Научный аспект №4-2012. Том 2 by Aspect Ltd.

НАУЧНЫЙ АСПЕКТ № 4 ─ 2012 том 2

Периодичность – четыре раза в год Свидетельство ПИ № ФС 77-48432 ISSN 2226-5694 УЧРЕДИТЕЛЬ ГЛАВНЫЙ РЕДАКТОР Хасиятуллов Марат Габделахатович

ИЗДАТЕЛЬСТВО ООО «Аспект»

Редакционная коллегия: Бортников Сергей Петрович - кандидат юридических наук Девятова Ирина Евгеньевна - кандидат педагогических наук Магсумов Тимур Альбертович - кандидат исторических наук Мальцева Людмила Валентиновна - доктор педагогических наук Олейников Алексей Анатольевич - кандидат педагогических наук Пиганов Михаил Николаевич - доктор технических наук Смеюха Виктория Вячеславовна - доктор филологических наук Шамарова Гульмира Мухтаровна - доктор экономических наук Дизайн обложки: Шведов Антон Михайлович Перевод аннотаций: Моклакова Анна Юрьевна НАУЧНЫЙ АСПЕКТ № 4-2012 – Самара: Изд-во ООО «Аспект», 2012. – Т.1-2. – 304 с.

Опубликованные в журнале статьи отражают точку зрения автора и могут не совпадать с мнением редакции. Ответственность за содержание статьи несут авторы. Перепечатка материалов, опубликованных в журнале, разрешена только с письменного разрешения автора. Почтовый адрес: 443068 г. Самара, а/я 1674 Официальный сайт:www.na-journal.ru Электронная почта: public@na-journal.ru Подписано к печати 10.01.2013. Бумага ксероксная. Печать оперативная. Заказ №6. Формат 120х168 1/8. Объем 38 п.л. Тираж 150 экз. Отпечатано в типографии ООО «Инсома-пресс» 443080, г. Самара, ул. Санфировой, 110 А; тел.: (846) 222-92-40

Содержание Гуманитарные науки Чемеринский Вячеслав Богданович.................................................. 146 Диагностика качества инновационной среды на современных шинных предприятиях

Черкасов Михаил Николаевич .......................................................... 158 Проблемы взаимодействия российских и зарубежных производственных предприятий в рамках крупных инновационных проектов

Колесникова Варвара Геннадьевна.................................................... 164 Яценко Наталья Александровна Особенности дисциплинарной ответственности по Российскому трудовому праву

Колесникова Варвара Геннадьевна.................................................... 167 Яценко Наталья Александровна Организационные отношения – важнейшее условие функционирования предприятия

Тедеева Виктория Гивиевна................................................................ 169 Активизация инновационной деятельности в текстильной промышленности РФ Позднякова Тамара Алексеевна.......................................................... 173 Темирова Залина Аликовна О формировании инвестиционной политики в топливно-энергетическом комплексе РФ Мирзоолимов Мирзоманон Мирзокалонович.................................. 178 Краткая оценка рисков и анализ привлекательности направлений экспорта центрально-азиатских энергоресурсов Ефимов Петр Александрович.............................................................. 185 Системная организация ориентации в структуре города

Естественные науки Сыроватская Елизавета Гаврильевна............................................... 189 Петрова Милана Николаевна Анализ заболеваний органов репродуктивной системы на минеральную плотность костной ткани у молодых женщин в городе Якутск Маркова Мария Ивановна................................................................... 191 Петрова Милана Николаевна Анализ влияния заболеваний органов эндокринной системы на минеральную плотность костной ткани у молодых женщин

Малиновская Наталия Александровна............................................. 193 Морозова Галина Александровна Кувачева Наталья Валерьевна Гасымлы Эльтадж Джамил кызы Модели болезни Паркинсона in vitro Марченко Ирина Сергеевна................................................................ 202 Корчевский Алексей Анатольевич Исследование производных 4-карбоксиакридона-9 в качестве флуоресцентных индикаторов

Путев Виталий Иванович.................................................................... 205 Управляемая гравитация Кравченко Сергей Николаевич........................................................... 210 Переизлучение в физике и ритмологии

Технические науки Захаренков Сергей Александрович.................................................... 217 Кудрявцева Екатерина Викторовна Новые экологичные интенсификаторы процессов колорирования текстильных материалов

Лукин Феликс Александрович............................................................ 223 Шахматов Александр Владимирович Аппаратное хранилище данных на борту космического аппарата Чекмарёв Сергей Анатольевич........................................................... 227 Подходы к проектированию отказоустойчивой версии процессора LEON3 Мусакулова Жылдыз Абдыманаповна.............................................. 231 Настройка входной сигмоидальной функции активации в алгоритме обучения нейронных сетей

Савченко Елена Юрьевна.................................................................... 239 Применение модифицированных алгоритмов обучения нейронных сетей в задачах адаптивного тестирования

Михно Владимир Николаевич............................................................ 249 Василенко Станислав Иванович Шахпаронян Артем Павлович Шестов Александр Михайлович Имитатор внешних воздействий для стенда аттестации алгоритмов цифровой обработки радиолокационной информации

Липунова Светлана Юрьевна............................................................. 256 Автоматизированное символьное преобразование многофазного индукторного двигателя двойного питания к схеме соединения обмоток «звезда без общего провода»

Каримов Алексей Тахирович............................................................... 263 Комплексная система адаптивного обучения и проверки знаний Малков Никита Валерьевич............................................................... 268 Сухостат Валентина Васильевна Организация защиты информации на предприятии в условиях чрезвычайных ситуаций

Полуянович Николай Константинович............................................. 272 Соловьёв Михаил Александрович Математическое моделирование в комплексном исследовании проблемы кондиционирования воздуха

Архангельская Елена Аркадьевна..................................................... 276 Метод комплексной оценки загрязнения почв по химическим показателям Марова Анастасия Алексеевна........................................................... 279 Разработка механизмов мониторинга земель на основе теории эволюционных систем

Харитонова Анастасия Викторовна................................................... 282 Нуяндин Владимир Дмитриевич Оптимизация термических циклов сварки термоупрочненной стали 16ГФР по регламентируемым показателям механических свойств

Храмцова Дарья Дмитриевна............................................................. 285 Нуяндин Владимир Дмитриевич Электрошлаковая сварка без последующей нормализации Пинахин Игорь Александрович.......................................................... 288 Ягмуров Михаил Алексеевич Влияние объемного импульсного лазерного упрочнения на абразивную износостойкость твердосплавных режущих инструментов

Стрельцов Сергей Владимирович...................................................... 291 Рыжиков Владимир Александрович Снижение негативного влияния перекосов на состояние ходовой части крана Быков Владимир Львович................................................................... 294 Определение класса условий труда в зависимости от уровня шума рабочего места эксперта по диагностике автотранспортных средств НТЦ ДАТ ЧГУ при проведении технического осмотра

Фандеев Александр Григорьевич....................................................... 297 Гатанов Василий Сергеевич Толстикова Анна Александровна Место России на рынке ИКТ XXIвека Низамова Ирина Алексеевна............................................................... 301 Быков Алексей Адамович Проблемы радиационной безопасности в Республике Саха (Якутия)

Научный аспект №4-2012 УДК.65.01 Ч-42 Диагностика качества инновационной среды на современных шинных предприятиях Чемеринский Вячеслав Богданович – генеральный директор ООО «Инвестиционная группа «Планета Инвест», соискатель Финансового университета при Правительстве Российской Федерации. (г.Москва) Аннотация: В статье представлены материалы, разработанные и апробированные автором в реальном секторе на предприятиях шинной промышленности. Она содержит методику диагностики качества инновационной среды, материалы апробации и рекомендации по её совершенствованию. Abstract: The author presents here his materials which he developed and approved in real sector in tire industry factories. The article contains the method of innovation environment quality diagnostics, approval materials and improvement recommendations. Ключевые слова: Шинная промышленность, инновационность производственной среды, качество инновационной среды, диагностика качества инновационной среды шинного предприятия, организационный профиль, система управления. Keywords: Tire industry, innovative working environment, quality, innovation environment, the quality of the innovative environment diagnostics bus companies, organizational profile, the control system. Инновационная среда предприятия есть условия, способствующие реализации и активизации инновационной деятельности. Условия, формирующие благоприятный инновационный климат в коллективе, должны формировать отношения, которые складываются между сотрудниками в инновационной деятельности предприятия. Не секрет, что если в поведении персонала превалируют пассивные, конфликтные, закрытые, стихийные, равнодушные отношения, то ни о какой инновационной активности не может быть и речи. И наоборот – активные, открытые, конструктивные, толерантные отношения создают среди сотрудников атмосферу творчества, взаимного сопереживания за будущее предприятия, в котором они работают и

желают работать в дальнейшем. Так сложилось, что в настоящее время отсутствует оценочная система, с помощью которой можно было бы диагностировать качество инновационной среды предприятия. Необходимость её разработки вызвана тем, что современные предприятия, в том числе и шинные, самостоятельно определять вектор своего развития, учитывая вызовы внешней среды, и связанную с ней инвестиционную стратегию. Кроме того, они вынуждены и находить инвестиции для развития. Решение поставленной задачи решалось в ходе проведения исследования следующим образом: - были определены параметры, оценивающие инновационность производственной среды,

146

Гуманитарные науки - выбран и обоснован метод сбора и обработки информации, определен состав участвующих в социологическом опросе и эмпирическая база, - сделана экономическая постановка для разработки программного продукта по диагностике качества инновационной среды. Диагностика инновационной среды была осуществлена по таким параметрам, как: - содержание инноваций, - условия реализация инноваций, - инновационный климат. Содержание инноваций изучалось с целью определить, в какой части активов обследуемых предприятий преобладает инновационная инвестиционная деятельность – материальной или нематериальной (формализованной и неформализованной), а также в рецептуре смесей для производства шин и их конструкции. Если эти категории сотрудников не осознают своей роли и не заинтересованы в активизации инновационной деятельности предприятия, то это, как неоднократно было доказано жизнью, приводит к снижению качества и конкурентоспособности шин и предприятия, увольнению креативных и творческих сотрудников, появлению других негативных эффектов. Условия реализации инноваций оценивалась с позиций наличия организационных условий для осуществления данного процесса: наличие структурного подразделения, отвечающего за организационное развитие предприятия; организация экспериментальных площадок; инвестиционное обеспечение разработки и реализации инноваций. Инновационный климат оценивался

по таким параметрам, как: приветствуются ли инновации руководителями и собственниками предприятия, относятся сотрудники к инновациям конструктивно, постоянно ли обсуждаются результаты и эффективность инновационных инвестиционных проектов, как часто предложения по инновациям поступают от руководства? В качестве метода сбора информации был выбран социологический опрос потому, что важно определить мнение сотрудников по заданным параметрам, их отношение к протекающим процессам и явлениям в инновационной деятельности предприятия. Выставленные оценки объективно базируются на системе всех видов инновационных отношений, которые сложились на обследуемых предприятиях и потому могут выступать характеристикой качества инновационной среды. Для проведения исследования была разработана анкета. Диагностика качества инновационной среды проводилась по 4-х балльной системе, где: 1 балл означает «не удовлетворен качеством инновационной среды»; 2 балла - «не очень удовлетворен качеством инновационной среды»; 3 балла – «в целом удовлетворен качеством инновационной среды»; 4 балла - «полностью удовлетворен качеством инновационной среды». В качестве респондентов выступили сотрудники трёх отечественных шинных предприятия – ОАО «Омскшина», ОАО «Воронежский шинный завод» и ОАО «Ярославский шинный завод». Характеристика обследованной совокупности представлена в таблице 1.

147

Научный аспект №4-2012 Таблица 1. Характеристика участников опроса. Характеристики коммерция Подразделение

управление производство Свыше 10 лет

Стаж работы

До 10 лет (включительно) высокая

Квалификация

средняя низкая Старше 35 лет

Возраст До 35 лет исполнитель Должность руководитель мужской Пол женский

Количество респонден- Удельный вес в обследуемой совокупности, % тов, чел. 14

441

148

Гуманитарные науки

Рисунок 1. Диагностика качества инновационной среды на обследованных отечественных шинных предприятиях. 149

Научный аспект №4-2012 На основе данных таблицы можно сделать следующие выводы. В опросе участвовали: 59% женщин и 41% - мужчин; 28% руководителей и 72 % исполнителей; 54 % в возрасте до 35 лет и 46 % старше 35 лет; 11 % сотрудников с низкой, 55 % со средней и 34 % с высокой квалификацией; 74 % сотрудников со стажем работы до 10 лет и 26% - свыше 10 лет; работающие в производственном секторе составили 23 %, в администрации завода – 73% и в коммерческих подразделениях – 14%. Заполненные анкеты были обработаны с помощью специально созданного программного продукта «Диагностика качества инновационной среды предприятия». На рисунке 1 представлены общие результаты оценки качества инновационной среды ОАО «Воронежский шинный завод». Значение коэффициента, который характеризует качество инновационной среды, в интервале от 0 до 2 (включительно) означает низкую оценку сотрудниками предприятия условий, необходимых для создания и реализации инноваций. Значение коэффициента в интервале от 2 до 3 (включительно) – удовлетворительную и в интервале от 3 до 4(включительно) – благоприятную оценку. В отношении содержания инноваций

опрашиваемые отметили, что наибольшее количество инвестиций вкладывается в покупку новых технологических линий и оборудования, а также строительство необходимых зданий и помещений, Кроме того, значительная часть инноваций выделяется на модернизацию существующего оборудования. Это означает, что новый модельный ряд, в большей степени отвечающий современным экологическим требованиям и требованиям безопасности, практически исключают вложение инвестиций в создание инноваций нового поколения. Значение коэффициентов по данному направлению составляют 3,13. Инновационная активность в развитие формализованной части нематериальных активов оценена тоже высоко (3,13). Эта часть инвестиций направляется на технологии и обучение персонала, как удовлетворительная (значение коэффициента равно 2,63). С развитием неформализованной части нематериальных активов, источников получения синергетического эффекта ситуация не благоприятная. Значение коэффициента равно 1,23. Так как обрабатывались данные по нескольким средним шинным предприятиям, то можно утверждать, что это общая тенденция в шинной промышленности. По этому направлению необходимо обращать на инновации и создание условий для создания неформализованной части нематериальных активов, а также интеллектуальной собственности поч-

150

Гуманитарные науки ти всем российским шинным заводам. Следует отметить, что в области изобретательства наши предприятия имеют большой опыт и глубокие традиции, которые стоит возродить. Качество инновационной среды опрашиваемые оценили как удовлетворительную. Значение общей оценки по данному блоку – 2,33. Самые низкие оценки они дали на вопрос об отсутствии структурного подразделения, отвечающего за организационное развитие (1,38), необходимого для реализации инновационного сценария общего развития предприятия, и в отношении отсутствия испытательных площадок, трасс и стендов для контроля качества шин (1,38). Это свидетельствует о том, что по первому направлению на предприятиях такое специальное подразделение отсутствует и эта предметная управленческая функция выполняется в рамках должностных обязанностей руководителей всех подразделений. По второму направлению негативная оценка связана с устаревшими и не отвечающими современным требованиям, обеспечивающим высокую конкурентоспособность отечественных шин, испытательными трассами, и стендами. Удовлетворительно был оценен инновационный климат на предприятии (2,31). Самое низкое значение получила, по мнению опрашиваемых, оценка работы на предприятиях, связанная с обсуждением эффективности от использования инноваций (1,2). Это не удиви-

тельно, так как собственных инноваций почти нет, а обсуждение зарубежных не приветствуется партнерами. Чаще всего инновации поступают от руководства. Сотрудники в целом позитивно относятся к инновациям, понимая, что за ними будущее предприятий, на которых они работают. Таким образом, те параметры инновационной политики, по которым даны низкие оценки, являются направлениями, по которым отечественные шинные предприятия должны разработать инновационную политику и стимулировать развитие инновационного потенциала сотрудников – основы получения синергетического эффекта от вложенных инвестиций на их развитие. Распределение ответов по характеристикам опрашиваемых, влияющим на отношение сотрудников к инновационной среде, сложилось следующим образом. Анализ распределения ответов в зависимости от характеристик опрашиваемых групп показал, что заметные расхождения в оценках сложившейся инновационной политики произошли: - у руководителей и исполнителей (средние значения коэффициентов соответственно 2.62 и 2.03); - среди сотрудников в возрасте до 35 % оценка выше почти вдвое; - с пониманием значения разработки собственных инноваций согласны сотрудники управленческих и коммерческих служб.

151

Научный аспект №4-2012 Различия во мнениях руководителей и исполнителей вызвано тем, что первые лучше осведомлены об инновационной деятельности на предприятиях. Чаще всего инновационно активные сотрудники занимают посты руководителей. Молодые сотрудники, сотрудники управленческих и коммерческих служб – это люди с высшим образованием и они владеют компетенциями по инновационной деятельности и хотят их реализовывать. Полученные данные по оценке инновационной среды свидетельствуют о том, что на российских шинных предприятиях не уделяется должного внимания обеспечению необходимых условий для создания и реализации инноваций. Создание данных условий обеспечивает организация системы управления, ориентированная на менеджмент качества. Это с одной стороны. С другой стороны, инновационная среда является главным условием, обеспечивающим развитие предприятия за счет синергии. Эти процессы глубоко взаимосвязаны. Для выявления проблем в системе управления на шинных предприятиях, сдерживающих улучшение инновационной среды, с целью их устранения в ходе проведения диссертационного исследования была осуществлена дополнительно оценка системы управления на отечественных шинных предприятиях. Данная возможность была предусмотрена в программном продукте «Оценка качества инновационной среды пред-

приятия». Данный комплекс содержит два раздела: оценка системы управления предприятием и оценка инновационной среды. Работа с ним предусматривает обработку вопросника и анкет, заполненных предварительно сотрудниками предприятий. Аналитик может в режиме реального времени анализировать качество инновационной среды и уровень развития системы управления, сравнивать их, определять проблемные позиции и ключевые направления работы. Данный программный продукт позволяет накапливать информацию, которая необходима для того, чтобы определять в будущем эффективность инноваций, принятых к внедрению. Достоинствами предложенного инструмента оценки качества инновационной среды предприятия являются: - возможность учитывать специфические особенности любого предприятия. В случае необходимости вносить изменения в формулировки наименований оцениваемых факторов; - удобный интерфейс. Он позволяет получить графическое изображение с итоговыми результатами по обработке анкет, систематизировать полученные данные по убыванию. Качество инновационной среды, как главного условия развития организационной системы управления предприятием определяет его общий и инвестиционный уровень развития. В мировой практике принято систему управления организации оценивать по четырем

152

Гуманитарные науки уровням развития.(сноска) Причем первый характерен для слабых, а четвертый для сильно продвинутых современных производственных управленческих систем. Остальные уровни - промежуточные с преобладанием элементов того или иного уровня. Ниже дана характеристика системы управления для организаций, уровень развития которых соответствует первому и четвертому. Для первого уровня развития системы управления (культура «Я») характерны следующие признаки: - все внимание обращено на проблемы, а не на возможность их решения; - разговоры ведутся больше о прошлом, а не о будущем; - не видят смысла в том, что делают; - стараются уклониться от работы и ответственности в ожидании лучших времен; - не проявляют инициативы; - являются пассивными наблюдателями событий; - испытывают разочарование, когда дела идут не так, как ожидается; - нет гибкости к принятию чужих решений, придерживаются только собственных взглядов; - та небольшая энергия, которую удается мобилизовать, направляется на негативные мышление и поведение; - когда дела не ладятся, это объясняется всеми как обстоятельствами, не

поддающимися контролю; - все забыли, что такое веселиться вместе; - говорят не друг с другом, а друг о друге; - к гостям равнодушны. Система управления самого высокого уровня развития – четвертого, соответствует культуре «Мы» и при ней сотрудники: - идентифицируют свои цели и цели организации как одно целое, неразделимое; - привержены делу и умом и сердцем; - сосредоточены на возможностях и будущем; - гордятся тем, что работают именно в этой организации; - с нетерпением ожидают каждый новый день и работа в команде доставляет им радость; - помогают и воодушевляют друг друга, проявляют гибкость и готовность работать там, где это нужнее всего; - общение основывается на открытости и доверии; - создают не проблемы, а результат; - энергия используется позитивно; - атмосфера характеризуется общностью, энтузиазмом и бойцовским настроением на достижение успеха; - каждый является активным «игроком», а не пассивным наблюдателем. Важность развития организационной системы управления обследован-

153

Научный аспект №4-2012 Таблица 2. Выполнение инвестиционной программы ОАО «Нижнекамскшина». Финансирование, с НДС план факт

Освоение, без НДС план факт

Производственное строительство

623,6

382,0

688,0

Приобретение оборудования, не входящего в сметы строек, в т.ч.:

61,7

20,3

2.1

по целевой программе

11,7

2.2

адресная замена изношенного оборудования

№ п/п

Направление инвестиций

Отклонение финансирование

освоение

294,5

-241,6

-393,5

53,4

20,6

-41,4

-32,8

0,3

9,6

0,3

-11,4

-9,3

50,0

20,0

43,8

20,3

-30,0

-23,5

Непроизводственные капитальные вложения

13,3

6,4

11,3

8,1

-6,9

-3,2

Приобретение земельных участков

0,2

Приобретение активов

0,9

0,8

Резервы капитальных вложений

0,3

-0,3

-0,8

Всего по ОАО «Нижнекамскшина»

700,0

-290,2

-430,3

0,8 409,8

ных шинных предприятий диктуется тем обстоятельством, что они оказались неспособными эффективно работать в современных условиях высокой конкуренции из-за своего низкого уровня развития. Подобная ситуация характерна и для других отечественных шинных предприятий. Исключение составляет ОАО «Нижнекамскшина», который в своей деятельности вкладывает инвестиции в создание интеллектуальной собственности. Но, как свидетельствуют данные публичного ежегодного отчета (таблица 2), выделяемых средств явно не достаточно, чтобы превзойти зарубежных конкурентов.

754,5

324,2

Поэтому возникла острая проблема не только в создании интеллектуальной собственности, обеспечивающей качество шин и создание новых рецептур, но и в инновациях как в организационную систему управления, так и организация ее таким способом, чтобы она способствовала развитию инновационной среды на предприятии, способствующей повышению синергетического эффекта. Все указанные направления связаны с необходимостью роста нематериальных активов предприятий (неформализованными), а значит и с острой необходимостью в инвестициях по данным направлениям.

154

Гуманитарные науки Процесс диагностики уровня развития системы управления на предприятии включает следующие этапы.. Вначале разрабатывается организационный профиль, который включает такие характеристики системы управления, как: общая характеристика организации, организационная структура, персонал. При этом система управления характеризуется параметрами, характерными для высокого уровня развития, так как только при такой системе управления складываются благоприятные условия для высокого уровня качества инновационной среды предприятия, оно в большей мере готово в инновационному сценарию развития. Вопросы в оценочной системе показателей в опросном листе, характеризующих обеспечивающие условия для формирования качественной инновационной среды на предприятии, были сформулированы с учетом основных положений «школы человеческих отношений». Данные для анализа были получены путем проведения самообследования. Эксперты, а чаще всего это руководители, дали правдивые и подробные ответы по вопроснику, используя для оценки состояния системы управления также четырехбалльную шкалу, где: 1 балл означает не удовлетворен ситуацией, 2 балла - не очень удовлетворен ситуацией; 3 балла – в целом удовлетворен си-

туацией; 4 балла - полностью удовлетворен ситуацией. Полученные данные были обработаны с применением программного продукта и был составлен сложившийся организационный профиль системы управления на отечественных шинных предприятиях (представлен на рис.2). Значения коэффициентов: - в интервале от 0 до 1 свидетельствуют, что ни о каком качестве инновационной среды речи не идет; - в интервале от 1 включительно) до 2 – для предприятия характерен самый низкий - первый уровень развития системы управления; - в интервале от 2 (включительно) до 3 – второй; - в интервале от 3 (включительно) до 4 – третий; - равный 4 - самый высокий - четвертый. Как говорилось выше, что для создания качественной инновационной среды, способствующей повышению синергетического эффекта, благоприятной является система управления, для которой характерны признаки, присущие четвертому уровню развития системы управления. Полученные данные свидетельствуют о том, что для отечественных шинных предприятий характерен второй уровень развития системе управления в них. Значение коэффициента составило 2,51.

