Дисертації | Dissertations

Бялий Микола Олегович. Моделі, методи та алгоритми інформаційного забезпечення систем підтримки прийняття рішень у геоінформаційних системах військового призначення – Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 126 – інформаційні системи та технології (галузь знань 12 – інформаційні технології) – Київський національний університет імені Тараса Шевченка МОН України. - Київ, 2026. В умовах повномасштабної збройної агресії Російської Федерації проти України ефективність управління військами значною мірою залежить від своєчасного отримання, обробки та інтерпретації великих обсягів різнорідної інформації про оперативну обстановку. Сучасні бойові дії характеризуються високою динамічністю, складністю інформаційного середовища та необхідністю прийняття управлінських рішень у мінімальні терміни. У цих умовах особливого значення набувають геоінформаційні системи військового призначення, які забезпечують інтеграцію та аналіз геопросторових даних, отриманих із різних джерел, зокрема матеріалів дистанційного зондування Землі, безпілотних літальних апаратів, сенсорних систем та інших інформаційних ресурсів. Водночас існує протиріччя між постійним зростанням обсягів геопросторових даних, що надходять до систем управління військами, та обмеженими можливостями існуючих інформаційних систем щодо їх оперативної обробки даних та використання у системах підтримки прийняття рішень. Це зумовлює необхідність розроблення нових науково обґрунтованих моделей і алгоритмів, здатних забезпечити ефективну інтеграцію та моніторинг геопросторової інформації для формування ефективних управлінських рішень в умовах високої динамічності бойових дій. У дисертаційній роботі сформульовано та розв’язано наукову задачу розроблення моделей, методів і алгоритмів інформаційного забезпечення систем підтримки прийняття рішень у геоінформаційних системах військового призначення, спрямованих на зменшення невизначеності інформаційного середовища та підвищення ефективності прийняття управлінських рішень у системі управління військами. Уперше розроблено образно-знакову модель електронної карти як інформаційного каналу, яка забезпечує формалізовану передачу та семантичну інтерпретацію геопросторової інформації у контурі управління військами. На відміну від традиційного підходу, за якого електронні карти використовуються переважно як засіб візуального відображення інформації, запропонована модель розглядає карту як елемент інформаційного каналу, що забезпечує структуровану передачу просторово-часових даних та їх інтеграцію у процес підтримки прийняття рішень. Запропоновано та математично обґрунтовано метод оцінювання приросту інформації у геоінформаційних системах військового призначення на основі аналізу зменшення ентропії інформаційного середовища. Встановлено, що використання спеціалізованих геоінформаційних систем дозволяє зменшити інформаційну невизначеність на 35–45 %, що забезпечує підвищення інформативності каналу управління в середньому на 40 %. Отримали подальший розвиток алгоритми оптимізації структури геоінформаційних систем військового призначення, які забезпечують формування динамічно адаптованих архітектур ГІС залежно від інтенсивності інформаційних потоків, оцінки стохастичних параметрів та випадкового характеру бойових дій. На відміну від традиційних статичних архітектур, запропоновані алгоритми дозволяють оптимізувати інфраструктуру геопросторових даних, гарантуючи високу продуктивність системи під час обробки інформації. Удосконалено модель геоінформаційної підтримки прийняття рішень, яка забезпечує комплексну геопросторову підтримку військ, реалізує адаптивний цикл «дані – аналіз – прогноз – рекомендація» та відповідає концепції циклу OODA (Observe – Orient – Decide – Act). Запропонована модель базується на представленні території бойових дій у вигляді багатовимірного вектора стану та забезпечує інтеграцію різнорідних джерел інформації (даних дистанційного зондування Землі, безпілотних літальних апаратів, сенсорних систем) у єдине цифрове середовище оперативної обстановки. Розроблено інтелектуальні алгоритми обробки відеоінформації з безпілотних літальних апаратів, що забезпечують глибоку автоматизацію виявлення озброєння та військової техніки противника в реальному часі. Алгоритм реалізовано на основі архітектури глибоких нейронних мереж YOLOv8. Встановлено оптимальне значення порогу довіри τ = 0,7, що забезпечує надійну просторову прив’язку об’єктів до векторної геопросторової бази даних у межах єдиного геоінформаційного середовища. Доведено ефективність застосування технологій Big Data та методів машинного навчання (DBSCAN, Random Forest) для аналізу та прогнозування бойової обстановки. Використання цих методів дозволяє автоматизовано виявляти зони підвищеної інтенсивності бойових дій, формувати прогнозні карти небезпечних територій та визначати оптимальні маршрути евакуації. Практичну перевірку адекватності та випробування запропонованих моделей виконано на прикладах аналізу руйнувань Антонівського мосту, наслідків підриву Каховської ГЕС, а також формування планів відбудови інфраструктури м. Луч шляхом 3D-моделювання. Результати підтвердили можливість точного визначення просторових параметрів об’єктів та ефективний геопросторовий моніторинг динаміки змін на театрі бойових дій. Отримані результати можуть бути використані під час розроблення та модернізації геоінформаційних систем військового призначення, а також у системах підтримки прийняття рішень органів військового управління. Реалізація запропонованих моделей, методів і алгоритмів дозволяє зменшити часову складову невизначеності під час оцінювання оперативної обстановки, підвищити рівень ситуаційної обізнаності органів управління та сприяє досягненню інформаційної переваги Збройних Сил України в умовах сучасних високодинамічних бойових дій. Ключові слова: геоінформаційні системи військового призначення, інформаційні системи, системи підтримки прийняття рішень, геопросторова підтримка військ, бази геопросторових даних, дистанційне зондування Землі (ДЗЗ), електронна карта, автоматизація обробки даних, штучний інтелект, озброєння та військова техніка, стохастичні параметри, ентропія інформаційного середовища, 3D-моделювання.