Науковий вісник Херсонської державної морської академії

Титул

Галина Анатоліївна Врублевська — 2026-01-23

Зміст

Галина Анатоліївна Врублевська — 2026-01-23

ЦИФРОВА МОДЕЛЬ КОМПЕТЕНЦІЙ СУДНОВОДІЯ НА ОСНОВІ АНАЛІЗУ КВАЛІФІКАЦІЙНИХ ВИМОГ STCW

М. Масьонкова — 2026-01-23

Стаття присвячена розробці цифрової моделі компетентностей моряків, яка забезпечує автоматизований відбір кандидатів на основі аналізу їх відповідності кваліфікаційним вимогам STCW. Представлено комплексний підхід до оцінювання компетентностей кандидатів через тристадійний алгоритм scoring-оцінювання, що включає обов'язковий скринінг сертифікатів, бальне оцінювання додаткових кваліфікацій та ранжування претендентів з урахуванням досвіду роботи. Систематизовано кваліфікаційні вимоги конвенції STCW для восьми категорій суднового персоналу від Master до Ordinary Seaman з чітким розмежуванням обов'язкових і опціональних сертифікатів. Розроблено Python-алгоритм автоматизованого рейтингування, який формує TOP-10 найкваліфікованіших кандидатів для конкретних вакансій протягом десяти хвилин замість традиційних двох-трьох днів ручної обробки. Проведено тестування системи на базі даних двохсот кандидатів компанії Tsakos Shipmanagement. Результати показали загальний рівень відхилення 52,5% кандидатів через невідповідність обов'язковим вимогам, при цьому старші офіцерські позиції демонструють вищі показники відхилення (60,2%) порівняно з молодшими посадами (48,3%). Валідація підтвердила 87,5% узгодженості з оцінками досвідчених HR-менеджерів та 98,7% скорочення часу обробки. Запропонована модель забезпечує стандартизацію рекрутингових процесів у морській індустрії, підтримує суворе дотримання міжнародних стандартів сертифікації та надає цінну аналітику для оптимізації стратегій підбору морського персоналу.

ЕФЕКТИВНІСТЬ ЗАСТОСУВАННЯ ВІЗУАЛЬНО-МОВНИХ МОДЕЛЕЙ (VLM) ДЛЯ РОЗПІЗНАВАННЯ НАЗЕМНИХ ПРЕДМЕТІВ У БАГАТОРІВНЕВІЙ EDGE–CLOUD АРХІТЕКТУРІ БПЛА

С. Роботько — 2026-01-23

Предметом дослідження є методи автоматизованого аналізу відеопотоку з безпілотних літальних апаратів (БПЛА) для задач гуманітарного розмінування. Робота присвячена актуальній проблемі підвищення надійності дистанційного виявлення вибухонебезпечних предметів (ВНП) в умовах, коли традиційні методи є повільними, а повна передача відеопотоку на сервер обмежена пропускною здатністю каналів зв’язку. Метою роботи є порівняльний аналіз ефективності сучасних візуально-мовних моделей (VLM) – GPT-4.1 Vision та Gemini 2.5 Flash – та визначення їх ролі у запропонованій багаторівневій системі обробки даних. Методологія дослідження базується на проведенні натурного експерименту з використанням спеціально сформованого датасету (2500 кадрів, отриманих з БПЛА в Україні, США та Італії), що містить зображення мін типів ПФМ-1, ПМН-3 та РМА-2 на різному фоні. Застосовано методи інженерії запитів (prompt engineering) для адаптації універсальних моделей до специфічної ролі «інспектора безпеки» та статистичний аналіз результатів із залученням ручної експертної валідації 1189 зображень. Наукова новизна полягає в обґрунтуванні концепції використання VLM не як автономних детекторів, а як «семантичного фільтра» (Verification Module) на хмарному рівні. Це дозволяє реалізувати розпізнавання нових типів загроз (open-vocabulary detection) без необхідності тривалого перенавчання нейромереж. Експериментально встановлено, що модель Gemini 2.5 Flash демонструє вищу точність на рівні окремих кадрів (67,6 %), надаючи детальні пояснення з просторовими орієнтирами, тоді як GPT-4.1 Vision забезпечує кращу чутливість на рівні об’єктів, виявивши 28 з 29 цілей. Доведено критичний вплив формулювання текстового запиту: перехід від базового промпта до спеціалізованого підвищив точність розпізнавання з 14 % до 62 %. Практичне значення роботи полягає у розробці схеми побудови мапи ризиків на основі консенсусу моделей, де зони подвійного підтвердження отримують найвищий пріоритет перевірки. Запропонована архітектура Edge–Local–Cloud дозволяє інтегрувати потужні VLM без критичного навантаження на канали зв’язку та енергоспоживання дрона. У висновках зазначено, що для досягнення необхідного рівня безпеки VLM доцільно використовувати виключно у складі мультисенсорних систем (оптика, металодетекція, магнітометрія) як інструмент додаткової верифікації.