155

Научный аспект №4-2012

Рисунок 2. Диагностика системы управления на обследованных отечественных шинных предприятиях. Основные характеристики предпри- нейно-функциональная со многими элеятий, для которых характерен второй ментами из дивизиональной; уровень развития системы управления • организационная модель предзаключаются в следующем: ставляет из себя отдельные, но не само• иерархический тип организации стоятельные структурные подразделесо слабыми обратными связями; ния, иногда с элементами хозрасчета; • процессная модель управление с • мотивация ограничена, как правиэлементами проектной; ло, материальным вознаграждением. • основными ключевыми понятияЭта модель безусловно далека от той, ми являются план и контроль; которой соответствует высокий уровень • основные ценности - сила правил качества инновационной среды. В слои сила лидера; жившихся условиях напрасно ожидать • организационная структура - ли- повышения инновационной активно156

Гуманитарные науки сти персонала, усиления творческой составляющей в работе сотрудников. Даже если это и будет иметь место, то сложившаяся система по объективным причинам не сможет обеспечить эффективную реализации инноваций в силу своей отсталости от требований времени, закостенелости. Предлагаемая методика дала возможность определить конкретные направления повышения качества инновационной среды и создать необходимые для этого условия в системе управления предприятием. По тем утверждениям, где оценка высокая, осуществляется закрепление, а по тем, где оценка низкая, разрабатывается мероприятия проведения изменений поведения сотрудников, что является неформализованной частью нематериальных активов предприятия

В большинстве отечественных шинных предприятий требуется перестройка организационной структуры, изменение стиля управления и процедур принятия и реализации управленческих решений, в том числе и в инвестиционной деятельности. На обследованных шинных предприятиях критическими с позиций создания условий для повышения уровня качества инновационной среды, является стиль управления (1,77). Таким образом, предложенная методика позволяет научно обосновать приоритетные направления в повышении качества инвестиционной среды на предприятиях отечественной шинной промышленности, способствующей формированию модели организации инвестиционной деятельности, обеспечивающей повышение синергетического эффекта.

Список литературы: 1. Инновационные процессы в России и Германии / Коллектив авторов. – М.: ЗАО «Издательство «Экономика» - Инновационный социальный центр, 2012. – 518 с. 2. Применение программных продуктов в организации системы управления персоналом в современной организации [электронный ресурс], режим доступа: http:// in-nov.ru/doc/conf-up-oct-2011.pdf. Дата обращения - 10.08.2011г. 3. Официальный сайт ОАО «Нижнекамскшина» [электронный ресурс], режим доступа: http://shinakama.tatneft.ru Дата обращения – 29.09.2012г.

157

Научный аспект №4-2012 УДК.658 Ч-48 Проблемы взаимодействия российских и зарубежных производственных предприятий в рамках крупных инновационных проектов Черкасов Михаил Николаевич - кандидат экономических наук, доцент кафедры Финансового менеджмента Российского государственного технологического университета имени К.Э.Циолковского. (МАТИ, г.Москва) Аннотация: В статье рассмотрен механизм управления инновационным развитием производственных предприятий. Выделены факторы обуславливающие влияние на стремление к сотрудничеству российских производственных предприятий и зарубежных компаний при освоении крупных инновационных проектов. Abstract: This article covers the mechanism of innovation development management of manufacturing companies. Special attention is paid to the factors determining the interest for cooperation between Russian manufacturing companies and foreign companies in the process of developing large innovative projects. Ключевые слова: Инновационное развитие, управление инновациями, международное сотрудничество, производственное предприятие, инновационные проекты. Keywords: Innovation development, innovation management, international cooperation, industrial enterprise, innovation projects. Трудность создания и ресурсного оснащения механизма инновационного развития производственных предприятий представляется главной теоретической и практической проблемой структурной перестройки экономики. Под механизмом управления инновационным развитием нами предполагается совокупность методик, технологий, инструментов воздействия на инновационный объект с целью реализации итогов прогрессивного формирования и внедрения новации. Ключевой составляющей механизма инновационного развития производственных предприятий, характеризующей его первоосновные данные,

являются сами инновации [1]. Й. Шумпетер определил инновацию «как новую научно-организационную комбинацию производственных факторов, мотивированную предпринимательским духом». В понимании Ю. Яковца «инновация – это внесение в разнообразные виды человеческой деятельности новых элементов (видов, способов), повышающих результативность этой деятельности»”. В рамках т.н. «Руководства Осло» (международный стандарт, принятый ОЭСР в 1992 г.) инновация определена как «конечный результат инновационной деятельности, получивший воплощение в виде нового или усовершенствованного продукта,

158

Гуманитарные науки внедрённого на рынке, нового или усовершенствованного технологического процесса, используемого в практической деятельности, либо в новом подходе к социальным услугам». Инновация не представляет собой исключительное, редкое явление. Напротив, инновации осуществляются повсеместно: в любую эпоху, во всех сферах деятельности, независимо от месторасположения объекта. В основе инновации любого вида лежат знания, т.е. созданная инноватором либо адаптированная им под нужды собственного предприятия (объекта управления) информация, использование которой может дать социально-экономический эффект. Следует заметить, что речь идёт только о тех знаниях, которые обусловливают новизну. К примеру, коммерциализация нового продукта иногда бывает связана с технологическими ноухау, которыми организация обладала задолго до этого. Как правило, инновация является комплексным процессом. Например, создание нового продукта требует внесения необходимых изменений в технологический процесс; выход на новый рынок требует изменения организационной структуры и т.д. При этом инновации одного вида, например технологические, могут быть взаимозависимы: радикальная инновация требует множества улучшающих нововведений. Поэтому инновацию следует рассматривать не как однократный, но как не имеющий чётких временных границ кумулятив-

ный процесс практической реализации новых знаний. В современной экономике инновации играют огромную роль. Без применения инноваций практически невозможно создать конкурентоспособную продукцию, имеющую высокую степень наукоёмкости и новизны. Таким образом, инновации представляют собой эффективное средство конкурентной борьбы, так как ведут к созданию новых потребностей, к снижению себестоимости продукции, к притоку инвестиций, к повышению имиджа (рейтинга) производителя новых продуктов, к открытию и захвату новых рынков, в том числе и внешних. Основой инновационного процесса является процесс создания и освоения новой техники. Инновационный процесс охватывает цикл отработки научно-технической идеи до ее реализации на коммерческой основе. Обычно инновационный процесс включает в себя семь элементов, соединение которых в единую последовательную цепочку образует структуру инновационного процесса. К этим элементам относятся: - инициация инновации; - маркетинг инновации; - выпуск (производство) инновации; - реализация инновации; - продвижение инновации; - оценка экономической эффективности инновации; - диффузия (распространение) ин-

159

Научный аспект №4-2012 новации. В основном инновационный процесс сводится к выполнению того или иного инновационного проекта, который должен принести социально-экономический эффект производственному предприятию. Под инновационным проектом понимается система взаимосвязанных целей и программ их достижения, представляющих собой комплекс научно-исследовательских, опытно-конструкторских, производственных, организационных, коммерческих и других мероприятий, организованных по ресурсам, срокам и исполнителям. К основным элементам инновационных проектов относятся: - однозначно сформулированные цели и задачи, отражающие основное назначение проектов; - комплекс проектных мероприятий по решению инновационной проблемы и реализации поставленных целей; - организация выполнения проектных мероприятий, т.е. увязка по ресурсам и исполнителям; - основные показатели проекта (от целевых – по проекту в целом, до частных – по отдельным заданиям, темам, этапам, исполнителям). Инновационные проекты могут формироваться как в составе научно-технических программ, реализуя задачи отдельных направлений (заданий, разделов) программы, так и самостоятельно, решая конкретную проблему на приоритетных направлениях развития науки и техники.

Исследование и рассмотрение направлений инновационного развития предпринимательства играет существеннейшую роль в качестве эффективного элемента создания организации инновационной инфраструктуры. В свою очередь, течение инновационного развития предполагает изучение и отбор наиболее реальных направлений, которые должны сформировать базу для создания инновационной экономики [2]. Стремление к совместной работе отечественных производственных предприятий и иностранных компаний при освоении крупных инновационных проектов обуславливается: - общественно-исторической ролью перехода сегодняшней экономики на современный курс формирования. В последнее время в развитых странах мира до 75 % прироста ВВП образовывается именно благодаря инновациям. За последние 15 лет количество работников инновационной области в США и Западной Европе повысилась в 2 раза, в Юго-Восточной Азии – в 4 раза. В Европейском Союзе доля инновационноактивных промышленных компаний составляет более 50%. Порождение новых идей, воплощаемых в высоких технологиях, инновациях сейчас во многом устанавливает качество социально-экономического становления стран и уровень благополучия их граждан. От значения инновационной активности, положения государства на мировом рынке наукоемкой продукции непосредственно зависит и ее национальная безопасность;

160

Гуманитарные науки - потребностью эффективной и единой модернизации отечественной экономики. Стратегическая проблема России в начале XXI столетия заключается в выборе между энерго-сырьевым и инновационным путями становления экономики. Поставленная Президентом Российской Федерации в Послании Федеральному Собранию (май 2006 г.) цель по изменению структуры экономики России, приданию ей инновационного свойства, устанавливает потребность перехода к инновационному социально направленному типу становления государства. Основным элементом такого перехода считается создание национальной инновационной системы, обращенной на разумное сочетание и эффективное внедрение высокого научно-технического, интеллектуального и промышленного потенциалов, уникальных природных ресурсов государства, и обеспечивающей требуемые условия для исследования новых технологий, быстрейшего их введения, налаживания масштабного создания конкурентоспособных на мировом уровне продуктов и услуг; - важностью рассмотрения международного опыта становления инновационных концепций с целью вероятного применения определившихся в мире подходов к созданию национальной модели инновационного развития, применению инновационной активности для экономического роста. Проблема создания национальных инновационных систем считается очень важной как для

развитых, так и развивающихся государств; как для крупных, так и небольших государств. Мировой опыт указывает, что для перехода нашей экономики на современный курс становления, построения экономики, основанной на знаниях, свободной от экспортно-сырьевой зависимости, с высокой динамикой финансового роста важны ее радикальная модификация, осваивание энергоэффективных и других современных (прорывных) технологий, существенное повышение объема инвестиций в инновационную среду; - потребностью разработки эффективных инструментов государственного содействия инфраструктуры инновационной работы. Создание национальной инновационной системы требует, с одной стороны, государственного управления и координации мероприятий всех ее субъектов, с другой – независимых усилий всех субъектов, заинтересованных в осуществлении инноваций, формировании условий, содействующих инновационному течению и введению достижений науки и техники в отечественную экономику; - значительно возросшей в условиях прошедшего мирового финансового кризиса ролью доведения теоретикометодологических основ создания национальной инновационной системы России, ее институционального и нормативно-правового оформления до значения четких технологий, практических рекомендаций и технологий. Главной задачей создания и разви-

161

Научный аспект №4-2012 тия инновационной работы считается исследование и исполнение главных базовых технологий, способных выразить решающее воздействие на усиление эффективности производимой продукции и обеспечение ее конкурентоспособности [3, с. 109]. Безусловно, сейчас высокая капиталоемкость большинства международных производственных инновационных проектов делает показатели их рентабельности значительно более низкими, чем подобные показатели других внутрирегиональных проектов. Следствием этого является снижение привлекательности отечественных производственных предприятий для иностранных компаний, трудности в привлечении технологий и ресурсов, существенное запаздывание научно – исследовательского процесса деятельности отечественных производственных предприятий. Международные производственные инновационные проекты российских производственных предприятий дополнительно обременены большой долей социальных затрат в виде строительства необходимой эффективной инфраструктуры жизнедеятельности. Например, в высоких широтах отсутствуют развитая транспортная инфраструктура, в том числе инфраструктура береговой части, единая система связи, единая система антитеррористической, экологической и радиационной безопасности, навигационно-гидрографическое обеспечение, береговые базы и портовая инфраструктура недостаточно оснащены.

Еще одной проблемной областью является недостаточное научное обеспечение и сопровождение проектов. В частности, по большому числу направлений НИОКР[5, с. 27 – 37] которые ведутся в мировой науке отсутствуют специализированные научные и проектно-конструкторские организации, что влечет размещение заказов на проектирование за рубежом, отсутствие необходимой информации для освоения результатов НИОКР. На сегодня недостаточно развита система подготовки кадров[4] (научных, проектных и производственных) для реализации международных производственных инновационных проектов, что в перспективе может повлечь невозможность сотрудничества российских производственных предприятий и зарубежных компаний при освоении крупных инновационных проектов. Таким образом, экономически эффективное сотрудничество российских производственных предприятий и зарубежных компаний при освоении крупных инновационных проектов требует создания и освоения большого количества новых технологий, по сложности не уступающих зарубежным технологиям, что не под силу большему числу отечественных производственных предприятий. Следовательно, сотрудничество российских производственных предприятий при освоении крупных инновационных проектов возможно только в условиях постоянного диалога, партнерства и сотрудничества с зарубежными

162

Гуманитарные науки компаниями. И активное участие России в инновационном сотрудничестве с зарубежными странами, является объективной реальностью современного состояния развития. Для того, что бы Россия заняла достойного положение в мировом хозяйстве, произошло закрепление российской наукоемкой продукции на новых перспективных рынках, требуется сделать следующие шаги: 1. Определить приоритетные направления инновационного сотрудничества с позиций интересов России. 2. Наладить инфраструктуру поддержки инновационного сотрудничества России и зарубежных стран. 3. Пересмотреть законы об инновационной деятельности для устранения возможности использования их в преступных целях 4. Активизировать трансграничное инновационное сотрудничество на уровне регионов и кластеров.

5. Провести широкую пропаганду среди руководителей предприятий и населения страны необходимости инновационного пути развития России. Главной целью инновационного сотрудничества России и зарубежных стран должно стать привлечение инноваций с территории государства-партнера или совместной генерации инноваций в целях создания социально-экономических условий для роста уровня жизни населения России. Всестороннее развитие форм и направлений инновационного сотрудничества России и зарубежных стран позволит улучшить качество связей, внесет необходимые изменения в уже сложившуюся структуру экономических отношений, а также будет способствовать росту эффективности функционирования российской экономики, что повысит конкурентные позиции участников инновационного сотрудничества на мировом рынке.

Список литературы: 1. Государство и рынок: механизмы и методы регулирования в условиях преодоления кризиса и перехода к инновационному развитию / Под ред. С.А. Дятлова, Д.Ю. Миропольского, В.А. Плотникова. Т. 1. – СПб.: «Астерион », 2010. 2. Заболотский С.А., Марков Л.С. Инновацион н ая активн ость предприятий отечествен н ой химической промышлен н ости // ЭКО. 2010. № 3. 3. Ковальчук Ю.А. Стратегическое управление эффективностью модернизации: мон ография. – М.: БИН ОМ: Лаборатория зн ан ий, 2010. –246с. 4. Колоколов В.А. Инновационные механизмы функционирования предпринимательских структур // Мен еджмен т в России и за рубежом. – 2012, № 1. – Интернет ресурс. Режим доступа: http://www. masters.donntu.edu.ua/2008/fem/parvina/library/ st6.htm (06.06.2011) 5. Чесалин Д. С. Формирован ие структуры бизнеса и управленческого учета в промышлен н ых орган изациях // Н аучн ые труды Московского гуманитарного университета. М., 2010. Вып. 122. С. 27–37. 163

Научный аспект №4-2012 УДК.658.5 К-60

Организационные отношения – важнейшее условие функционирования предприятия Колесникова Варвара Геннадьевна - студентка Кубанского государственного технологического университета. (КубГТУ, г.Краснодар) Яценко Наталья Александровна – студентка Кубанского государственного технологического университета. (КубГТУ, г.Краснодар) Аннотация: Выявлены особенности организационных отношений в системе менеджмента, дана краткая характеристика структур управления. Осуществлен сравнительный анализ лидерства и руководства. Abstract: Peculiar features of organizational relations in the management system are revealed, brief description of management structure is given. Comparative analysis of leadership and management was performed. Ключевые слова: Организация, организационные отношения, структура управления, лидерство, руководство. Keywords: Organization, organizational relationships, management structure, leadership, leadership. Предприятие – это сложный механизм, для управления которым необходимо учитывать многочисленные факторы. Особой формой управленческой деятельности является менеджмент организации. Неотъемлемым элементом системы менеджмента выступают организационные отношения, т.е. воздействие, взаимодействие или противодействие между элементами организации при создании, функционировании, развитии и разрушении. От построения системы управления предприятия, регламентирующей организационные отношения в системе менеджмента, зависит функционирование предприятия и его коммерческий успех. Показателем наличия оптимального уровня управления в организации является повышение производительности труда, сокращение расходов и, как следствие, рост доходов предприятия. Достижение перечислен-

ных критериев невозможно без наличия в предприятии организационных отношений. На основе их анализа становится возможным определение способов совершенствования организационной структуры предприятия, выявление и предотвращение конфликтных ситуаций среди персонала. Организацией в менеджменте называется устойчивая группа лиц (как физических, так и юридических), взаимодействующих с помощью материальных, экономических, правовых и иных условий для достижения поставленных целей. В этом и состоит ее главная функция, благодаря которой организация преобразует с помощью различных технологий имеющиеся ресурсы в конечные результаты. Как уже было отмечено, важнейшей составляющей системы менеджмента являются организационные отношения,

164

Гуманитарные науки складывающиеся в процессах организации производства, труда на предприятии, а также создания, реорганизации, реструктуризации и ликвидации предприятия. Организационные отношения могут быть вертикальными (по уровням управления) и горизонтальными (по выполняемым функциям). В рамках одной и той же организации возможно существование нескольких типов отношений. Организационные отношения предусматривают необходимость формального координирования взаимоотношений работников. Большое значение при этом имеют управленческие полномочия, т.е. ограниченное право лица, занимающего конкретную должность, принимать определенные решения для достижения целей организации. Необходимо заметить, что носителями управленческих полномочий может выступать как подразделение организации, так и конкретная должность. Выполнение общих и конкретных функций управления, сохранение вертикальных и горизонтальных связей, а также разделение элементов управления обеспечивается структурой управления. Элементами системы управления организацией могут быть как отдельные работники, так и службы либо органы аппарата управления, выполняющие определенные функциональные обязанности. К структуре управления предъявляется множество требований, которые учитываются в принципах формирования системы управления и, в том числе, системы организационных отношений. Среди подобных принципов важнейшими являются: принцип ограничения пол-

номочий, принцип разделения труда, а также принцип иерархичности уровней управления. Выделяют различные типы структур управления: линейные, функциональные, линейно-функциональные, матричные структуры иерархических вертикальных и горизонтальных отношений. От правильно подобранной структуры управления зависит эффективность функционирования организации. Качество управленческой работы, в том числе достижение целей организации, зависит и от профессиональных и личностных качеств руководителя. Таким образом, понятия «лидерство» и «руководство» приобретают приоритетные значения в системе управления. Руководство и лидерство имеют общие характеристики: между ними и другими членами организации устанавливаются и поддерживаются отношения доминирования и подчинения. Чтобы достигнуть оптимального уровня управления в организации, необходимо либо руководителю стать лидером, либо назначить лидера руководителем. Для практического воплощения данного требования необходима характеристика лидерства, которая может быть получена в ходе его сравнительного анализа с руководством. 1) В качестве руководителя может выступать коллегиальный орган управления. Лидерство же непосредственно связано с личностью руководителя. 2) В отличие от целей лидера, обязательно согласовывающихся с целями его последователей, цели руководителя могут быть не согласованы с целями исполнителей. 3) Назначение лица на должность руководителя организации осуществля-

165

Научный аспект №4-2012 ется ее учредителем. Лидером же становятся лишь благодаря особым качествам личности. 4) Лидер благоприятно влияет на формирование организации. Руководитель прилагает большие усилия для обеспечения быстрого продвижения по ступеням иерархии. 5) Главная задача руководителя, успешно реализовываемая им, – направление деятельности подчиненных. Лидер увлекает за собой своих последователей, таким образом, отвечая более высоким требованиям. 6) Полномочия руководителя подразумевают использование различных форм влияния и власти, в том числе и имеющие организационную основу. Лидер, в первую очередь, полагается на власть эксперта. Таким образом, важнейшими составляющими организационных отношений являются лидерство и руководство. Данные понятия приобретают приоритетные значения в системе управления, оказывая влияние на успех организации в целом. Существенный вклад лидерства в успешное функционирование организации послужил основной причиной формирования подходов к анализу лидерства среди исследователей. Необходимо особо выделить ситуационный подход,

согласно которому центральная задача, которую решает руководитель – определение стиля поведения. Стиль поведения должен быть способен обеспечивать максимальную результативность. Также, в эффективности руководства решающую роль могут сыграть дополнительные, т.е. ситуационные факторы, которые включают в себя потребности и личные качества подчиненных, характер задания, а также имеющуюся у руководителя информацию. Таким образом, ситуационный подход к лидерству выявляет несколько способов достижения оптимального уровня управления, что занимает важное место и в системе организационных отношений. Наличие в организации власти и влияния также имеет большое значение в системе организационных отношений. Власть – это возможность влиять на поведение других лиц. Влияние – поведение лица, которое вносит изменения в поведение другого. Именно власть и влияние позволяют руководителю осуществлять управление, распоряжаться действиями подчиненных, направлять их в русло интересов организации. Таким образом, от построения системы управления предприятия, регламентирующей организационные отношения в системе менеджмента, зависит функционирование предприятия и его коммерческий успех.

