https://etalpykla.vilniustech.lt/handle/123456789/3 2026-04-26T12:01:07Z 2026-04-26T12:01:07Z Pakrijauskas, Kęstutis https://etalpykla.vilniustech.lt/handle/123456789/160293 2026-04-20T05:40:23Z 2026-01-01T00:00:00Z

Increasing availability of stateful micro-services in orchestrated container systems Pakrijauskas, Kęstutis Stateful microservices are essential components in modern cloud computing environments. This research delves into the complexities and challenges of ensuring the reliability and availability of stateful microservices in container orchestration systems such as Kubernetes and Docker Swarm. Unlike stateless microservices, stateful microservices handle critical data, making their management and recovery more intricate and resource-intensive. The research highlights various existing methodologies to enhance the reliability of these services, including resource optimization, machine learning-based predictions, and custom schedulers. A significant focus of the research is the impact that maintenance activities have on the availability of stateful microservices. The dissertation proposes a method for loosely coupled, transparent failover, which minimizes downtime by observing database connection activity and terminating idle client connections, thereby redirecting requests with minimal client impact. This method was validated through experiments, achieving near-zero downtime during failover operations. Another critical aspect explored is burst tolerance in stateful microservices. The proposed rule-based method enhances burst tolerance through write-scaling and load balancing, distributing burst workloads across multiple nodes. This approach reduces failure rates and extends operational time under burst conditions, significantly improving service availability. Experimental results demonstrate that this method allows stateful microservices to sustain burst loads for nearly twice as long as traditional methods. Additionally, the research investigates the influence of various factors such as load intensity, load balancer type, request length, and connection type on the availability of database clusters during failover. The findings indicate that load balancers operating at the 1st OSI level provide higher availability than those operating at the 4th OSI level. The dissertation results were published in four scientific publications, two of which were in reviewed scientific journals indexed in the Web of Science database, and presented at two international conferences.; Būsenas išlaikantys mikroservisai yra esminiai komponentai šiuolaikinėse debesų kompiuterijos aplinkose. Šiame tyrime gilinamasi į kompleksiškumą ir iššūkius, kylančius užtikrinant būsenas išlaikančių mikroservisų pasiekiamumą ir prieinamumą konteinerių koordinuoto valdymo sistemose, tokiose kaip „Kubernetes“ ir „Docker Swarm“. Skirtingai nuo būsenos nelaikančių mikroservisų, būsenas išlaikantieji tvarko duomenis, todėl jų valdymas ir atkūrimas yra sudėtingesnis ir reikalaujantis daugiau pastangų. Tyrime analizuojamos įvairios egzistuojančios metodikos, skirtos padidinti šių paslaugų patikimumą, įskaitant išteklių optimizavimą, mašininio mokymosi prognozes ir tinkintus planuoklius. Vienas iš svarbių tyrimo dėmesio objektų yra priežiūros darbų poveikis būsenos turinčių mikroservisų prieinamumui. Disertacijoje siūlomas žemos sąsajos, skaidraus mazgų perjungimo metodas, sumažinantis prastovas, grįstas duomenų bazės klientų aktyvumo stebėjimu ir nenaudojamų klientų sesijų nutraukimu. Taip užklausos yra nukreipiamos į kitus mazgus su minimaliu poveikiu klientui. Šis metodas buvo patvirtintas eksperimentu, pasiekiant nereikšmingo dydžio įtaką mazgų perjungimo metu. Kitas svarbus nagrinėjamas aspektas yra būsenas išlaikančių mikroservisų atsparumas staigiai padidėjusiai apkrovai. Siūlomas taisyklėmis paremtas metodas grįstas rašymo užklausų masteliavimu ir apkrovos balansavimu, paskirstant padidėjusį darbo krūvį tarp kelių mazgų. Šis metodas sumažina nepavykusių užklausų skaičių ir pailgina veikimo laiką staigiai ir reikšmingai pakilusios apkrovos sąlygomis, žymiai pagerindamas paslaugų prieinamumą. Eksperimentiniai rezultatai rodo, kad šis metodas leidžia būsenas išlaikantiems mikroservisams atlaikyti padidėjusią apkrovą beveik dvigubai ilgiau nei taikant tradicinius metodus. Taip pat tyrime nagrinėjama įvairių veiksnių, tokių kaip apkrovos intensyvumas, apkrovos balansavimo įrenginio tipas, užklausos ilgis ir ryšio tipas, įtaka duomenų bazių klasterių prieinamumui perjungimo tarp mazgų metu. Išvados rodo, kad apkrovos balansavimo įrenginiai, veikiantys 1-ajame OSI lygyje, užtikrina didesnį prieinamumą, palyginti su apkrovos balansavimo įrenginiais, veikiančiais 4-ajame OSI lygyje. Disertacijos rezultatai buvo paskelbti 4 moksliniuose straipsniuose, iš kurių 2 – recenzuojamuose mokslo žurnaluose, indeksuotuose Web of Science duomenų bazėje, ir pristatyti 2 tarptautinėse konferencijose.

