Крос-доменна адаптація та забезпечення довіреної якості інтелек-туального програмного забезпечення для управління енергетикою

Інтелектуальне програмне забезпечення для управління енергетикою (IEMS) відіграє дедалі важливішу роль у сучасних смарт-мережах, розподілених енергетичних системах і платформах оптимізації енергоспоживання. Однією із ключових проблем під час практичного розгортання таких систем є суттєва варіативність розподілів даних, умов експлуатації, конфігурацій сенсорів і прог-рамної інфраструктури в різних середовищах (доменах). Традиційні підходи до забезпечення якості (QA),що орієнтовані на статичні та гомогенні умови, часто призводять до деградації продуктивності моделей штучного інтелекту при їхньому перенесенні між доменами. Це створює суттєві ризики для надійності, стабільності роботи енергомереж і безпеки прийняття рішень. У роботі представлено уніфіковану рамкову структуру, що поєднує механізми крос-доменної адаптації і забезпечення довіреної якості для IEMS. Запропонований підхід інтегрує методи навчання з перенесенням (transfer learning), змагального вирівнювання доменів (adversarial domain alignment) і федеративного агрегування для подолання розбіжностей у розподілах даних. Крім того, структура включає рівень довірчого контролю якості, який охоплює оцінку калібрування (Expected Calibration Error, Negative Log Likelihood), аналіз робастності та пояснюваності, що відповідає принципам довірчого штучного інтелекту (Trustworthy AI) та стандартам якості програмного забезпечення (ISO/IEC 25010). Експериментальну валідацію проведено на загальнодоступних наборах даних, включаючи NASA MDP, PROMISE (прогнозування дефектів), NAB та UCI Energy (виявлення аномалій і прогнозування навантаження). Порівняно із сильними базовими моделями (випадковий ліс, згорткові нейронні мережі, керовані рекурентні блоки) запропонований метод демонструє стабільне покращення: абсолютний приріст F1-показника на 5–10 відсоткових пунктів для прогнозування дефектів і збільшення метрики виявлення аномалій з 0,70 до 0,78 на NAB. Важливо, що досягнуто очікуваної помилки калібрування (ECE) на рівні 0,032 (що відповідає зниженню на 22–42 % порівняно з баєсовими згортковими мережами) та зменшення від’ємної логарифмічної правдоподібності (NLL) до 0,18. Це підтверджує, що модель забезпечує надійні ймовірнісні оцінки, критично важливі для прийняття рішень у безпекокритичних енергетичних застосунках. Таким чином, запропонована рамкова структура не лише підвищує точність прогнозів в умовах зміни доменів, але й закладає основу для практичного розгортання сертифікованих, пояснюваних і стійких систем IEMS у реальних сценаріях управління енергетикою. Результати роботи відкривають шлях до створення самоеволюційних методів забезпечення якості для наступного покоління енергетичного програмного забезпечення. Табл.: 5. Іл.: 5. Бібліогр.: 20 найм.

Authors

Institutions

Publication Details

Journal
Реєстрація зберігання і обробка даних
Published
2026-06-17
DOI
https://doi.org/10.35681/1560-9189.2026.28.2.363165
Primary Topic
Cybersecurity and Information Systems
Type
article
Field-Weighted Citation Impact
0.00
Controls
|||
ALL TIME
JAN
FEB
MAR
APR
MAY
JUN
JUL
AUG
SEP
OCT
article

Крос-доменна адаптація та забезпечення довіреної якості інтелек-туального програмного забезпечення для управління енергетикою

Andriy Verlan, Wang Zhihai
Реєстрація зберігання і обробка даних
Cybersecurity and Information Systems
article

Крос-доменна адаптація та забезпечення довіреної якості інтелек-туального програмного забезпечення для управління енергетикою

Andriy Verlan, Wang Zhihai
article en

Abstract

Інтелектуальне програмне забезпечення для управління енергетикою (IEMS) відіграє дедалі важливішу роль у сучасних смарт-мережах, розподілених енергетичних системах і платформах оптимізації енергоспоживання. Однією із ключових проблем під час практичного розгортання таких систем є суттєва варіативність розподілів даних, умов експлуатації, конфігурацій сенсорів і прог-рамної інфраструктури в різних середовищах (доменах). Традиційні підходи до забезпечення якості (QA),що орієнтовані на статичні та гомогенні умови, часто призводять до деградації продуктивності моделей штучного інтелекту при їхньому перенесенні між доменами. Це створює суттєві ризики для надійності, стабільності роботи енергомереж і безпеки прийняття рішень. У роботі представлено уніфіковану рамкову структуру, що поєднує механізми крос-доменної адаптації і забезпечення довіреної якості для IEMS. Запропонований підхід інтегрує методи навчання з перенесенням (transfer learning), змагального вирівнювання доменів (adversarial domain alignment) і федеративного агрегування для подолання розбіжностей у розподілах даних. Крім того, структура включає рівень довірчого контролю якості, який охоплює оцінку калібрування (Expected Calibration Error, Negative Log Likelihood), аналіз робастності та пояснюваності, що відповідає принципам довірчого штучного інтелекту (Trustworthy AI) та стандартам якості програмного забезпечення (ISO/IEC 25010). Експериментальну валідацію проведено на загальнодоступних наборах даних, включаючи NASA MDP, PROMISE (прогнозування дефектів), NAB та UCI Energy (виявлення аномалій і прогнозування навантаження). Порівняно із сильними базовими моделями (випадковий ліс, згорткові нейронні мережі, керовані рекурентні блоки) запропонований метод демонструє стабільне покращення: абсолютний приріст F1-показника на 5–10 відсоткових пунктів для прогнозування дефектів і збільшення метрики виявлення аномалій з 0,70 до 0,78 на NAB. Важливо, що досягнуто очікуваної помилки калібрування (ECE) на рівні 0,032 (що відповідає зниженню на 22–42 % порівняно з баєсовими згортковими мережами) та зменшення від’ємної логарифмічної правдоподібності (NLL) до 0,18. Це підтверджує, що модель забезпечує надійні ймовірнісні оцінки, критично важливі для прийняття рішень у безпекокритичних енергетичних застосунках. Таким чином, запропонована рамкова структура не лише підвищує точність прогнозів в умовах зміни доменів, але й закладає основу для практичного розгортання сертифікованих, пояснюваних і стійких систем IEMS у реальних сценаріях управління енергетикою. Результати роботи відкривають шлях до створення самоеволюційних методів забезпечення якості для наступного покоління енергетичного програмного забезпечення. Табл.: 5. Іл.: 5. Бібліогр.: 20 найм.

Реєстрація зберігання і обробка данихVol. 28(2)
National Technical University of Ukraine “Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute” (UA)
Openalex Percentile: Top 4%
Cybersecurity and Information Systems
AI Navigator

Ask Laika to Summarize, Analyze, and Connect papers live on the map.

Summarize Papers & Methodologies

Extract key findings, datasets, and comparative methods across publications.

Benchmark Rankings & Visual Analytics

Rank top research institutions, authors, funders, topics, and journals by Field-Weighted Citation Impact (FWCI) and paper volume with instant charts.

Connect Distant Disciplines

Bridge topological clusters on the map to find hidden collaborative intersections.