Список литературы: 1. Бирман, Л.А. Общий менеджмент: учебник для вузов [Текст] / Л.А. Бирман. – М.: Эсмо. – 2009. – 322 с. 2. Дорофеев, В. Д. Менеджмент: учебное пособие [Текст] / В. Д. Дорофеев, А. Н. Шмелева, Н. Ю. Шестопал. – М.: ИНФРА-М. – 2008. – 440 с. 3. Мескон М.Х. Основы менеджмента: пер. с англ. [Текст] / М.Х. Мескон, М. Альберт, Ф. Хедоури. – М.: Дело. – 2004. – 720 с. 166

Гуманитарные науки УДК.349.225.6 К-60 Особенности дисциплинарной ответственности по Российскому трудовому праву Колесникова Варвара Геннадьевна - студентка Кубанского государственного технологического университета. (КубГТУ, г.Краснодар) Яценко Наталья Александровна – студентка Кубанского государственного технологического университета. (КубГТУ, г.Краснодар) Аннотация: Статья раскрывает особенности дисциплинарной ответственности в Российской Федерации на современном этапе. Особое внимание акцентировано на недостатки в области трудового законодательства. Abstract: This article reveals peculiarities of disciplinary responsibility in Russian Federation today. Special attention is paid to disadvantages of labor law. Ключевые слова: Дисциплинарная ответственность, общая и специальная дисциплинарная ответственность, дисциплинарное взыскание. Keywords: General and specific disciplinary liability, disciplinary action. Дисциплинарная ответственность представляет собой обязанность работника понести наказание, предусмотренное нормами трудового права, за противоправное неисполнение своих трудовых обязанностей. Основанием для привлечения к дисциплинарной ответственности выступает дисциплинарный проступок. За совершение дисциплинарного проступка к работнику применяется дисциплинарное взыскание. Законодательством о труде закреплены следующие дисциплинарные взыскания: замечание, выговор, увольнение по соответствующим основаниям [1]. Применение взыскания, не предусмотренного федеральным трудовым законодательством, не допускается. В трудовом праве различают общую и специальную дисциплинарную ответственность. Общая дисциплинарная ответственность возлагается на всех ра-

ботников, за исключением тех, в отношении которых установлена специальная дисциплинарная ответственность. Специальная дисциплинарная ответственность предусмотрена федеральными законами, уставами и положениями о дисциплине для узкого круга работников (судей, прокуроров, следователей, государственных служащих). Так, специальная дисциплинарная ответственность имеет особенности: строго определен круг лиц, подпадающих под действие соответствующих норм; предусмотрены специальные меры дисциплинарного взыскания; действует особый порядок обжалования взысканий. Право налагать на работника дисциплинарное взыскание принадлежит работодателю, от имени которого также может выступать руководитель организации. Данной возможностью обладают иные лица, если это предусмотрено в

167

Научный аспект №4-2012 уставе организации либо они являются ленных действующим законодательспециально уполномоченными работо- ством на борьбу с нарушениями трудодателем. Привлечение к дисциплинар- вой дисциплины, в правовых нормах ной ответственности руководителя ор- следует закрепить такие виды проступганизации, руководителя структурного ков, как: нарушения внутреннего трудоподразделения организации, их заме- вого распорядка, не оказывающие влистителей может происходить по требо- яние на ход производства; нарушения, ванию представительного органа работ- оказывающие влияние на ход производников [3, С.31]. ства; ненадлежащие выполнение или На данный момент в Российской Фе- невыполнение своих трудовых функций дерации функционирует правовая база, работником. которая позволяет решить ряд вопросов Достаточно неясным представляется в сфере привлечения к дисциплинар- вопрос применения мер дисциплинарной ответственности, как работников, ного взыскания по отношению к рукотак и работодателей. В то же время, на водителю. Исходя из закрепленного засовременном этапе в Российском зако- конодателем перечня дисциплинарных нодательстве отсутствует принцип де- взысканий, неурегулированным являетления дисциплинарных проступков на ся определение того, какое именно взыразличные виды по степени их тяжести скание и за какой проступок может быть и вредным последствиям. Данный факт применено к руководителю. отрицательно влияет на эффективность Таким образом, можно сделать выпротиводействия различным наруше- вод: несмотря на то, что в настоящее ниям трудовой дисциплины. Так, пред- время дисциплинарная ответственность ставляется ошибочным применять одни является одним из важнейших правовых и те же дисциплинарные взыскания к средств, обеспечивающих дисциплину работникам за нарушение режима ра- и законность в сфере трудовых отношеботы и неисполнение своей трудовой ний, в трудовом законодательстве сущефункции. ствуют пробелы, которые необходимо Для совершенствования мер, направ- восполнить. Список литературы: 1. Трудовой кодекс Российской Федерации [Текст] : // от 30.12.2001 № 197-ФЗ (в ред. от 28.07.2012). – Российская газета; федеральный выпуск № 256 от 31.12.2001. 2. Рогалева, И.Ю. Особенности привлечения к дисциплинарной и материальной ответственности руководителя организации, руководителя структурного подразделения организации, их заместителей и других должностных лиц / И.Ю. Рогалева // Трудовое право. – 2009. - № 4. – С. 29-37. 3. Устинова, С.А. Дисциплинарная ответственность работника. Условия и причины возникновения трудовых споров / С.А. Устинова // Трудовое право. – 2010. №3. – С. 53-58. 168

Гуманитарные науки УДК.677.011 Т-29 Активизация инновационной деятельности в текстильной промышленности РФ Тедеева Виктория Гивиевна - ассистент кафедры «Налоги и налогообложение» Северо-Кавказского горно-металлургического института (государственного технологического университета). (СКГМИ (ГТУ), г.Владикавказ) Аннотация: В статье рассматриваются основные проблемы функционирования предприятий текстильной промышленности РФ, обосновывается необходимость активизации их инновационной деятельности. Abstract: The main problems of fabric industry plants functioning in Russian Federation are discussed, the necessity of innovative activity promotion is explained. Ключевые слова: Текстильная промышленность, предприятия, инновационная деятельность. Keywords: Textile industry, enterprise, innovation. Текстильная промышленность – многопрофильный производственный комплекс. Отрасль обеспечивает самые разнообразные потребности экономики и населения в социально значимой продукции (одежде, обуви, тканях, трикотаже, средствах медицины и пр.) и изделиях технического назначения со специальными свойствами (оборонную, автомобильную, мебельную, авиационную, угольную, полиграфическую и другие отрасли промышленности; армию, железнодорожный транспорт, сельское хозяйство). Предприятия текстильной промышленности используют широкий спектр химических, биологических и других технологий и процессов, используют оборудование по синтезу полимеров, переработке резин и пластмасс и др. В отрасли функционируют более 20 научно-исследовательских институтов, которые специализированы по подотраслям:

хлопчатобумажной, шерстяной, шелковой, трикотажной. В настоящее время многие предприятия текстильной отрасли находятся на грани банкротства, при этом лишь единицы используют прогрессивную производственную структуру и организационные схемы управления, эффективные в рыночных условиях хозяйствования. Преодоление кризисного состояния текстильной промышленности, по мнению автора, лишь в определенной степени будет способствовать созданию устойчивого положения отечественных товаропроизводителей, однако не решит всего комплекса проблем, накопленных в данной отрасли. Перспективы эффективного функционирования текстильной индустрии нашей страны вряд ли могут быть реальными без перевода ее на инновационный путь развития, что предполагает более полное использовании результатов НТП

169

Научный аспект №4-2012 на предприятиях отрасли. Успешная деятельность предприятий текстильной промышленности сегодня немыслима без развития новых технологий и выпуска конкурентоспособной продукции. Многое в этом вопросе, конечно, зависит от поддержки со стороны государства. Результаты анализа ситуации в области инновационной деятельности в текстильной промышленности Российской Федерации свидетельствуют о том, что в настоящее время низок спрос предприятий на основные научно-технические достижения и технологии. Это усугубляет их технологическое отставание, отрицательно сказывается на конкурентоспособности выпускаемой продукции. В отрасли слабо развиты рынок научно-технической продукции и сопутствующая ему инфраструктура. В качестве основных предпосылок активизации инновационной деятельности отечественных предприятий текстильной промышленности следует назвать жесткую конкуренцию на внутреннем рынке, а также требования предприятий смежников и зарубежных партнеров. Мероприятия по активизации инновационной деятельности предприятий отрасли, в зависимости от сферы применения инноваций, объема затрат на их реализацию и периода окупаемости, можно разделить на четыре группы. К первой, приоритетной группе, можно отнести повышение конкурентоспособности выпускаемой продукции, осво-

ение, и внедрение ее новых видов. Ко второй группе – совершенствование организации производства и управления. В третью группу входят мероприятия, связанные с совершенствованием действующих и разработкой новых технологий. Четвертая группа состоит из мероприятий по приобретению оборудования, лицензий, “ноу-хау”, технологий и других видов промышленной собственности. В современной России исключительно важным является реализация намеченных правительством РФ мер по активизации промышленной политики и, прежде всего, по использованию средств бюджета развития и других привлеченных средств на создание и производство экспортоориентированной и импортозамещающей продукции. Однако в этих условиях важно добиться, чтобы насыщение потребительского рынка отечественными товарами шло не только по пути наращивания объемов, но также улучшения качества и потребительских свойств выпускаемых изделий. Усиление открытого характера экономики как неизбежный результат вступления России в ВТО позволяет в большей степени использовать механизмы, сложившиеся в международной практике. Однако в краткосрочном периоде функционирования предприятий это потребует дополнительных затрат и импульсов для освоения уже имеющего инновационного потенциала и создания его новых элементов. Применительно к текстильной промышленности необходимо отметить,

170

Гуманитарные науки что любой демонстрационный эффект является стимулирующим по отношению к улучшающим инновациям, и усиление подвижности рынка активизирует процесс внедрения инноваций, не относящихся к базисным. Особенности предприятий текстильной индустрии позволяют более гибко использовать механизм субсидирования целей и миссии предприятия и в большей степени использовать потенциал краткосрочного периода для “прорыва” в области базисных инноваций, в том числе не имеющих аналогов в мире, и в область международного сотрудничества на стратегически перспективных и наукоемких сегментах рынка. В настоящее время на государственном уровне рассматриваются мероприятия по развитию текстильной промышленности, в частности повышение конкурентоспособности продукции; снижение издержек производства и повышение производительности труда; создание условий для привлечения инвестиций; развитие партнерства со странами СНГ и расширение международной интеграции; повышение доли экспорта продукции более глубокой степени переработки; увеличение удельного веса химических волокон и нитей с улучшенными потребительскими свойствами в сырьевом балансе отрасли; повышение уровня переработки отечественного натурального сырья. Государство намерено содействовать повышению инвестиционной привлекательности предприятий отрасли;

их техническому перевооружению на основе реализации инвестиционных проектов, в том числе с участием иностранных инвесторов; активному внедрению в производство прогрессивных технологий; стимулированию разработки и использования новых технологических процессов и материалов, обеспечивающих снижение материалоемкости и энергоемкости производства продукции; дальнейшему развитию малого предпринимательства; сохранению и поддержанию необходимых мобилизационных мощностей по производству продукции. Для того чтобы активизация инновационной деятельности в текстильной промышленности стала устойчивой тенденцией, Правительству Российской Федерации также необходимо: - осуществить комплекс мероприятий нормативно-организационного обеспечения инновационной деятельности; - оказывать экономическую поддержку предприятиям и организациям, участвующих в инновационной деятельности; - способствовать поддержке инновационной деятельности на региональном уровне; - активнее развивать международное сотрудничество в области инновационной деятельности. Стратегическими направлениями государственной политики в этой области должны стать: - формирование отечественного рынка научно-технической продукции

171

Научный аспект №4-2012 для предприятий текстильной промышленности; - защита патентного пространства, а также поддержка отечественных патентодателей за рубежом. Это объясняется тем, что одним из ключевых условий активизации инновационной деятельности является соблюдение прав на интеллектуальную собственность. На региональном уровне должны быть предприняты следующие меры: - разработка и внедрение соответствующих инвестиционных программ регионального развития; - реальная поддержка реализации федеральных программ; - поддержка регионально-значимых предприятий; налоговые льготы и отсрочки платежей в местные бюджеты; - включение инвестиционных проектов в особые реестры с целью разра-

ботки конкретных мер по их поддержке. Помимо определения конкретных приоритетов развития отраслевой науки, обновления технического обеспечения предприятий и их производственной структуры в целом, инновационному развитию текстильной индустрии будет способствовать совершенствование форм экономических взаимоотношений научных организаций хлопчатобумажной, шелковой, шерстяной, льняной, трикотажной промышленности с соответствующими промышленными предприятиями и государством; создание благоприятных условий налогообложения научных организаций и инновационных производств; обеспечение координация направлений научных исследований, проводимых отраслевыми НИИ и высшими учебными заведениями.

Список литературы: 1. Государственное управление инновационными процессами / Б. Райзберг, д-р экон. наук, д-р техн. наук, профессор Н. Морозов // Экономист. - №1. – 2008. - стр. 35-38. 2. Ермилова И. А. Текстильная отрасль России.- СПб.: ГИОРД, 2007. 3. Кудров В. М. Национальная экономика России.- М.: Дело, 2010.

172

Гуманитарные науки УДК.330.322.2 П-47 О формировании инвестиционной политики в топливно-энергетическом комплексе РФ Позднякова Тамара Алексеевна - доктор экономических наук, профессор, заведующий кафедрой «Налоги и налогообложение» Северо-Кавказского горно-металлургического института (государственного технологического университета). (СКГМИ (ГТУ), г.Владикавказ) Темирова Залина Аликовна – ассистент кафедры «Математика» Северо-Кавказского горно-металлургического института (государственного технологического университета). (СКГМИ (ГТУ), г.Владикавказ) Аннотация: В статье рассматриваются теоретические аспекты разработки и проведения инвестиционной политики на макро- и микроуровне; обосновывается необходимость активизации инвестиционной активности российского государства и предприятий топливно-энергетического комплекса РФ. Abstract: This article shows theoretical aspects of developing and introduction of investment politics on macro and micro levels; the necessity of activation of investment activities in Russia and Russian Federation fuel and energy sector is explained. Ключевые слова: Инвестиционная политика, государство, предприятия, топливно-энергетический комплекс. Keywords: Investment policy, government, business, the fuel and energy complex. Темпы и качество развития любой социально-экономической системы, безусловно, зависят от рациональной инвестиционной политики. При этом важнейшую роль в развитии экономики любой страны играют отрасли промышленного комплекса, во многом определяющие и социальную стабильность в государстве, и его политическое место в мире. Доля промышленности в ВВП Российской Федерации в 1990 г. составляла 86%, в 1991-92 гг. – более 90%. Снизившись, за счет роста сферы торговли и услуг, этот показатель в 2009 г. составил всего 27,2 % [7]. Актуальность задач, связанных с необходимостью активизации инвестиционной промышленной политики рос-

сийского государства, проводимой в топливно-энергетическом комплексе, приобретает в настоящее время особое значение. Общее состояние ТЭК таково, что задачи его модернизации и перевода на инновационный путь развития не могут быть решены без активного участия государства. Важнейшим средством обеспечения выхода России на траекторию устойчивого экономического роста, осуществления структурных преобразований, внедрения современных достижений научно-технического прогресса выступают инвестиции. Соответственно, стимулирование инвестиционной активности промышленных предприятий в настоящее время следует рассматривать

173

Научный аспект №4-2012 в качестве важнейшего фактора, влияющего на обновление производственных фондов, в том числе в отраслях топливно-энегетического комплекса РФ, и как результат, на формирование новых качественных характеристик развития национальной экономики в условиях глобализации мирохозяйственных связей. Инвестиционная политика на макроуровне определяется как составное звено экономической политики государства, система мер, определяющая объем, структуру и направление капитальных вложений, рост основных фондов и их обновление на основе новейших достижений науки и техники. Она стимулирует и регулирует инвестиционный процесс, создает условия для устойчивого социально-экономического развития государства, региона, отрасли, бизнеса в целом [6, с.254]. Эффективная государственная инвестиционная политика должна строиться на основе следующих принципов: • формирование привлекательного инвестиционного климата; • определение приоритетных направлений развития науки и техники; • концентрация инвестиций на стратегических направлениях развития науки и техники; • отбор эффективных инвестиционных проектов с учётом рисков; • объективная оценка инвестиционного потенциала предприятий. Целью эффективной инвестиционной политики является содействие привлечению в экономику инвестиций посредством формирования благоприятного инвестиционного климата, создания стабильных условий для осуществления предпринимательской

деятельности, обеспечения экономически обоснованного уровня доходности инвестированного капитала, используемого в сферах деятельности хозяйствующих субъектов. Такая политика должна быть основана на использовании инновационных инструментов привлечения инвестиций, обеспечения экономического стимулирования внедрения высокоэффективных технологий в рамках приоритетных направлений развития науки и техники. Инвестиционная политика государства и хозяйствующих субъектов направлена на сбалансированное формирование источников долговременных вложений за счёт ограничения текущего потребления и рациональное использование этих вложений для социально-экономического развития общества и повышения конкурентоспособности хозяйствующих субъектов. Эта политика весьма рискованна, поскольку предполагает отказ от текущего потребления в пользу будущего эффекта, который может оказаться отрицательным или нулевым, в том числе по независящим от инвестора причинам. Выбор в пользу инвестиционной политики всегда довольно проблематичен, поскольку «та или иная политика оценивается не тем, что она обещает в далёком будущем, а тем, насколько обеспечивает текущий устойчивый рост» [2, с.23]. Под инвестиционной политикой промышленного предприятия авторы понимают комплекс мероприятий, обеспечивающих выгодное вложение собственных, заемных и других средств в виде инвестиций в основной капитал с целью обеспечения финансовой устойчивости работы предприятия в бли-

174

Гуманитарные науки жайшей и дальнейшей перспективе. С этой точки зрения, инвестиционная политика является наиболее общей категорией, объединяющей миссию, стратегические цели и задачи предприятия, реализуемые путем последовательно и параллельно осуществляемых инвестиционных проектов, а также прогнозную динамику его финансового состояния. В экономической литературе инвестиционная политика предприятия зачастую характеризуется как часть общей финансовой стратегии предприятия, которая определяет выбор и способ реализации наиболее рациональных путей его развития. В условиях капитализма инвестиционная политика, согласно К.Марксу, предполагала, что «капитал извлекается из отрасли с более низкой нормой прибыли и устремляется в другие, которые приносят более высокую прибыль» [3, с.214]. В постиндустриальной экономике критерии эффективности, источники и направления инвестиций существенно изменяются, особенно в топливноэнергетическом комплексе РФ. Данное утверждение обоснуется тем, что модернизация российской экономики, определенная в качестве приоритетного развития нашего государства, не может быть в полной мере реализована без соответствующего развития отраслей ТЭК, являющихся базой развития и размещения производительных сил страны, инструментом проведения внутренней и внешней политики РФ. Для этого, прежде всего, необходимо четкое научное обоснование наиболее перспективных направлений государственного инвестирования в ТЭК, с тем, чтобы в дальнейшем рассматриваемый комплекс мог

создавать условия и обеспечивал эффективное достижение выбранных приоритетов развития страны. Главными проблемами, с которыми на современном этапе сталкиваются предприятия топливно-энергетического комплекса, являются высокая изношенность основных фондов, их несоответствие мировому уровню технологического развития, низкая эффективность использования основных факторов производства, нехватка оборотных средств, ограниченность кредитных ресурсов и т.д. Износ основных фондов в отраслях ТЭК превышает 50%. Для многих предприятий в целях повышения эффективности производства вполне очевидна необходимость реализации мер по обновлению устаревшей материальной базы и изменению производственной структуры в целом. Формирование инвестиционной политики на микроуровне, как известно, предполагает определение долгосрочных целей и приоритетов развития предприятия; выбор наиболее перспективных и выгодных вложений капитала; оценку альтернативных инвестиционных проектов; разработку технологических, маркетинговых и финансовых прогнозов; оценку последствий реализации инвестиционных проектов. Инвестиционная политика хозяйствующих субъектов должна быть нацелена на обеспечение оптимального использования инвестиционных ресурсов, рациональное сочетание различных источников финансирования, на достижение положительных интегральных показателей эффективности проекта, и в целом – на экономически целесообразные направления развития производства.

175

Научный аспект №4-2012 При разработке инвестиционной политики важно учитывать финансовоэкономическое положение предприятия; технологический уровень производства; соотношение собственных и заемных средств; условия финансирования на рынке капиталов; условия страхования и гарантий инвестиций; условия лизинговых контрактов. Процесс формирования инвестиционной политики предприятия, прежде всего, предполагает выбор наиболее эффективных способов реализации стратегических целей инвестиционной деятельности, когда на основании оценки потребительского спроса на выпускаемую продукцию, производственных возможностей и неиспользуемых резервов определяются экономически выгодные направления развития. После этого проводится конкретизация направлений инвестиционной политики предприятий, а именно: - инвестирование с целью получения дохода в виде процентов, дивидендов, выплат из прибыли; - инвестирование с целью получения дохода в виде приращения капитала в результате роста рыночной стоимости инвестиционных активов; - инвестирование с целью получения дохода, составляющими которого выступают как текущие доходы, так и приращение капитала. Ориентация на одно из указанных направлений является ключевым звеном формирования инвестиционной политики, определяющим состав объектов инвестирования, источник получения дохода, уровень приемлемого риска и подходы к анализу инвестиций. В ходе разработке инвестиционной

политики рассчитывается общий объем инвестиций, способы рационального использования собственных средств и возможности привлечения дополнительных денежных ресурсов, в результате чего определяются источники финансирования инвестиций. Исходя из изложенного, процесс разработки инвестиционной политики промышленного предприятия предусматривает следующие этапы: • определение долгосрочных инвестиционных целей развития промышленного предприятия; • разработка стратегических направлений инвестиционной деятельности предприятия; • конкретизация инвестиционной политики в соответствии с периодами ее реализации; • разработка инвестиционной стратегии; • формирование инвестиционного портфеля; • анализ инвестиционной деятельности промышленного предприятия. На инвестиционную политику промышленного предприятия влияет множество факторов как внешней, так и внутренней среды. Учет этих факторов и механизма их влияния на инвестиционную деятельность и эффективность инвестиций является основой для разработки обоснованной инвестиционной политики хозяйствующих субъектов, которая должна проводится в соответствии с результатами исследования внешних факторов инвестиционной среды и конъюнктуры инвестиционного рынка, оценки внутренних особенностей предприятия, определяющих его инвестиционную деятельность, а также

176

Гуманитарные науки на основе анализа финансовой политики предприятия, оказывающей влияние на инвестиционную политику [4, с.73]. Главной проблемой реализации инвестиционной политики предприятий ТЭК является проблема привлечения инвестиционных ресурсов, как иностранных, так и национальных. В этой связи нельзя не отметить следующее. Важным условием, соблюдение которого необходимо для привлекательности предприятия со стороны частных инвесторов, является постоянный и общеизвестный набор догм и правил, сформулированных таким образом, чтобы потенциальные инвесторы могли понимать и предвидеть, как эти правила будут применяться к их деятельности. В России же, находящейся в стадии непрерывного реформирования, правовой режим довольно непостоянен, что, безусловно, сдерживает потенциальных инвесторов.

Притоку частного национального и иностранного капитала препятствуют также неразвитость производственной и социальной инфраструктуры, недостаточное информационное обеспечение. Взаимосвязь этих проблем усиливает их негативное влияние на инвестиционный климат1 в России. Все эти факторы перевешивают такие привлекательные черты России, как ее природные ресурсы, мощный, хотя технически устаревший производственный аппарат, наличие дешевой и достаточно квалифицированной рабочей силы, высокий научнотехнический потенциал. По оценкам специалистов, потребность страны в иностранных инвестициях ежегодно составляет минимум 10–12 млрд. долл. Необходимость формирования эффективной инвестиционной политики предприятий ТЭК в целях их инновационного развития является вполне очевидной и экономически целесообразной.

