Вісник Національного технічного університету «ХПІ». Серія: Нові рішення у сучасних технологіях

МЕТОД ВИЯВЛЕННЯ АТАК ТИПУ FALSE DATA INJECTION У СИСТЕМАХ ОЦІНКИ СТАНУ SMART GRID НА ОСНОВІ LSTM-АВТОЕНКОДЕРА

Валерій Магро — 2026-06-05

АНОТАЦІЯ Стаття присвячена розробці методу виявлення атак типу False Data Injection (FDI) у системах оцінки стану інтелектуальної енергосистеми (Smart Grid) на основі рекурентної нейронної мережі — LSTM-автоенкодера. Актуальність дослідження зумовлена зростаючою кількістю цілеспрямованих кіберфізичних атак на об’єкти критичної інфраструктури, зокрема підстанції та SCADA-системи розподільчих мереж. FDI-атаки здатні обходити традиційні алгоритми виявлення помилкових вимірювань, що базуються на χ²-статистиці, та становлять безпосередню загрозу для коректної оцінки стану мережі. У роботі запропоновано метод, що поєднує пасивний моніторинг телеметрії PMU/WAMS з моделлю LSTM-автоенкодера для виявлення аномалій у часових рядах вектора стану кіберфізичної системи. Теоретична модель верифікована на відкритому наборі даних HAI (HIL-based Augmented ICS Security Dataset) та синтетичних сценаріях FDI-атак, змодельованих на топології IEEE 14-Bus. Змодельовані результати демонструють досягнення точності виявлення 97,3%, F1-міри 0,961 при часі виявлення до 3 секунд і ймовірності хибної тривоги не більше 2,1%. Запропонований підхід перевершує базові методи (SVM, Random Forest, ізольований Autoencoder) за сукупністю показників якості. Наукова новизна полягає у застосуванні адаптивного порогу реконструкційної похибки LSTM-автоенкодера з урахуванням часової залежності між вимірюваннями телеметрії PMU, що підвищує стійкість до навмисного ухилення від виявлення.

АНАЛІЗ ІНТЕЛЕКТУАЛЬНИХ МЕТОДІВ ВИЯВЛЕННЯ КІБЕРІНЦИДЕНТІВ У АТОМНІЙ ЕНЕРГЕТИЦІ НА ОСНОВІ ОДНОКЛАСОВОГО НАВЧАННЯ

Степан Лис — 2026-06-05

У роботі представлено концептуальний зсув у підходах до забезпечення кібербезпеки та технічної надійності атомних електричних станцій (АЕС). Замість традиційної реактивної класифікації відомих атак запропоновано проактивне моделювання «нормального стану» об’єкта (Normal State Recognition), яке дозволяє виявляти будь-які відхилення від фізично обґрунтованої поведінки системи. Це є актуальним з огляду на критичний дефіцит емпіричних даних про кіберінциденти в атомній енергетиці та обмеженість сигнатурних методів у протидії атакам «нульового дня». Обґрунтовано застосування методів однокласового навчання (One-Class Classification, OCC), які навчають алгоритми розпізнавати адекватну поведінку системи без потреби у великих масивах аварійних даних. Для формалізації нормального стану використано чотирьох елементну схему аналізу «режим-стан-об’єкт-взаємозв’язок», що забезпечує структуроване представлення багатовимірного простору даних. Досліджено внутрішні принципи функціонування сучасних архітектур – автоенкодерів (AE/TSAE) та Isolation Forest (iForest), здатних ідентифікувати приховані закономірності та мікроаномалії на ранніх етапах, до виникнення критичних станів.

