УДК 621.39
Ю. Я. Бобало, М. Д. Кіселичник, М. В. Мелень
Національний університет “Львівська політехніка”

АЛГОРИТМ ВИБОРУ ОПТИМАЛЬНОГО ВАРІАНТА
КОМПЛЕКСНОЇ СИСТЕМИ КОНТРОЛЮ ВИСОКО-
НАДІЙНИХ СИСТЕМ БЕЗПРОВОДОВОГО ЗВ’ЯЗКУ
 Бобало Ю. Я., Кіселичник М. Д., Мелень М. В., 2018
Сформульована задача вибору оптимального варіанта комплексної системи контролю високонадійних систем безпроводового зв’язку має два обмеження у вигляді нерівності. Це задача цілочисельного програмування, для розв’язання якої запропо¬новано алгоритм, який оснований на ідеях методу гілок і меж, котрий з погляду машинної реалізації є одним із найпростіших.
Цей алгоритм має низку переваг над відомим найближчим по суті алгоритмом, а саме: зміна оцінки затрат на реалізацію КСК дає змогу зразу відсікти неперспективні гілки (гілки, в яких завідомо не виконуються обмеження щодо затрат), що сприяє прискоренню досягнення оптимального розв’язку, а використання стратегії пошуку “в глибину” дає змогу знайти рішення (якщо воно існує) і за обмежень, що накладаються на час його пошуку і потрібний об’єм пам’яті ЕОМ.
Ключові слова: високонадійний, резервування, самовідновлення, комплексна система контролю.
Yu. Bobalo, M. Kiselychnyk, M. Melen
Lviv Polytechnic National University
ALGORITHM OF OPTIMAL SETTING SELECTION
FOR HIGHLY RELIABLE WIRELESS COMMUNICATION
COMPLEX CONTROL SYSTEMS
 Bobalo Yu., Kiselychnyk M., Melen M., 2018
The problem of choosing the optimal variant of the complex control system of highly-reliable wireless communication systems has two limitations in the form of inequalities and is a task for integer programming, for the solution of which an algorithm based on the ideas of the method of branches and limits is proposed, which also, in terms of machine realization, is one of the simplest.
This algorithm has a number of advantages over the most closely related known algorithm, namely: the cost estimation change of the implementation of KSK allows to immediately cut off non-promising branches (branches in which the cost-limitation is deliberately not implemented, which helps to accelerate the optimal solution, and the use of the search strategy “In depth” allows to find a solution (if it exists) and with restrictions imposed on the time of its search and the required amount of memory of the computer.
Key words: highly reliable, reservation, self-healing, complex control system.

Література – 3

УДК 535.341
Т. О. Булавінець, І. Я. Яремчук, Я. В. Бобицький
Національний університет “Львівська політехніка”,
кафедра фотоніки
СПЕКТРАЛЬНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ НАНОСТРУКТУР ТИПУ
ЯДРО–ОБОЛОНКА В УМОВАХ ПЛАЗМОННОГО РЕЗОНАНСУ

© Булавінець Т. О., Яремчук І. Я., Бобицький Я. В., 2018
Виконано моделювання спектральних характеристик наноструктур типу ядро–оболонка, а саме срібло–золото, срібло–мідь, срібло–діоксид титану та діоксид титану–срібло в умовах локалізованого поверхневого плазмонного резонансу. Показано, що зміною товщини оболонки на металевому чи напівпровідниковому ядрі можна керувати спектральним положенням піка поверхневого плазмонного поглинання у видимій області спектра, та оцінено вплив геометричної деформації наноструктур на їхні оптич¬ні характеристики.
Ключові слова: наночастинка, нанооболонка, плазмонний резонанс, переріз поглинання, переріз розсіювання.