2026-01-01T00:00:00Z Sielskaitė, Šarūnė https://etalpykla.vilniustech.lt/handle/123456789/160283 2026-04-17T07:42:27Z 2026-01-01T00:00:00Z

Research on the impact of human factors on software development processes Sielskaitė, Šarūnė The software development process (SDP) is a complex and multifaceted system of interrelated activities influenced by numerous variables, including the development methodologies and the human factor (HF), which play a central role. While methodologies, such as AGILE and WATERFALL, define structured approaches to software development, the actual trajectory, duration, and outcomes of the SDP are often significantly shaped by human-related factors. As a knowledge-intensive and dynamic process, SDP depends heavily on human expertise, collaboration, and decision-making. The human factor encompasses a wide range of behavioral, cognitive, and social dimensions, including individual skills, motivation, and team interactions, which introduce variability and uncertainty into the process. Due to its abstract nature and the difficulty of quantification, HF remains a subject of ongoing academic and practical research aimed at identifying the key human-centric determinants that influence the success of software development. Consequently, a deeper understanding and effective management of these factors are essential for achieving favorable project outcomes and advancing the maturity of software engineering practices. This research introduces a novel approach to examining the influence of HF on the SDP, offering a comprehensive perspective through the lens of distinct software development methodologies. The proposed approach incorporates several innovative elements, including the application of fuzzification techniques to model HF uncertainties within SDP activities. By capturing the variability and unpredictability of human behavior, this approach allows for a more nuanced representation of HF impact. Additionally, the proposed approach uses a case-handling paradigm to model and simulate different SDP instances from real-world SDP scenarios, further enabling their dynamic and case-based analysis. To ensure the robustness and relevance of the findings, real HF-related data were collected from multiple IT organizations, providing a solid empirical foundation for the study. The findings of this research reveal notable differences in how HF influences SDP performance across the WATERFALL and AGILE methodologies. These contrasting approaches result in varying degrees of HF impact on project timelines, quality, and risk levels. The dissertation’s results not only contribute to a deeper understanding of HF’s role in SDP but also provide valuable insights for researchers and practitioners involved in software development projects. By elucidating the relationship between HF and different SDP methodologies, this research equips stakeholders with the knowledge needed to assess and mitigate software development risks.; Programinės įrangos kūrimo procesas yra sudėtinga tarpusavyje susijusių veiklų sistema, kurią lemia įvairūs kintamieji, ypač kūrimo metodologija ir žmogiškasis faktorius. Nors tokios metodologijos kaip AGILE ar WATERFALL modelis apibrėžia struktūruotus kūrimo principus, proceso eigą, trukmę ir rezultatus dažnai reikšmingai keičia žmogiškasis faktorius. Kaip dinamiškas ir žiniomis grįstas procesas, programinės įrangos kūrimas priklauso nuo žmonių kompetencijos, bendradarbiavimo ir sprendimų priėmimo. Žmogiškasis faktorius apima elgsenos, kognityvinius ir socialinius aspektus, įskaitant įgūdžius, motyvaciją ir komandos sąveikas, kurie įneša kintamumo ir neapibrėžtumo bei apsunkina proceso prognozavimą ir valdymą. Dėl sudėtingo apibrėžimo ir riboto išmatuojamumo žmogiškasis faktorius išlieka aktyvių tyrimų objektu, o jo supratimas ir valdymas yra būtinas siekiant sėkmingų projektų rezultatų ir programinės inžinerijos brandos. Šiame tyrime pristatomas naujas požiūris į žmogiškojo faktoriaus įtakos programinės įrangos kūrimo proceso analizę, leidžiantis kompleksiškai vertinti šią įtaką skirtingų programinės įrangos kūrimo paradigmų kontekste. Siūlomas metodas apima keletą inovatyvių