ІНФОРМАЦІЙНА СИСТЕМА КЛАСИФІКАЦІЇ ДОСТОВІРНОСТІ НОВИН НА ОСНОВІ ДВОНАПРАВЛЕНИХ РЕКУРЕНТНИХ НЕЙРОННИХ МЕРЕЖ

Ольга Лозинська — 2026-06-05

У роботі досліджено проблему автоматизованого виявлення дезінформації в сучасному інформаційному просторі. Запропоновано інформаційну систему аналізу новинного контенту, побудовану на основі методів машинного навчання, опрацювання природної мови та глибоких нейронних мереж. Основою системи є багатовихідна модель із використанням двонаправлених рекурентних нейронних мереж, що забезпечує врахування контексту тексту та підвищення точності класифікації. Особливістю запропонованого підходу є реалізація змагального навчання між генератором і детектором фейкового контенту, що дає змогу адаптувати систему до нових стратегій створення дезінформації. Розроблена система виконує бінарну класифікацію новин за ознакою достовірності, а також прогнозує можливого автора та джерело публікації. Для підготовки даних застосовано процедури очищення тексту, токенізації та паддінгу, а також кодування категоріальних ознак. Для реалізації програмного забезпечення використано бібліотеки TensorFlow/Keras та Gradio. Проведене експериментальне тестування підтвердило ефективність системи у виявленні як фейкових, так і достовірних новин. Результати тестування підтвердили здатність моделі розпізнавати характерні мовні ознаки фейкових і достовірних повідомлень, зокрема сенсаційність, емоційність та формальний стиль викладу. Значення метрики F1 на тестових даних становить 78 %, що свідчить про задовільну точність роботи прототипу, а середній час опрацювання запиту до 250 символів склав 2,7 секунди. Проведені експерименти також підтвердили коректність функціонування модулів попереднього опрацювання тексту, нейромережевої моделі та вебінтерфейсу користувача. Запропоноване рішення може бути використане для автоматизованого моніторингу інформаційного простору та протидії поширенню дезінформації. Подальший розвиток дослідження передбачає збільшення обсягу навчального датасету, інтеграцію системи з платформами фактчекінгу та соціальними мережами, а також вдосконалення методів мультимодального аналізу текстової й візуальної інформації.

ПРИЙНЯТТЯ РІШЕНЬ НА ОСНОВІ ДАНИХ ДЛЯ ЗРОСТАННЯ ІТ-БІЗНЕСУ

Ілля Деретюк — 2026-06-05

Сьогодні рішення, що ґрунтуються на даних, стають дедалі необхіднішими, якщо не суттєвими, у сучасному бізнес-світі. У цій статті багатогранне поняття прийняття рішень на основі даних (DDDM) в ІТ розглядається з точки зору теоретичних основ, прикладної спрямованості та потенційних переваг. Розглянуто необхыдны для дослыдження основи методів, керованих даними, описано, як використовувати технологічні інструменти для розробки та підтримки додатків, керованих даними, включаючи сховища даних, інтеграцію даних та аналіз даних. Особливий акцент робиться на організаційних змінах, необхідних для безперешкодного впровадження культури, керованої даними: зміна поведінки лідерства, підвищення кваліфікації співробітників та реінжиніринг бізнес-процесів. У статті також розглянуто різні проблеми впровадження DDDM, включаючи проблеми якості даних, проблеми інтеграції технологій та опір культурі змін. Аналіз демонструє, як компанії будь-якого розміру та сфер діяльності можуть використовувати аналітику даних для оптимізації бізнес-процесів, кращого управління клієнтами та стимулювання зростання продажів. В заключному розділі статті пыдсумовано ключові висновки дослідження, а також рекомендації для організацій, які прагнуть покращити свої аналітичні можливості в надії вижити в умовах дедалі більш цифрового конкурентного середовища.