УМОВНА ОПТИМІЗАЦІЯ КЕРУВАНЬ СУДНА З ДОДАТКОВОЮ ВІТРОРУШІЙНОЮ СИСТЕМОЮ

С. М. Зінченко — 2026-01-23

Морська галузь стикається зі значними викликами через дедалі жорсткіші законодавчі вимоги щодо скорочення викидів шкідливих речовин в атмосферу та покращення клімату. Серед широкого спектра технологій та паливних рішень, що розглядаються в цьому контексті, одними з найперспективніших є додаткові вітрові рушійні системи (WAPS), які можуть суттєво зменшити споживання палива суднами та, як наслідок, зменшити викиди парникових газів та інших шкідливих речовин в атмосферу. Відомі рішення дозволяють зменшити витрати палива за рахунок використання енергії вітру, які полягають у розрахунку оптимальних керувань лише для вітрорушіїв. Об’єктом дослідження є процеси пошуку оптимальних керувань для об’єднаної структури виконавчих пристроїв судна, яка включає традиційні керування (гвинт, стерно) та додаткові вітрорушії. Розроблено метод керування рухом судна з додатковими вітрорушіями, який дозволяє ще більше зменшити витрати палива. Це досягається шляхом знаходження оптимальних керувань для об’єднаної структури виконавчих пристроїв судна шляхом вирішення у бортовому обчислювачі автоматичної системи керування задачі умовної оптимізації з обмеженнями типу рівностей та нерівностей. Обмеження типу рівностей забезпечують створення необхідних для підтримування заданого руху сил і моментів, а обмеження типу нерівностей враховують допустимі діапазони зміни керувань. Отримані результати можуть бути використані при розробці математичного забезпечення систем керування автономними суднами, або математичного забезпечення модулів автоматичного керування в автоматизованих системах.

СИНТЕЗ ТА ДОСЛІДЖЕННЯ КОМБІНОВАНОГО КАСКАДНОГО РЕГУЛЯТОРА З ВИПЕРЕДЖУВАЛЬНОЮ КОМПЕНСАЦІЄЮ ДЛЯ КЕРУВАННЯ ТЕПЛОВИМ РЕЖИМОМ ЦЕМЕНТНОЇ ПЕЧІ

О. А. Жученко — 2026-01-23

Підвищення енергоефективності та стабілізація якості продукції є ключовими завданнями сучасної цементної промисловості, особливо в умовах широкого впровадження альтернативного палива зі змінними характеристиками. Метою даного дослідження є розробка та перевірка ефективності комбінованого каскадного регулятора з випереджувальною компенсацією для керування температурою зони спікання обертової печі. Запропонована система поєднує переваги каскадної структури зі швидким внутрішнім контуром теплового навантаження та точним зовнішнім контуром температури, а також канал випереджувальної компенсації (feedforward) головного вимірюваного збурення – калорійності альтернативного палива. На основі ідентифікованої моделі об’єкта проведено синтез параметрів ПІД-регулятора методом оптимуму за модулем з подальшою корекцією на робастність. Визначено оптимальний коефіцієнт випереджувальної компенсації, що враховує дисперсію похибки оцінювання калорійності палива. Ефективність розробленого регулятора перевірена шляхом імітаційного моделювання в середовищі MATLAB/Simulink з генерацією стохастичних збурень за авторегресійною моделлю. Результати моделювання для трьох сценаріїв (стаціонарний режим, зміна частки палива, підвищена варіативність) показали, що запропонований комбінований регулятор забезпечує зменшення середньоквадратичного відхилення температури зони спікання на 51,2% (з 24,8°C до 12,1°C) та скорочення часу регулювання на 34,5% порівняно з базовим ПІД-регулятором. Додатково досягнуто зниження питомої витрати тепла на 2,8%. Запропонована методика синтезу та отримані результати представляють практичну цінність для проєктування систем автоматизації енергоємних технологічних процесів, що працюють на паливі з нестабільними характеристиками.