Т. Bulavinets, I. Yaremchuk, Ya. Bobitski
Lviv Polytechnic National University,
Department of Photonics
SPECTRAL CHARACTERISTICS OF THE CORE-SHELL TYPE NANOSTRUCTURES UNDER PLASMON RESONANCE CONDITIONS

© Bulavinets Т., Yaremchuk I., Bobitski Ya., 2018
In this paper, the spectral characteristics of the core-shell type nanostructures, namely silver–silver, silver–copper, silver–titanium dioxide and titanium dioxide–silver in the conditions of localized plasmon resonance have been theoretically researched for the purpose of their further photonics and plasmonics applications. It is shown that by changing the thickness of the shell on the metal or semiconductor core, one can shift the spectral position of the surface plasmon absorption peak in the visible spectral region and evaluate the influence of deformation of nanostructures on their optical characteristics. It is shown that in the case of bimetallic structures, the spectral position of the absorption and scattering cross sections peaks is not sensitive to changes in the thickness of the shell, only their amplitude changes. In the case of nanostructures such as silver-titanium dioxide there is a clearly pronounced additional peak in the spectra of absorption and scattering cross sections. Such a two-band nature can be explained by the excitation of localized plasmons on two interfaces titanium dioxide/silver and silver/environments. The spectral position of the both peaks of absorption and scattering cross sections is shifted to the long-wave region of the spectrum, when the shell thickness changes and when the nanostructure is deformed (extended) for such type of the nanoshells. The structure of titanium dioxide-silver is characterized by a shift of the second peak into the short-wave region of the spectrum when shell thickness increases and when there are deformations. And the first one is practically not sensitive to such changes. It should be noted that with a certain shell thickness, such structure will have characteristics similar to those of a silver nanoparticle.
Key words: nanoparticle, nanoshell, plasmon resonance, absorption cross-section, scattering cross-section.

Література – 12

УДК 535.551:548.0

Н. М. Дем’янишин1, А. С. Андрущак2, О. А. Бурий2, Б. Г. Мицик1
1Фізико-механічний інститут Національної академії наук України,
2Національний університет “Львівська політехніка”

РЕАЛІЗАЦІЯ МОЖЛИВОСТЕЙ ЕФЕКТИВНІШОГО
ВИКОРИСТАННЯ КРИСТАЛІЧНИХ МАТЕРІАЛІВ НА ОСНОВІ НЕТРИВІАЛЬНОЇ КУТОВОЇ ГЕОМЕТРІЇ ЕКСТРЕМУМІВ П’ЄЗООПТИЧНОГО ЕФЕКТУ
© Дем’янишин Н. М., Андрущак А. С., Бурий О. А., Мицик Б. Г., 2018
Виявлено можливості ефективнішого практичного використання кристалічних матеріалів різних класів симетрії за рахунок аналізу просторової анізотропії та побудови вказівних чи екстремальних поверхонь п’єзооптичного ефекту для цих кристалів. На прикладі кристалів ніобату літію (клас симетрії 3m), вольфрамату кальцію (4/m) і тригліцинсульфату (2/m) показано, що п’єзооптичний ефект у цих кристалах істотно анізотропний як за знаком, так і за абсолютною величиною. Напрямки екстремумів п’єзооптичного ефекту не збігаються з криста¬лофізичними осями та визначаються нетривіальними кутами, які зумовлені класом симетрії досліджуваного матеріалу та можуть бути розраховані за значеннями їхніх п’єзо¬оптичних коефіцієнтів.
Ключові слова: п’єзооптичний ефект, просторова анізотропія, вказівні та екстремальні поверхні.

N. Demyanyshyn1, A. Andrushchak2, O. Buryy2, B. Mytsyk1
1Fizyko-Mekhanichnyy Instytut im. H. V. Karpenka NAN Ukrayine,
2Lviv Polytechnic National University

REALIZATION OF MORE EFFICIENT APPLICATION OPPORTINITIES FOR CRYSTALLINE MATERIALS BASED ON THE NON-TRIVIAL ANGULAR GEOMETRY OF THE PIEZO-OPTIC EFFECT EXTREMES
© Demyanyshyn N., Andrushchak A., Buryy O., Mytsyk B., 2018

