits of aging of bus bodies on the frame chassis during operation.As a result of research by simulation method, the durability of the bus on the frame chassis, was determined, which is in the range from 5 to 11 years depending on the operating conditions. The study took into account the following factors: passen-ger occupancy, microprofile of the road, bus speed, corrosion. The durability of the bus depends pri-marily on the durability of the frame and body frame. Since the frame is made of alloy steels and heat-treated, it is not repaired but replaced with a new one when cracks in the frame are formed.When determining the durability of the bus on the frame chassis, it was found that the frame has 1.5–1.8 times greater durability than the body frame itself. This is because the frame is made of alloyed materials and has an open structure. The body frame has closed cavities, which provoke the development of corrosion with the accumulation of moisture in them.A feature of the results is that previous studies considered buses only with a load-bearing body structure.The issue of durability of bodies on the frame chassis has been considered. As experience shows, the durability of bus bodies on a frame chassis depends on many operational factors. For operat-ing organizations and manufacturing plants, it is important to provide for the durability of the bus depending on the operating conditions. The results of this study will allow operating organizations to provide for scheduled repairs, as well as take measures to increase the service life of buses during operation. For manufacturing plants, the findings will make it possible to apply rational technologies and materials to form the service life of the bus body.
Estimating parameters of linear regression with an exponential power distribution of errors by using a polynomial maximization method
(ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», Український державний університет залізничного транспорту, 2021) Заболотній, Сергій Васильович; Zabolotnii, Serhii; Хотунов, Владислав Ігорович; Khotunov, Vladyslav; Чепинога, Анатолій Володимирович; Chepynoha, Anatolii; Ткаченко, Олександр Миколайович; Tkachenko, Oleksandr
This paper considers the application of a method for maximizing polynomials in order to find estimates of the parameters of a multifactorial linear regression provided the random errors of the regression model follow an exponential power distribution. The method used is conceptually close to a maximum likelihood method because it is based on the maximization of selective statistics in the neighborhood of the true values of the evaluated parameters. However, in contrast to the classical parametric approach, it employs a partial probabilistic description in the form of a limited number of statistics of higher orders. The adaptive algorithm of statistical estimation has been synthesized, which takes into consideration the properties of regression residues and makes it possible to find refined values for the estimates of the parameters of a linear multifactorial regression using the numerical Newton-Rafson iterative procedure. Based on the apparatus of the quantity of extracted information, the analytical expressions have been derived that make it possible to analyze the theoretical accuracy (asymptotic variances) of estimates for the method of maximizing polynomials depending on the magnitude of the exponential power distribution parameters. Statistical modeling was employed to perform a comparative analysis of the variance of estimates obtained using the method of maximizing polynomials with the accuracy of classical methods: the least squares and maximum likelihood. Regions of the greatest efficiency for each studied method have been constructed, depending on the magnitude of the parameter of the form of exponential power distribution and sample size. It has been shown that estimates from the polynomial maximization method may demonstrate a much lower variance compared to the estimates from a least-square method. And, in some cases (for flat-topped distributions and in the absence of a priori information), may exceed the estimates from the maximum likelihood method in terms of accuracy.
From Black-Box Confidence to Measurable Trust in Clinical AI: A Framework for Evidence, Supervision, and Staged Autonomy
(https://arxiv.org/, 2026) Заболотній, Сергій Васильович; Zabolotnii, Serhii; Holinko, Viktoriia; Antonenko, Olha
Trust in clinical artificial intelligence (AI) cannot be reduced to model accuracy, fluency of generation, or overall positive user impression. In medicine, trust must be engineered as a measurable system property grounded in evidence, supervision, and operational boundaries of AI autonomy. This article proposes a practical framework for trustworthy clinical AI built around three principles: evidence, supervision, and staged autonomy. Rather than replacing deterministic clinical logic wholesale with end-to-end black-box models, the proposed approach combines a deterministic core, a patient-specific AI assistant for contextual validation, a multi-tier model escalation mechanism, and a human supervision layer for verification, escalation, and risk control. We demonstrate that trust also depends on selective verification of clinically critical findings, bounded clinical context, disciplined prompt architecture, and careful evaluation on realistic cases. Classifier-driven modular prompting is examined as an incremental path to scaling clinical depth without sacrificing prompt performance and without waiting for complete rule-based coverage. To operationalize trust, a set of trust metrics is proposed, built on metrological principles -- measurement uncertainty, calibration, traceability -- enabling quantitative rather than subjective assessment of each architectural layer. In this perspective, trustworthy clinical AI emerges not as a property of an individual model, but as an architectural outcome of a system into which evidence trails, human oversight, tiered escalation, and graduated action rights are embedded from the outset.