ВИКОРИСТАННЯ АУГМЕНТАЦІЇ ДЛЯ ПОКРАЩЕННЯ ЯКОСТІ НАВЧАННЯ МОДЕЛІ ШТУЧНОГО ЗОРУ ДЛЯ ВИЗНАЧЕННЯ РАКУРСУ СУДНА

О. Л. Пашенко — 2026-01-23

Дослідження присвячене аналізу впливу методів аугментації даних на ефективність тренування моделей комп’ютерного зору для визначення ракурсу суден у морському середовищі. У роботі розглядаються особливості застосування геометричних, колірних та просторово-локальних трансформацій, враховуючи специфіку морських зображень, таких як наявність горизонту, мінливі умови освітлення та оклюзії. Актуальність дослідження зумовлена обмеженою кількістю даних і дисбалансом класів у наборах морських зображень, що ускладнює досягнення високої точності класифікації. Для експериментів використано базу даних із 1742 зображень, включаючи приклади без об’єктів розпізнавання. Для проведення дослідження була створена модель на базі найлегшої YOLOv8n. Тренування моделі відбувалося з використанням різних типів аугментацій. Результати показують, що показник mAP50 = 0,61229 без використання аугментації може бути покращений завдяки використанню деяких колірних аугментацій та геометричних трансформацій (mAP50 до 0,64649). Водночас такі трансформації можуть і погіршити результати, знижуючи якість через спотворення орієнтації суден. Отримані висновки мають практичне значення для систем автономного судноводіння, сприяючи підвищенню точності розпізнавання в реальних умовах.

ОЦІНКА ТА ПІДТРИМКА ФУНКЦІОНАЛЬНОЇ СТІЙКОСТІ ЗАСОБІВ ВОДНОГО ТРАНСПОРТУ

В. І. Передерій — 2026-01-23

Стаття присвячена питанням розробки методів і засобів інформаційної технології оцінки та підтримки функціональної стійкості засобу водного транспорту для забезпечення відмовостійкості та живучості засобу на базі взаємодії комплексу показників безпеки і показників людського чинника в управлінні та прийнятті рішень на кожному її ієрархічному рівні. Проведено аналіз досліджень у галузі розробки методів і засобів та їх практичного застосування в забезпеченні стійкості засобів водного транспорту. Виявлено, що на поточний момент часу перспективним напрямом наукових досліджень є необхідність у створенні методів, засобів та інформаційних технологій оцінки, контролю та підтримки як технічного і безпекового стану засобу водного транспорту, так і інформаційно-когнітивних параметрів людського фактора у реальному часі. Доведено, що важливим аспектом успішного застосування зазначених методів є не лише їх використання в адаптованих СППР для прийняття релевантних рішень з безпеки, а й розвиток теорії функціональної стійкості, яка має ґрунтуватись на сучасних принципах гібридного інтелекту – симбіотичної інтеграції функціональностей штучного та природного інтелектів. Розроблено інформаційно-логічну модель та проведено експертну оцінку за ступенем важливості комплексу показників стабільності і безпеки, що характеризують відмовостійкість і живучість, та визначено показники інформаційно-когнітивних параметрів людського фактора, які впливають на функціональну стійкість засобу водного транспорту. Залежно від стану зазначених показників побудовано нечітку байєсовську мережу довіри, за допомогою якої на підставі знань експертів проведено комплексну оцінку ймовірності станів функціональної стійкості засобу водного транспорту. Здійснено практичну реалізацію запропонованого методу, отримані результати підтвердили практичну цінність, яка може бути використана для оцінки та забезпечення комплексної функціональної стійкості засобу. Перспективним напрямом подальших досліджень є розробка методів та засобів адаптивної інформаційної технології, яка повинна мати властивість переналаштування параметрів і здійснювати «пристосування» до зміни внутрішніх і зовнішніх умов роботи, що забезпечить функціональну стійкість засобу водного транспорту.

ПРОЄКТУВАННЯ СИСТЕМИ АВТОМАТИЧНОГО КЕРУВАННЯ ТА НАВІГАЦІЇ БПЛА З КОРЕКЦІЄЮ НА ОСНОВІ КОМП'ЮТЕРНОГО ЗОРУ

О. Ушкаренко — 2026-01-23

Стаття присвячена проєктуванню системи автоматичного керування та навігації безпілотних літальних апаратів з корекцією траєкторії на основі комп'ютерного зору. Розглянуто архітектуру системи технічного зору для автономної навігації в умовах відсутності GPS-сигналу, що базується на візуальному розпізнаванні наземних орієнтирів та багатомодальному злитті даних від камер та інерціальних давачів. Детально представлено алгоритм візуальної навігації з використанням детектора об'єктів YOLOv8 для розпізнавання ключових орієнтирів місцевості та їх зіставлення з еталонною топоосновою методом найменших квадратів. Описано методи обробки візуальної інформації в реальному часі для визначення положення та орієнтації БПЛА відносно наземних об'єктів. Проаналізовано інтеграцію системи комп'ютерного зору з контуром модельного предиктивного керування для забезпечення точної корекції траєкторії на основі візуальних спостережень. Особливу увагу приділено алгоритмам злиття візуальних та інерціальних вимірювань із використанням розширених та безслідних фільтрів Калмана для підвищення робастності навігаційної системи. Наведені результати моделювання та експериментальних випробувань підтверджують, що запропонована гібридна система, яка поєднує детекцію наземних орієнтирів YOLOv8, OCR-розпізнавання адресних табличок і злиття даних у фільтрі Калмана, забезпечує стійке позиціонування БПЛА за відсутності GPS-сигналу з похибкою на рівні 10–15 м без накопичення дрейфу. Інтеграція візуальної навігації з контуром модельно-предиктивного керування з подієвою активацією дозволяє зменшити обчислювальне навантаження на бортові ресурси без погіршення якості керування. Запропоновані технічні рішення можуть слугувати основою для побудови робастних навігаційно-керувальних систем БПЛА, орієнтованих на застосування в GNSS-обмежених міських та тактичних сценаріях.

