Застосування хемометричного методу для обробки результатів рентгенофлуоресцентного спектрального аналізу вогнепальних пошкоджень, спричинених кулями патронів «Терен-12П»

Determination of scientifically grounded criteria that allow us to objectively diagnose damage to clothing caused by firing elastic bullets of “Teren-12P” cartridges, which are in service with Ukrainian law enforcement agencies, is currently an urgent problem in forensic medicine and forensic science.Aim. To determine the ability to use the chemometric method (principal component method) for processing the results of the experimental studies obtained using the X-ray fluorescence spectral analysis when determining the elemental composition of deposits in the area of damage to clothing fabrics obtained as a result of the hit of elastic balls of “Teren-12P” cartridges.Materials and methods. Six common fabrics – fleece-backed faux leather stretch fabric (Pattern A), cotton knitted fabric (Pattern B), fabric-backed polyvinyl chloride (PVC), coated faux leather fabric (Pattern C) , raincoat fabric on a single-layer sintepon backing (sample “D”), raincoat fabric (sample “D”) and camouflage fabric “Greta”, colors “Forest” (sample “E”); ballistic plasticine “Beschussmasse, 6287156” (manufacturer – Carl Weible KG, Germany) were used. The following research methods were applied: X-ray fluorescence spectral analysis (RFSA) method.Results and discussion. Using six common samples of clothing fabrics and ballistic plasticine the experimental shots from a Fort-500A pump-action gun were carried out by bullets of “Teren-12P” cartridges from distances of 0-15 m. Using RFSA the elemental composition of bullets and products of combustion of a powder charge was determined. These bullets were removed from the barrel of the gun after a shot, as well as target fabrics before shots and in areas of damage after shots. The analysis and processing of the qualitative and quantitative composition of chemical elements in the damaged areas was carried out using the chemometric approach – the method of principal components.Conclusions. The main criteria for diagnosing clothing fabrics damage by a bullet from the “Teren-12P” cartridge using RFSA have been determined; they must be used when conducting the appropriate expert studies.Определение научно-обоснованных критериев, позволяющих объективно диагностировать повреждения одежды, причиненные при выстрелах эластичными пулями патронов «Терен-12П», которые находятся на вооружении правоохранительных органов Украины, в настоящее время является актуальной проблемой в судебной медицине и криминалистики.Целью исследования является определение способности использования хемометрического метода (метода главных компонент) для обработки результатов экспериментальных исследований, полученных с помощью рентгенофлуоресцентного спектрального анализа при определении элементного состава отложений в зоне повреждений тканей одежды, полученных в результате попадания эластичных шаров патронов «ТТерен-12П».Материалы и методы. Материалы – шесть распространенных образцов ткани: искусственный кожаный стрейч-материал на флисовой основе (образец «А»), хлопковое трикотажное полотно (образец «Б»), искусственный кожаный материал с поливинилхлоридным (ПВХ) покрытием на тканевой основе (образец «В»), плащевая ткань на однослойной синтепоновой подложке (образец «Г»), плащевая ткань (образец «Д») и камуфлированная ткань «Грета» расцветки «Лес» (образец «Е»); баллистический пластилин «Beschussmasse, 6287156» (производитель – фирма «Carl Weible KG», Германия). Методы, используемые в исследовании: метод рентгенофлуоресцентного спектрального анализа (РФСА).Результаты и их обсуждение. С использованием шести распространенных образцов тканей одежды и баллистического пластилина были проведены экспериментальные выстрелы из помпового ружья «Форт-500А» пулями патронов «Терен-12П» с расстояний 0-15 м. С помощью РФСА был определен элементный состав пуль, продуктов сгорания порохового заряда, которые были изъяты из ствола ружья после выстрела, а также ткани мишеней до выстрелов и в участках повреждений после выстрелов. Анализ и обработка качественного и количественного состава химических элементов в участках повреждений был осуществлен с использованием хемометрического подхода – метода главных компонент.Выводы. Установлены главные критерии диагностики повреждений тканей одежды пулей патрона «Терен-12П» с помощью РФСА, которые необходимо использовать при проведении соответствующих экспертных исследований.Визначення науково-обґрунтованих критеріїв, які б дозволяли об’єктивно діагностувати пошкодження одягу, що заподіяні при пострілах еластичними кулями патронів «Терен-12П», які знаходяться на озброєнні правоохоронців України, на сьогодні є актуальною проблемою в судовій медицині та криміналістиці.Метою дослідження є визначення спроможності використання хемометричного методу (методу головних компонент) для обробки результатів експериментальних досліджень, отриманих за допомогою рентгено-флуоресцентного спектрального аналізу  при визначені елементного складу нашарувань в зоні пошкоджень тканин одягу, спричинених у результаті влучень еластичних куль патронів «Терен-12П».Матеріали та методи. Матеріали – шість розповсюджених зразків тканини: штучний шкіряний стрейч-матеріал на флісовій основі (зразок «А»), бавовняне трикотажне полотно (зразок «Б»), штучний шкіряний матеріал з полівінілхлоридним (ПВХ) покриттям на тканинній основі (зразок «В»), плащова тканина на одношаровій синтепоновій підкладці (зразок «Г»), плащова тканина (зразок «Д») та камуфльована тканина «Грета» розцвітки «Ліс» (зразок «Е»); балістичний пластилін «Beschussmasse, 6287156» (виробник – фірма «Carl Weible KG», Німеччина). Методи, які використовувалися в дослідженні: метод рентгенофлуоресцентного спектрального аналізу (РФСА).Результати дослідження та їх обговорення. З використанням шести поширених зразків тканин одягу та балістичного пластиліну були проведені експериментальні постріли з помпової рушниці «Форт-500А» кулями патронів «Терен-12П» при стрільбі з відстаней 0-15 м. За допомогою РФСА був визначений елементний склад куль, продуктів згорання порохового заряду, які були вилучені зі ствола рушниці після пострілу, а також тканини мішеней до пострілів та в ділянках пошкоджень після пострілів. Аналіз та обробка якісного й кількісного складу хімічних елементів в ділянках пошкоджень був здійснений з використанням хемометричного підходу – методу головних компонент.Висновки. Встановлені головні критерії діагностики пошкоджень тканин одягу, спричинених кулею патрону «Терен-12П» за допомогою РФСА, які доцільно використовувати при проведенні відповідних експертних досліджень