The opportunities of the most efficient practical application of crystalline materials of different symmetry are found by the analysis of the spatial anisotropy and the construction of the indicative or extreme surfaces of piezo-optic effect in these crystals. The examples of lithium niobate (symmetry class 3m), calcium tungstate (4/m) and triglycine sulfate (2/m) show that the piezo-optic effect in these crystals is essentially anisotropic both on the sign and the absolute value. The directions of the piezo-optic effect extremes do not coincide with the crystal-physics axis and are determined by non-trivial angles which, in turn, are defined by symmetry class of the investigated material and can be calculated from the values of the piezo-optic coefficients. The main principles of construction of 3D surfaces describing the optical effects induced by mechanical stress are shown in this paper for the cases of uniaxial and biaxial crystals. The examples of main relationships which are used for the construction and the analysis of such surfaces are given. The geometrical conditions of piezo-optic interaction with the maximal achievable value of the effect are determined for the specific crystalline materials. As it is proven, the full analysis of the anisotropy of the induced effects in crystals requires the construction of both the indicative and extreme surfaces as well as using of the analytical and numerical methods of determination of the maximal manifestation of piezo-optic effect for the optimal choice and using of such functional materials in sensing elements of piezo-optic and acousto-optic devices. It is emphasized, that the construction and the analysis of these surfaces require the experimental determination of all non-zero components of the elasto-optic matrices for the investigated crystals; for this matter the wide list of publications dedicated to the methods of the investigation of piezo-optic effect in crystals with different symmetry is given.
Key words: piezo-optic effect, spatial anisotropy, indicative and extreme surfaces.

Література – 36

УДК 621.391
М. В. Кайдан, М. І. Бешлей, Т. А. Максимюк, Б. М. Стрихалюк, Р. З. Матвіїв
Національний університет “Львівська політехніка”
ТЕОРІЯ КЕРНЕРА ТА ФАЗОВІ ПЕРЕХОДИ ДЛЯ ПОТОКІВ
У ТЕЛЕКОМУНІКАЦІЙНИХ МЕРЕЖАХ
© Кайдан М. В., Бешлей М. І., Максимюк Т. А., Стрихалюк Б. М., Матвіїв Р. З., 2018

В роботі розглянуто можливість використання теорії Кернера трьох фаз для телекомунікаційних мереж. Описано принципи функціонування транспортних потоків для фаз вільного, синхронізуючого потоків та фази рухомого кластера у системах масового обслуговування з явними втратами, з очікуванням та у системах з повторними викликами. Також розглянуто теорію Кернера за пріоритетного обслуговування та визначено, що кількість фаз значно зростає. Розглянуто можливість дослідження фазових переходів у телекомунікаційних мережах на основі теорії Ландау. Описано параметр порядку, потенціал та коефіцієнт при квадратному члені для дослідження фазових переходів у мережах.
Ключові слова: теорія трьох фаз Кернера, телекомунікаційна мережа, заванта¬женість, фазові переходи, параметр порядку.

M. Kaidan, M. Beshley, T. Maksymyuk, B. Strykhalyuk, R. Matvyev
Lviv Polytechnic National University
KERNER THEORY AND PHASE TRANSITIONS
FOR FLOWS IN TELECOMMUNICATION NETWORKS
© Kaidan M., Beshley M., Maksymyuk T., Strykhalyuk B., Matvyev R., 2018