Список литературы: 1. Гитман Л. Дж. Основы инвестирования : пер. с англ. - М.: Дело.- 2009.- 1008 с. 2. Гэлбрейт Дж. К. Экономические теории и цели общества. - М.: Прогресс. 1976. - 528 с. 3. Маркс К., Энгельс Ф. Соч. – Изд. 2. - т.25. - ч.1. – М.: Политиздат. 1961. - 546 с. 4. Орлова Е.Р. Инвестиции. - М: Омега-Л, 9-е Изд. - 2012. - 288 с. 5. Перников С. Г. Состояние и основные направления инвестиционной политики в топливно-энергетическом комплексе: Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата экономических наук. - Санкт-Петербург. – 2011. – 24 с. 6. Игошин Н. В. Инвестиции. Организация, управление, финансирование: учебник для студентов вузов, обучающихся по специальности 060000 экономики и управления. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: ЮНИТИ-ДАНА. - 2005. - 448 с. 7. Официальный сайт Федеральной службы государственной статистики Российской Федерации [электронный ресурс], режим доступа: http://www.gks.ru Дата обращения – 10.01.2013г. 1

Под инвестиционным климатом принято понимать совокупность политических, социальноэкономических, финансовых, социокультурных, организационно-правовых и географических факторов, присущих той или иной стране, привлекающих или отталкивающих инвесторов. 177

Научный аспект №4-2012 УДК.339.56 М-63 Краткая оценка рисков и анализ привлекательности направлений экспорта центрально-азиатских энергоресурсов Мирзоолимов Мирзоманон Мирзокалонович - аспирант кафедры политологии Российского государственного педагогического университета им. А. И. Герцена. (РГПУ, г.Санкт-Петербург) Аннотация: Цель данного исследования заключается в определении преимуществ и рисков всех четырех направлений поставок энергетических ресурсов Центральной Азии. Ниже тезисно перечислены наиболее важные, на наш взгляд, из них. Abstract: The aim of this research is to determine advantages and risks of all four power resources delivery directions in Central Asia. We briefly enumerated the most important of them from our point of view. Ключевые слова: Центральная Азия, энергоресурсы, нефть, газ, экспорт, трубопровод. Keywords: Central Asia, energy, oil, gas, export pipeline. ВОСТОЧНОЕ НАПРАВЛЕНИЕ (КИТАЙСКОЕ) В настоящее время страны Центральной Азии рассматривают китайский рынок в качестве одного из приоритетных направлений экспорта. Основные экспортеры нефти и газа региона понимают, что слабым звеном энергетической безопасности Китая является недостаточная диверсификация источников и маршрутов поставки сырьевых ресурсов, прежде всего энергоносителей. На наш взгляд, можно выделить следующие факторы, положительно влияющие на процесс развития энергетических сетей из Центральной Азии в Китай: 1. Наличие общих границ. При транспортировке энергоресур-

сов в Китай маршрут не пересекает границы третьих стран по пути от добывающего региона (Центральная Азия) до потребительского рынка (Китай). Соответственно, создаваемые или созданные трубопроводные маршруты будут носить характер «инфраструктуры облегченного процесса транзита». 2. Емкий рынок сбыта, как нефти, так и природного газа. Нефть. В 1997—2007 гг. на долю Китая приходилось до трети общемирового роста спроса на нефть, и сегодня по потреблению нефти он занимает второе место в мире после США. В 2005 г. объем потребления в стране достиг 300 млн. тонн. В 2010 г. спрос на нефть в Китае достиг 9 млн. бр/сут и лишь наполовину покрывался за счет собствен-

178

Гуманитарные науки ной добычи. По разным оценкам, к 2020 г. потребность Китая в нефти достигнет примерно 400 млн. тонн, и от этого объема больше 60% составит импорт. В дальнейшем этот разрыв должен только увеличиться: согласно прогнозам МЭА через двадцать лет стране придется импортировать до 70% потребляемой нефти. Газ. По данным МЭА, в 2008 г. объем потребления газа в стране составил 85 млрд. кубометров. Так, по данным Китайской национальной нефтяной корпорации (CNPC), потребление природного газа в Китае возрастет на 77% в период с 2011 до 2015 г. (с 130 млрд. куб. м до 230 млрд. куб. м). Сегодня газ составляет лишь 3% потребляемых в КНР первичных энергоресурсов, но к 2015 г. доля потребления «голубого топлива» повысится до 8%. Поскольку Пекин озабочен безопасностью поставок морским путем, он постарается импортировать немалую часть этого объема по трубопроводам, а не в сжиженном виде. 3. Реализованные проекты (опыт). За сравнительно короткий срок Пекину удалось построить и запустить нефтепровод Казахстан-Китай и газопровод Туркменистан-УзбекистанКазахстан-Китай. Китайские проекты «проводятся как военные операции». Множество наблюдателей оценивают методы Китая и китайских компаний как успешные и эффективные. Так, например, в депеше посольства США, имеющейся в распоряжении Казахского телеграфного агентства (КазТАГ),

сообщается, что 11 июня 2009 года сотрудник посольства США по энергетике встретился с менеджерами американской нефтяной сервисной компании Baker Hughes и консалтинговой фирмы PricewaterhouseCoopers, которые поделились мнением по поводу работы китайских компаний в Казахстане. В частности, сотрудник Baker Hughes информировал американского дипломата о том, что «проекты CNPC строго контролируются китайским менеджментом и «проводятся как военные операции». Есть детальный план на все случаи и все решения исходят прямо из Пекина» [1]. Менеджер PricewaterhouseCoopers подтвердил методы работы китайских компаний, описанные сотрудником Baker Hughes. Он заявил, что до сделки китайцы «очень стараются и играют по правилам». Они быстро платят, нанимают лучших сотрудников и проводят тщательную проверку, чтобы понять риски и расходы на приобретение собственности. Они быстро регистрируют компанию и покупают лицензию на недропользование. Однако сразу после сделки, китайцы «сужают круг» [1]. 4. Отсутствие политических «сюрпризов» со стороны потребителя. Китайцы «принципиально не вмешивается во внутреннюю политику и вопросы большой политики – просто “делают бизнес”» [2]. Согласно традиции китайской дипломатии невмешательство в дела других стран является одним из основополагающих принципов

179

Научный аспект №4-2012 внешней политики Пекина. По крайне мерее, Китай никогда не стремился навязывать своих идей и влиять на внутриполитическую ситуацию в центрально-азиатском регионе, и даже признаки намерения изменить этой традиции не наблюдается. Однако, по нашему мнению, есть и негативные факторы: 1.Конкуренция (прежде всего, с российскими ресурсами). Гораздо более вероятной является конкуренция Туркменистана, Узбекистана и Казахстана с Россией за газовые поставки в Китай. Понятно, что импорт центрально-азиатского газа может удовлетворять только очень небольшую часть потребления Китая, но наличие российского газа будет способствовать уменьшению энергозависимости Поднебесной. Согласно Генеральной схеме газовой отрасли России на период до 2030 г., ключевым направлением экспорта российского газа должен стать Китай. Европейский рынок характеризуется высокой конкуренцией, и Россия, принимая во внимание высокие темпы роста рынка Азиатско-Тихоокеанского региона, в особенности Китая, планирует диверсификацию рынков сбыта газа. 2. Относительно низкие цены на нефть и газ. Китай покупает газ у центральноазиатских поставщиков примерно по 250 долларов за тысячу кубометров, в то время как в Европе он стоит существенно дороже.

3. Прогнозируемый рост добычи внутри страны. Китай стремится наладить собственную добычу газа. Пока лишь известно, что основной упор Китай хочет сделать на добычу сланцевого газа. Как полагают эксперты, привлечение западных сланцевых технологий рассматривается в Китае как первоочередная задача страны в области энергетики. Сегодня Пекин делает только первые шаги для развития отрасли добычи сланцевого газа, но уже к 2020 году планирует выйти на добычу в объеме 70-100 млрд. куб. м в год. В этих условиях неизбежно переговорные позиции центрально-азиатских поставщиков будут существенно ослаблены. ЮЖНОЕ НАПРАВЛЕНИЕ В последние годы данное направление все активнее рассматривается центрально-азиатскими экспортерами (Туркменистан/газ/, Таджикистан и Кыргызстан/электроэнергия/). Положительные факторы: 1. Высокий спрос (Индия, Пакистан). По подсчётам экспертов, потребление энергии в Индии будет расти в районе между 3.6 и 4.3 % ежегодно, и более чем удвоится к 2030 году. Это сделает Индию третьим крупнейшим импортером нефти к 2025 году. В настоящее время, Индия имея более чем миллиардное население и бурно развивающуюся экономику, считается шестым крупнейшим потребителем энергии в мире. Кроме того, наблюдается устойчивый рост

180

Гуманитарные науки потребления газа в Индии. По разным оценкам темпы роста потребления будут составлять в среднем до 6 % в год вплоть до 2020г. Вместе с тем собственные запасы газа малозначительны и возможности добычи с каждым годом исчерпываются. Пакистан, как и Индия, в значительной степени заинтересован в доступе к запасам энергоресурсов региона, что обусловлено его быстрорастущим потреблением энергии и желанием не отставать в экономическом развитии от своего великого соседа. Пакистан также не способен удовлетворить спрос экономики внутренними энергоресурсами. 2. Соседство Туркменистана и Ирана. Сотрудничество с Ираном в газовой сфере открыло Туркменистану широкие возможности экспорта газа как в эту страну, так и – транзитом через иранскую территорию – в страны Средиземноморья, Европу, а через иранские порты в Персидском заливе – в регионы Дальнего Востока и Юго-Восточной Азии. Иранский коридор позволил покончить с монополией России в транзите туркменского газа и выйти на газовый рынок вне постсоветского пространства [3]. Негативные факторы: 1. Афганский фактор. Маршрут разрабатываемого проекта магистрального газопровода ТАПИ (Туркменистан-Афганистан-ПакистанИндия) и проекта CASA-1000 предусматривающий строительство высоко-

вольтных линий электропередачи из Кыргызстана и Таджикистана в Пакистан проходят по территории Афганистана. Совершенно очевидно, что непрекращающаяся нестабильность в Афганистане является очевидной преградой для коммуникаций. 2. Географический фактор. Сочетание многих географических факторов делает основных потребителей «южного направления» не перспективными рынками сбыта для центрально-азиатских поставщиков. Это, прежде всего наличие выхода к морю и близость к энергоносным регионам, что как правило, гарантирует выгодное положение в мире конкуренции. 3. Санкции против Ирана. Сегодня нет никаких оснований для того, чтобы не продолжать поставки и транзит энергоресурсов в Иран. Как известно, никаких ограничений на поставщиков санкции ООН не накладывают. Введенные Соединенными Штатами и Евросоюзом односторонние санкции не являются обязывающими, и отношения Ирана со странами Центральной Азии должны продолжаться в рамках международного права. Однако в любом случае не стоит надеяться на «идею справедливого международного порядка и мира». В случае давления со стороны США - Туркменистан и Казахстан, которые экспортируют нефть и газ в Иран, возможно, перенаправят потоки в другом направлении.

181

Научный аспект №4-2012 ЗАПАДНОЕ НАПРАВЛЕНИЕ «Поскольку Европа на настоящий момент – крупнейший рынок сбыта на континенте, в ее сторону направлены все основные инфраструктурные нефтегазовые проекты» [4]. Европейский рынок также рассматривается центрально-азиатскими странами как основное стратегическое направление поставок энергетического сырья. Положительные факторы: 1. Высокие цены. Во-первых, для Европы, высокие цены – это стимул для наращивания энергетических поставок из Центральной Азии. Во-вторых, для стран Центральной Азии, рынок Европы – это возможность получения, по их мнению, справедливой цены за товар. 2. Наличие большого количества заинтересованных в строительстве трубопроводов стран в Европе. Этот фактор будет способствовать не только росту присутствия ЕС и европейских энергетических компаний в топливно-энергетическом сегменте стран Центральной Азии, но и заинтересованности в большем развитии энергетических маршрутов из региона в Европу. Негативные факторы: 1. Проблемы транзита. Пока правовая составляющая проблемы международного транзита энергоресурсов окончательно не изучена и не отрегулирована. Существование данной проблемы создает риски, как для стран Центральной Азии (экспортеры),

так и для европейских стран (импортеры). До тех пор, пока проблема не будет решена, все созданные и проектируемые трубопроводы из Центральной Азии в Европу, проходящие через территорию нескольких стран, могут быть подвержены риску возникновения проблем с размерами оплаты за транзитные услуги и обеспечением безопасности транзита, в частности в случае блокады транзитных трубопроводов или сокращения поставок энергоресурсов. 2. Неурегулированный правовой статус Каспийского моря. Правовой статус Каспийского моря не определён, и, следовательно, решение по строительству тех или иных трубопроводов по дну моря не может быть принято без согласия всех пяти стран, имеющих выход к Каспию. Затягивание строительства Транскаспийского трубопровода, который должен был стать частью проекта «Набукко», является наглядным примером чрезвычайной сложности проблемы Каспийского моря. 3. Излишняя политизированность. Пока Евросоюз окончательно не откажется от упреков в несоблюдении демократических прав и свобод в пользу развития отношений в сфере энергетики со странами Центральной Азии, выполнение поставленных задач по развитию трубопроводных сетей будет неизбежно вести к конфликту интересов. Очевидно, санкций ЕС в отношении Узбекистана, введенные в 2005 году после андижанских событий и навязывания Ташкенту

182

Гуманитарные науки неких унифицированных стандартов демократии были контрпродуктивными, и, что самое главное, они нанесли вред отношениям между Европой и странами Центральной Азии в сфере энергетики. Кроме того, страны Центральной Азии помнят пример Ирана, которому запретили импортировать углеводородное сырье в Европу. А это весомый аргумент для отказа Евросоюзу в строительстве трубопроводов. СЕВЕРНОЕ НАПРАВЛЕНИЕ Несмотря на постепенное снижение транзитной роли России в экспорте центрально-азиатских углеводородов, и в будущем российское направление остается для стран региона одним из основных направлений экспорта нефти и газа. Положительные факторы: 1. Существующая инфраструктура. На сегодняшний день существующая инфраструктура способна пропускать значительную часть экспортного потенциала центрально-азиатских энергоресурсов. Однако, прогнозируемый рост добычи и экспорта заставляет приложить усилия по модернизации и реконструкции существующих сетей и строительство новых магистралей. 2. Авторитет России в Центральной Азии. Фактор тяготения и симпатия национальных номенклатур и правящих элит, безусловно, играют важную роль в определении геополитической ориентации и выработке внешнеполитического курса. Кроме того существует некая

боязнь того, что кардинальное изменение вектора повлечет за собой серьезные последствия. Все эти факторы неизбежно находят отражение и в решениях по выбору направления энергетических поставок. 3. Интеграционные союзы. На площадках многих интеграционных объединений на постсоветском пространстве всегда обсуждаются вопросы взаимодействия в сфере энергетики. В частности, долгое время идут переговоры в рамках Таможенного Союза о возможности беспрепятственного доступа к единым транспортным системам. Хотя пока вопрос остается открытым, существует большая вероятность того, что в будущем у центрально-азиатских экспортеров появиться возможность уменьшить свои затраты на транспортные и таможенные платежи. Негативные факторы: 1. Наличие больших запасов. При снижении спроса и цен на газ в Европе, Россия может сократить поставки из Центральной Азии, так как, имея большие запасы газа, она не пойдет в ущерб своим экспортным мощностям. Эта проблема особо проявилась в кризисный 2009 год, когда Россия отказалась закупать оговоренные большие объемы туркменского газа и полностью прекратила закупки. К тому же, по большому счету, обладая монопольным правом на транзит центрально-азиатского газа, Москва вполне может диктовать условия, как в плане объема поставок, так и цены.

183

Научный аспект №4-2012 2. Транзитные риски. В Центральной Азии прямой маршрут считают единственно приемлемым вариантом, который исключает какие-либо транзитные риски. Однако на сегодняшний день отсутствует возможность прямых поставок всего экспортного потенциала. При наличии «посредника» география транспортных систем подвергается воздействию различных технологических, политических и экономических рисков. Априори поиск новых маршрутов поставки углеводородного сырья обусловлен чрезмерно высокой зависимостью от России.

Заключая, необходимо отметить, что данная статья не претендует на исчерпывающий охват всех рисков и преимуществ направлений экспорта центрально-азиатских энергоресурсов. Возможно, существует большое количество других тезисов и дополнений, о которых нам неизвестно/ограниченные рамки исследования не позволили углубиться, или обнаружиться в ходе глубокого и многостороннего изучения с точки зрения разных наук и областей знания. Поэтому тезисы и соображения, представленные в данной статье, могут быть оспорены и подвержены критике.

Список литературы: 1. WikiLeaks: Китай реализует нефтяные проекты как военные операции [электронный ресурс], режим доступа: http://kaztag.kz/ru/content/61989 Дата обращения – 10.01.2013г. 2. В.Парамонов. «Большая игра» за энергоресурсы Центральной Азии: 20 лет после распада СССР [электронный ресурс], режим доступа: http://ceasia.ru/energetika/ bolshaya-igra-za-energoresursi-tsentralnoy-azii-20-let-posle-raspada-sssr.html Дата обращения – 10.01.2013г. 3. Мутов С.А. Политика Ирана в отношении Центральной Азии//Журнал Мир и политика №08 (59). Август 2011 4. К. Лебедев. Проект: Глобальная энергетическая безопасность. Серия: Региональные энергетические стратегии. Серия работ: Эволюция конкуренции. Проект I. От конкуренции проектов к конкуренции направлений// Москва, 2009. с. 6//http:// www.ifs.ru/upload/energo.pdf

184

Гуманитарные науки УДК.911.375.5 Е-91 Системная организация ориентации в структуре города Ефимов Петр Александрович – магистрант кафедры градостроительства архитектурного факультета Самарского государственного архитектурно-строительного университета. (СГАСУ , г.Самара) Аннотация: В связи с развитием туризма, ориентация в городской среде приобретает все большее значение. На сегодняшний день это уже не просто наименование улиц или остановки общественного транспорта, а сложная многогранная система, создание которой требует определенных навыков и знаний. В статье раскрываются основные принципы системы ориентации, ее виды и особенности, значимость для жителей города и туристов. Abstract: Due to tourism developing orientation in the city is becoming more and more significant. Today it’s not just the names of the streets or bust stops but it’s a complex, many-sided system developing of which requires special knowledge and skills. Major principles of orientation system are presented in the article as well as its types, characteristic features and importance for residents and tourists. Ключевые слова: Туризм, туристический ресурс, туристическая инфраструктура, ориентация, ориентир. Keywords: Travel, tourism resources, tourism infrastructure, orientation guide. В настоящее время туризм превратился в массовое социально-экономическое явление международного масштаба. Это сложное и многогранное явление, и ни одна из существующих ныне наук не может определить его как объект собственных исследований. Туризм, и в этом убеждены сами путешествующие, — это их (туристов) деятельность во время отдыха. Он стал характерной чертой образа жизни современного человека, стремящегося к смене впечатлений, познанию яркого и разнообразного мира. С экономической же точки зрения – это особый вид потребления туристами материальных благ, услуг и товаров. Поэтому для многих стран туризм стал ве-

сомой статьей государственных доходов и входит в число наиболее перспективных отраслей национальной экономики. Важное значение для развития как международного, так и внутреннего туризма имеют туристические ресурсы – совокупность природных и созданных человеком объектов, явлений окружающей среды, пригодных для туристской деятельности. Именно ресурсы являются основной целью путешествий, а следовательно, обуславливают и определяют важнейшие экономические показатели туризма, такие как количество туристов, цена на услуги, география путешествий, их сезонное распределение, длительность пребывания и прочие. Необходимым условием освоения

185

Научный аспект №4-2012 туристических ресурсов и развития туризма в целом является инфраструктура туризма – комплекс взаимосвязанных обслуживающих структур или объектов, обеспечивающих нормальный доступ туристов к туристским ресурсам и их надлежащее использование в целях туризма. Это автомобильные и железные дороги, вокзалы и терминалы, системы регулирования дорожного, воздушного, речного и морского движений, системы теплоснабжения, электросети и т.д. Главная особенность туристской инфраструктуры в том, что она обслуживает туристов и местное население, поэтому её развитие не только способствует туристскому освоению территории, но и улучшает условия жизни жителей данного района. Одним из компонентов туристской инфраструктуры, который играет немаловажную роль в развитии туризма, является система ориентации. Система ориентации служит для определения собственного местонахождения, ознакомления с окружающими объектами, разработки маршрута к объекту. Иными словами, ориентация представляет собой процесс, с помощью которого человек может функционировать в пространстве, используя сигналы из окружающей среды. Более корректный термин, речь о котором пойдет в данной статье, звучит по-английски Wayfinding System (Система нахождения пути) или Orientation System — то есть ориентация в пространстве: городе, торговом центре,

вокзале и т.д. В 1960 году в книге «Образ города» («Image of the city») Кевин Линч (Kevin Lynch) первым ввел данное понятие. В своей работе автор призвал тогдашнее поколение архитекторов, дизайнеров и вообще жителей городов рассматривать городское пространство как функциональное целое. Используя понятие «Читаемость среды», он сосредоточил внимание на структуре и организации систем ориентации в городе. Проведя обширное исследование Бостона, НьюДжерси и Лос-Анджелеса, Линч обобщил опыт ориентации реальных людей в реальных городах. Сложная система улиц и недостаток хорошо заметных ориентиров дезориентируют приезжих и вынуждают их приобретать карты города. Как ясно из названия книги Кевина Линча, влияние читаемости среды не ограничивается ориентацией – читаемость формирует образ города в сознании людей. Заблудиться в городе очень неприятно и даже страшно. Если подобные случаи происходят часто, это не только отрицательно влияет на условия жизни жителей города, но и вредит имиджу данного региона, его туристическому развитию. И наоборот, заметные объекты, сочетающие в себе форму и функциональность, будучи красивыми и полезными инструментами ориентации, могут существенно улучшить имидж города. Идя по стопам Кевина Линча, дизайнер Пол Артур (Paul Arthur) и архитектор Ромеди Пассини (Romedi Passini) в

186

Гуманитарные науки книге «Ориентация: люди, знаки и архитектура» (Wayfinding: People, Signs and Architecture), вышедшей в 1992 году, приводят нас к более глубокому пониманию застроенной окружающей среды. Артур и Пассини объясняют, что неудачная поддержка ориентации приводит к более серьезным последствиям, чем просто испорченное настроение, потеря времени и опоздание на поезд или самолет. К тому же довольно много людей с ограниченными физическими возможностями. Используя труды упомянутых выше авторов, в границах данной темы можно выделить две системы ориентации в структуре города: информативная система ориентации и образная система ориентации. Информативная система ориентации – это совокупность элементов среды, предоставляющих информацию и различные сведения потребителю в виде текста, карт, схем или направлений. Количество информации в открытых и закрытых территориях оказывает существенное влияние на пространственновременное восприятие человека. Информативная система охватывает широкий спектр проблем: способствуют ориентации, оценке эстетико-художественных и эмоциональных особенностей окружающего пространства. Данный тип ориентации существует много лет, но с течением времени изменяются только принципы формообразования и технологии реализации информационных носителей. Функции

объектов – коммуникация, передача сведений потребителю, организация эмоциональной составляющей открытого пространства, остаются прежними. Любая система имеет своего потребителя. Так информативная система ориентации в структуре города должна работать на пять групп потребителей: местные жители, жители отдаленных районов города, российские туристы, иностранные туристы, жители и гости города с ограниченными возможностями. Отсюда следует, что данная система должна быть: понятна, актуальна, легко читаема, правильно расположена. Особенности же информативной системы ориентации, такие как тип, форма, цвет, материал, расположение, должны быть основаны на достоверных научных исследованиях. Более важной системой «Нахождения пути» является образная. Образная ориентация, в отличие от информативной – это функционирование человека в среде, используя индивидуальные образы, когнитивные представления того или иного окружения. Любой личный образ уникален, но тем не менее, совпадает с общественным, обладающим в различных типах окружения большей или меньшей степенью. Безусловно, на образ окружения влияют такие факторы как социальное значение территории, ее функция, история, но ориентация ограничено здесь самой средой, только предметными, непосредственно воспринимаемыми объектами. Ромеди Пассини и

187

Научный аспект №4-2012 Пол Артур в книге «Ориентация в пространстве: люди, знаки и архитектура» называют такую ориентацию архитектурной. Система знаков, указателей и прочих информативных элементов не может быть единственным источником информации – направлять должна сама архитектурная среда. Человек, оказавшийся в незнакомой среде, должен понимать свое местоположение, представлять хотя бы в общих чертах планировку окружения и определять направления, в которых ему надо двигаться, чтобы попасть в то или иное место. По данным различных исследований группа факторов, связанных с трудностью ориентации занимает одно из первых мест в списке причин плохого туристического развития того или иного региона. Поэтому на пути своего движения турист или местный житель должен постоянно встречать ориентиры. Ориентиры обычно представляют собой достаточно просто определяемые материальные объекты. Использование ориентира означает вычленение одного элемента из множества. Одни ориен-

тиры – дистанционного типа, воспринимаются обычно под разными углами и с различных расстояний, служат для ориентации относительно центра или центров. Они могут быть расположены внутри города или на таком удалении, что вполне надежно обозначают направление: отдельно стоящие башни, купола, холмы и тд. Другие ориентиры – локального типа, видимы только в ограниченных пределах и с определенных подходов. Это витрины, деревья, дверные ручки и прочие детали, которые насыщают образ города для большинства наблюдателей. Ориентация не является даром или врожденной способностью, которую имеет один или абсолютно не имеет другой. Тем не менее – это необходимое условие для жизни в современном мире, навык для свободы человека и его уверенности в себе. В условиях хорошей системы ориентации определять свое местонахождение, понимать и планировать свой дальнейший маршрут теперь под силу не только жителям города, но и его гостям – туристам.