Метод сепарабельного програмування для вирішення багатомірних задач оптимізації параметрів лазерних інформаційно-вимірювальних систем

The solution of optimization problems of laser information-measuring systems and their information and measurement channels, including functional elements for multiplicative signals, structures and technical parameters on a vector of quality indicators presented in tactical-technical requirements using expenditure indicators, is one from the main components of the theory of construction of such systems. Purpose of the article. Development of a universal method for solving multidimensional problems of optimization of parameters of laser information-measuring systems, no matter how it depends on the form of communication functions. The article discloses a separable programming method for optimizing laser information-measuring systems. The developed method uses the existing methods of modern mathematical programming with a separable representation of value and represents the optimum in analytical form, which allows it to "link" individual blocks of optimization problems into a common (single) solution. The method solvessuch problems as: multidimensionality, convergence of results, simplicity (universality), construction of exchange curves, and so on. It can be applied to any optimization problem as one-functional and multifunctional LIMS as a whole, and their information and measuring channels separately (including their functional elements). Analytical expressions for calculations are presented.Основним із складових теорії побудови (створення) лазерних інформаційно-вимірювальних систем (ЛІВС) є результат вирішення проблеми оптимізації системи і її функціональних елементів на множині структур, сигналів і технічних параметрів за вектором показників якості, які представлені в тактико-технічних вимогах з використанням витратних показників. Отримання результату вирішення проблеми оптимізації ЛІВС можливо за рахунок рішення комплексу проблем: системного аналізу та знаходження зв'язків вектору показників якості системи з вектором технічних параметрів; визначення проблем: нечіткості, зміни витратних показників; врахування проблеми багатомірності задач як вимоги до адекватності математичної і фізичної моделі ЛІВС тощо. Проте, в чисельному ряду алгоритмів, є важлива ланка, яка значною мірою визначає їх реалізацію і якість. Це – вибір найкращого методу, що вирішить перераховані задачі (проблеми), які зазвичай формулюються у вигляді математичного програмування. Більшість постановочних задач оптимізації ЛІВС містять цільову функцію головним показником системи і функцію зв'язку, яка зазвичай буває вартістю або витратним показником. За умови наявності нечіткого показника вартості, доцільно лінеарізувати лише функцію зв'язку. Тоді, для спрощеного вирішення (у аналітичному виді) задачі, досить мати сепарабельну цільову функцію, яку можна перетворити на сепарабельну однотипну функцію. У статті обґрунтовано використання сепарабельного програмування в основі методу оптимізації ЛІВС. Такий метод дає значні переваги перед існуючими математичними методами та дозволяє зшивати результати задач оптимізації системи (структури, сигналів і технічних параметрів), що отрима ні від різних частин завдань. При цьому, спрощення цільової функції призводить до монотонного ускладнення обмежень за вартістю, які враховуються при розрахунку похідних від складних функцій. Метод, що пропонується, вирішує такі проблеми: багатомірності, збіжності результатів, простоти, побудови кривих обміну тощо. Метод можна застосовувати для вирішення задач оптимізації як одно функціональних, так і багато функціональних ЛІВС (інформаційних і вимірювальних каналів, а також функціональних елементів)

