Критська, Я. О.Krytska, Y.2026-08-212026-08-212021Критська Я. О. Інформаційна технологія розробки та впровадження системи моніторингу поверхневих вод на основі інтернету речей : дис. … д-ра філос. : 122 – Комп’ютерні науки. СНУ ім. В. Даля. Сєвєродонецьк, 2021. 381 с.https://dspace.snu.edu.ua/handle/123456789/3035Критська Яна Олександрівна. Інформаційна технологія розробки та впровадження системи моніторингу поверхневих вод на основі Інтернету речей. – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 122 “Комп’ютерні науки”. – Східноукраїнський національний університет імені Володимира Даля, Сєвєродонецьк, 2021. Дисертацію присвячено вирішенню актуального науково-технічного завдання розробки інформаційної технології для системи моніторингу поверхневих вод на основі інтернету речей (ІоТ), удосконалення моделей і методів які створять основи предметно-орієнтованої інформаційної технології та дозволять реалізувати процеси підтримки прийняття рішень при розробці та впровадженні систем моніторингу водних об’єктів, з можливістю інтеграції в систему моніторингу поверхневих вод. Досягнення мети дослідження дозволяє: − забезпечити процеси прийняття рішень по створенню мережі моніторингу поверхневих вод, зокрема розміщенню ІоТ приладів за трьома вимірами враховуючи глибину їх розташування; − забезпечити обґрунтований вибір компонентного складу датчиків, використовуваних в ІоТ приладах та станціях моніторингу води; − створити концептуальну основу для розробки системи моніторингу води в режимі реального часу на основі технології IoT. Результатом вирішення наукового завдання є підвищення ефективності, обґрунтованості та об’єктивності процесу прийняття рішень по розробці та впровадженню систем моніторингу водних об’єктів, що розбудовуються на основі інтернету речей. Об’єктом дослідження є процеси забезпечення підтримки прийняття рішень при розробці та впровадженні системи моніторингу поверхневих вод на основі Інтернету речей. Предметом дослідження є моделі та метод інформаційної технології розробки та впровадження системи моніторингу поверхневих вод на основі Інтернету речей. У роботі виконано аналіз предметної області та вимог до розробки і впровадження систем моніторингу поверхневих вод на основі інтернету речей. Виділено особливості оцінювання стану забруднення поверхневих вод, розглянуто передумови використання ІоТ для моніторингу річок та систем розподілу води. За результатами аналізу сучасного стану та тенденцій розвитку систем моніторингу водних об’єктів обґрунтовано необхідність створення ефективних моделей, методів та інформаційних технологій, здатних забезпечити підтримку прийняття рішень пов’язаних з розробкою та використанням систем моніторингу поверхневих вод. Обґрунтовано проведення дисертаційних досліджень в контексті створення нових, адаптації та інтеграції існуючих моделей, методів та інформаційних технологій на основі інтернету речей. Обрані методи дослідження базуються на методах теорії множин, теорії графів, теорії матриць, принципі субмодулярності, жадібних евристиках, методу імітації відпалу, максимізації ентропії, діаграмах Вороного та тріангуляції Делоне, які використовувались при розроблянні технології для розміщення датчиків та ІоТ пристроїв в системі моніторингу; теорії ймовірностей, методах описової статистики, варіаційних обчисленнях, кореляційному аналізі, що використовувались при розроблянні методології обробки довготривалих даних для аналізу якості водойм; методу головних компонент, факторному аналізі, що використовувались при розроблянні методу обробки даних для визначення набору датчиків в ІоТ-пристроях контролю якості води; SCAI-граф, mashup методології проектування ІоТ систем, прототипування, моделі компресійного вимірювання що використовувались при створенні інформаційної технології проектування системи моніторингу поверхневих вод на основі ІоТ. Удосконалено модель мережі ІоТ датчиків, за рахунок компоненти урахування глибини занурення приладів ІоТ, що дозволяє