Список литературы: 1. Квартальнов В.А. Туризм / М.: Финансы и статистика, 2002. 2. Paul Arthur, Romedi Passini. Wayfinding: People, Signs, and Architecture / McGrawHill, 1992. 3. К. Линч. Образ города. Перевод с английского Глазычев В.Л. / М.: Стройиздат, 1982.

188

ЕСТЕСТВЕНные науки УДК 618.17+616.71 C-95 Анализ заболеваний органов репродуктивной системы на минеральную плотность костной ткани у молодых женщин в городе Якутск Сыроватская Елизавета Гаврильевна - студент Лечебного факультета Северо-Восточного федерального университета им. М.К. Аммосова. (СВФУ, г.Якутск) Петрова Милана Николаевна - кандидат медицинских наук, доцент кафедры внутренних болезней Медицинского института Северо-Восточного федерального университета им. М.К. Аммосова. (СВФУ, г.Якутск) Аннотация: Благодаря успехам фундаментальных наук в последние годы представлена карта локализации различных типов эстрогеновых и прогестероновых рецепторов в репродуктивных и нерепродуктивных органах и тканях. Это позволило выделить генитальные и экстрагенитальные органы-мишени для половых гормонов . Особое внимание заслуживают рецепторы к половым гормонам, локализованные в остеобластах, остеокластах и остеоцитах. Установлено, что в период менархе под влиянием половых гормонов начинается торможение роста костей в длину в результате блокады зон роста. Abstract: Due to recent success of fundamental sciences, the map of localization of various types of estrogen and progesterone receptors in reproductive and non-reproductive organs and tissues is presented. It allowed single out genital and extra genital target organs for reproductive hormones. Special attention should be paid to reproductive hormones receptors localized in osteoblasts, osteoclasts and osteocytes. It was detected that during menarche under the influence of reproductive hormones the growth of bones begins to decrease as a result of growth zones blockade. Ключевые слова: Не воспалительные заболевания органы малого таза, воспалительные заболевания органы малого таза, Z критерии, минеральная плотность костной ткани, денситометрия. Keywords: Non-inflammatory disease pelvic organs, inflammatory pelvic organs, Z-test, bone mineral density, densitometry. В данной работе рассмотрено влияние заболеваний органов репродуктивной системы на минеральную плотность костной ткани у молодых женщин в городе Якутске. Проведено анкетирование по опроснику FRAX, сбор анамнеза, физикальное исследование. Рассчитаны среднее значение Z-критерия,

минеральной плотности костной ткани (МПКТ). На основании анализа полученных данных и по результатам анкетирования установлено, что в обеих группах у женщин с невоспалительными заболеваниями органов малого таза показатели МПКТ были несколько ниже, что может быть расценено как до-

189

Научный аспект №4-2012 полнительный фактор риска для развития остеопороза (ОП). Цель. Проанализировать влияние болезней щитовидной железы (ЩЖ) и гинекологической патологии на состояние минеральной плотности костной ткани (МПКТ) (Z- критерий; %) у молодых женщин в г. Якутске. Объекты и методы: 2 группы женщин 20-29 лет (n=27) и 30-39 лет (n=42), прошедших денситометрическое исследование (DTX-200, США) в 2009-2011 гг.; Результаты: В первой группе 11 относительно здоровых женщин, во второй - 12. Проанализировали среднее значение Z критерия при патологии ги-

некологических заболеваний: в первой группе у 9 женщин с патологией ЩЖ (Z-критерий-1,3, МПКТ 92, 76%); у 4 женщин с НЗОМТ (Z-критерий 0,1, МПКТ 91%); у 3 женщин были ВЗОМТ (Z-критерий 1,13 , МПКТ 97,6%). Во второй группе 16 женщин с патологией ЩЖ (Z-критерий -0,18, МПКТ 97, 93%); 3 женщины с НЗОМТ (Z-критерий -0,17, МПКТ 98%): 4 женщины с ВЗОМТ (Z-критерий -0,9, МПКТ 103%); 4 женщины с сочетанием ВЗОМТ и патологией ЩЖ (Z-критерий -0,87, МПКТ 90%). Вывод: в обеих группах у женщин с НВЗМОТ показатели МПКТ были несколько ниже, что может быть расценено как дополнительный фактор риска для развития ОП.

Список литературы: 1. Гависова А.А. Эффективность заместительной гормональной терапии при остеопении у пациенток с вторичной аменореей // Проблемы репродукции -2007 -№3 -С 47-52 2. Гависова А. А., Кузнецов С.Ю., Сметник В.П. Минеральная плотность кости при аменореях различного генеза // Климактерий - 2006. -.№З - С 25-30 3. Гависова А А Состояние минеральной плотности кости при аменореях различного генеза // Материалы 8-го Российского Форума «Мать и дитя» -Москва-2006-С 561 4. Клинические рекомендации. Остеопороз. Диагностика, профилактика и лечение/Под. Ред. Л.И. Беневоленской, О.М. Лесняк. – М.: ГЭОТАР - Медиа, 2005. – 176 с. 5. Риггз Б.Л., Мелтон III Л.Дж. Остеопороз. Пер. с англ. М.– СПб.: ЗАО «Издательство БИНОМ», «Невский диалект», 2000. 6. Руководство по остеопорозу. Под ред. Л.И.Беневоленской. М.: БИНОМ. Лабораториязнаний, 2003. – 150 с. 7. Сметник В. П., Гависова А. А., Ермоленко Т. А. Влияние различных типов антирезорбтивной терапии на минеральную плотность кости у пациенток с аменореями // Проблемы репродукции - 2007 -№ 4

190

ЕСТЕСТВЕНные науки УДК 616.4+616.71 М-26 Анализ влияния заболеваний органов эндокринной системы на минеральную плотность костной ткани у молодых женщин Маркова Мария Ивановна – студент Северо-Восточного федерального университета им. М.К. Аммосова. (СВФУ, г.Якутск) Петрова Милана Николаевна - кандидат медицинских наук, доцент кафедры внутренних болезней Медицинского института Север-Восточного федерального университеат им. М.К. Аммосова. (СВФУ, г.Якутск) Аннотация: В современной клинической практике индивидуальная МПКТ пациентов сравнивается с референсной базой данных и высчитывается отклонение от должных величин, характерных для этой возрастной группы. Z- критерий представляет собой количество стандартных отклонений выше или ниже среднего показателя для лиц аналогичного возраста. Если этот показатель является необычно высоким или низким, это может указывать на необходимость проведения дальнейших анализов для выявления причины, во время денситометрии была произведено заполнение анкеты. Abstract: In today’s clinical practice individual BMD of patients is compared with reference data base and deviation from due values typical for given age group is calculated. Z-test is the number of standard deviations lower or higher than the average value for people of the same age. If this value is abnormally high or low, it can mean the necessity for other analyses to find out the reason. During the densitometry the questionnaire was filled. Ключевые слова: Остеопороз, патология щитовидной железы, Z критерии, минеральная плотность костной ткани, молодые женщины. Keywords: Osteoporosis, thyroid pathology, Z-test, bone mineral density, young woman. Остеопороз (ОП) ─ системное заболевание скелета, при котором уменьшается костная масса и нарушается микроархитектоника костной ткани, что приводит к повышению хрупкости кости и появлению переломов. Радиационный баланс в Якутии большую часть находится в минусе что приводит к меньшему образованию витамина D необходим

для всасывания кальция в кишечнике для кальцификации костной ткани. Цель: проанализировать влияние болезней щитовидной железы (ЩЖ) на состояние минеральной плотности костной ткани (МПКТ) (Z- критерий; %) у молодых женщин в г. Якутске. Метод исследования: Исследовали МПКТ с помощью костного денситоме-

191

Научный аспект №4-2012 тра DTX-200 (Osteometer, USA) Объекты и методы: 3 группы женщин 20-29 лет (n=27), 30-39 лет (n=42), 40 -49 лет (n=53) прошедших денситометрическое исследование (DTX-200, США) в 2009-2011 гг.; анкетирование по опроснику FRAX, сбор анамнеза, физикальное исследование. Результаты: В первой группе 11 относительно здоровых женщин, во второй – 12, в третей группе - 21. Проанализировали среднее значение Z критерия при патологии ЩЖ : в первой группе у 9 женщин с патологией ЩЖ (Z-критерий-1,3, МПКТ 92, 76%); во второй группе 16 женщин с патологи-

ей ЩЖ (Z-критерий -0,18, МПКТ 97, 93%); 4 женщины с сочетанием ВЗОМТ и патологией ЩЖ (Z-критерий -0,87, МПКТ 90%); в третей группе у 31 женщин с патологией ЩЖ (Z-критерий 0,9, МПКТ 102%).Только небольшая часть обследованных регулярно посещают соответствующих специалистов и получают необходимую терапию и имеют соответствующий риск развития остеопороза. Вывод: В трех группах у женщин с патологией ЩЖ показатели МПКТ были несколько ниже, что может быть расценено как дополнительный фактор риска для развития ОП.

Список литературы: 1. Балконская Я.В. Эндокринология: учебник для медицинских вузов / Балконская Я.В. – СПб: СпецЛит, 2011. – 421 с. 2. Кишкун А.А. Гормональные исследования/ А.А. Кишкун - М. : ГЭОТАР-Медиа, 2009. - 720 с. 3. Медицинская экология (для студентов медицинских вузов) - М.: «ООО Издательство СпецЛит“«, 2011. - 320 с. 4. Мухина Н.А. Внутренние болезни / Мухина Н.А, Моисеев В.С., Мартынова А.И.. – М.: ГЭОТАР - Медиа. 2010г.– 1264 с.

192

ЕСТЕСТВЕНные науки УДК.616.858 М-19

Модели болезни Паркинсона in vitro Малиновская Наталия Александровна - кандидат медицинских наук, доцент кафедры биохимии с курсами медицинской, фармацевтической и токсикологической химии Красноярского государственного медицинского университета имени профессора В. Ф. Войно-Ясенецкого. (КрасГМУ, г.Красноярск) Морозова Галина Александровна - кандидат медицинских наук, научный сотрудник НИИ молекулярной медицины и патобиохимии Красноярского государственного медицинского университета имени профессора В. Ф. Войно-Ясенецкого. (КрасГМУ, г.Красноярск) Кувачева Наталья Валерьевна - кандидат фармацевтических наук, доцент кафедры биохимии с курсами медицинской, фармацевтической и токсикологической химии Красноярского государственного медицинского университета имени профессора В. Ф. Войно-Ясенецкого. (КрасГМУ, г.Красноярск) Гасымлы Эльтадж Джамил кызы - студентка лечебного факультета Красноярского государственного медицинского университета имени профессора В. Ф. Войно-Ясенецкого. (КрасГМУ, г.Красноярск) Аннотация: В данной статье рассматриваются модели болезни Паркинсона (БП) in vitro: модели с приложением экзогенных (ротенон, паракват и MPTP) и эндогенных (6-гидроксидофамин, MPP+, L-DOPA) нейротоксинов. В ближайшей перспективе возможно создание новых моделей БП in vitro, связанных с воспроизведением изученных in vivo и in vitro патогенетических механизмов. Abstract: In this article the models of Parkinson disease (PD) are studied in vitro: models with exogeneous (rotenone, paraquat and MPTP) and endogeneous (6-hydroxydopamine, MPP+, L-DOPA), neurotoxins. In the near term, developing of new PD models is possible in vitro, on the basis of already studied in vivo and in vitro pathogenic mechanisms. Ключевые слова: Болезнь Паркинсона, модели in vitro, ротенон, MPP+, MPTP, 6-OHDA, паракват, L-DOPA. Keywords: Parkinson’s disease, model in vitro, rotenone, MPP +, MPTP, 6-OHDA, paraquat, L-DOPA. Исследование выполнено при поддержке гранта Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских ученых МК-6907.2012.7. Болезнь Паркинсона (БП) - прогрес- щую роль играет дегенерация дофамисирующее нейродегенеративное забо- нергических нейронов в черном вещелевание, которым страдают от 1 до 2% стве (substantia nigra) среднего мозга, людей старше 60 лет [2]. Известно, что сопровождающаяся снижением уровня в патогенезе болезни Паркинсона веду- дофамина в базальных ганглиях. В па193

Научный аспект №4-2012 тогенезе болезни Паркинсона выявлены изменение структуры α-синуклеина, его накопление в нейронах и агрегация с образованием телец Леви, дисфункция митохондрий и убиквитин-протеасомного пути, активация микроглии (активированная микроглия высвобождает цитокины ФНО-α, ИЛ-1β и некоторые активные формы кислорода), окислительный стресс, эксайтотоксичность, апоптическая гибель клеток [1, 2, 4, 5, 14, 27]. Проблемой для экспериментальных исследований патогенеза болезни Паркинсона является невозможность забора материала от пациентов с данной патологией, поэтому практически полностью отсутствует возможность наблюдения за процессами, протекающими в живых клетках человека при БП. Известны модели болезни Паркинсона in vivo (на живых организмах) и in vitro («в пробирке»). Наиболее приближенными к процессам человеческих клеток являются модели патологии in vivo на животных, однако при их использовании возникают сложности с воспроизводимостью результатов, трудности содержания чистых линий животных и обоснования использования моделей in vivo перед этическим комитетом. В то же время, в последнее время все большее применение находят модели in vitro. Так, клеточные культуры являются универсальным методом для исследования «физиологических» и патологических явлений, выяснения механизмов передачи сигнала, регуляции экспрессии генов, клеточной пролиферации, а также механизмов их гибели. Данные модели полностью не исключают моде-

ли in vivo, а являются хорошим к ним дополнением, позволяя исследовать физиологические явления и механизмы патогенеза заболеваний, выяснить механизмы передачи сигнала, регуляции экспрессии генов, клеточной пролиферации и гибели [22]. Среди моделей болезней Паркинсона in vivo различают модели генетические (нокаутные и трансгенные модели), нейротоксические (системное введение нейротоксинов) и стереотаксические (стереотаксическое введение ротенона, параквата, 6-OHDA, MPP+, MPTP, метамфетамина, дегуелина и других нейротоксинов). Из моделей in vitro главным образом используются модели с приложением экзогенных (ротенон, паракват и MPTP) и эндогенных (6-гидроксидофамин, MPP+, L-DOPA) нейротоксинов. Для моделирования болезни Паркинсона in vitro используются культуры нейронов, астроцитов и клеток микроглии, составляющие функциональную сеть в цитоархитектонике головного мозга, контактирующие друг с другом посредством нейрон-глиальных взаимодействий и поддерживающие гомеостаз головного мозга. Ротеноновые модели БП in vitro С экологической точки зрения особый интерес представляет широкое использование органических пестицидов, в частности, пестицида ротенона. Было показано, что ротенон является причиной селективной дегенерации дофаминергических нейронов при системном применении у крыс, ингибируя митохондриальный комплекс I и вызывая дестабилизацию микротрубочек [10, 17].

194

ЕСТЕСТВЕНные науки Различают модели «острого» (кратковременного) и «хронического» (длительного) приложения ротенона. Одна из моделей «острого» приложения ротенона проводилась на органотипических слайс-культурах вентрального среднего мозга эмбрионов (P5–10) крысят. Слайскультуры инкубировались на «вставках» с полупроницаемыми мембранами (Millicell-®CM 0.4 μm; фирма Millipore) в лунки культурального планшета в 1 мл культуральной среды BME с добавками в условиях СО2-инкубатора (36 ºC; 5% CO2/95% воздуха) в течение 3-4 суток. В культуральную среду добавляли токсин ротенон в 5 нМ-1 мкМ концентрациях и инкубировали с ним слайс-культуры в течение 10 минут. При этом были обнаружены следующие эффекты – активация калиевых каналов KATP, усиление продукции активных форм кислорода (АФК) митохондриями, повышение уровня цитоплазматического кальция за счет его входа внутрь клетки из внеклеточного пространства, ротенон-индуцированный внешний ток и снижение мембранного сопротивления, повышение внутриклеточного кальция и натрия, снижение мембранной емкости и гиперполяризация клеточной мембраны. Кроме того, 10-минутное приложение 1 мкМ ротенона показало минимальную некротическую (пропидий йодид-позитивные клетки) гибель клеток в течение первого часа, гораздо большую гибель через 24 часа и уменьшение гибели через 48 часов. Также в публикации тестировалось и «хроническое» воздействие ротенона (50 нМ; постоянное приложение в течение исследуемого времени),

которое вызвало более постепенную гибель клеток, ставшую очевидной через 24 часа инкубации и усиливающуюся через 48 часов [17]. Еще одна модель «острого» приложения ротенона на культуре дофаминергических нейронов включала приложение 20-50 нМ ротенона в течение 5 дней [16] или приложение 20 нМ ротенона в течение 48 часов [21], наиболее подходящей была выбрана 20 нМ концентрация ротенона [16]. Культура клеток нейробластомы SKN-MC культивировалась в среде MEM в модификации Эрла. Для создания модели болезни Паркинсона в среду добавляли растворитель (этанол) или ротенон в сублетальной (5 нМ) концентрации в течение 4 недель («хроническая» модель). Концентрация ротенона была выбрана на основе предыдущих исследований и наблюдений. 5 нМ ротенон не изменил клеточную морфологию и кинетику роста в течение 4 недель. В этой модели при «хроническом» приложении ротенона отмечаются увеличение уровня α-синуклеина, убиквитина, отсроченные окислительные повреждения белков и ДНК, усиление уровня апоптоза вследствие перераспределения цитохрома С и активации каспазы 3 [36]. Сходный вариант модели проводился и на культуре человеческих микроглиальных клеток (линия CHME-5): добавление 5нМ ротенона в культуральную среду (DMEM-F12 с добавками), наблюдение проводилось в течение 4 недель. Отмечена активация микроглиальных клеток, усиление выработки ими активных форм кислорода и активация каспаз, однако в этих клетках апоптоза не наблю-

195

Научный аспект №4-2012 далось, что указывает на устойчивость человеческих микроглиальных клеток к действию низких доз ротенона [35]. Еще в одной модели, проводимой также на культуре клеток нейробластомы SK-N-MC, ротенон добавлялся в 5 нМ и 50 нМ концентрации, эффекты отслеживались через одну или 4 недели. Исследователями были взяты эти концентрации, т.к., согласно литературным данным, 5 нм ротенон через 4 недели вызывает апоптотическую гибель лишь в 5% клеток SK-N-MC, 50 нм ротенон вызывает гибель 40-60% культивируемых клеток [10]. Интересно, что при хроническом приложении ротенона запускается комплекс плейотропных реакций, как патологических, связанных с гибелью клеток (повреждение ДНК, старение и гибель клеток), так и физиологических (транскрипционные пути, эпигенетические регуляторные пути и др.), направленных на выживание клеток [10]. Модели болезни Паркинсона с приложением параквата in vitro Паракват (paraquat) – торговое название гербицида N,N’-диметил-4,4’дипиридилия дихлорида, который относится к производным виологена. В форме четвертичной аммонийной соли паракват широко используется как сильный гербицид неспецифического действия и является токсичным для человека и животных. Модели с использованием параквата являются одними из самых первых моделей болезни Паркинсона. Известно, что паракват вызывает окислительный стресс, вызывая продукцию свободных радикалов in vitro и in vivo,

вызывает in vivo повышение уровня α-синуклеина и тау-белка, гиперацетилирование α-тубулина, ингибирование протеасом и дисфункцию аксональной аутофагии, что приводит к аккумуляции α-синуклеина и тау-белка [9, 20, 37]. Паракватовая модель болезни Паркинсона in vitro проводилась на культурах нейронов и астроцитов, выделенных из мозга эмбрионов крыс гестационного возраста E18-E19. Паракват добавляли в культуральную среду в растворителе (1М раствор PBS с 0,2% ДМСО) в различных концентрациях (0.005 мМ, 0.01 мМ, 0.05 мМ, 0.1 мМ, 0.5 мМ, 1 мМ, 2 мМ), эффект оценивали через 24 часа. Нейроны коры головного мозга крыс оказались более чувствительными к токсическому действию параквата и генерируемых им активных форм кислорода, чем астроциты. В нейронах наблюдались быстрое истощение уровня глутатиона и рост перекисного окисления липидов. Авторы считают, что это связано с более развитой системой антиоксидантной защиты у астроцитов, в отличие от нейронов [24]. Модели БП с 6-OHDA in vitro Эндогенным химическим веществом, потенциально способным вызвать гибель клеток центральной нервной системы (ЦНС), является 6-гидроксидофамин (6-OHDA) - гидроксилированный аналог дофамина. Посмертные исследования крысиной и человеческой ткани головного мозга установили наличие 6-OHDA в моделях БП in vivo и у пациентов с болезнью Паркинсона. Даже у пациентов, получавших лечение L-DOPA, в моче обнаружен повышен-