ОРГАНІЗАЦІЯ ФІЗИЧНОГО ЗАХИСТУ КОМП’ЮТЕРНИХ СИСТЕМ КРИТИЧНОЇ ІНФРАСТРУКТУРИ НА ОСНОВІ СТАНДАРТІВ ТА РЕКОМЕНДАЦІЙ МАГАТЕ

Степан Лис — 2026-06-05

Розглянуто теоретичні та практичні аспекти фізичного захисту комп'ютерних систем як невід'ємного елементу комплексної інформаційної безпеки підприємств критичної інфраструктури. Проаналізовано сучасні підходи до організації фізичного захисту відповідно до міжнародних стандартів і рекомендацій МАГАТЕ, зокрема принципи багаторівневого захисту та зональної архітектури безпеки. Визначено основні категорії заходів безпеки (технічні, адміністративні та фізичні) та обґрунтовано їх взаємодоповнюючий характер. Особливу увагу приділено ідентифікації чутливих цифрових активів, класифікації загроз фізичній безпеці комп’ютерних систем, включаючи внутрішні загрози, атаки на ланцюг постачання та ризики відмови фізичних систем захисту. Розглянуто сучасні засоби контролю фізичного доступу, захисту обладнання на рівні пристроїв, а також механізми управління конфігураціями та безпеки знімних носіїв. Запропоновано модель зональної архітектури фізичного захисту комп’ютерних систем для об’єктів критичної інфраструктури. Наведено приклад її практичного впровадження на умовному підприємстві водопостачання, що демонструє ефективність застосування запропонованого підходу. Отримані результати підтверджують, що інтеграція фізичного захисту в загальну програму комп’ютерної безпеки суттєво підвищує рівень захищеності інформаційних систем.

ДІАГРАМА СПРЯМОВАНОСТІ ПРЯМОГО СУМІЩЕНОГО ЕЛЕКТРОМАГНІТНО-АКУСТИЧНОГО ПЕРЕТВОРЮВАЧА В ІМПУЛЬСНОМУ РЕЖИМІ

Олексій Бороденко — 2026-06-05

В Україні виробляються і експлуатуються великі об’єми металопродукції різного призначення, в тому числі критичних для функціювання промисловості і господарства. Якість такої продукції в значній мірі забезпечується використанням ультразвукових методів контролю. Робота ультразвукових дефектоскопів і товщиномірів може забезпечувати надійність контролю у випадку відповідності отриманих результатів дійсності. Одним із факторів, що суттєво впливає на результат контролю є діаграма спрямованості ультразвукового перетворювача, який формує ультразвукове поле в об’ємі металовиробу. Ультразвукове поле повинно бути вузьким, мати мінімальні бокові пелюстки по відношенню до центрального робочого променя тощо. Такі вимого характерні як для традиційних контактних сенсорів, так і для електромагнітно-акустичних перетворювачів. Діаграми спрямованості для прямих суміщених електромагнітно-акустичних перетворювачів на цей час вивчені недостатньо. Тому в виконаних дослідженнях в спрощеному вигляді розроблена фізико – математична модель перетворення імпульсів квазімагнітного та пакетного електромагнітного полів в ультразвукові імпульси в поверхневому шарі феромагнітного об’єкта контролю. Визначена формула для розрахунків ультразвукового поля в металевому напівпросторі. Встановлено, що для збудження вузької діаграми спрямованості ультразвукового поля значної інтенсивності центрального променя і з незначними бічними пелюстками необхідно високочастотну котушку індуктивності електромагнітно-акустичного перетворювача виконувати в вигляді періодичної структури. Моделюванням показано, що в порівнянні з традиційними підходами отриманий результат практично не має бокових пелюсток у створеному в металі ультразвуковому полі. Результати моделювання було перевірено експериментально на феромагнітних зразках в вигляді напівциліндрів радіусами 90, 70, 50 і 30 мм, для чого було створено дослідний стенд. Встановлено, що в експериментальних результатах, в порівнянні з отриманими при моделюванні, при всіх досліджених зразках діаграма спрямованості має більш гострий характер. При цьому бічних пелюсток ультразвукового поля в рамках чутливості приладів ультразвукового стенду не встановлено. Це говорить про перспективність використання імпульсних електромагнітно-кустичних перетворювачів для контролю феромагнітних металовиробів в різних областях промисловості.