Аналіз можливостей забезпечення необхідної точності вимірювання просторових координат повітряних об’єктів в радіолокаційній станції супроводження з фазованою антенною решіткою

Modern Phased-Array Antenna (PAA) radars are an effective mean of aerial reconnaissance and provide radar information on aerial objects in a complex environment. The subject of the article is the influence of the inhomogeneities of the troposphere and the earth’s surface on the decrease in the accuracy of measurement of angular coordinates and altitude of air objects in radars with PAA. The purpose of the article is to numerically estimate the possible values of the root mean square error of measuring the angular coordinates and the height of air objects due to the influence of fluctuations of the phase edge of the radar wave. Task: analysis of possible mechanisms of origin and statistical characteristics of correlated phase fluctuations of a radio signal for a model of a signal with random amplitude and initial phase. Methods used: methods of probability theory and mathematical statistics. The following results were obtained. The estimation technique is developed and possible values of the mean-square errors of measurement of angular coordinates and altitude of air objects are obtained, which are caused by the influence of radar signal phase wave front fluctuations for the three-coordinate PAA radar of centimeter range. The above calculation method allows to carry out the numerical estimation of errors of measurement of angular coordinates and object height. Conclusions. This technique can be practically used in assessing the effect of real conditions of propagation and reflection of radar signal on the reduction of the capabilities of modern radars with PAA to perform tasks on purpose.Сучасні радіолокатори з фазованою антенною решіткою (ФАР) є ефективним засобом повітряної розвідки та забезпечують отримання радіолокаційної інформації про повітряні об'єкти у складній обстановці. Предметом вивчення в статті є вплив неоднорідностей тропосфери та земної поверхні на зниження точності вимірювання кутових координат та висоти повітряних об'єктів в радіолокаційних станціях (РЛС) з ФАР. Метою є чисельне оцінювання можливих значень середньоквадратичних похибок вимірювання кутових координат та висоти повітряних об'єктів, які обумовлені впливом флуктуацій фазового фронту хвилі радіолокаційного сигналу. Завдання: аналіз можливих механізмів виникнення та статистичних характеристики корельованих фазових флуктуацій радіосигналу для моделі сигналу з випадковою амплітудою та початковою фазою. Використані методи: теорії ймовірності та математичної статистики. Отримані наступні результати. Розроблено методику оцінювання та отримано можливі значення середньоквадратичних похибок вимірювання кутових координат та висоти повітряних об'єктів, які обумовлені впливом флуктуацій фазового фронту хвилі радіолокаційного сигналу для трьохкоординатної РЛС сантиметрового діапазону з ФАР. Висновки. Наведена методика може бути практично використана при оцінюванні впливу реальних умов поширення і відбиття радіолокаційного сигналу на зниження можливостей сучасних РЛС з ФАР щодо виконання завдань за призначенням

Застосування хемометричного методу для обробки результатів рентгенофлуоресцентного спектрального аналізу вогнепальних пошкоджень, спричинених кулями патронів «Терен-12П»

