Модель та засоби системи розумного будинку з використанням стохастичних мереж Петрі
Автор: Пархомчук Ярослав Ігорович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Інформаційні управляючі системи та технології
Інститут: Інститут комп'ютерних наук та інформаційних технологій
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2025-2026 н.р.
Мова захисту: англійська
Анотація: Актуальність. Сучасні системи розумного будинку активно розвиваються завдяки поширенню технологій Інтернету речей (IoT) та зростанню вимог до енергоефективності, безпеки і комфорту житлових приміщень. Водночас керування великою кількістю взаємопов’язаних пристроїв і давачів у реальному часі характеризується стохастичністю подій (випадкові зміни параметрів середовища, поведінка користувача, ймовірнісні спрацювання давачів), що ускладнює побудову надійних та адаптивних алгоритмів управління. Перспективним підходом до формалізації таких процесів є використання стохастичних мереж Петрі, які дають змогу моделювати дискретно-подійні системи з урахуванням часових та ймовірнісних характеристик. Об’єкт дослідження - процеси управління та моніторингу в системах розумного будинку. Предмет дослідження - моделі та програмні засоби управління розумним будинком на основі стохастичних мереж Петрі. Мета дослідження - розроблення моделі та програмних засобів для моделювання й управління системою розумного будинку із застосуванням стохастичних мереж Петрі з метою підвищення ефективності, адаптивності та надійності функціонування. Структура роботи. Магістерська кваліфікаційна робота складається зі вступу, чотирьох розділів, висновку, списку використаних літературних джерел та додатків. У першому розділі виконано аналіз предметної області, огляд літературних джерел, системний аналіз і сформульовано вимоги до системи. У другому розділі розроблено структуру системи, а також інформаційне забезпечення. У третьому розділі описано архітектуру програмного рішення, реалізовані модулі та інтерфейс користувача. У четвертому розділі наведено інструкції користування, вимоги до апаратно-програмного забезпечення, результати тестування та експериментальних досліджень. Методи та інструменти дослідження. У роботі використано апарат стохастичних мереж Петрі, методи аналізу дискретно-подійних систем, імітаційне моделювання (зокрема підхід Монте-Карло для генерації та відтворення стохастичних подій), а також засоби програмної реалізації на базі мови Java та технології JavaFX з можливістю збереження й опрацювання даних у базі даних, розробленій на мові MySQL. Результати та практичне значення. Розроблено модель функціонування системи розумного будинку на основі стохастичних мереж Петрі та програмний прототип, який забезпечує симуляцію роботи підсистем і давачів, відстеження станів та візуалізацію процесів управління. Проведено тестування та експериментальне дослідження, що підтвердило придатність запропонованого підходу для аналізу поведінки системи, оцінювання сценаріїв роботи та обґрунтування рішень щодо оптимізації функціонування розумного будинку. Повний обсяг роботи складає 129 сторінок, в тому числі 76 сторінок основного тексту, 33 рисунків і 5 таблиць. Список використаних джерел налічує 30 найменувань. Ключові слова: розумний будинок, стохастичні мережі Петрі, інтернет речей, Java, JavaFX, енергоефективність.