ДЕГРАДАЦІЯ ПОКАЗНИКІВ ЯКОСТІ ТЕПЛОІЗОЛЯЦІЙНИХ МАТЕРІАЛІВ ПРИ ТЕПЛОВИХ НАВАНТАЖЕННЯХ

Andrey Mezerya — 2026-06-05

У роботі розглянуто деградацію показників якості теплоізоляційних матеріалів при тривалій дії теплових навантажень. Предметом аналізу є зміна теплопровідності, термічного опору, водопоглинання, міцності при стиску, стабільності геометричних розмірів та експлуатаційної придатності матеріалів у режимах підвищеної температури й тривалої експлуатації. Показано, що сам по собі тепловий вплив рідко діє ізольовано: у реальній огороджувальній конструкції він поєднується з дифузією вологи, циклічними коливаннями температури, старінням зв’язувальних компонентів, релаксацією пористої структури та локальними теплопровідними включеннями. Через це деградація має не лише матеріалознавчий, а й конструктивно-експлуатаційний характер. Для пінополімерних матеріалів одним із визначальних механізмів є зміна газового складу в порах і термоокиснювальне старіння полімерної матриці; для мінераловатних виробів – ущільнення волокнистої структури, втрата частини гідрофобних властивостей, зволоження та зміна ефективної теплопровідності; для фасадних систем із штукатурним шаром – накопичення пошкоджень у контакті шарів і зростання чутливості до вологісно-теплових циклів. Доведено, що оцінювати деградацію лише за початковим значенням коефіцієнта теплопровідності недостатньо. Для довготривалої оцінки потрібні або натурні спостереження, або прискорені випробування, які відтворюють теплове старіння, зволоження, кліматичну циклічність і зміну структури матеріалу. Розглянуто такі методи, як застосування теплового старіння, метод зрізування для піноматеріалів, прискорені погодні випробування та кінетичні моделі типу Арреніуса. Встановлено, що на практиці більшу увагу приділено динаміці теплопровідності в огороджувальних конструкціях, впливу вологості, експлуатаційній придатності фасадних систем і оцінюванню довговічності теплоізоляційних шарів. Запропоновано систему показників деградації для властивостей, що знижуються в часі, та окремо для коефіцієнта теплопровідності, який при старінні, як правило, зростає. Для інженерного прогнозування використано узагальнену температурно-часову модель деградації, у якій швидкість процесу залежить від температури за експоненціальним законом. На цій основі побудовано схематичні графіки залежності показника деградації від температури використання та тривалості експлуатації. Проведено порівняння методів зниження деградації: оптимізації сировинного складу, гідрофобізації, захисних покриттів, двошарових рішень, обмеження теплопровідних включень, керування вологісним режимом і моніторингу стану. Найперспективнішим визначено метод комплексного обмеження зволоження матеріалу та вузла в цілому, оскільки саме волога найчастіше переводить теплове старіння з повільного режиму в прискорений.

ВПЛИВ ВОЛОГОСТІ НА ЯКІСТЬ ТЕПЛОІЗОЛЯЦІЇ ПАРОПРОВОДІВ

Андрій Мезеря — 2026-06-05

У роботі розглянуто вплив вологості на показники якості теплоізоляції паропроводів з урахуванням того, що для ізоляційних систем, які працюють на поверхнях з підвищеною температурою, вологовміст не зводиться лише до локального погіршення теплозахисних властивостей, а змінює теплопровідність, термічний опір, інтенсивність лінійних тепловтрат, механічну міцність і прогнозований строк нормальної експлуатації ізоляційного шару. Вихідною передумовою є те, що в пористій або волокнистій структурі теплоізоляційного матеріалу зростання вологовмісту супроводжується частковим витісненням повітря з порового простору, збільшенням частки теплопереносу через рідку фазу, зміною густини, а за тривалої дії температури паропроводу ще й прискоренням деградаційних процесів, пов’язаних зі старінням структури, циклічним перерозподілом вологи та ослабленням гідрофобних властивостей матеріалу. Показано, що ефективне вирішення цього питання знаходиться в напрямку досліджень теплопровідності теплоізоляційних матеріалів, експериментальному визначенню їхніх властивостей, тепловологісному стану огороджувальних конструкцій та деградації теплофізичних характеристик, а також детальної розробки моделі волого-залежної теплопровідності, зв’язаного тепло- і масопереносу у зволоженій мінеральній ваті, старіння ізоляції труб при високих температурах та оптимізацію теплоізоляції перегрітих паропроводів. Показано, що універсальних числових коефіцієнтів, придатних для всіх типів ізоляції та всіх режимів експлуатації відсутні. З метою теоретичних досліджень використовуються узагальнені інженерні залежності, форма яких відповідає науковій літературі, а конкретні параметри моделей мають визначатися для вибраного матеріалу експериментально. Запропоновано формули для оцінювання впливу вологості на теплопровідність, механічну міцність та час нормальної експлуатації, а також окремо подано залежності температурного впливу та сумісного впливу вологості й температури паропроводу. Побудовано розрахункові графіки нормованих залежностей, які відображають характер зміни основних показників якості ізоляції. Отримані узагальнення доцільно використовувати при виборі теплоізоляційних матеріалів для паропроводів, при оцінюванні ризику зволоження ізоляції, а також при формуванні критеріїв технічного обслуговування, де контроль вологості повинен розглядатися як складова забезпечення енергоефективності та довговічності ізоляційної системи, а не як другорядний експлуатаційний фактор