врахувати наявність підводних вузлів і визначати місця розташування поверхневих та підводних вузлів. Вперше запропоновано метод розташування датчиків, який на відміну від відомих, поєднує технологію розташування на основі ентропії з процедурою ефективного повторного використання датчиків і дозволяє враховувати параметри глибини розташування. Метод базується на евристиці з жадібним пошуком, що використовує властивості ентропії щодо максимальності, субадитивності та двозначності, при цьому ентропія визначається як відношення довжини зондування до довжини водотоку і максимізується на мережевий рівень. Дістала подальшого розвитку технологія обробки даних на основі автоматичного вилучення ознак шляхом застосування методу головних компонент, для вирішення задачі визначення типів датчиків, використовуваних в ІоТ пристроях контролю якості води, що дозволяє виконати обґрунтований вибір параметрів, здатних виявити зміни якості води обмеженою кількістю датчиків. Удосконалено методологію обробки довготривалих статистичних даних аналізу якості поверхневих вод, шляхом систематизації процесів комплексного аналізу і прогнозування, що дозволяє сформулювати і реалізувати системний підхід до оцінювання залежностей та взаємного впливу якісних показників стану водойми і факторів, характерних для досліджуваної ділянки, та проводити прогнозування змін гідрохімічних показників вод в довготривалій перспективі. Дістала подальшого розвитку технологія проектування системи моніторингу поверхневих вод на основі IoT, за рахунок адаптації технології SCAI та mash-методології до задач предметної області, що дозволяє підвищити обґрунтованість прийняття рішень щодо створення базової конфігурації IoT системи, починаючи з ціннісної пропозиції, що є особливо важливим для експертів предметних областей, які не стосуються інформаційних та комунікаційних технологій. Усі теоретичні розробки дисертації доведено до конкретних інженерних методик та алгоритмів із застосуванням запропонованої інформаційної технології розробки і впровадження системи моніторингу поверхневих вод. На основі запропонованих та розроблених моделей, методів та інформаційних технологій створено апаратні засоби та програмні реалізації аналітичних та імітаційних моделей. Розроблені моделі, методи, інформаційне та програмне забезпечення використані при виконанні науково-дослідних проектів “Дослідження стратегій та механізмів прийняття рішень для інтегрованого управління водними ресурсами” 12.2016-07.2020, (№ ДР 0116U005784), “Проектування системи моніторингу та контролю водних об’єктів на основі технології інтернет речей” 01.2020-12.2023, (№ ДР 0120U100421), м. Сєвєродонецьк; при виконанні міжнародного проекту Європейського Союзу ERASMUS+ ALIOT 573818-EPP-1-2016-1-UK-EPPKA2-CBHE-JP “Internet of Things: Emerging Curriculum for Industry and Human Applications”; при вивченні дисциплін “ІТ для моніторингу та моделювання”, “ІТ аудит і управління ризиками на підприємстві”, “Програмна інженерія та управління ІТ проєктами” у навчальному процесі Східноукраїнського національного університету імені Володимира Даля. Результати тестового впровадження на підприємствах підтверджують, що запропоновані рішення щодо організації системи моніторингу, передачі, зберігання та обробки даних за допомогою IoT дозволяють краще зрозуміти джерела різних забруднювачів води, наслідки політики контролю води та вплив різних речовин у джерелах води. Матеріали дисертації достатньо повно викладені у 17 друкованих роботах: з них 5 статей у виданнях, які зазначені в переліку фахових видань України з технічних наук, у тому числі 1 стаття у фаховому виданні іншої держави, що входить до Європейського Союзу, 2 статті в працях англомовних конференцій, що включено до бази даних Scopus, 10 тез доповідей всеукраїнських та міжнародних конференцій.ukінформаційна технологіяінтернет речеймоніторингповерхневі водиводний об’єктпідтримка прийняття рішеньаналіз данихThesis004.67: 504.064.36, 627.15:502/504(045)