elementų, įskaitant neraiškiųjų aibių logikos (angl. fuzzy logic) taikymą, siekiant modeliuoti žmogiškojo faktoriaus neapibrėžtumą programinės įrangos kūrimo proceso veiklose. Taip pavyksta tiksliau atspindėti žmogiškojo elgesio kintamumą ir nenuspėjamumą. Be to, taikomas atvejo analizės (angl. case-handling) principu pagrįstas modeliavimas ir simuliavimas, leidžiantis tirti skirtingus programinės įrangos kūrimo proceso scenarijus, paremtais realiais duomenimis. Siekiant užtikrinti tyrimo patikimumą ir aktualumą, buvo surinkti empiriniai žmogiškojo faktoriaus duomenys iš kelių IT organizacijų. Gauti rezultatai atskleidžia esminius skirtumus tarp AGILE ir WATERFALL paradigmų atžvilgiu to, kaip žmogiškasis faktorius veikia programinės įrangos kūrimo proceso efektyvumą. Šios paradigmos lemia skirtingą žmogiškojo faktoriaus įtakos mastą projekto trukmei, kokybei ir rizikos lygiui. Disertacijos išvados ne tik praplečia supratimą apie žmogiškojo faktoriaus vaidmenį programinės įrangos kūrimo procesui, bet ir suteikia vertingų įžvalgų tyrėjams bei praktikams, dirbantiems programinės įrangos kūrimo srityje. Atskleisdami žmogiškojo faktoriaus ir skirtingų programinės įrangos kūrimo procesų paradigmų sąveiką, tyrimo rezultatai suteikia suinteresuotiesiems asmenims žinių, reikalingų programinės įrangos kūrimo rizikoms įvertinti ir mažinti.

2026-01-01T00:00:00Z Mohammadi, Kamyab https://etalpykla.vilniustech.lt/handle/123456789/160271 2026-04-16T11:19:30Z 2026-01-01T00:00:00Z

Research and application of biofiltration materials in the purification of biogas from hydrogen sulfide Mohammadi, Kamyab This dissertation analyzes the removal of hydrogen sulfide (H₂S) from biogas via biofiltration. The study addresses one of the major challenges in biogas utilization, effective H₂S removal, since this compound is toxic and corrosive, and significantly reduces the operational efficiency and service life of biogas energy systems. The main object of the research is biofiltration materials intended for hydrogen sulfide removal from biogas: biochar produced from sewage sludge, cellular lightweight concrete (CLC) waste, and polyurethane foam (PUF). The doctoral dissertation aims to increase the efficiency of hydrogen sulfide removal from biogas and to enhance the operational stability of the biofilter by applying physically and chemically modified as well as unmodified waste-derived materials within the biofiltration process. The dissertation consists of an introduction, a literature review, chapters on methodology and results, general conclusions and recommendations, and lists of references and the author’s publications related to the dissertation topic. The Introduction presents the research problem and its relevance, describes the research object, formulates the aim and objectives, outlines the research methodology, scientific novelty, and practical significance of the results, and states the defended propositions. The First Chapter reviews biotechnologies for hydrogen sulfide removal from biogas, with particular emphasis on biofiltration mechanisms, the properties of biofilter packing materials, and the key factors determining process efficiency. The Second Chapter describes the experimental methodologies used to select biofiltration materials, determine their physicochemical and adsorption properties, inoculate and cultivate microorganisms, evaluate hydrogen sulfide removal efficiency, and the mathematically model the biofiltration process. The Third Chapter presents the results of theoretical and experimental investigations of innovative filtration materials, revealing the relationship between their properties and modification with microbial establishment, biofilm formation, and filter performance in hydrogen sulfide removal, and compares experimental results with mathematical modeling outcomes. Eight scientific papers related to the dissertation topic have been published: two in Web of Science-indexed journals with an impact factor, one in a Web of Science-indexed journal without an impact factor, four in other internationally indexed journals, and one in a conference proceedings volume indexed in the Scopus database. Seven