СЕМАНТИЧНА МОДЕЛЬ ДОСТУПУ ДО ДАНИХ МОНІТОРИНГУ ЯКОСТІ ЕЛЕКТРИЧНОЇ ЕНЕРГІЇ В АВТОМАТИЗОВАНИХ ІНФОРМАЦІЙНО-ВИМІРЮВАЛЬНИХ СИСТЕМАХ

Володимир Павленко — 2026-06-05

Показано, що цифровий моніторинг якості електричної енергії в автоматизованих інформаційно-вимірювальних системах формує великі масиви часових рядів напруги та струму, показників гармонійних спотворень, несиметрії, провалів, перенапруг і переривань. Акцентовано увагу на двох проблемах: втраті семантичного контексту під час прямого доступу інтелектуальних модулів до таблиць бази даних та недостатній відтворюваності класифікації збурень без фіксації метаданих вимірювання. Запропоновано семантичну модель доступу до даних моніторингу якості електричної енергії, побудовану на використанні сервера Model Context Protocol як контрольованого шару між вимірювальним пристроєм, базою даних PostgreSQL і модулем інтелектуального аналізу. Метод розроблення моделі включає декомпозицію предметної області на вісім сутностей, формування контракту доступу, порівняння з REST API та OWL/RDF-онтологіями, а також введення механізму аудиту запитів. Розглянуто узгодження моделі з підходами Common Information Model та профілями IEC 61970. Наведено розрахункову модель для середньоквадратичної напруги, коефіцієнта гармонійних спотворень, глибини провалу і коефіцієнта несиметрії. Для контрольного сценарію отримано глибину провалу 30,0 %, залишкову напругу 70,0 %, THD 4,39 % і коефіцієнт несиметрії 2,75 %. Додано приклад JSON-структури MCP-запиту та відповіді, що демонструє відтворюваність результату через фіксацію ідентифікатора події, алгоритму та версії обробки. Результати можуть бути використані в системах цифрового моніторингу, SCADA/ADMS, навчальних лабораторіях з якості електроенергії та в дослідженнях за спеціальностями G7, G6 і F6.

ДИНАМІЧНЕ КЕРУВАННЯ СПЕКТАЛЬНИМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ ОДНОВИМІРНИХ ФОТОННИХ КРИСТАЛІВ

Геннадій Хрипунов — 2026-06-05

Методом передатної матриці проведено теоретичне дослідження впливу локальних дефектів на спектральні характеристики одновимірних фотонних кристалів, сформованих із періодично повторюваних діелектричних шарів. Проаналізовано спектри пропускання, відбиття та поглинання електромагнітних хвиль у фотонних кристалах за наявності дефектів заміщення, вставлення, двійників та поверхневих дефектів та наявності загасання в шарах. Для конструювання фотонних кристалів з заданими властивостями запропоновано підхід, заснований на використанні графіків, які ілюструють динаміку зміни положень границь зон і дефектних мод при зміні параметрів дефектного шару. Ці графіки дозволяють зручно і швидко обирати параметри дефектного шару за бажаним значенням частоти дефектної моди. Продемонстровано можливість динамічного керування положенням дефектних мод шляхом використання комбінованих дефектів за участі шару повітря, ширину якого можна змінювати в реальному часі. Наявність шару повітря також дозволяє отримати одразу дві рухомі дефектні моди в забороненій зоні. Отримані результати можуть бути корисними для проєктування приладових структур фотоніки та радіоелектроніки надвисокочастотного діапазону.