FROM STATISTICAL PATTERN RECOGNITION TO EMOTION ANALYSYS: APPLICATION OF THE APPARATUS OF DECOMPOSITION IN SPAСE WITH A GENERATING ELEMENT FOR NLP MODELS
(Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України, 2026) Заболотній, Сергій Васильович; Zabolotnii, Serhii; Чепинога, Анатолій Володимирович; Chepynoha, Anatolii; Хотунов, Владислав Ігорович; Khotunov, Vladyslav
Розпізнавання емоцій у текстах є важливою задачею сучасного оброблення природної мови, де на сьогодні домінують трансформерні архітектури. Однак їхні внутрішні механізми залишаються «чорною скринькою», а якість класифікації, особливо для складних випадків, має потенціал для покращення. У цій роботі запропоновано новий гібридний підхід, який поєднує потужність сучасних мовних моделей з глибоким аналізом їхніх векторних представлень за допомогою адаптації класичного методу статистичного розпізнавання образів, що ґрунтується на розкладі в просторі з порідним елементом (просторі Кунченка). Метод дає змогу згенерувати новий набір «статистико-геометричних» ознак на основі похибки реконструкції векторного представлення текстових повідомлень відповідних класів. Експерименти на українському (EMOBENCH-UA) та англійському (EmoEvent) наборах даних показали, що запропонований гібридний підхід забезпечує статистично значуще підвищення яккості класифікації. Дослідження також виявило ключові умови ефективності методу: він є потужним «уточнювачем» для моделей, донавчених на цільовій задачі, але неефективний на «сирих», неспеціалізованих векторних представленнях. Встановлено, що вибір базисних функцій для реконструкції є важливим гіперпараметром, що дає можливість адаптувати метод до специфічної геометрії простору даних.
Local-First Clinical Text Structuring with Fine-Tuned MedGemma for Readmission Risk Assessment
(https://zenodo.org, 2026) Заболотній, Сергій Васильович; Zabolotnii, Serhii; Holinko, Viktoriia
Background. Unstructured clinical notes remain a bottleneck for deployable healthcare AI; cloud-dependent pipelines raise privacy and infrastructure barriers. Methods. We present MedGemma StructCore, a local-first two-stage extraction pipeline using compact MedGemma 4B models. Stage 1 applies Schema-Guided Reasoning to summarize notes into structured JSON across nine clinical clusters. Stage 2 projects summaries into canonical KVT4 (Cluster|Keyword|Value|Timestamp) facts via a LoRA-adapted model. Deterministic normalization, a signal-integrity gate, and offline hybrid regeneration audit and reduce silent objective signal-loss between stages. Prompt KV-cache reuse yields +10.6% speedup with bit-exact output [Verified]. Results. On MIMIC-IV (N=50,000; patient-level split; Ntest=9,857), the tabular baseline (A4) achieves AUROC 0.685 (95% CI 0.670–0.699) [Verified]. On the full canonical test split (Ntest=9,857), under a constrained training regime (Ntrain=1,500, Nval=400), A3factlevel achieves AUROC 0.659, AUPRC 0.321, and Brier 0.145. Against a fair tabular refit baseline (LogReg and XGBoost) with the same training split and demographic covariates, A3factlevel improves AUPRC and Brier [Verified], while AUROC uplift is small and not statistically verified [Preliminary]. Notably, XGBoost does not outperform logistic regression on the same feature set, confirming that downstream gains are attributable to KVT4 features rather than estimator choice. As a post-closure continuation branch, direct typed downstream fusion of four high-signal semantic labels improves the current Stage 2 baseline on the same canonical split and yields a verified AUPRC gain over the canonical A4 tabular arm [Verified], while remaining near-parity rather than clearly superior