Generalization of Change-Point Detection in Time Series Data Based on Direct Density Ratio Estimation

The goal of the change-point detection is to discover changes of time series distribution. One of the state of the art approaches of the change-point detection are based on direct density ratio estimation. In this work we show how existing algorithms can be generalized using various binary classification and regression models. In particular, we show that the Gradient Boosting over Decision Trees and Neural Networks can be used for this purpose. The algorithms are tested on several synthetic and real-world datasets. The results show that the proposed methods outperform classical RuLSIF algorithm. Discussion of cases where the proposed algorithms have advantages over existing methods are also provided

A novel processing methodology for traffic-speed road surveys using point lasers

The rapidly increasing traffic volumes using local road networks allied to the implications of climate change drive the demand for cost-effective, reliable and accurate road condition assessment. A particular concern for local road asset managers is the loss of material from the road surface known as fretting which unchecked can lead to potholes. In order to assess the road condition quantitatively and affordably, a system should be designed with low complexity, be capable of operating in a variety of weather conditions and operate at normal traffic-speeds. Many different techniques have been developed for road condition assessment such as ground penetrating radar, visual sensors and mobile scanning lasers. In this work, the use of the point laser technique for scanning the road surface is investigated. It has the advantages of being sufficiently accurate, is relatively unaffected by levels of illumination and it produces relatively low volumes of data. In this work, road fretting/surface disintegration was determined using a novel signal processing approach which considers a number of features of reflected laser signals. The proposed methodology was demonstrated using data collected from the UK's local road network. The experimental results indicate that the proposed system can assess road fretting to an accuracy which is comparable to a visual inspection, and at Information Quality Level (IQL) 3 which is sufficient for tactical road asset management whereby road sections requiring treatment are selected and appropriate treatments identified

Удосконалений спосіб побудови систем управління розумним будинком

Робота містить 141 сторінку, 68 рисунків та16 таблиць. Було використано 25 джерел. Актуальність роботи: На сьогоднішній день системи "розумного дому" отримали великого розголосу в сучасному суспільстві, бо вони допомагають заощадити пару важливих ресурсів людського життя - час і гроші. Інноваційні розробки подібного роду спрямовані не тільки на підвищення зручності життя, але і на поліпшення енергозбереження приміщень. Простим прикладом такої автоматизації служить освітлення вашого холодильника. Коли дверцята відкриті - освітлення активно, дверцята зачинені - освітлення вимикається. Таким чином можна виключити неефективне використання електроприладів і опалювальних систем, а якщо врахувати, що ціна на енергоресурси постійно зростає - це дозволить отримати істотну економію як енергії, так і грошових коштів. Більшість сучасних реалізації програмного забезпечення пристроїв сумісні лише з системи контролю своїх же виробників, що унеможливлює використання пристроїв різних вендорів в рамках однієї інфраструктури. Саме тому універсальне рішення для будь-яких пристроїв на базі єдиного мікроконтролера дозволить використовувати девайси різних виробників та навіть пристрої домашнього виробництва в рамках однієї систему управління домом, що підтримує єдиний протокол з периферією. Метою роботи є вдосконалення архітектури пристроїв розумного дому та розробка програмного забезпечення для них на основі запропонованої архітектури. Задачі дослідження: - провести аналіз технологій, що використовуються в пристроях розумного будинку - провести огляд сучасних систем автоматизації в розумних будинках - визначення та аналіз пріоритетних способів інтеграції пристроїв з системами автоматизації - вибір апаратного забезпечення та інструментів його програмування - вдосконалення існуючі архітектури побудови пристроїв розумного дому - проведення тестування розробленого програмного забезпечення - розробка стартап-проекту, в основі якого буде використовуватися удосконалена архітектура побудови пристроїв розумного будинку В даній роботі розглядаються сучасні технології, що використовуються для побудови пристроїв розумного будинку. На Основі їх аналізу було обрано оптимальний варіант і проведено аналіз сумісного апаратного забезпечення для побудови пристроїв. На основі проведеного аналізу було обрано необхідні технології, інструменти та протоколи комунікації. Після чого запропоновано варіант удосконаленої архітектури, та розроблено та протестовано програмне забезпечення на реальних пристроях. Доказом удосконалення архітектури стала покращена процедуру завантаження та розробки нового програмного забезпечення та інтеграція з сучасними системами автоматизації задач розумного будинку. Об’єкт дослідження: функціонування системи управління розумним будинком. Предмет дослідження: протоколи передачі даних в системі управління розумним будинком. Наукова новизна: компілятор універсального програмного забезпечення на основі конфігураційного файлу. Практична значимість: можливість недосвідченим користувачам самостійно реалізовувати проекти розумного дому на базі представленого програмного забезпечення. Методи дослідження: основними методами дослідження є емпіричні підходи порівняння, експериментування та матеріального моделювання.The work contains 141 pages, 68 figures and 16 tables. 25 sources were used. The actuality of the work: Today, "smart home" systems have gained much notoriety in modern society because they help save a couple of important resources of human life - time and money. Innovative developments of this kind are aimed not only at improving the comfort of living, but also at improving energy efficiency. A simple example of such automation is the lighting of your refrigerator. When the door is open - the lighting is active, the door is closed - the lighting is turned off. Thus, it is possible to exclude inefficient use of electrical appliances and heating systems, and given that the price of energy is constantly rising - it will save significant energy and money. Most modern implementations of device software are compatible only with the control system of their own manufacturers, which makes it impossible to use devices from different vendors within the same infrastructure. That is why a universal solution for any device based on a single microcontroller will allow you to use devices from different manufacturers and even home-made devices within a single home management system that supports a single protocol with peripherals. The aim of the work is to improve the architecture of smart home devices and develop software for them based on the proposed architecture. Research objectives: - to analyze the technologies used in smart home devices - to review modern automation systems in smart homes - identification and analysis of priority ways of integration of devices with automation systems - choice of hardware and tools for its programming - improving the existing architecture of building smart home devices - testing of the developed software - development of a startup project, which will be based on an improved architecture for building smart home devices This paper considers modern technologies used to build smart home devices. Based on their analysis, the optimal option was selected and the analysis of compatible hardware for building devices was performed. Based on the analysis, the necessary technologies, tools and communication protocols were selected. After that, a variant of the improved architecture was proposed, and software on real devices was developed and tested. Evidence of improved architecture was the improved procedure for downloading and developing new software and integration with modern smart home automation systems. Object of research: operation of the smart home management system. Subject of research: data transmission protocols in the smart home management system. Scientific novelty: compiler of universal software based on a configuration file. Practical significance: the opportunity for inexperienced users to independently implement a smart home project based on the presented software. Research methods: the main research methods are empirical approaches to comparison, experimentation and material modeling