3D-ДРУК ЯК АЛЬТЕРНАТИВА ПОШУКУ ЗАПЧАСТИН ПРИ РЕМОНТІ РАДІОЕЛЕКТРОННОЇ АПАРАТУРИ В ПОЛЬОВИХ УМОВАХ

Ігор Ключник — 2026-06-05

Розглянуто застосування технологій тривимірного друку для оперативного відновлення радіоелектронної апаратури у польових умовах, в випадках обмеженого доступу до логістичної інфраструктури та як альтернативи традиційним комплектам запасних частин. Проаналізовано технічні та економічні аспекти вибору моделей тривимірних принтерів залежно від рівня конструктивної складності радіоелектронних засобів, габаритів деталей та особливостей їх експлуатації. Показано, що використання технологій тривимірного друку дозволяє виготовляти не лише окремі деталі конструкцій апаратури, а й елементи її кріплення на відповідні об’єкти установлення, деталі, монтажні вузли об’єктів установлення та комплектуючі для самих друкувальних пристроїв.Розглянуто основні етапи підготовки виробів до виготовлення методом тривимірного друку. Проаналізовано можливості автоматичного вибору матеріалів, формування технологічних параметрів друку, перевірки геометрії моделей, підготовки керуючих програм та контролю процесу виготовлення виробів. Проведено експериментальне дослідження ефективності використання штучного інтелекту для підготовки до виготовлення деталі корпусу польової радіостанції. Виконано порівняння параметрів друку, запропонованих досвідченими фахівцями та системою штучного інтелекту. Підтверджено високий ступінь відповідності отриманих рекомендацій вимогам до міцності, надійності та довговічності виробу. Проведено хронометраж підготовчих операцій та встановлено, що застосування штучного інтелекту забезпечує суттєве скорочення часу підготовки до друку завдяки автоматизації аналітичних та розрахункових процедур. Підтверджено доцільність використання штучного інтелекту для підвищення ефективності польового ремонту та зниження вимог до рівня підготовки персоналу. Показано перспективність поєднання технологій тривимірного друку, повторного використання полімерних матеріалів, багатоматеріального друку та виготовлення металевих деталей методом холодного напилення для подальшого розвитку концепції оперативного відновлення радіоелектронної апаратури безпосередньо в місцях її експлуатації.

МОДЕЛЮВАННЯ ДИНАМІКИ МОБІЛЬНИХ РОБОТІВ В УМОВАХ НЕВИЗНАЧЕНОСТІ

Андрій Носов — 2026-06-05

Сучасні автономні мобільні роботи функціонують у середовищах із суттєвою невизначеністю, що виникає внаслідок неточностей динамічних моделей, стохастичних збурень, невідомих параметрів взаємодії з поверхнею та непередбачуваних зовнішніх впливів. Метою роботи є розробка конкретизованої математичної моделі адаптивної ідентифікації динаміки мобільних роботів з явною специфікацією архітектур нейромережевих компонент, функцій втрат та методів навчання, а також верифікація працездатності через чисельний експеримент з аналізом чутливості. На основі аналізу наукових публікацій 2018–2025 років виконано порівняння дев'яти методологічних підходів за критеріями точності, обчислювальної складності, здатності до кількісного оцінювання невизначеності та придатності для роботи в реальному часі. Запропоновано гібридну модель, що інтегрує номінальну модель Ейлера–Лагранжа з ансамблевим фільтром Калмана (N = 50) для параметричної адаптації, нейромережеву корекцію на основі Deep Lagrangian Network (двошарова повнозв'язна мережа з 128 нейронами та функцією втрат з енергетичним регуляризатором) для компенсації структурної невизначеності, а також контекстно-залежну адаптивну стохастичну компоненту. Розроблено трирівневу архітектуру (PLC → Edge GPU → Edge CPU) з формалізованими інтерфейсами OPC UA та ROS2 DDS, що забезпечує час циклу 4,8 мс/крок та режим graceful degradation. Працездатність підтверджено чисельним експериментом на задачі моделювання динаміки диференціального робота на трьох поверхнях (суха, мокра, промаслена): показано зниження RMSE позиції у 5,9 разів (з 0,142 м до 0,024 м) та підвищення каліброваності 95 % довірчого інтервалу з 62,3 % до 94,1 % порівняно з детермінованою моделлю.