On the basis of experimental three-phase traffic theory for the road considered the possibility of use in telecommunication networks. This theory allows us to describe the car’s transport flows, for the phases of free, synchronized flow and the phase of the moving jams. Three-phase traffic theory for telecommunication networks is described using queueing theory. We consider queueing theory with losses, waiting and recurring calls. The main features and properties of each phase are demonstrated.
So, in system with recurring calls serviced all load without recurring calls for phase F. For phase S, all load is fully serviced, but part is serviced a second time, but in the J phase, the load is lost.
A comparative analysis has been conducted with the results obtained earlier when investigating the traffic load in an optical transport network. In phase F the transmission time between nodes of the same distance is the same, and without loss. The phases J and S can be distinguished by the existence or non-existence of losses. With a homogeneous network load, the phases can be different for data transfer between nodes and depend on the number of transit nodes between them.
At priority service the number of phases increases were shown. The dependence of the number of phases on priorities has been determined. It is impossible that low priority load in the phase with the best properties was taken into account. It was proposed to use new notations that characterize the phases of various priority flows.
On the basis of Landau theory the possibility of conducting research on phase transitions in telecommunication networks is considered. For conducting such researches for telecommunication networks have been determined the characteristic of the order parameter. The order parameter can be characterized as the relative losses, waiting and recurring calls.
The potential for different number of order parameters is presented. The coefficient for a square member for the study of phase transitions in networks is described. The results for the order parameter for the second-order phase transitions are presented.
It was emphasized, using multicomponent order parameters as in physics, the possible existence of additional phases.
Key words: three-phase traffic theory, telecommunication networks, load, phase transition, order parameter.

Література – 9

УДК 620.179.14+621.317.42
В. О. Нічога, В. Г. Сторож, А. Д. Педан, Ю. М. Матієшин
Національний університет “Львівська політехніка”
ДОСЛІДЖЕННЯ ПАРАМЕТРІВ НОВИХ
ВИСОКОЕФЕКТИВНИХ СЕНСОРІВ ДЛЯ МАГНІТОДИНАМІЧНОГО МЕТОДУ ДІАГНОСТИКИ ЗАЛІЗНИЧНИХ РЕЙОК
© Нічога В. О., Сторож В. Г., Педан А. Д., Матієшин Ю. М., 2018
Наведено параметри нових високоефективних сенсорів для магнітодинамічного методу діагностики залізничних рейок. Вони призначені для застосування у сучасних багатоканальних і компонентних методах опрацювання та аналізу діагностичних сигналів у цифровому поданні. В результаті застосування цих сенсорів істотно покращаться виявлення, ідентифікація і класифікація дефектів рейок.
Висвітлено також питання конструкції й електричних параметрів нових малогабаритних індукційних сенсорів на основі аморфних феромагнітних сплавів.
Ключові слова: сенсор Холла, індукційний сенсор, магнітодинамічний метод діагностики рейок.
V. Nichoha, V. Storozh, A. Pedan, Y. Matiieshyn
Lviv Polytechnic National University
STUDY OF PARAMETERS OF NEW HIGH-EFFICIENT SENSORS
FOR THE MAGNETIC FLUX LEAKAGE METHOD
OF RAILWAY RAILS DIAGNOSTICS
© Nichoha V., Storozh V., Pedan A., Matiieshyn Y., 2018
To create new ways of railway rails diagnostics it is necessary to research and apply modern methods of diagnostic signals processing and analysis in digital representation. This will significantly improve detection, identification and classification of rail defects. To improve the efficiency of magnetic defectoscopy of rails and primarily the magnetic flux leakage method, it is advisable to use multicomponent and multichannel registration of magnetic field disturbances from defects using point converters of input signal.
The paper presents parameters of new highly efficient sensors for the magnetic flux leakage method of rails diagnostics. These sensors are intended for use in modern multichannel and component methods for diagnostic signals processing and their analysis in a digital representation. As a result of these sensors application, detection, identification and classification of defects in rails will be significantly improved.
The questions of design and electrical parameters of new small-sized induction sensors based on amorphous ferromagnetic alloys are also highlighted. Comparison of their electrical parameters with the characteristics of integral type induction sensors, which are now practically used for defectoscopy in the carriages-defectoscopes, is shown.
The parameters of the Hall sensors are given in the paper separately. With the help of an experimental stand with four-channel Hall sensors the recording of artificial defects signals were done. The general comparative table shows the characteristics of small-sized sensors that can be recommended for use in mobile systems of rail defectoscopy.
A multichannel sensor for one scan allows to set not only the approximate dimensions of the defect, but also to determine from which side of the sample it is located.
Key words: Hall sensor, induction sensor, the magnetic flux leakage method of rails diagnostics.

Література – 7