presentations on the dissertation topic were given at national and international scientific conferences.; Disertacijoje analizuojamas sieros vandenilio (H₂S) pašalinimas iš biodujų, taikant biofiltracijos metodą. Darbe sprendžiama viena pagrindinių biodujų panaudojimo problemų – efektyvus H₂S šalinimas, kadangi ši medžiaga yra toksiška, korozinė ir reikšmingai mažina biodujų energetinių sistemų eksploatacinį efektyvumą bei jų tarnavimo laiką. Pagrindinis tyrimo objektas – sieros vandeniliui šalinti iš biodujų skirtos biofiltracijos medžiagos: iš nuotekų dumblo pagamintos bioanglys, akytojo lengvojo betono (CLC) atliekos ir putų poliuretanas (PUF). Pagrindinis disertacijos tikslas – didinti sieros vandenilio šalinimo iš biodujų efektyvumą ir biofiltro veikimo stabilumą, biofiltracijos procese taikant fiziškai ir chemiškai modifikuotas bei nemodifikuotas atliekų kilmės medžiagas. Darbą sudaro įvadas, literatūros apžvalga, metodikos ir rezultatų skyriai, bendrosios išvados ir rekomendacijos, naudotos literatūros ir autoriaus publikacijų disertacijos tema sąrašai. Įvadiniame skyriuje pateikiama tiriamoji darbo problema, aktualumas, aprašomas tyrimų objektas, formuluojamas tikslas ir uždaviniai, aprašoma tyrimų metodika, darbo mokslinis naujumas, rezultatų praktinė reikšmė, ginamieji teiginiai. Pirmajame skyriuje apžvelgiamos sieros vandenilio šalinimo iš biodujų biotechnologijos, daugiausia dėmesio skiriant biofiltracijos mechanizmams, biofiltrų užpildų savybėms ir pagrindiniams proceso efektyvumą lemiantiems veiksniams. Antrajame skyriuje aprašomos eksperimentinių tyrimų metodikos, skirtos biofiltracijos medžiagoms parinkti, jų fizikinėms ir cheminėms savybėms, adsorbcinėms charakteristikoms nustatyti, mikroorganizmų inokuliacijai ir auginimui, taip pat sieros vandenilio šalinimo efektyvumui vertinti ir biofiltracijos procesui matematiškai modeliuoti. Trečiajame skyriuje pateikiami inovatyvių filtravimo medžiagų teorinių ir eksperimentinių tyrimų rezultatai, atskleidžiantys šių medžiagų savybių ir modifikacijos ryšį su mikroorganizmų įsitvirtinimu, bioplėvelės formavimusi ir filtro efektyvumu šalinant sieros vandenilį, taip pat palyginami eksperimentiniai duomenys su matematinio modeliavimo rezultatais. Disertacijos tema yra atspausdinti 8 moksliniai straipsniai: du – Web of Science duomenų bazės leidiniuose, turinčiuose citavimo rodiklį, vienas – Web of Science duomenų bazės leidinyje, neturinčiame citavimo rodiklio, keturi – kitose tarptautinėse duomenų bazėse referuojamuose leidiniuose, vienas tik Scopus duomenų bazėje referuojamame konferencijų darbų leidinyje. Disertacijos tema perskaityti 7 pranešimai Lietuvos ir kitų šalių konferencijose.

2026-01-01T00:00:00Z Bathaei, Ahmad https://etalpykla.vilniustech.lt/handle/123456789/160221 2026-04-13T07:29:43Z 2026-01-01T00:00:00Z

Economic assessment of agricultural sector in the context of sustainability Bathaei, Ahmad This dissertation explores the economic assessment of the agricultural sector within the broader context of sustainability, with a particular focus on the Baltic States. As agriculture continues to play a central role in rural economies and food security, integrating sustainability principles into economic evaluation has become increasingly important. Despite numerous studies on sustainable agriculture, there remains a lack of comprehensive frameworks that combine multidimensional indicators with region-specific data and stakeholder input. This research develops an integrated methodology for gap-filling to identify, evaluate, and prioritise sustainability indicators, and to develop the indicators across the economic, environmental, and social domains. The work comprises four interconnected pieces of research. First, a systematic review of the literature conducted under the SALSA (Search, Appraisal, Synthesis, and Analysis) and PRISMA (Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses) protocols identified 101 indicators, which will serve as a basis for the subsequent analyses. Second, a focused review of the conjunction of renewable energy and agriculture identified 84 indicators and demonstrated the importance of energy