Інформаційна технологія інтелектуального моніторингу психологічного стану співробітників державних та комерційних структур

Abstract

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора філософії за спеціальністю 126 – Інформаційні системи та технології (12 Інформаційні технології). – Черкаський державний технологічний університет, Міністерство освіти і науки України, Черкаси, 2026. Дисертація присвячена вирішенню науково-практичної задачі підвищення точності визначення індикаторів психологічних коефіцієнтів та зменшення імовірності виникнення помилок 1-го та 2-го роду в процесі моніторингу на основі розробки та реалізації інформаційної технології безперервного інтелектуального моніторингу психологічного стану співробітників державних і комерційних структур. У першому розділі обґрунтовано актуальність теми дисертаційного дослідження, проаналізовано сучасний стан проблеми безперервного моніторингу психологічного стану співробітників державних та комерційних структур, а також досліджено підходи до виявлення ризиків, пов’язаних із людським фактором. Розглянуто існуючі методи психологічного тестування, засоби відеомоніторингу, психолінгвістичного аналізу, мультимодальні інформаційні системи та підходи до етичної обробки персональних даних. На основі проведеного аналізу визначено основні обмеження наявних рішень, зокрема їх дискретність, одномодальність, недостатню адаптивність і відсутність цілісної інтеграції в межах безперервного інформаційно-аналітичного контуру, що дало змогу сформулювати постановку науково-практичної задачі дослідження. У другому розділі розроблено метод інтелектуального відеоконтролю первинних ознак психологічного стану, який орієнтований на безперервне виявлення психофункціональних девіацій у відеопотоці. Визначено модель вхідних даних, систему первинних відеоознак, підхід до інтервального агрегування та механізм формування вагових коефіцієнтів значущості психологічних станів. Описано структурно-логічну схему та алгоритм функціонування методу, а також введено коефіцієнт девіації як тригер переходу до поглибленого аналізу. Наведено результати експериментальної перевірки методу та оцінено його ефективність у задачах первинного моніторингу. У третьому розділі розроблено двофазний метод інтелектуального вимірювання психолінгвістичних показників для уточнення психологічних функціональних станів, визначених за результатами відеомоніторингу. Сформовано модель вхідних даних психолінгвістичної модальності, структуру первинного психолінгвістичного профілю та трирівневу систему ознак, що включає синтаксичні, лексико-семантичні та дискурсні характеристики. Описано етапи функціонування методу, механізм глибинного уточнення психологічних коефіцієнтів та адаптивну ф’южн-модель узгодження вагових характеристик текстової і відеомодальностей. Наведено результати симуляційного експерименту, які підтверджують ефективність розробленого методу та дають змогу сформулювати умови його застосовності. У четвертому розділі розроблено інформаційну систему інтелектуального моніторингу психологічного стану співробітників, яка інтегрує метод первинного відеоконтролю та метод психолінгвістичного уточнення в єдиний безперервний інформаційно-аналітичний контур. Сформовано структурно-функціональне представлення архітектури системи, параметрично-динамічну модель її функціонування, а також графове й табличне подання інформаційних потоків і станів. Окремо розглянуто питання етичної обробки персональних даних, контролю доступу та криптографічного захисту інформації. Наведено результати експериментальної перевірки ефективності інформаційної системи, виконано порівняння з аналогами та підтверджено доцільність її використання для задач безперервного інтелектуального моніторингу психологічного стану персоналу. Наукова новизна отриманих результатів: • вперше розроблено метод інтелектуального відеоконтролю первинних ознак психологічного стану на основі компактної нейромережевої моделі та інтервального узгодження оцінок шляхом тригеризації глибинного дослідження за рахунок перманентного аналізу відеоряду, що дозволило забезпечити відстежування динаміки психологічних функціональних станів співробітників для формування первинних психологічних коефіцієнтів та підвищити ефективність відеомоніторингу психологічних показників. • вперше розроблено двофазний метод інтелектуального вимірювання психолінгвістичних показників на основі вагового узгодження вимірювань у мовній та відеомодальностях за рахунок використання адаптивної ф’южн-моделі інтеграції психолінгвістичних показників, що дозволило виконувати глибинне уточнення вагових значень первинних індикаторів психологічних коефіцієнтів та підвищити точність вимірювання. • удосконалено параметрично-динамічну модель прогнозування часової динаміки психологічних станів на основі використання кореляційно-регресійного аналізу за рахунок дворівневого підходу, що дозволило виконувати інтелектуальне вимірювання психологічних показників у різних модальностях та дало можливість підвищити точність визначення психологічних коефіцієнтів і зменшити імовірність помилок 1-го та 2-го роду. Практичне значення отриманий результатів полягає у використанні розробленаої технології, методів, які є її складовими для проєктування та реалізації інформаційних систем моніторингу та обробки інформації щодо психологічного стану співробітників державних та комерційних структур в режимі реального часу. Результати роботи доведені до програмного забезпечення, придатного в практиці побудови інформаційних систем моніторингу. Розроблено відповідне алгоритмічне та програмне забезпечення, що дозволило виконати верифікацію розроблених методів та інформаційної системи. За результатами натурного та симуляційних експериментів, оцінювання та впровадження результатів дисертаційного дослідження досягнуто підвищення точності визначення психологічних коефіцієнтів з використанням інформаційної технології на 8-10% у порівнянні з аналогами і зменшення усередненого значення імовірності помилок 1-го та 2-го роду на 20%. Практична цінність роботи підтверджена актами впровадження основних результатів дисертаційного дослідження: в ТОВ “СВІТ ЛАСОЩІВ” – для підвищення ефективності систем відеоспостереження при використанні модуля первинного відеомоніторингу та в освітній процес Черкаського державного технологічного університету при викладанні дисциплін: “Аналіз, моделювання та проєктування архітектури інформаційних систем”, “Методології створення інформаційних систем” здобувачам вищої освіти рівня бакалавр та магістр спеціальності “Інформаційні системи та технології”.