196

ЕСТЕСТВЕНные науки ный уровень 6-OHDA [17, 30]. Модель с «острым» приложением 6-OHDA проводилась на слайскультурах среднего мозга, как было описано на ротеноновых моделях, в 0,22 мМ концентрации в течение 10 минут. Даже 10-секундное приложение 5 мМ 6-OHDA вызывало быстрые эффекты – D2-рецептор-опосредованный ионный ток, гиперполяризацию клеточных мембран, повышение выхода кальция из внутриклеточных депо (вероятнее всего, из митохондрий), раннее повреждение клеточных мембран [17]. 6-OHDA также индуцирует АФК-зависимый апоптоз дофаминергических клеток [7]. Другая модель проводилась на клеточной линии экспоненциально растущей нейробластомы человека SHSY5Y, которая поддерживалась в смеси сред Ham’s F12 и DMEM 1:1. Свежий раствор 6-OHDA готовили в 0,1% аскорбиновой кислоты. Культуру подвергали воздействию 6-OHDA в течение 24 ч при 37°C [29]. PC12 клетки поддерживали в среде DMEM/F12 с добавками в стандартных условиях CO2-инкубатора в течение длительного времени. Затем 40 мМ и 60 мМ 6-OHDA растворяли в 0,15% аскорбиновой кислоты и прилагали его к клеточной культуре при 37°C в течение 4 часов [38]. Модели БП с приложением MPP+ или MPTP in vitro Соединение 1-метил-4-фенил1,2,3,6-тетрагидропиридин (МРТР) вызывает развитие паркинсонизма у людей. Однако грызуны показали устойчивость к токсическому действию МРТР. Только

высокие его дозировки (30 мг/кг веса/ день в течение 30 дней) вызывают повреждения нигростриального пути у грызунов [24]. Химическим соединением, которое воспроизводит гибель дофаминергических при БП у животных, является вещество MPP+ (1-метил-4-фенилпиридин), активное производное МРТР (1-метил4-фенил-1,2,3,6-тетрагидропиридина). Вероятнее всего, внутриклеточная конверсия МРТР в MPP+ происходит в астроцитах под действием фермента моноаминооксидазы типа B (MAO-B) [8]. Внутривенное введение наркотика, загрязненного MPTP, вызывало быстрое развитие болезни Паркинсона у пациентов, что было подтверждено посмертными исследованиями. Препарат остается полезным инструментом для создания моделей болезни Паркинсона на животных, являясь более активным соединением, чем МРТР [17]. Одна из первых МРТР моделей болезни Паркинсона in vitro проводилась на гомогенате ткани мозга взрослых макак-резус. Гомогенаты тканей инкубировались при 37°С в течение 10 минут, затем к 0,5 мл гомогената добавляли MPTP в финальной концентрации 1 мМ, инкубировали гомогенат с MPTP при 37°С. По 100 мкл гомогената отмывали от MPTP через 20, 40 и 60 минут с момента приложения [24]. Одна из современных моделей болезни Паркинсона in vitro включает создание МРР+ токсичности на культуре клеток нейробластомы человека SHSY5Y. MPP+ йодид растворяли в среде DMEM с 1% добавкой N2. Модель соз-

197

Научный аспект №4-2012 давалась путем 24-часового приложения различных концентраций MPP+ (0,5 мМ, 1 мМ, 2,5 мМ и 5 мМ). Наиболее эффективной оказалась модель с 2,5 мМ концентрацией MPP+ [32]. В еще одной модели к первичной культуре среднего мозга эмбрионов мышей C57Bl/6 добавляли MPP+ в 10 мкМ концентрации в течение 48 часов [21]. Модель с приложением MPTP проводилась на первичных культурах астроцитов среднего мозга неонатальных мышей и на сокультурах астроциты-нейроны среднего мозга эмбрионов мышей гестационного возраста E13±0,5 дней. В среду для культивирования клеточных культур добавляли MPTP в 0,05 мМ конечной концентрации, инкубацию проводили в течение 24 часов [8]. Модели БП с приложением L-DOPA in vitro Кроме вышеуказанных моделей, используются также модели с приложением L-3,4-дигидроксифенилаланина (L-DOPA). С одной стороны, это биогенное вещество, образующееся в организме из тирозина, являющееся предшественником дофамина и входящее в состав препарата для коррекции болезни Паркинсона леводопы. С другой стороны, выявлено, что L-3,4дигидроксифенилаланин является токсичным для дофаминергических нейронов вследствие образования свободного дофамина, окисление которого сопровождается выработкой активных форм кислорода [25]. К первичной культуре среднего мозга эмбрионов мышей C57Bl/6 добавляли L-DOPA в 200 мкМ концентрации в течение 48 часов [21].

Известны модели, воспроизводящие отдельные звенья патогенеза болезни Паркинсона: модель образования фибрилл in vitro мутантными формами α-синуклеина [12], модели глутаматной эксайтотоксичности, NO-индуцированной клеточной гибели, совместной глутамат- и NOопосредованной смерти клеток [33], модель апоптотической гибели клеток приложением индукторов апоптоза BLM или BSO [34]. Современные модели БП включают приложение липополисахарида (ЛПС) в концентрации 50 мкг/ мл in vitro и in vivo [28], моделирование БП на слайс-культурах [11, 26], модели на индуцированных плюрипотентных клетках человека как один из вариантов персонифицированных моделей in vitro [15, 31]. Интересен проект по разработке гуманизированных моделей нейровоспаления in vitro [18], особенно с точки зрения развиваемой в настоящее время персонализованной (персонифицированной) медицины. Заключение. Нейротоксические модели болезни Паркинсона in vitro являются полезными моделями для изучения отдельных аспектов нейротоксичности, исследования «физиологических» и патологических явлений, разработки персонифицированных моделей болезни Паркинсона у человека. Интересна роль моделей БП in vitro и как альтернативных моделей для первичного скрининга лекарственных веществ, что значительно уменьшит использование животных в экспериментах in vivo. Создание этих моделей становится особенно актуальным в свете применения на практике

198

ЕСТЕСТВЕНные науки концепции «трех R» («The three Rs»), которой следует придерживаться при проведении экспериментов на животных: replacement – замены (такой заменой на этапах первичного скрининга лекарственных веществ могут являться модели in vitro), reduction - уменьшения количества животных, refinement – повышения качества исследований (принцип реализуется при выборе адекватных моделей создания патологий, в том числе и моделей in vitro) [3, 6]. В ближайшей перспективе возможными моделями болезни Паркинсона in vitro могут являться модели с воспроизведением изученных ранее патофизиологических механизмов развития БП in vivo (воздействие АФК, создание условий реактивного астроглиоза и микроглиоза, создание митохондриальной

дисфункции) [8, 27, 39] и результаты наблюдений in vitro (продукция АФК, перекисное окисление липидов, активация микроглиальной НАДФН-оксидазы, усиление экспрессии провоспалительных цитокинов - IL-1β, TNF-α, IL-6 и/ или оксида азота - NO) [19, 21, 28, 32]. Для разработки новых моделей болезни Паркинсона in vitro можно учесть интересные наблюдения и в других моделях: согласно Imam S.Z. и др., глюкоза защищает дофаминергические нейроны in vitro и in vivo от нейротоксин-опосредованной цитотоксичности [36]. Исходя из этих данных, в новых моделях болезни Паркинсона как дополнительный повреждающий фактор можно использовать глюкозную депривацию, которая используется для создания моделей ишемии головного мозга in vitro [13].

Список литературы: 1. Килимчук В. Болезнь Паркинсона: патогенез заболевания и основные принципы лечения //Мед. газета «Здоровье Украины». 2011. №4(19). 2. Лигвотер-Ким Д., Бортан Е. Роль разагилина в лечении болезни Паркинсона // Фарматека. 2010. №13. С. 39-47. 3. Лукьянов А.С., Лукьянова Л.Л., Чернавская Н.М., Гилязов С.Ф. Биоэтика. Альтернативы экспериментам на животных [Электронный ресурс]. 1996. URL: http:// www.animalfree.ru/alternativy21.html#02 (дата обращения: 24.12.2012). 4. Луцкий И.С., Евтушенко С.К., Симонян В.А. Симпозиум «Болезнь Паркинсона (клиника, диагностика, принципы терапии)» //Междунар. неврол. журнал. 2011. №5(43). 5. Москалев А. XIII конгресс международной ассоциации биомедицинских геронтологов «Общие механизмы старения, рака и возрастзависимых заболеваний» // Вестник ИБ. 2009. №9. С. 34-37. 6. Alberio T., Lopiano L., Fasano M. Minireview. Cellular models to investigate biochemical pathways in Parkinson’s disease //FEBS J. 2012. Vol.279. P. 1146-155. 7. Bernstein A.I., Garrison S.P., Zambetti G.P. et al. 6-OHDA generated ROS induces DNA damage and p53- and PUMA-dependent cell death //Mol. Neurodegener. 2011. Vol.6(2). P.1-13. 8. Bi J., Wang X.-b., Chen L. et al. Catalpol protects mesencephalic neurons against MPTP induced neurotoxicity via attenuation of mitochondrial dysfunction and MAO-B activity //Toxicol. in Vitro. 2008. Vol.22. P. 1883-1889. 199

Научный аспект №4-2012 9. Bus J.S., Gibson J.E. Paraquat: Model for Oxidant-Initiated Toxicity //Environ. Health Perspect. 1984. Vol. 55. P. 37-46. 10. Cabeza-Arvelaiz Y., Schiestl R.H. Transcriptome analysis of a rotenone model of parkinsonism reveals complex I-tied and –untied toxicity mechanisms common to neurodegenerative diseases //PLoS ONE. 2012. Vol. 7(9). P. 1-19. 11. Cho S., Wood A., Bowlby M.R. Brain Slices as models for neurodegenerative disease and screening platforms to identify novel therapeutics //Curr. Neuropharmacol. 2007. Vol.5. P. 19-33. 12. Conway K.A., Harper J.D., Lansbury P.T. Accelerated in vitro fibril formation by a mutant a-synuclein linked to early-onset Parkinson disease //Nat. Med. 1998. Vol.4(11). P. 1318-1320. 13. Datta A., Park J.E., Li X. et al. Phenotyping of an in vitro model of ischemic penumbra by iTRAQ-based shotgun quantitative proteomics //J. Proteome Res. 2010. Vol.9. P. 472484. 14. Dauer W., Przedborski S. Parkinson’s Disease: Review. Mechanisms and models // Neuron. 2003. Vol.39. P. 889–909. 15. Devine M.J., Ryten M., Vodicka P. et al. Parkinson’s disease induced pluripotent stem cells with triplication of the α-synuclein locus //Nat. Commun. 2011. Vol.2(440). P. 1-10. 16. Falk T., Zhang S., Sherman S.J. Vascular endothelial growth factor B (VEGF-B) is upregulated and exogenous VEGF-B is neuroprotective in a culture model of Parkinson’s disease //Mol. Neurodegener. 2009. Vol.4(49). P. 1-7. 17. Freestone P.S. Effects of rotenone and 6-OHDA on dopaminergic neurons of the substantia nigra studied in vitro: дис. … докт. наук. — Новая Зеландия, Окленд, 2008. 18. Gage F. Crosstalk: Inflammation in Parkinson’s disease (PD) in a humanized in vitro model [Электронный ресурс]. 2009. URL: http://www.cirm.ca.gov/crosstalkinflammation-parkinsons-disease-pd-a-humanized-vitro-model (дата обращения: 24.12.2012). 19. Gao H.-M., Liu B., Zhang W., Hong J.-S. Critical role of microglial NADPH oxidasederived free radicals in the in vitro MPTP model of Parkinson’s disease //FASEB J. 2003. Vol.17. P.1954-1956. 20. Giannopolitis G.N., RiesReviewed S.K. In Vitro Production of Superoxide Radical from Paraquat and Its Interactions with Monuronand Diuron //Weed Sci. 1977. Vol. 25(4). P. 298-303. 21. Gilles G., Hung S.T., Reichmann H., and Rausch W.D. Oxidative stress to dopaminergic neurons as models of Parkinson’s disease. //Ann. N. Y. Acad. Sci. 2004. Vol.1018. P. 533-540. 22. Halliwell B., Clement M.V., Ramalingam J. et al. Critical Review. Hydrogen Peroxide. Ubiquitous in Cell Culture and In vivo? //IUBMB Life. 2000. Vol. 50. P. 251-257. 23. Imam S.Z., Pugh M.J., Binienda Z. et al. Hyperglycemia mitigates Parkinson’s disease: In vitro, animal model, and clinical epidemiologic evidence [Электронный ресурс] // Mov. Disord. 2012. Vol.27(1). P.381. 24. Johannessen J.N., Kelner L., D. Hanselman et al. Rapid important paper. In vitro oxidation of MPTP by primate neural tissue: a potential model of MPTP neurotoxicity // Neurochem. Int. 1985. Vol. 7(1). P. 169-176. 25. Kariya S., Takahashi N., Hirano M., Ueno S. Increased vulnerability to L-DOPA 200

ЕСТЕСТВЕНные науки toxicity in dopaminergic neurons from VMAT2 heterozygote knockout mice //J. Mol. Neurosci. 2005. Vol. 27. P. 277-279. 26. Kearns S.M., Scheffler B., Goetz A.K. et al. A method for a more complete in vitro Parkinson’s model: Slice culture bioassay for modeling maintenance and repair of the nigrostriatal circuit //J. Neurosci. Meth. 2006. Vol.157. P. 1-9. 27. Le W.-d., Rowe D., Xie W. et al. Microglial activation and dopaminergic cell injury: an in vitro model relevant to parkinson’s disease //J. Neurosci. 2001. Vol.21(21). P. 84478455. 28. Liu M., Bing G. Review Article. Lipopolysaccharide animal models for Parkinson’s disease //Parkinsons Dis. 2011. P. 1-7. 29. Lopes F.M., Schröder R., da Frota Júnior M.L.C. et al. Comparison between proliferative and neuron-like SH-SY5Y cells as an in vitro model for Parkinson disease studies //Brain Res. 2010. Vol.1337. P.85-94. 30. Mao J., Yang W., Wang R. et al. Evaluation of a rat model of parkinson’s disease by injection of 6-OHDA into the substantia nigra //IEEE/ICME. 2007. P. 1413-1416. 31. Martinez-Morales P.L., Liste I. Review Article. Stem Cells as In Vitro Model of Parkinson’s Disease //Stem Cell. Int. 2012. P. 1-7. 32. Muroyama A., Fujita A., Lv C. et al. Magnolol protects against MPTP/MPP+-induced toxicity via inhibition of oxidative stress in in vivo and in vitro models of Parkinson’s disease //Parkinsons Dis. 2012. P. 1-9. 33. Sawada H. , Kawamura T., Shimohama S. et al. Different mechanisms of glutamateinduced neuronal death between dopaminergic and non-dopaminergic neurons in rat mesencephalic culture //J. Neurosci. Res. 1996. Vol.43. P. 503-510. 34. Sawada H., Ibi M., Kihara T. et al. Neuroprotective mechanism of glial cell line-derived neurotrophic factor in mesencephalic neurons //J. Neurochem. 2000. Vol.74. P. 1175-1184. 35. Shaikh S.B., Nicholson L.F.B. Effects of chronic low dose rotenone treatment on human microglial cells //Mol. Neurodegener. 2009. Vol . 4(55). P. 1-13. 36. Sherer T.B., Betarbet R., Stout A.K. et al. An In Vitro Model of Parkinson’s Disease: Linking Mitochondrial Impairment to Altered α-Synuclein Metabolism and Oxidative Damage //J. Neurosci. 2002. Vol.22(16). P. 7006-7015. URL: http://www.mdsabstracts.com/abstract.asp?MeetingID=787&id=99463 (дата обращения: 24.12.2012). 37. Wills J., Credle J., Oaks A.W. et al. Paraquat, but Not Maneb, Induces Synucleinopathy and Tauopathy in Striata of Mice through Inhibition of Proteasomal and Autophagic Pathways // PLoS ONE. 2012. Vol. 7(1). P. 1-12. 38. Zhang L.-J., Xue Y.-Q., Yang C. et al. Human Albumin Prevents 6-HydroxydopamineInduced Loss of Tyrosine Hydroxylase in In Vitro and In Vivo //PLoS ONE. 2012. Vol.7(7). P.1-13. 39. Zhang W., Shin E.-J., Wang T. et al. 3-Hydroxymorphinan, a metabolite of dextromethorphan, protects nigrostriatal pathway against MPTP-elicited damage both in vivo and in vitro // FASEB J. 2006. Vol.20. P. 2496-2511.

201

Научный аспект №4-2012 УДК.543-4 М-30 Исследование производных 4-карбоксиакридона-9 в качестве флуоресцентных индикаторов Марченко Ирина Сергеевна - студентка Юго-Западного государственного университета. (ЮЗГУ, г.Курск) Корчевский Алексей Анатольевич - преподаватель кафедры органической химии Юго-Западного государственного университета. (ЮЗГУ, г.Курск) Аннотация: В статье раскрываются теоретические позиции, этапы и результаты исследования и применения производных 4-карбоксиакридона-9 в качестве флуоресцентных индикаторов. Abstract: Theoretical positions, stages and results of research are discussed in this article as well as usage of 4-carboxy-acridon-9 derivatives as fluorescent labels. Ключевые слова: Индикатор, кривая титрования, 4-карбоксиакридон-9, теория цветности, флуоресценция, определение рН-перехода. Keywords: Labels, titration curve, 4-carboxy-acridon-9, theory of color, fluorescence, pH determination transition. Индикаторами называют вещества, изменяющие окраску, люминесценцию или образующие осадок при изменении концентрации того или иного компонента в растворе. Как правило, индикация основана на колориметрической фиксации, осуществляемой визуально или с помощью аппаратуры. По теории Витта проявление цвета связано с наличием хромофорных (-С=С-, -N=N-, -C6H5, -NO2, -SO3H и т.д.) и ауксохромных (-ОН, -NH2, -N(R)2, -Г) групп. Изолированные хромофоры имеют полосы поглощения в изолированном спектре в дальней УФ области, невидимой глазом, тогда как сопряжение одного хромофора с другим, вызывает изменение цвета вследствие сдвига волн в видимую область [2]. В соответствие с современной элек-

тронной теорией цветности поглощение света связано с возбуждением электронов и их переходом на разрыхляющие орбитали молекулы. По мере удлинения сопряженной системы двойных связей энергия требующаяся для возбуждения π- электронов уменьшается и достигает величины, когда для перехода πсв→πразр.* требуется частичное поглощение видимого света, что вызывает окрашивание. По мере роста цепи сопряженных связей длина волны поглощаемого света увеличивается, и окраска изменяется от желтой до красной. Благодаря этому многие производные акридона являются окрашенными [1]. Они способны менять окраску в кислотной и щелочной среде, а также флуоресцировать при определенных значениях рН. Нами исследовались

202

ЕСТЕСТВЕНные науки

Рисунок 1. Кривые титрования. производные 4-карбоксиакридона-9: бутиловый эфир-(акридон-9-ил-4)карбоновой кислоты, 4-карбоксиакрид-9он-2-сульфокислоты, бутиловый эфир(акридон-9-ил-4)-2-сульфокислоты. Первоначально осуществлялась стандартизация раствора щелочи с помощью стандартного раствора соляной кислоты и строились кривые титрования сильной кислоты сильным основанием (рис 1.,а) и сильного основания сильной кислотой (рис 1, б). В данном случае мы

определили теоретические границы рНперехода для нашего эксперимента (рН = 2-12). На иономере ИПЛ-140 были определены рН-перехода бутилового эфира-(акридон-9-ил-4)карбоновой кислоты, 4-карбоксиакрид-9-он-2сульфокислоты, бутилового эфира(акридон-9-ил-4)-2-сульфокислоты. Результаты исследования представлены в таблице 1.

Таблица 1. Результаты исследования индикаторных свойств производных 4-карбоксиакридона-9 и его производных. Вещество бутилового эфира-(акридон9-ил-4)-2-сульфокислоты 4-карбоксиакрид-9-он-2сульфокислоты бутилового эфира-(акридон9-ил-4)карбоновой кислоты

Растворитель H2O

H2O

C2H5OH 203

рН среды

Флуоресценция

нейтральная

желтая

кислая

фиолетовая

щелочная

ярко-голубая

нейтральная

желтая

кислая

фиолетовая

щелочная

голубая

нейтральная

желтая

кислая

фиолетовая

щелочная

зеленая

Научный аспект №4-2012 Количественные значения рНперехода определялись на флуориметре «Флюорат-02-2М» и подтверждались методом УФ-спектроскопии на приборе «Shimadzy» UV-1700. Результаты исследования показали, что бутиловый эфир-(акридон-9-ил-4)карбоновой кислоты может быть использован как флуоресцентный индикатор кислотно-основного титрования в спиртовой среде для индикации точки эквивалентности, лежащей в пределах рН~3,7-6, бутиловый эфир-(акридон-9-ил-4)-2сульфокислоты – как флуоресцентный индикатор кислотно-основного титрова-

ния в водной среде для индикации точки эквивалентности, лежащей в пределах рН~11,8-12,7, 4-карбоксиакрид-9-он-2сульфокислоты – как флуоресцентный индикатор кислотно-основного титрования в водных средах для индикации точки эквивалентности, лежащей в пределах рН~2,3-2,7. Таким образом, мы исследовали индикаторные свойства производных 4-карбоксиакридона-9 и установили области их применения в качестве флуоресцентных индикаторов: для определения рН мутных и окрашенных жидкостей, в которых невозможно применение обычных индикаторов.

Список литературы: 1. Pat. US. Acridone derivaties as labels for flyorescense detection of target materials. 2008/0139788 A1. J.A. Smith, R.M. West. 2. Золотов, Ю.А. Основы аналитической химии: в 2 кн. / Ю.А. Золотов и др. М., 1999. Кн. 1, 2.

204

ЕСТЕСТВЕНные науки УДК.531.5 П-90

Управляемая гравитация Путев Виталий Иванович – механик ОАО Авиационная корпорация «Рубин». (г. Балашиха, Московская обл.) Аннотация: Использование энергии гравитации, как постоянный и неисчерпаемый источник электрического тока. Все гениальное – просто, но не в «современной» России. Abstract: The usage of gravitation energy as constant and inexhaustible resource of electricity. Everything genial is simple, but not in today’s Russia. Ключевые слова: Гравитация, спираль, постоянное вращение, полет спирали. Keywords: Gravity, spiral, constant rotation, flight spiral.