efficiency and resource circularity for sustainable farming practices. Third, this research applied the TOPSIS (Technique for Order of Preference by Similarity to the Ideal Solution) method for the first time to rank sustainability indicators in the Baltic States, integrating expert opinions with Eurostat statistical data. The assessment examined the environmental priorities of soil health, water and fertiliser management, and the social and economic dimensions. Finally, eleven economic indicators identified through the Delphi and the Best–Worst Method (BWM) were selected and ranked, and investment intensity, income diversification, labour productivity, and market access were found to be the most important economic indicators of agricultural sustainability. The studies allow for drawing up evidence-based policy formulation and strategic planning. The dissertation presents a new model for evaluating sustainable agriculture. It provides a practical, regionally specific, and empirically precise understanding of the sustainability problem. The framework helps policy makers, researchers, and practitioners, particularly in post-transition economies, identify areas that require intervention and investment, such as Lithuania, Latvia, and Estonia. The adaptability of this work to other parts of the world facing the same problem is a means of assisting countries in achieving sustainable agricultural development through economic evaluation.; Disertacijoje nagrinėjamas žemės ūkio sektoriaus ekonominis vertinimas platesniame tvarumo kontekste, ypatingą dėmesį skiriant Baltijos šalims. Žemės ūkis ir toliau atlieka pagrindinį vaidmenį kaimo ekonomikose ir maisto saugumo užtikrinime, tad tvarumo principų integravimas į ekonominį vertinimą tampa vis svarbesnis. Nepaisant daugybės tyrimų apie tvarų žemės ūkį, vis dar trūksta išsamių sistemų, kurios derintų daugiamačius rodiklius su regioniniais duomenimis ir suinteresuotųjų šalių nuomonėmis. Šis tyrimas sprendžia šią spragą, sukuriant integruotą metodologiją tvarumo rodikliams nustatyti, vertinti ir prioritetizuoti ekonominiu, aplinkosauginiu ir socialiniu aspektais. Darbas susideda iš keturių tarpusavyje susijusių tyrimų. Pirmajame, taikant SALSA (paieška, vertinimas, sintezė ir analizė) ir PRISMA (pageidaujami ataskaitų elementai sisteminėms apžvalgoms ir metaanalizėms) protokolus, atlikta sisteminė literatūros apžvalga, kurioje nustatytas 101 tvarumo rodiklis, sudarantis platų pagrindą tolesnei analizei. Antrajame tyrime, orientuotame į atsinaujinančios energijos ir žemės ūkio sąveiką, nustatyti 84 svarbūs rodikliai, pabrėžiantys energijos vartojimo efektyvumo ir išteklių žiediškumo reikšmę tvariai žemdirbystei. Trečiajame tyrime taikytas TOPSIS (Pirmenybės tvarkos pagal panašumą į idealų sprendimą technika) metodas tvarumo rodikliams Baltijos šalyse reitinguoti, derinant ekspertų vertinimus su statistiniais EUROSTAT duomenimis. Šis vertinimas išryškino aplinkosauginius aspektus, tokius kaip dirvožemio būklė, vandens naudojimas ir trąšų valdymas, kartu integruojant socialinius ir ekonominius matmenis. Galiausiai, taikant Delfų metodą ir geriausio–blogiausio metodo (BWM) principus, buvo atrinkti ir įvertinti devyni pagrindiniai ekonominiai rodikliai. Investicijų intensyvumas, pajamų diversifikacija, darbo našumas ir prieiga prie rinkų buvo identifikuoti kaip svarbiausi žemės ūkio tvarumui. Šie tyrimai sudaro išsamų ir kontekstui jautrų vertinimo modelį, leidžiantį pagrįstai formuoti politiką ir strateginį planavimą. Disertacijoje pristatomas naujas modelis tvaraus žemės ūkio vertinimui, integruojantis empirinius duomenis su ekspertų žiniomis, kas leidžia tiksliau ir regioniškai reikšmingiau suprasti tvarumo iššūkius. Ši sistema padeda politikos formuotojams, tyrėjams ir praktikos specialistams nustatyti prioritetines intervencijos ir investicijų sritis, ypač pereinamojo laikotarpio ekonomikos šalyse, tokiose kaip Lietuva, Latvija ir Estija. Platesnė šio darbo reikšmė slypi jo potencialiame pritaikomume kituose panašius iššūkius patiriančiose regionuose, siūlant praktinį įrankį tvaraus žemės ūkio vystymui skatinti per pagrįstą ekonominį vertinimą.

2026-01-01T00:00:00Z