to A3factlevel. KVT4 format validity is 99.74%; a signal-integrity audit (N=4,000) finds 15.55% doc-level objective loss (among admissions with Stage 1 numeric vitals/labs), reduced to 8.48% by offline hybrid regeneration without additional LLM calls. Structured-reference validation now includes a large LABS benchmark on the full canonical test split and a preliminary VITALS benchmark path with chartevents-backed BP/Weight evaluation. A model scaling pilot replacing Stage 1 with GPT4.1-mini confirms that moderate LABS micro-F1 (≈0.52 ceiling) reflects reference-alignment mismatch rather than model capacity [Preliminary, N=200]. Conclusion. The primary contribution is reliable, auditable local-first clinical text structuring infrastructure running on consumer hardware. On the canonical test split, factlevel KVT tokenization improves precision–recall and probabilistic accuracy metrics (AUPRC, Brier) over a tabular refit baseline (Verified); AUROC uplift is small (Preliminary). Direct typed downstream fusion now provides the strongest verified continuation path over the current Stage 2 baseline, suggesting that typed semantic signals are a more promising next optimization target than further free-form Stage 2 generator variants. The current revision package therefore supports a conservative conclusion: notes-derived KVT4 facts add useful predictive signal, but stronger extraction-quality and fairness claims still require further validation.
Matrix method of parallel decomposition for minimization of symmetric Boolean functions in the form of extended polynomial
(Черкаський державний технологічний університет, 2018) Бурмістров, Сергій Владиславович; Burmistrov, Sergii; Панаско, Олена Миколаївна; Panasko, Оlena; Ковальська, Н.В.
A matrix method of parallel decomposition in order to minimize symmetric Boolean functions in orthogonal form of representation in the form of extended polynomial by modulus 2 has been developed. Symmetrical Boolean functions are characterized by the fact that they are not minimized in classical form of representation, but well – in the form of Zhegalkin polynomials. Compared to Zhegalkin polynomials, extended polynomials have better indicators of the complexity of implementing digital devices by total coefficient SL (1.49 times) and by total coefficient SAD (2.37 times) due to a slight deterioration of the total coefficient SS (deterioration of 1.293 times). The coefficient SS is less important for the development of digital devices than the coefficients SL and SAD. Another advantage of using extended polynomials consists in the use of the idea of polarization of inputs of Boolean functions. Due to this, this method can be used as a powerful component of complete matrix method of parallel decomposition for obtaining a complex minimal form of Boolean functions, which has the best indicators of the complexity of digital blocks implementation due to a slight decrease in the speed of their work. Unlike Zhegalkin polynomials having only one variant of the minimal form, an extended polynomial can have several minimal forms with the same complexity of implementation, that is essential for minimizing the systems of Boolean functions. An essential feature of implementation of the method consists in the use of ready-made expanded matrices and tables of a complete list of conjunctive sets, which significantly accelerates the process of minimization in time.
Matrix method of receiving the full composition of the groups of relativity of Boolean functions
(Черкаський державний технологічний університет, 2018) Бурмістров, Сергій Владиславович; Burmistrov, Sergii; Panasko, Оlena; Vakulenko, D.V.