Thesis for the degree of Doctor of Philosophy in Specialty 126 – Information Systems and Technologies (12 Information Technologies). – Cherkasy State Technological University, Cherkasy, 2026. The thesis is devoted to solving the scientific and applied problem of improving the accuracy of determining indicators of psychological coefficients and reducing the probability of Type I and Type II errors in the monitoring process through the development and implementation of an information technology for continuous intelligent monitoring of the psychological state of employees in public and commercial organizations. The first chapter substantiates the relevance of the thesis topic, analyzes the current state of the problem of continuous monitoring of employees’ psychological state in public and commercial organizations, and examines approaches to identifying risks associated with the human factor. Existing methods of psychological testing, video monitoring tools, psycholinguistic analysis tools, multimodal information systems, and approaches to the ethical processing of personal data are considered. Based on the analysis performed, the main limitations of existing solutions are identified, in particular their discreteness, unimodality, insufficient adaptability, and the lack of holistic integration within a continuous information-analytical loop, which made it possible to formulate the statement of the scientific and applied research problem. The second chapter develops a method of intelligent video monitoring of the psychological state’s primary signs, aimed at the continuous detection of psychophysiological deviations in a video stream. The input data model, the system of primary video features, the interval aggregation approach, and the mechanism for forming weighting coefficients of the significance of psychological states are determined. The structural-logical scheme and the operating algorithm of the method are described, and a deviation coefficient is introduced as a trigger for transition to in-depth analysis. The results of the experimental verification of the method are presented, and its effectiveness in primary monitoring tasks is evaluated. The third chapter develops a two-phase method for intelligent measurement of psycholinguistic indicators to refine psychological functional states identified from video monitoring results. A psycholinguistic modality input data model, the structure of the primary psycholinguistic profile, and a three-level feature system including syntactic, lexical-semantic, and discourse characteristics are formed. The stages of the method operation, the mechanism for in-depth refinement of psychological coefficients, and an adaptive fusion model for harmonizing the weight characteristics of text and video modalities are described. The results of a simulation experiment are presented, confirming the effectiveness of the developed method and making it possible to formulate the conditions of its applicability. The fourth chapter develops an information system for intelligent monitoring of employees’ psychological state, which integrates the method of primary video monitoring and the method of psycholinguistic refinement into a single continuous information-analytical loop. A structural-functional representation of the system architecture, a parametric-dynamic model of its functioning, graph-based and tabular representations of information flows and states are formed. The issues of ethical processing of personal data, access control, and cryptographic protection of information are considered separately. The results of the experimental evaluation of the effectiveness of the information system are presented, comparisons with state-of-the-art approaches are performed, and the feasibility of its use for continuous intelligent monitoring of the psychological state of personnel is confirmed. Scientific novelty of the obtained results: • for the first time, a method of intelligent video monitoring of primary signs of the psychological state based on a compact neural network model and interval-based harmonization of estimates through trigger-based activation of in-depth analysis by means of continuous video sequence analysis has been developed, which made it possible to track the dynamics of employees’ psychological functional states for the formation of primary psychological coefficients and to improve the efficiency of video monitoring of psychological indicators; • for the first time, a two-phase method for intelligent measurement of psycholinguistic indicators based on weighted harmonization of measurements in language and video modalities through the use of an adaptive fusion model for integrating psycholinguistic indicators has been developed, which made it possible to perform in-depth refinement of the weight values of primary indicators of psychological coefficients and to improve measurement accuracy; • the parametric-dynamic model for forecasting the temporal dynamics of psychological states based on correlation-regression analysis has been improved through a two-level approach, which made it possible to perform intelligent measurement of psychological indicators in different modalities and provided an opportunity to improve the accuracy of determining psychological coefficients and reduce the probability of Type I and Type II errors. The practical significance of the obtained results lies in the use of the developed technology and its constituent methods for the design and implementation of information systems for real-time monitoring and processing of information on the psychological state of employees in public and commercial organizations. The results of the work have been brought to the level of software suitable for practical application in the development of monitoring information systems. Appropriate algorithmic and software has been developed, which made it possible to verify the developed methods and the information system. Based on the results of full-scale and simulation experiments, evaluation, and implementation of the thesis research results, an increase of 8-10% in the accuracy of determining psychological coefficients using the developed information technology, as compared with state-of-the-art approaches, and a 20% reduction in the average probability of Type I and Type II errors were achieved. The practical value of the work is confirmed by implementation certificates of the main results of the thesis: at LLC “SVIT LASOSHCHIV” – to improve the efficiency of video surveillance systems through the use of the primary video monitoring module, and in the educational process of Cherkasy State Technological University in teaching the courses “Analysis, Modeling and Design of Information System Architecture” and “Methodologies for Information System Development” to bachelor’s and master’s students in the specialty “Information Systems and Technologies”.