Известно, что использование гравитации как постоянный источник энергии не увенчалось успехом. Разработки были свернуты с «удобной» формулировкой – «не может быть, потому что быть не может…». На эту тему было наложено табу, а напрасно. Как там у Галилео: «А все-таки Она вертится…!». Так и у меня: «Двигатель - гравитатор существует! И он вращается постоянно…». Назовем его М. Д. Г., то есть механический двигатель – гравитатор, а следовательно: это ни что иное, как Управляемая гравитация. Основа работы М. Д. Г. – это изменение направления вектора Силы Тяжести геометрически выстроенными механизмами, которые способны массой (весом)

Тело есть – исчез вдруг вес Начался чудес процесс! «Вечный двигатель» так пылко Со спиралью закружился, А тарелку Н. Л. О. В небо к звездам понесло… Механизмов сей расчет Называется «Полет»! тела совершать бесконечно-постоянную работу, т. е. постоянное вращение вала двигателя. В условиях гравитации, масса тела в свободном падении имеет скорость с ускорением – a пройденный путь S с начальной и конечной точками отсчета, а следовательно: не постоянную работу А. Результатом такой работы является столкновение с другим телом – удар… и вмиг энергия падающего тела, передалась другому телу или преобразовалась в другую энергию. Вывод: использование энергии гравитации возможно в механизмах с постоянными величинами основных формул, определяющих работу А, как постоянную. А пост = 2П* n пост * М пост * t «безгран». Все это возможно с помощью геометри-

205

Научный аспект №4-2012 чески выстроенных механизмов, а, так как, они изнашиваются и требуют замены, то и время работы М. Д. Г. не безгранично. Но, все же условно назвать М. Д. Г. «Вечным» можно – гравитация же постоянна! При такой постановке задачи, свободное падение тела переходит в разряд управляемой гравитации, а точнее к управляемому полету тела в механизме. Их два типа: 1. М. Д. Г. – механический двигатель – гравитатор, условно «Вечный». 2. Летательный аппарат с новым принципом полета…, условно Н. Л. О. Первый вариант М. Д. Г. был разработан в 1998 году и представлял собой несовершенный с трением механизм, но уже с постоянными величинами основанных формул, это постоянная скорость вращения и замкнутый путь S, представляющий собой круг с желобом. По нему катились несколько шариков, которые своей массой толкали рычаг, соединенный с основным валом. Другой рычаг фиксировал угол наклона плоскости с желобом, тем самым определяя постоянную частоту колебания – скорость ее вращения по азимуту. Простой пример: уроните на пол крышку от кастрюли и Вам сразу станет ясно, как угол наклона крышки определяет ее скорость колебания. Усовершенствовав этот механизм, ему было дано название «Бегущая волна». Как и все двигатели, М. Д. Г. имеет корпус, который состоит из цилиндра, заключенного между двумя параллельными плоскостями. Исходя из принципа работы его, то это стационар. Опорой

механизмов являются основной вал, выходящий из центра верхней крышки корпуса и наклонный вал в механизме «Бегущая волна». Сам механизм размещен в центре нижней крышки корпуса (См фото №1). Он представляет собой усеченный конус с флянцем. В конусе есть отверстие под диаметр отрезка карданного вала – шарнира. Вставив шарнир в опору, зафиксируем его с помощью шпонки. На свободно качающуюся во все стороны плоскость шарнира болтами крепим патрон, собранный из двух половин, где в конусных подшипниках вращается наклонный вал. На него насажен углодержатель, представляющий собой усеченную призму. Угол сечения плоскости верхней стороны призмы равен углу наклона плоскости шарнира. Усеченная сторона углодержателя соединена с основным валом флянцем под углом 90 градусов и параллельна плоскостям М. Д. Г. Вращая основной вал, меняется направление наклонного вала по азимуту но его угол наклона постоянен, а следовательно: постоянна частота колебания патрона. P. S. Принцип упавшей на пол крышки. Во избежание перегрузок на шарнир, мощность вращения основного вала М. Д. Г. должна быть немного больше мощности генератора, соединенного с ним через блок шестерен, для увеличения оборотов вала генератора. В моем М. Д. Г. при угле наклона оси наклонного вала в 26 градусов скорость вращения основного вала равна 60 об/ мин. Для пуска и остановки М. Д. Г. применена дисковая тормозная система –

206

ЕСТЕСТВЕНные науки

Рисунок 1. Механизм «Спираль»: 1-Спираль, 2-Балансир, 3-Рычаг. тормозной цилиндр на верхнее крышке делить Силу Тяжести на две, наружным корпуса, а тормозной диск на основном и внутренним диаметрами, F=F1+F2, а валу. Итак; следуя условиям поставлен- также, как балансир. ной задачи, а это постоянство всех велиОсобенность М. Д. Г. – это два разъчин формулы, осталась последняя – М емных вала, взаимодействующих между момент поворота М=FR. собой через углодержатель двумя раз«Изюминкой» к этой формуле оказа- ложенными спиралью Силой Тяжести. лась Спираль, а точнее разрезанный Тор По горизонтальной оси наклонного и растянутый в Спираль ее виток, имею- вала к углодержателю крепится рычаг щий наружный и внутренний диаметры. со Спиралью. Это самое оптимальное По сути, это масса M вместо трущихся положение для F1 наружного диаметра шариков в М. Д. Г. первого поколения. Спирали, которая воздействует на повоЕе геометрия решает, чуть ли ни осно- рот углодержателя. А он соединен с осву работы М. Д. Г. , т. к. позволяет раз- новным и наклонным валом. Механизм 207

Научный аспект №4-2012

Рисунок 2. Механизм «Бегущая волна»: 1 - Опора с шарниром. 2 - Шарнир – крестовина с площадкой. 3 - Патрон 4 - Наклонный вал 5 - Углодержатель – фиксатор угла наклона патрона и наклонного вала. 6 - Основной вал. крепежа Спирали таков: на наружный ся на рычаге. «Взводя» этот механизм диаметр Спирали привариваем шпильку до верхней его точки, при этом другой с резьбой, а на свободный конец рыча- конец Спирали касается дна корпуса, га привариваем втулку. Все это соеди- освободим его из рук – рычаг со Спиняем с «уголком» - балансир (см. ниже) ралью немного повернулся, одновреи получился механизм дверной петли. менно поменяв положение наклонного Теперь Спираль может свободно качать- вала по азимуту, ведь наклонный вал не 208

ЕСТЕСТВЕНные науки что иное, как ось в примере с крышкой, а теперь в патроне механизма «Бегущая волна». Постоянного поворота не произошло, т. к. Сила Тяжести сбалансировалась с силой трения. Вывод: постоянное вращение возможно, только во взвешенном поло-жении Спирали, а это значит, что F2 внутреннего диаметра Спирали надо тоже использовать для одновременного оборота обоих валов. F1 выводит механизм из состояния покоя – из мертвых точек. Вспомним про первый вариант М. Д. Г., где шарики (m) воздействуют на рычаг, соединенный с основным валом, а другой рычаг, также соединенный с основным валом, меняет плоскость с желобом по азимуту, тем самым поддерживая постоянство величин основных формул, а, следовательно: постоянный момент поворота – вращение. Так и в этом М. Д. Г нужен рычаг, который бы работал по такому же принципу, но уже современней. Он есть в опорно-двигательном механизме «Крест» на наклонном валу. Подвешиваем Спираль за внутренний диаметр на гибком тросике – это и есть вектор Силы Тяжести, т. е. F2. Проходя по опорно-двигательному механизму «Крест», кольцуем F2 с вектором F1 (рычаг со Спиралью) через балансир – «уголок». В условиях грави-

тации свободного падения тела, вектор имел начальную и конечную точки, а значит не постоянную работу A. Теперь она постоянна. М. Д. Г. стоит на тормозе, все Силы Тяжести F1 и F2 приведены в действие. Осталось за малым – снять основной вал с тормоза и механизмы начнут вращение, похожее на полет Спирали внутри корпуса. Постоянный момент поворота был достигнут на промежуточном варианте М. Д. Г. с помощью пружин, но без массы M. Итак: принцип постоянного вращения М. Д. Г. основан на постоянном выводе Силой Тяжести F1 наклонного патрона с валом (его ось) из верхней и нижней мертвых точек, меняющих постоянно свое положение по азимуту, тем самым не давая упасть Спирали, а Силой Тяжести F2 обеспечиваем постоянный момент поворота основного и наклонного валов. При взаимодействии F1 и F2 через углодержатель, Спираль остается во взвешенном состоянии, т. е. в полете. Все поставленные условия постоянной работы М. Д. Г. соблюдены. Величины основных формул постоянны с помощью геометрически выстроенных механизмов, а следовательно: вращение вала М. Д. Г. постоянно. Это не доскональное, но понятное описание устройств механизмов и их назначение.

209

Научный аспект №4-2012 УДК.001.5 К-77

Переизлучение в физике и ритмологии Кравченко Сергей Николаевич - кандидат физико-математических наук, доцент Южно-Уральского государственного университета. (ЮУрГУ, г.Челябинск) Аннотация: Ритмология – наука о ритмах от атома, человека, планеты до вселенной. Всё есть ритм: процессы, события, материя. Управлять ими можно освоив Метод 7Р0 ЕДЛМ. Основой метода являются языки ноосферы и переизлучение. В статье на уровне физического мышления раскрыты понятия, используемые в ритмологии: «волна», «ритм», «переизлучение», «материализация». Abstract: Rythmology is a science about rhythms of atom, human, planet, universe. Everything is a rhythm: processes, events, matter. WE can manage all these rhythms by learning the method 7P0 EDLM. The basis of the method is languages of noosphere and re-emission. This article reveals the notions on the level of physical thinking: wave, rhythm, re-emission, materialization. Ключевые слова: Волна, ритм, переизлучение, материализация, ноосфера, физика, ритмология. Keywords: Wave, rhythm, re-radiation, the materialization of the noosphere, physics, rhythmology.

Окружающее нас пространство представляет собой единое поле, которое состоит из известных электромагнитного, гравитационного, торсионного, сильного и слабого ядерных полей. Передача энергии и информации в этих полях осуществляется волнами. По определению волна – это колебания, распространяющиеся в пространстве с течением времени. Можно рассматривать волну как огибающую любого физического процесса. Например, волны на воде – колебания поверхности воды – мы их видим, такие же волны (акустические) распространяются в воздухе и мы их слышим, далее волны в электромагнитном поле, которые переносят энергию и информацию

в пространстве, и мы слушаем радио, смотрим телевизор, пользуемся сотовой связью. Почему-то мы так к этому привыкли, что не утруждаем себя повнимательнее посмотреть вокруг себя и разглядеть, что всё кругом соткано из волн разной природы. Волны проявляется также в колебаниях параметров среды, например, плотности газа, температуры; в периодическом изменении геометрии тел и т.д. Во вселенной всё есть волны, которые на фоне кажущегося хаоса и постоянных флуктуаций несут информационный порядок и творение материи в пространстве от микрочастиц до планет, звёзд и галактик. Основной процесс во вселенной – это передача информации.

210

ЕСТЕСТВЕНные науки А там, куда пришла информация, начинается движение энергии и преобразование материи. Для примера возьмём речь человека. На физическом уровне человек имеет специальный аппарат в виде голосовых связок, которые являются струнами. Вызывая их вибрации, человек тем самым возмущает окружающую среду, где и распространяются волны. Эти волны возникают в виде колеблющихся частиц воздуха (акустические волны). Достигая слухового аппарата другого человека, они приводят в колебания его барабанные перепонки и через чувствительные нервные окончания передаются в мозг человека. Всё! Информация передана от одного тела к другому. И дальше наш человек побежал её исполнять: выстраивать события, задействуя энергию и изменяя окружающее пространство. Информация может оформлять (упаковывать) энергию в тонкую или плотную материю. Сейчас принято говорить: мысль, слово – материальны. Действительно это так. Распространяясь в виде волн, они (мысль, слово) могут при определённых условиях материализоваться. Планета Земля окружена информационным полем или ноосферой, где хранится и распространяется информация обо всём сущем на планете Земля со времени её возникновения. Ноосфера в переводе с греческого – Сфера Разума планеты Земля. И все явления, происходящие на Земле, управляются ноосферой.

Е.Д. Лучезарнова (Марченко) в Методе 7Р0 ЕДЛМ создала язык общения с ноосферой. Основан он на ритмах. «Ритм – это жанровая форма, за счёт определённым образом организованной структуры текста, создающая заданные вибрации и содержащая время как субстанцию, способную организовать не только окружающее пространство, но и регулировать человеческие связи» [1]. Каждой букве русского алфавита соответствует определённый ритм. И если слово или предложение прочитать этими ритмами, то мы отправляем в ноосферу информацию, заложенную в этом предложении. Этот процесс и есть переизлучение, т.е. перевод слов, мыслей из мозга человека в ноосферу с помощью Метода7Р0 ЕДЛМ. При этом задействуются голосовые связки человека, создающие вибрационные волны в пространстве. Переизлучение ритмами можно проводить звуком, прочитывая ритм вслух, можно делать это пропеванием, протанцовыванием ритма, или прочитывая его про себя (в уме). Во всех случаях будет происходить переизлучение, но оно будет иметь свою окраску, т.к. происходить будет в полях разной природы. Окраска переизлучения будет зависеть и от того кто и как читает ритмы. Мы хорошо знаем красоту речи автора ритмов и в её исполнении чтение ритмов достигает идеального звучания. «Так как сила вибрационной волны у каждого человека индивидуальна, то и результаты переизлучения всегда индивидуальны.

211

Научный аспект №4-2012

Рисунок 1. Падающий и переизлучённый свет [2]. У одних скорость материализации больВ физике также есть термин переизшая, у других меньше, всё индивидуаль- лучение. Чаще всего он используется в но…» (Лучезарнова (Марченко) Е.Д.). оптике. Так в волновой теории ГюйгенВзаимодействуя с живой и неживой са, отражение и преломление, интерфематерией, ритм может видоизменять, ренция и дифракция света происходят трансформировать их информацион- благодаря тому, что каждая точка проную программу и через энерго-инфор- странства, до которой доходит луч свемационный обмен изменить энергетику та, становится источником вторичных объекта или вызвать протекание необхо- волн, т.е. свет переизлучается (рис.1). димых процессов. Через энерго-инфорВ квантовой механике переизлучемационное взаимодействие возможна ние происходит уже на атомарном уровматериализация или дематериализация не (рис.2). Атомы, поглощая фотоны, объектов, событий.

Рисунок 2. Переизлучение на атомарном уровне [3].

Рисунок 3. Перераспределение энергии [4]. 212

ЕСТЕСТВЕНные науки переходят на более высокой энергетический уровень, в так называемое «возбуждённое состояние». В этом состоянии они находятся какое-то время и затем возвращаются в своё исходное состояние, излучая фотон. Если произошёл прямой переход из возбуждённого уровня на исходный, то излучается точная, неразличимая по своим параметрам, копия первичного фотона (рис.2). Если же будут задействованы какие-то промежуточные уровни энергии этого или соседнего атома, то произойдёт перераспределение энергии и будут переизлучёны новые фотоны с меньшей энергией и соответственно с большей длиной волны (рис.3). Это явление широко используется в лазерах – приборах преобразующих (переизлучающих) любые виды энергии в кванты света. На рис. 4 приведена схема рубинового лазера. Вначале производится так называемая накачка лазера светом от мощного источника, которая переводит атомы кристалла рубина в возбуждённое состояние (энергетический уровень Е3), с последующим накоплением электронов на промежуточном энергетическом уровне Е2. Затем

в какой-то момент времени происходит резонансное сбрасывание электронов в основное состояние (уровень Е1) с излучением фотонов. При этом излучаются близнецы фотоны одной длины волны (монохроматический свет). Поглощённая атомом энергия фотона может перераспределяться между соседними атомами среды, что в свою очередь может привести к возникновению различных химических или биохимических реакций. Если при этом поток фотонов будет целенаправленно нести необходимую информацию, то могут быть организованы реакции направленные на формирование новой материи. Это и есть материализация до уровня вещества. На Рис. 5 приведен пример преобразования (материализации) в природе энергии светового потока в вещественную материю при фотосинтезе в растениях. Формирование потока фотонов может идти также и на уровне мысли или с помощью ритмов. В первом случае необходим сильный генератор мысли, но это редкое явление. Ритмами, прочитанными по определённой схеме, материализацию можно получить намного легче и быстрее. Владея переизлучением, мы можем материализовать нужные нам процессы, события, а с набором опыта и материю. Из истории известно, что предыдущие цивилизации, населявшие нашу планету, имели такой дар материаРисунок 4. Схема рубинового лазера [5]. лизации на уровне мысли, но он пока за213

Научный аспект №4-2012

Рисунок 5. Фотосинтез в растениях [3]. крыт для нашей цивилизации, им владеют только некоторые избранные. Хотя в народе в обиходе свободно звучат слова «мысль материальна» и люди радуются, когда их мысли сбываются и огорчаются, когда что-то не ладится - промыслил негатив и он тоже материализовался. Материализация на уровне мысли сегодня изучается физиками [6]. Так с точки зрения Уильяма Тиллера [7], мысли и намерения накапливают потенциалы в узловых точках пространства (Рис.6). Первичный луч проекции исходит от «Духа или Высшего Я» и действует подобно проекционному лучу голограм-

мы: взаимодействует с частотными паттернами на уровне разума, чтобы спроецировать их в физическую реальность. Именно в узлах решетки сознание преобразуется в различные виды энергии. Узловые точки фокусируют наши мысли и намерения и служат, по существу, узлами разума. Человеческая мысль проникает в узловые точки вселенской решетки и из хранящейся здесь потенциальной энергии выстраивает паттерны (паттерн – некая устойчивая энергетическая структура). С помощью этих энергетических паттернов устанавливается связь между плотной физической

214

ЕСТЕСТВЕНные науки

Рисунок 6. Материализация на уровне мысли [6]. и тонкой субстанциями. Такая система образом, создаётся нечто вроде энергеработает с обратной связью: наша ре- тической петли. Следствием всех этих акция на любые события снова уходит преобразований становятся новые сов решетку, где и формируются новые бытия нашего реального мира. потенциалы и энергоструктуры. Таким Другой известный физик Т. Е. Бирден [8] в своей концепции сознания рассматривает мысль или ментальную энергию как виртуальные (ненаблюдаемые) сущности (Рис.7). Эти сущности несут паттерны вероятностей и связываются с виртуальными световыми фотонами (соединяются или прибавляются) в соответствии с их частотой или формой. При этом меняются квантовые параметры системы, которые, в свою очередь, либо создают, либо изменяют уже существующие ЭМП. Таким образом, происходит наблюдаемое Рисунок 7. Концепция сознания [7]. 215

Научный аспект №4-2012 физическое изменение. Следовательно, наша энергетика может настраиваться в резонанс с внешней реальностью и менять её. Возможен и обратный процесс: внешняя реальность резонирует с нашими внутренними энергетическими паттернами и меняет нашу внутреннюю реальность. Основные положения Метода 7Р0

ЕДЛМ хорошо согласуются с физическими моделями. Используя его, мысль, намерения многократно усиливаются ритмами. Русский алфавит, переведенный ритмами в ноосферу, становится языком ноосферы, им можно общаться, выстраивать события, производить материализацию или дематериализацию. Человек становится всесильным.

Список литературы: 1. Марченко Е. Д. Ритмология для каждого. Ничего случайного не бывает. СПб. : РАДАТС, 2008. 180 с. 2. The full wiki [электронный ресурс], режим доступа: http://www.thefullwiki.org Дата обращения – 10.01.2013г. 3. Элементы: Научно-популярный сайт [электронный ресурс], режим доступа: http://elementy.ru/ Дата обращения – 10.01.2013г. 4. Журнал «Самиздат» [электронный ресурс], режим доступа: http://samlib.ru Дата обращения – 10.01.2013г. 5. Лазеры. Учительчкий портал [электронный ресурс], режим доступа: http://hometask.com/lazery/ Дата обращения – 10.01.2013г. 6. Кравченко С. Н. Концепция познания в философии, физике и ритмологии. Философия ХХ века о познании и его аксиологических аспектах: Материалы Всероссийской научной конференции. Ульяновск: Изд-во А.В. Качалин, 2009. С. 199-203. 7. Tiller W.A. Science and Human Transformation. N.Y.: Pavior, 1997. 8. Bearden T.E. Excalibur Briefing. Chula Vista: Tesla Book Company, 1988.

216

Технические науки УДК.544.6 З-38 Новые экологичные интенсификаторы процессов колорирования текстильных материалов Захаренков Сергей Александрович - аспирант и ассистент преподавателя на кафедре химической технологии и дизайна текстиля Санкт-Петербургского государственного университета технологии и дизайна. (СПГУТД, г.Санкт-Петербург) Кудрявцева Екатерина Викторовна - студентка кафедры химической технологии и дизайна текстиля Санкт-Петербургского государственного университета технологии и дизайна. (СПГУТД, г.Санкт-Петербург) Аннотация: В статье рассматриваются основные аспекты влияния окислительно-восстановительных систем (редокс-систем) на интенсификацию процессов колорирования различных текстильных материалов. Abstract: The main aspects of reductive-oxidative systems (redox) effect on intensification of coloring various textile materials are discussed. Ключевые слова: Редокс-система, крашение, интенсификация, волокно, краситель. Keywords: Redox system, dyeing, intensification, fiber, dye. В связи с введением в Европе единой системы стандартов «Эко-текс 100» особенную актуальность приобретает создание экологически чистых текстильных материалов с использованием экологически безопасных технологий. Отечественной промышленности необходимы такие технологии, которые позволят выпускать текстиль соответствующий требованиям передовых мировых стандартов качества с минимальными на то издержками. Технология крашения текстильных материалов развивается по двум, но не единственным, основным направлениям: совершенствование существующих технологических процессов и создание принципиально новых схем крашения, обеспечивающих экономию материальных ресурсов (воды, электроэнергии,

химических материалов и т.п.) и рациональное использование сырья. Способы колористических отделок различных тканей с использованием интенсификаторов, предоставляют возможность для получения прочных и интенсивных окрасок при расходовании меньшего количества красителя и энергоресурсов, в отдельных случаях, исключается стадия закрепления окрасок, снижается температура и время крашения. Многими авторами изучено влияние окислительно-восстановительных систем на процессы крашения текстильных материалов различными классами красителей на нескольких типах волокон. Применение редокс-систем предполагается для обеспечения более полного использования красителей и получения

217

Научный аспект №4-2012 требуемых показателей качества окрашенных текстильных материалов, для чего необходимо создать условия, с одной стороны, для набухания волокна и наиболее легкой диффузии красителя вглубь полимера, а с другой - для исключения возможной ассоциации красителя. Эти условия и могут обеспечить в процессе крашения, содержащиеся в красильной ванне интенсификаторы. Карелина С.Л. и др. (Karelina, S.L., Sepantsova, N.P., Geller, B.E. & Ivanova, E.P., Technol. Text. Ind. USSR, 5 (1971) 75) наблюдали, что устойчивость к мокрым обработкам некоторых кислотных и основных красителей на шерсти увеличилась после обработки окрашенных образцов в редокс-системе, включающей надсернокислый калий и пиросернокислый калий. В спектральных исследованиях ИК-методом влияния перекиси водорода и надсернокислого калия при крашении основными красителями, Ерещенко А.Г. и др. (Ereshchenko, A. G., Sepantsova, N. P. & Geller, B. E., Technol. Text. Ind. USSR, 4 (1971) 103) предложили, что краситель ковалентно связан с метиленовой группой атома азота нейлона, и Бхаттачари С.Д. (Bhattachary, S.D., Colourage, 36(8) 19 (1989) 19) заключил, что красители фиксируются по группе метилена, прилегающей с углеродистым атомом нитрила также и в акриловых волокнах. Шенаи В.А. и др. (Shenai, V.A. & Saraf, N.F., Int. Dyer Text. Printer, 163 (1980) 269 и Shenai, V.A. & Shah, H.C., Colourage, 28(17) (1981) 7) в исследовании окра-