The article describes a matrix method for obtaining the full composition of the groups of relativity of Boolean functions on the basis of a universal permutation matrix. This method makes it possible to obtain the full composition of the group of relativity on the basis of one Boolean function of its composition, the name of the group of relativity (the smallest binary number of Boolean function in the group), to construct the minimal form for any of Boolean functions of the group without the process of minimization if at least one function from the group of relativity is already minimized. The phenomenon of the groups of relativity in symbolic logic is due to the problem of numerology. It is due to the fact that all arguments of Boolean function are absolutely equal, but when constructing a truth table, columns must be put in a certain order. As a result, there are large groups of functions having the same properties, because they have the same internal structure. The advantage of group data is that they completely cover the full range of Boolean functions without overlapping one another. This makes it possible to significantly reduce the number of objects studied within the complete set L(n) of all Boolean functions f(n) by examining only one Boolean function from the whole group. The full composition of the group of relativity based on the truth table of the function can be formed by performing two equivalence operations – by rearranging columns of arguments in places or by replacing the arguments columns with their inverses, without changing in both cases the values in the column of the result. It is these actions that underlie the implementation of the method. To simplify the implementation of the method, recursive procedures are replaced by cyclic ones. This method is developed as a working tool for studying the relationships between the groups of relativity in terms of the decomposition of Boolean functions in order to find new effective methods of minimization/
Modernization of self-movable fixing devices based on vernam's cipher analogue
(Черкаський державний технологічний університет, 2018) Бурмістров, Сергій Владиславович; Burmistrov, Sergii; Panasko, Оlena; Laitarov, O.D.
In the article a functional scheme of encryption device, which is the realization of one of the variants of modernization of the Lorenz German stationary encryption machine, is developed. The device works by superposing the ciphertext on the main text of messages. It also has absolute cryptographic stability, provided that it uses conditions similar to those of the Lorentz operation, but does not use the Vernam encryption system. The advantage of the proposed character encryption device is the much more powerful ciphertext alphabet. It consists of (n-1)! times more characters than in Vernam's cipher. This significantly increases the cryptostability of the system. Unlike the Vernaim cipher, in the proposed encryption device, the ciphertext encoding does not equal the decryption ciphertext. Therefore, in order to unify the receiver and transmitting part of the device in its design, it is proposed to introduce an additional block – a block of formation of the reverse ciphertext, which automatically generates ciphertext encoding on the basis of ciphertext decoding. The basis of this project is a special software complex designed to calculate the principle electric circuit of the block of formation of the reverse ciphertext, which automatically generates ciphertext encoding on the basis of ciphertext decoding
PMM2-ARIMA Reproducibility Package
(https://zenodo.org, 2025) Заболотній, Сергій Васильович; Zabolotnii, Serhii
This repository provides complete reproducibility materials for the research paper on Polynomial Maximization Method of order 2 (PMM2) for ARIMA parameter estimation. It includes all R scripts, data, and documentation needed to regenerate the empirical results, Monte Carlo simulations, and visualizations presented in the manuscript.
Reconfigured CoARX architecture for implementing ARX hashing in microcontrollers of IoT systems with limited resources
(Lublin University of Technology, 2025) Заболотній, Сергій Васильович; Zabolotnii, Serhii; Розломій, Інна Олександрівна; Rozlomii, Inna; Yarmilko, Andrii; Naumenko, Serhii
This paper presents CoARX – a reconfigurable coarse-grained architecture tailored for the efficient implementation of ARX-based hash functions in resource-constrained IoT microcontrollers. The architecture is designed to support various cryptographic algorithms based on addition, rotation, and XOR operations, offering a balance between performance, energy efficiency, and hardware simplicity. CoARX employs configurable processing elements with local memory, adaptive routing, and support for both 32-bit and 64-bit operations, making it suitable for implementing lightweight hash functions such as Skein-512, BLAKE-256, and ChaCha20. The study introduces a set of configuration templates enabling dynamic switching between cryptographic modes without modifying the hardware structure. For each algorithm, specific optimization strategies are proposed, including staggered round scheduling for Skein, SIMD-based vector masks for BLAKE, and memoryless route switching for ChaCha20. The dataflow between clusters is optimized using parallel graph decomposition and cluster overlap to minimize routing delays. Experimental results demonstrate that CoARX achieves up to 35% higher performance compared to FPGA-based solutions and over twofold improvement compared to STM32 implementations. The architecture also reduces energy consumption by up to 3× and minimizes memory footprint by 30–60%, depending on the algorithm. These advantages make CoARX a promising platform for secure data processing in embedded and real-time IoT systems operating under limited energy and memory constraints.