МОДЕЛЬ СИСТЕМИ УПРАВЛІННЯ ТРАНСПОРТНИМ ПОТОКОМ ДВОХ ВЗАЄМОПОВ’ЯЗАНИХ ПЕРЕХРЕСТЬ

В. П. Славич — 2026-01-23

У статті представлено розробку моделі системи управління транспортним потоком для двох послідовно розташованих регульованих перехресть міської вулично-дорожньої мережі на основі дискретно-клітинкового підходу. Дослідження спрямоване на забезпечення такого режиму управління, за якого сформована група транспортних засобів, що знаходиться на підході до першого перехрестя, після ввімкнення дозволеного сигналу може без зупинок подолати друге перехрестя також на дозволений сигнал. Модель враховує ширину перехресть, відстань між ними, кількість автомобілів у групі, швидкість їх переміщення та логіку зміни світлофорних фаз. Проаналізовано часові залежності для кожного автомобіля всередині групи та отримано узагальнені формули визначення тривалостей дозволених і заборонених фаз для обох перехресть. Запропонований підхід дозволяє визначати світлофорні цикли так, щоб уникнути затримок та надмірного накопичення транспортних засобів на другому перехресті, що особливо важливо в умовах міських транспортних потоків із високою інтенсивністю. Використання клітинкової моделі дає змогу наочно відтворювати рух автомобілів, контролювати їх позиції в кожний момент часу та оцінювати вплив параметрів регулювання на загальну пропускну здатність.
Розроблена модель може бути використана для оптимізації роботи регульованих перехресть, налаштування фіксованих режимів світлофорів, а також як основа для створення більш складних адаптивних систем керування. Отримані результати є практично значущими для проєктування транспортних схем, удосконалення дорожньої інфраструктури та зменшення заторів у міському середовищі.

ПЕРЕДУМОВИ МОДИФІКАЦІЇ СТРУКТУРИ АВТОМОБІЛЬНИХ ГАЛЬМОВИХ МЕХАНІЗМІВ ДИСКОВОГО ТИПУ

В. О. Проценко — 2026-01-23

Стаття присвячена аналізу передумов модифікації структури автомобільних гальмових механізмів дискового типу. Показано, що підвищення технічного рівня гальмових механізмів можна забезпечувати двома основними шляхами – матеріалознавчим та конструктивним. Перший направлено на підвищення фізичних показників матеріалів тертьових поверхонь, реалізується технологіями зміцнення існуючих матеріалів та створенням нових, зокрема композитних. Другий шлях направлено на забезпечення рівномірного розподілу навантаження між елементами механізму, зокрема гальмовими колодками та дисками/барабанами. Виконано структурний аналіз гальмового механізму легкового автомобіля показав, що він містить 7 незалежних контурів в яких розташовано 15 надлишкових зв'язків. Аналіз впливу надлишкових зв'язків демонструє, що вони здатні чинити суттєвий вплив на роботу механізму. Зокрема, обмеження обертальних рухомостей колодок перешкоджають їх самовстановленню по дисках, що, разом із нерівномірним зношуванням, може стати причиною збільшення нерівномірності розподілу навантаження між ними. Це в свою чергу може призвести до коливання моменту тертя колісних механізмів, яке спричиняє рискання автомобіля при гальмуванні. Надлишкові зв'язки можуть також призводити до позаштатного навантаження елементів механізму, зокрема складання та роботи з непередбаченими натягами, що не підвищує якості роботи гальмових механізмів. Наявність надлишкових зв'язків на практиці нівелюють збільшенням зазорів у кінематичних парах, що призводить до запізнення спрацьовування гальм та додаткових динамічних навантажень. Отримані результати свідчать на користь доцільності модифікування структури гальмових механізмів з метою зменшення кількості чи ліквідації надлишкових зв'язків.