Determination of scientifically grounded criteria that allow us to objectively diagnose damage to clothing caused by firing elastic bullets of “Teren-12P” cartridges, which are in service with Ukrainian law enforcement agencies, is currently an urgent problem in forensic medicine and forensic science.Aim. To determine the ability to use the chemometric method (principal component method) for processing the results of the experimental studies obtained using the X-ray fluorescence spectral analysis when determining the elemental composition of deposits in the area of damage to clothing fabrics obtained as a result of the hit of elastic balls of “Teren-12P” cartridges.Materials and methods. Six common fabrics – fleece-backed faux leather stretch fabric (Pattern A), cotton knitted fabric (Pattern B), fabric-backed polyvinyl chloride (PVC), coated faux leather fabric (Pattern C) , raincoat fabric on a single-layer sintepon backing (sample “D”), raincoat fabric (sample “D”) and camouflage fabric “Greta”, colors “Forest” (sample “E”); ballistic plasticine “Beschussmasse, 6287156” (manufacturer – Carl Weible KG, Germany) were used. The following research methods were applied: X-ray fluorescence spectral analysis (RFSA) method.Results and discussion. Using six common samples of clothing fabrics and ballistic plasticine the experimental shots from a Fort-500A pump-action gun were carried out by bullets of “Teren-12P” cartridges from distances of 0-15 m. Using RFSA the elemental composition of bullets and products of combustion of a powder charge was determined. These bullets were removed from the barrel of the gun after a shot, as well as target fabrics before shots and in areas of damage after shots. The analysis and processing of the qualitative and quantitative composition of chemical elements in the damaged areas was carried out using the chemometric approach – the method of principal components.Conclusions. The main criteria for diagnosing clothing fabrics damage by a bullet from the “Teren-12P” cartridge using RFSA have been determined; they must be used when conducting the appropriate expert studies.Определение научно-обоснованных критериев, позволяющих объективно диагностировать повреждения одежды, причиненные при выстрелах эластичными пулями патронов «Терен-12П», которые находятся на вооружении правоохранительных органов Украины, в настоящее время является актуальной проблемой в судебной медицине и криминалистики.Целью исследования является определение способности использования хемометрического метода (метода главных компонент) для обработки результатов экспериментальных исследований, полученных с помощью рентгенофлуоресцентного спектрального анализа при определении элементного состава отложений в зоне повреждений тканей одежды, полученных в результате попадания эластичных шаров патронов «ТТерен-12П».Материалы и методы. Материалы – шесть распространенных образцов ткани: искусственный кожаный стрейч-материал на флисовой основе (образец «А»), хлопковое трикотажное полотно (образец «Б»), искусственный кожаный материал с поливинилхлоридным (ПВХ) покрытием на тканевой основе (образец «В»), плащевая ткань на однослойной синтепоновой подложке (образец «Г»), плащевая ткань (образец «Д») и камуфлированная ткань «Грета» расцветки «Лес» (образец «Е»); баллистический пластилин «Beschussmasse, 6287156» (производитель – фирма «Carl Weible KG», Германия). Методы, используемые в исследовании: метод рентгенофлуоресцентного спектрального анализа (РФСА).Результаты и их обсуждение. С использованием шести распространенных образцов тканей одежды и баллистического пластилина были проведены экспериментальные выстрелы из помпового ружья «Форт-500А» пулями патронов «Терен-12П» с расстояний 0-15 м. С помощью РФСА был определен элементный состав пуль, продуктов сгорания порохового заряда, которые были изъяты из ствола ружья после выстрела, а также ткани мишеней до выстрелов и в участках повреждений после выстрелов. Анализ и обработка качественного и количественного состава химических элементов в участках повреждений был осуществлен с использованием хемометрического подхода – метода главных компонент.Выводы. Установлены главные критерии диагностики повреждений тканей одежды пулей патрона «Терен-12П» с помощью РФСА, которые необходимо использовать при проведении соответствующих экспертных исследований.Визначення науково-обґрунтованих критеріїв, які б дозволяли об’єктивно діагностувати пошкодження одягу, що заподіяні при пострілах еластичними кулями патронів «Терен-12П», які знаходяться на озброєнні правоохоронців України, на сьогодні є актуальною проблемою в судовій медицині та криміналістиці.Метою дослідження є визначення спроможності використання хемометричного методу (методу головних компонент) для обробки результатів експериментальних досліджень, отриманих за допомогою рентгено-флуоресцентного спектрального аналізу  при визначені елементного складу нашарувань в зоні пошкоджень тканин одягу, спричинених у результаті влучень еластичних куль патронів «Терен-12П».Матеріали та методи. Матеріали – шість розповсюджених зразків тканини: штучний шкіряний стрейч-матеріал на флісовій основі (зразок «А»), бавовняне трикотажне полотно (зразок «Б»), штучний шкіряний матеріал з полівінілхлоридним (ПВХ) покриттям на тканинній основі (зразок «В»), плащова тканина на одношаровій синтепоновій підкладці (зразок «Г»), плащова тканина (зразок «Д») та камуфльована тканина «Грета» розцвітки «Ліс» (зразок «Е»); балістичний пластилін «Beschussmasse, 6287156» (виробник – фірма «Carl Weible KG», Німеччина). Методи, які використовувалися в дослідженні: метод рентгенофлуоресцентного спектрального аналізу (РФСА).Результати дослідження та їх обговорення. З використанням шести поширених зразків тканин одягу та балістичного пластиліну були проведені експериментальні постріли з помпової рушниці «Форт-500А» кулями патронів «Терен-12П» при стрільбі з відстаней 0-15 м. За допомогою РФСА був визначений елементний склад куль, продуктів згорання порохового заряду, які були вилучені зі ствола рушниці після пострілу, а також тканини мішеней до пострілів та в ділянках пошкоджень після пострілів. Аналіз та обробка якісного й кількісного складу хімічних елементів в ділянках пошкоджень був здійснений з використанням хемометричного підходу – методу головних компонент.Висновки. Встановлені головні критерії діагностики пошкоджень тканин одягу, спричинених кулею патрону «Терен-12П» за допомогою РФСА, які доцільно використовувати при проведенні відповідних експертних досліджень