Перспективи застосування альтернативних форм представлення логічних функцій в задачах синтезу цифрових пристроїв
(Nowa Perspectywa Sp. z o.o., 2018) Панаско, Олена Миколаївна; Бурмістров, Сергій Владиславович
В статті розглянуто можливості та перспективи застосування альтернативних форм представлення логічних функцій в задачах синтезу цифрових пристроїв, розглянуто концепцію оптимальної форми представлення логічних функцій як важливого напрямку структурного вдосконалення цифрових пристроїв на основі реалізації логічних функцій в альтернативних формах представлення. Дана концепція враховує різноманітні форми представлення логічних функцій, обумовлює високу ефективність застосування альтернативних форм представлення з точки зору параметрів структурної складності реалізації комбінаційних схем у порівнянні з традиційною класичною формою представлення. В статті окреслено чинники для подальшого вдосконалення концепції оптимальної форми представлення шляхом наповнення її новими науковими досягненнями, що дозволить повністю або частково зняти труднощі відносно впровадження оптимальної форми представлення в широку інженерну практику.
Індексний метод мінімізації булевих функцій
(Черкаський державний технологічний університет, 2023) Бурмістров, Сергій Владиславович; Burmistrov, Sergii; Хотунов, Владислав Ігорович; Khotunov, Vladyslav; Захарова, Марія В'ячеславівна; Zakharova, Maria; Михайлюта, Сергій Леонтійович; Mykhaylyuta, Sergiy; Люта, Майя В'ячеславівна; Liuta, Maiia
У роботі представлено новий метод мінімізації, що реалізує булеву функцію у класичній мінімальній формі представлення шляхом направленого перебору можливих шляхів мінімізації за критеріями необхідної і достатньої умови – індексний метод. Цей метод є продовженням еволюційного розвитку методів мінімізації шляхом зменшення значення базисного коефіцієнта К: методу мінімізації по частинах, методу паралельної декомпозиції шляхом зменшення К, матричного методу паралельної декомпозиції. Еволюція методів шляхом зменшення значення базисного коефіцієнта К йде шляхом досконалого вивчення будови та структурної організації множини булевих функцій, детального аналізу сильних і слабких сторін уже існуючих попередніх варіантів методів, виявлення критичних місць, що суттєво сповільнюють процес мінімізації, та пошуку альтернативних шляхів прискорення процесу мінімізації. Індексний метод розроблено на основі використання нового способу запису окремих булевих функцій у вигляді індексів значущих рядків таблиці істинності. Завдяки такій формі запису вдалося як реалізувати сильні сторони, шо використовували попередні методи, так і значно поліпшити слабкі етапи попередніх методів, що в цілому дає великий виграш у часі мінімізації. Перевагою методу є двоетапна мінімізація процесу, що дає можливість безпосередньо не використовувати критерій спрямованого сортування. При формуванні повного списку елементів одразу отримують елементи остаточної відповіді без зазначення проміжних результатів. Структурні елементи методу – повний набір можливих елементів кінцевої відповіді для булевих функцій, що містить одну кількість аргументів для значення базового коефіцієнта K=1...n, – формуються ще до початку виконання методу і використовуються як табличне значення. При реалізації методу в стовпцях таблиці істинності обробляються тільки одиниці без нулів, що зменшує кількість об'єктів обробки. Метод реалізується дворівневою обробкою стовпців – перевіркою необхідних і достатніх умов. Машинна реалізація методу використовує розпаралелювання процесу мінімізації. Все це істотно скорочує час мінімізації – основну цінність, що відрізняє цей метод від інших. Розроблений метод мінімізації є однією зі складових частин створення програмного коду, що є основою розробки фрактального комп’ютера. Головною особливістю фрактального комп’ютера є наявність у його програмному коді фрактальних (негладких) функцій, що дозволить радикально розширити його можливості в окремих областях обчислень. На сьогоднішній день жоден iз сучасних комп'ютерів не використовує ці функції в програмному коді.

Browse

Browsing Інформаційні технології by Subject "TECHNOLOGY"

Results Per Page

Sort Options