шивания шерсти, шелка и нейлона 6 кислотными красителями, а также окрашивания хлопка и вискозы прямыми красителями, предположили, что окислительно-восстановительные системы (ОВС) могли вызвать ковалентное фиксирование красителей, вызвать сополимеризацию определенных мономеров к волокну или присоединить протон аминогруппы белкового волокна, образующего катионы для кислотных красителей (Shenai, V.A. & Chavada, B.P., Text. Dyer & Printer, 23(20) (1990) 31). Ибрагим Н.А. и др. (Ibrahim, N.A., Haggag, K. & Hebeish, A., Angew. Makromol. Chem., 131 (1985) 15; Ibrahim, N.A., Haggag, K. & Hebeish, A., Angew. Makromol. Chem., 132 (1985) 53; Ibrahim, N.A., Aggour, Sh. Sh. & Hebeish, A., Am. Dyest. Rep., 75(4) (1986) 13; Ibrahim, N.A. & Haggag, K., Dyes and Pigments, 8 (1987) 327; Ibrahim, N.A. & Dawoud, M.A., Am. Dyest. Rep., 77(3) (1988) 35; Ibrahim, N.A. & Dawoud, M.A., Am. Dyest. Rep., 77(6) (1988) 35; Ibrahim, N.A. & Dawoud, M.A., Am. Dyest. Rep., 77(8) (1988) 56) предложили свободнорадикальный механизм, для объяснения влияния редокс-систем при крашении шерсти, нейлона 6 и смеси шерсть/акрил кислотными красителями, нейлона 6 дисперсными красителями, также хлопка, вискозы, шерсти и нейлона 6 прямыми красителями. Топивала К. (Topiwala, K., MSc thesis, University of Leeds, 1988) наблюдал, что различные окислители и восстановители, улучшают устойчивость к мокрой обработке и интенсивность окраски нескольких дис-

218

Технические науки персных красителей на примере волокон полиэстера и нейлона 6-6. В исследовании низкотемпературного окрашивания шелка кислотными красителями в присутствии перекиси водорода и глюкозы Луо Д. (Luo, J., J. Soc. Dyers Col., 107 (1991) 117) также отмечает ковалентное закрепление красителя на волокне, происходящее во время окрашивания. Также анализ существующих способов низкотемпературного крашения шерсти выявил недостатки этих способов, затрудняющие их применение на практике. Способы физической активации процесса крашения требуют сложного аппаратурного оформления, дополнительных денежных и энергетических затрат, а это в свою очередь влечет за собой усложнение технологической цепочки и увеличение стоимости готовой продукции. Однако такие предыдущие исследования влияний систем радикальных инициаторов на окрашивающем поведении различных классов красителей на нескольких типах волокон ясно продемонстрировали, что точный механизм окрашивания в присутствии инициаторов и усложнен и неясен (Burkinshaw, S.M. & Jiann Guang Lu, Dyes and Pigments, 21 (1993) 185-203). Нами предложены и теоретически обоснованы редокс-системы (ОВС) в качестве интенсификаторов процесса крашения шерстной ткани и шерстяной ровницы, лавсана (пряжа, ткань, трикотаж), капрона (пряжа, ткань), хлопка (ткань) и вискозы (ткань). Исследованы

основные технологические закономерности процесса. Определены составы и концентрации редокс-системы в красильной ванне. Исследованы следующие системы: пероксид водорода – глюкоза; пероксид водорода – этиленгликоль; пероксид водорода – пропантриол 1,2,3; пероксид водорода – полиоксиметилен; пероксид водорода – гексаметилентетрамин; персульфат аммония – этиленгликоль; персульфат аммония – глицерин; персульфат аммония – глюкоза; персульфат аммония – тиомочевина, а также монокомпозиции перечисленных реагентов. Изучена кинетика сорбции кислотных, активных, прямых и дисперсных красителей. Показано, что в присутствии редокс-системы скорость выбирания красителя увеличивается в среднем в 1,5 – 2 раза (дисперсный краситель) и в 10 раз (кислотные красители), константа скорости выбирания кислотных и активных красителей шерстяным волокном увеличивается также в 1,5-2 раза, по сравнению с традиционными способами крашения. Энергии активации кислотных и активных красителей в шерстяной субстрат снижаются в среднем в 1,3 раза, диффузия кислотных и активных красителей ускоряется в 1,31,7 раза по сравнению с традиционным высокотемпературным крашением. Это свидетельствует о более глубоком проникновении красителя в волокно и высоких колористических характеристиках окраски в присутствии редокс-системы. Установлено изменение морфологии

219

Научный аспект №4-2012 поверхности вискозного волокна с помощью ИК-спектрометрии. Полученные данные показывают, что для образца, обработанного при 80 0С системой персульфат аммония - тиомочевина, убывание полосы отражения свидетельствует о повышении аморфной фазы. Аналогичные результаты были получены и для ферментативной обработки. К тому же, увеличение свободных ОН –, СО2 – и альдегидных групп свидетельствуют об изменении поверхностной структуры ткани, возможно, даже происходит разрушение макромолекул вискозного волокна, чем и объясняется лучшая накрашиваемость обработанных образцов, по сравнению с необработанными. Также с помощью ИК-спектрометрии сравнивалось воздействие ферментативных обработок и обработки материала ОВС. Полученные данные указывают на то, что ферментативная обработка приводит к наибольшему повреждению поверхности материала, самое небольшое влияние на структуру волокна оказывает предварительная обработка с ОВС. Также при проведении сравнительных обработок ферментными препаратами шерстяного волокна сделано предположение о модификации поверхности, связанное с частичным разрушением гидрофобного чешуйчатого слоя (эпикутикулы) волокна, что приводит к увеличению диффузионной проницаемости и сорбционной способности волокна при взаимодействии с кислотными и активными красителями. Предложен механизм интенсифи-

цирующего действия ОВС на процесс крашения шерстяного материала, заключающийся в повышении активности красителя, изменении свойств поверхности и проницаемости волокна. Установлено изменение поверхностной морфологии волокна, связанное с частичным разрушением гидрофобного чешуйчатого слоя (эпикутикулы) волокна, снижение свойлачиваемости, что приводит к увеличению диффузионной проницаемости и сорбционной способности волокна при взаимодействии с красителем. Увеличение реакционной способности волокна подтверждено увеличением количества свободных амино- и карбоксильных групп, приводящее к повышению сорбции красителей волокном. Установлено изменение электрокинетического потенциала шерстяного волокна, который снижается, уменьшая отрицательную величину поверхностного заряда. Очевидно, что в присутствии ОВС красители при переходе из жидкой в твердую фазу легче преодолевают двойной электрический слой, что сказывается на повышении их сорбции волокном. Спектрофотометрическими исследованиями с использованием микроспектрофотометра марки МСФУ и спектрофотометра «Gretag Macbeth» определены спектральные и колористические характеристики всех окрашенных образцов. Цветовые характеристики исследованных образцов свидетельствуют о том, что использование ОВС, в рекомендуе-

220

Технические науки мых пропорциях, при крашении не изменяет оттенок получаемых окрасок, что важно при крашении текстильных материалов в заданный цветовой тон. Показатели ∆Е (%), характеризующие ровноту окраски, свидетельствуют о более равномерном окрашивании в присутствии редокс-систем. Спектры поглощения окрашенных волокнистых материалов свидетельствуют о повышении интенсивности окраски при крашении с интенсификаторами при пониженной температуре, а отсутствие бато- и гипсохромных сдвигов максимумов на спектральных кривых свидетельствуют о сохранении хромофорной системы красителей. Так система персульфат аммония тиомочевина позволяет уменьшить время крашения полиэфирного волокна до 30 минут и это уже при 100 0С, что сопровождается увеличением колористического эффекта и без нарушения цветовых характеристик. Для шерстяных материалов температура крашения кислотными красителями может быть снижена до 70 0С при сокращении времени крашения до 30 минут, при этом общее время на выпуск партии материала на производстве сокращается с 210 минут до 90 минут (в сравнении с технологической проводкой ОАО «Невская мануфактура»). Применение данной редокс-системы позволяет интенсифицировать крашение полиэфирного волокна по непрерывному способу, сокращая время пропитки ткани рабочим раствором, снижая продолжительность термофиксации красителя, также увеличивая

интенсивность окраски при сохранении колористических характеристик. Использование окислительно-восстановительных систем позволяет получать более насыщенные, интенсивные, равномерные и прочные окраски (повышение прочности окраски к физикохимическим воздействиям наблюдается для всех исследованных систем краситель-волокно) при крашении вискозной ткани прямым красителем, по сравнению с традиционным крашением. Наиболее эффективной оказалась предварительная (перед крашением) обработка текстильного материла системой персульфат аммония - тиомочевина. Исследовано введение комплексонов в систему, которое повышает интенсивность и прочность окраски. Это может служить подтверждением имеющихся в литературных источниках сведений об образовании между прямым красителем и целлюлозным волокном ковалентной связи в условиях использования окислительно-восстановительных систем. Установлено увеличение стандартного термодинамического сродства кислотных и активных красителей к волокну в присутствии ОВС. Исследовано состояние красителей в водных растворах содержащих ОВС. На спектрах поглощения водных растворов кислотных и активных красителей в присутствии ОВС наблюдается гиперхромный эффект при отсутствии бато- и гипсохромных сдвигов максимумов поглощения в сторону длинных или коротких длин волн, что подтверждает неизменность

221

Научный аспект №4-2012 хромофорной системы красителей. Наличие гиперхромного эффекта связано с тем, что интенсификаторы способствуют образованию вокруг молекул красителей сольватных оболочек, препятствуя агрегации и, как следствие, увеличивая диффузионную подвижность красителей. Исследована кинетика гидролиза связи «активный краситель - шерстяное волокно». Константы скорости гидролиза связи снижаются в среднем в 1,5 раза в присутствии ОВС по сравнению с образцами, окрашенными при температуре кипения, что свидетельствует о появлении дополнительных связей между красителем и волокном и объясняет повышение интенсивности и прочности получаемых окрасок к физико-химическим воздействиям. С помощью химических методов (метод Гарриса и Смита), термогравиметрического, дифференциально-термического анализа и физико-механи-

ческих испытаний на приборе «Instron 1122», установлено снижение растворимости волокна, уменьшение потери массы, сохранение прочности на разрыв шерстяных материалов, окрашенных кислотными и активными красителями с применением ОВС при пониженной температуре по сравнению с крашением при температуре кипения без интенсификаторов. Разработаны технологические режимы и рецептуры низкотемпературного крашения шерстяного волокна кислотными и активными красителями, которые апробированы в промышленных условиях ОАО «Невская мануфактура». Применение ОВС способствовало выпуску продукции более высокого качества, равномерно и интенсивно окрашенной, снижало энергопотребление, продолжительности процессов и расход красителей. Этим подтверждается экономическая эффективность использования редокс-систем.

Список литературы: 1. Петрова О.В., Буринская А.А., Жукова Н.А. Интенсификация процесса крашения шерсти активными красителями с использованием окислительно-восстановительных систем / Технология текстильной промышленности, 2002, №6, стр. 57 – 59. 2. Петрова О.В. Изменение структуры шерстяного волокна при крашении в окислительно–восстановительной среде / Журнал прикладной химии, 2005, №4, стр. 616 – 618.

222

Технические науки УДК.629.7.05+ 004.3 Л-84 Аппаратное хранилище данных на борту космического аппарата * Лукин Феликс Александрович – аспирант Сибирского государственного аэрокосмического университета имени академика М.Ф. Решетнева. (СибГАУ, г.Красноярск) Шахматов Александр Владимирович – инженер Сибирского государственного аэрокосмического университета имени академика М.Ф. Решетнева (СибГАУ, г.Красноярск) Аннотация: Рассматривается необходимость создания и принципы функционирования аппаратного хранилища телеметрии в составе бортовой сети SpaceWire космического аппарата. Анализируются преимущества данного подхода. Приводится предлагаемая архитектура для реализации данного хранилища на языке описания аппаратуры интегральных схем VHDL. Abstract: The demand for developing and principles of functioning of telemetry hardware equipment in onboard system SpaceWire of a spacecraft is explained. The advantages of this approach are analyzed. Recommended architecture for implementation of this hardware is given on the VHDL language for description of integral schemes. Ключевые слова: База данных, комплексы бортового управления, бортовая сеть, телеметрия, программируемые логические интегральные схемы, система на кристалле. Keywords: Database, on-board control, on-board network, telemetry, programmable logic integrated circuits, system-on-chip. В настоящее время предъявляются все более и более серьезные требования по обеспечению скорости выдачи телеметрии, целостности данных, журналировании отказов и диагностики. Усложняются системы взаимодействия с космическим аппаратом (КА), увеличиваются объемы трафика телеметрии, но, несмотря на все достижения проектирования бортовых систем, имеется и ряд

существенных недостатков и недоработок. Достаточно неполно используются возможности канала телеметрии – телекоманд. Непрерывный характер выдачи телеметрии обусловлен необходимостью передать как можно больше, за как можно более короткий срок. Отсутствует организованное хранилище данных. Данные предоставляются в реальном времени, по текущему значению. Стати-

* Работа выполнена в рамках реализации конкурса научно-технических исследований, разработок, инновационных программ и проектов для обеспечения конкурентных преимуществ экономики Красноярского края (Дополнительное соглашение от 05.07.2012 г. № 03/12 к Соглашению № 5 от 06.08.2009 г.) 223

Научный аспект №4-2012 стика отказов не ведется, журналирование отсутствует. Данные записываются в сжатом виде в массивы данных готовые для передачи на командно-измерительную систему (КИС). К сожалению, такой способ организации бортовых данных является весьма не полным, всегда присутствует избыточность передаваемых в телеметрии данных за счет выдачи тех данных, которые не нужны в данный момент. Качественная диагностика спутника отсутствует, и о состоянии КА судят по косвенным причинам обнаруженным в ходе анализа принятых телеметрических данных уже на Земле. Решением данной проблемы является хранение и частичная предобработка телеметрии на борту КА. Для этого реализуется Бортовое хранилище данных (БД) и Блок управления бортовых хранилищем данных (СУБД). Для повышения качества диагностирования КА, весьма желательно иметь разветвленную систему журналирования событий и исключительных ситуаций на борту. Катализатором для разработки такой унифицированной системы хранения и управления данными является внедрение новых перспективных сетевых архитектур бортовой кабельной сети, например сеть SpiceWire. Получение данных от источников просто реализуется при сетевой архитектуре бортового комплекса управления (БКУ) [1]. Применение целостных подходов в организации, и обработки данных на борту является серьезным шагов для построения информативных и емких

систем диагностирования, что послужит толчком к построению более качественных отказоустойчивых бортовых систем. Скорость обработки данных блоком управления БХД не является критическим параметром, так как современные вычислительные мощности позволяют целиком покрыть нужды подобных задач. Удешевление цен и увеличение емкости энергонезависимых носителей, позволит собирать и хранить все больше и больше данных на борту космического аппарата. Для реализации СУБД предполагается использование специального аппаратного блока представляющего собой оконечное устройство, работающее по протоколу SpaceWire RMAP (Remote Memory Access Protocol). Контроллер СУБД входит в состав и управляется КИС. КИС принимает команды телеуправления с Земли, выделяет из них запросы контроллеру СУБД и передает их в очередь запросов контроллера СУБД. Запросы постепенно выполняются исполнителем и возвращаются на Землю в виде пакетной телеметрии. Сущность концепции пакетной телеметрии состоит в том, что данные различных процессов бортовых систем КА объединяются в пакеты данных, соответствующие источникам, которые затем передаются по каналу передачи так, чтобы принимающие средства с высокой надежность могли восстановить их [2]. Возможно использование специальных отложенных запросов, которые выполнятся в определенное время, в случае наличия

224

Технические науки связи с Землей. Таким образом, реализуется запросовый канал телеметрии, с помощью которого осуществляется, управляемая выдача телеметрии. Снижаются риски потери телеметрических данных за счет введения транзакционности на каждый запрос. Записи из БД удаляются только после получения квитанции о доставке на Землю, в противном случае они продолжат храниться дальше, до следующей выборки. Контроллер СУБД имеет в своем составе контроллер файловой системы. Они работают в совокупности и являются законченным устройством. Контроллер файловой системы обеспечивает доступ к файлам расположенным на носители данных. Контроллер поддерживает основные файловые операции, такие как: открытие файла, открытие файла на дозапись, чтение, навигация по директориям и прочие. К основным функциям контроллера относится трансляция относительных адресов в файловом пространстве, в абсолютные адреса на носители данных. Тем самым, предоставляя прозрачный доступ контроллеру СУБД к файлам таблиц и индексов. БД представляет собой набор файлов: таблиц и индексов, связанных между собой. Каждый файл таблицы или индекса содержит заголовок с атрибутами и набор кортежей. Заголовок содержит служебную информацию, о количестве строк в таблице, о размере одной записи, о название полей и так далее. Контроллер СУБД реализует базовые

операции выборки и фильтрации. Поддерживается операции CRUD, фильтрация (SQL аналог - WHERE) осуществляется по маске (маска задается через регистры контролера СУБД) с параметрами. Поддерживаются как скалярные запросы (результат вычисления которых помещается в специальный выходной регистр контроллера СУБД), так и строковые (с внешним интерфейсом памяти, с возможностью построчного чтения, как с ожиданием чтения данных, так без него). Поддерживаются агрегатные функции AVG, SUM, а также DISTINCT, TOP и другие. Более крупные запросы и обработку результатов вычисления выполняет непосредственно сама КИС. Алгоритмы работы всех входящий в состав СУБД блоков, таких как контроллер памяти, контроллер файловой системы, контроллер запросов, а также входящее в эти блоки множество кэшей, неизменны и поддаются успешной унификации и реализации на ПЛИС. Множество элементарных операций (например, расчеты различных относительных адресов и так далее) требуют множество процессорных инструкций, что в свою очередь делает решения на базе микропрограммы для встроенного процессора не оправданными. Решение на базе ПЛИС в виде «системы на кристалле» является наиболее подходящим для реализации данной архитектуры. Преимущества архитектуры СУБД на базе аппаратного решения в виде «системы на кристалле» включают в

225

Научный аспект №4-2012 себя: максимально возможную производительность по сравнению с микропрограммным решением, а также возможность использования СУБД декодером команд телеуправления прозрачно - без микропрограммы для КИС, в резервном режиме, для исполнения аппаратных команд. Архитектура «системы на кристалле» является оптимальной по скорости, по сравнению с микропрограммным решением в составе встроенного микропроцессора. Это достигается за счет того, что, минуя конвейер процессора (исполняющий микропрограмму с функциями СУБД) конечный автомат аппаратного контроллера СУБД, напрямую работает с данными, что является заведомо максимально быстродействующим вариантом. Более того, решение основанное на аппаратных блоках является весьма предсказуемым в плане времени исполнения. Расчет таймингов работы блоков с линейным быстродействием не составляет труда, чего не скажешь о решениях основанных на связке «микропроцессор + микропрограмма»,

где производительность является зависимой от микропрограммы, а значит плавающей и трудно прогнозируемой. Повышение производительности достигается также за счет реализации специальных кэшей выборки. Основной набор кэшей располагается в блочной памяти ПЛИС и являются регистровой ОЗУ памятью. Сама БД физически располагается в энергонезависимой памяти (флэш-память, фазоинверсная энергонезависимая память и др.). Энергонезависимая память имеет низкую скорость доступа. Кроме того, энергонезависимая память имеет ряд ограничений на эксплуатационный ресурс в условиях космоса [3]; этот ресурс необходимо использовать оптимально. Для этого помощью внешней оперативной памяти организуется так называемое «отсоединенное хранилище данных», которое является образом БД в энергонезависимой памяти. Все операции выполняются над отсоединенным хранилищем, а его синхронизация с БД в энергонезависимой памяти должна осуществляться по специальному алгоритму.

Список литературы: 1. Никитин Д.А., Ханов В.Х., Вергазов М.Ю., Чекмарев С.А. Сетевая архитектура бортового комплекса управления: В трудах российской конференции «Технические и программные средства систем управления, контроля и измерения» УКИ-12 [Электронный ресурс] – М.: ИПУ РАН, 2012 – с. 1539-1546. 2. Современная телеметрия в теории и на практике. Учебный курс. – СПб.: Наука и техника, 2007. – 672 с. 3. Шурыгина В. Энергонезависимая память. Кто победит в гонке? Часть 2. // Электроника: наука, технология, бизнес. 2008, № 6. с.36-47.

226

Технические науки УДК.681.32 Ч-37 Подходы к проектированию отказоустойчивой версии процессора LEON3* Чекмарёв Сергей Анатольевич – аспирант Сибирского государственного аэрокосмического университета имени академика М.Ф. Решетнева. (СибГАУ, г.Красноярск) Аннотация: Представлены результаты работы по повышению отказоустойчивости процессора LEON3. Приведено описание модели тестирования архитектурной отказоустойчивости процессора LEON3. Показаны результаты испытаний. Abstract: The results of the study for increasing failure safety of LEON3 processor are presented. The description of testing model for architecture for processor failure safety LEON3 is given. The results of the research are also presented in the article. Ключевые слова: Малые космические аппараты, система на кристалле, микропроцессор LEON3. Keywords: Small spacecraft, system-on-chip, microprocessor LEON3. Существует практика применения индустриальных изделий микроэлектроники (COST) в электронной аппаратуре малых космических аппаратов (МКА) [1]. Существенным фактором развития данного подхода является доступность приобретения предлагаемых элементов в кратчайшие сроки по минимальным ценам. Вследствие воздействия ионизирующего излучения (ИИ) на аппаратуру МКА, к вычислительно-управляющим системам предлагаемых индустриальных решений предъявляются высокие требования по повышению отказоустойчивости. Увеличение надёжности предлагаемых систем достигается путём применения схем горячего/холодного

резервирования, проектированием схем мажорирования [2]. Данные подходы повышают надёжность системы, однако, введённая в результате избыточность неизбежно увеличивает стоимость проекта, энергопотребление, массогабаритные характеристики. Вследствие малых сроков эксплуатации, необходимая надёжность МКА может быть достигнута за счёт повышения отказоустойчивости микропроцессора. Всё это определяет необходимость создания отечественного отказоустойчивого микропроцессора, отвечающего современным требованиям развития технологий. Наиболее уязвимым местом микропроцессора являются Кэш память и

Научный аспект №4-2012 регистровый файл. Одиночные сбои в этих блоках, вызванные воздействием ИИ могут привести к отказу работы микропроцессора, а значит и всей системы в целом. Рассмотрим подходы повышения надёжности микропроцессора. Необходимую надёжность можно обеспечить путём создания дублированных блоков памяти с применением кодов обнаружения ошибок. Так, например, контроль целостности данных можно осуществлять циклическим избыточным кодом – CRC. Это очень мощный и широко используемый метод обнаружения ошибок передачи информации. Необходимо отметить, что CRC не обязательно вычислять для больших массивов данных. Его можно вычислять и для отдельных строк текста и даже слов с целью организации простейшего контроля целостности и отождествления символьных (числовых) последовательностей. Таким образом, данный код может использоваться для обнаружения ошибки в памяти процессора. Применение кода коррекции ошибок Рида - Соломона также может помочь справиться с возникновением ошибки в памяти. В настоящее время данный код широко используется в системах вос-

становления данных с компакт-дисков в случае повреждений. Однако, реализация данного кода внутри микропроцессорного ядра сказывается на его производительности. Применение данного кода может быть более эффективно при реализации отказоустойчивого контроллера памяти (устройства, соединяющее процессор с внешней памятью). Базой, разрабатываемого микропроцессора стал процессор LEON3. Спроектированный Европейским центром космических исследований и космических технологий для применения в космических проектах LEON представляет собой 32-разрядный RISC микропроцессор архитектуры SPARC. Доступная версия процессора LEON3 (не для критических применений) распространяется по лицензии GNU General Public License, имеет открытый исходный код, написанный на языке VHDL, доступный на сайте разработчика (компании Aeroflex Gaisler). Внеся в исходный код IP-блока процессора необходимые изменения, предлагается повысить его отказоустойчивость. Разработанный блок REG FILES FT имеет структуру, представленную на рисунке 1.

Рисунок 1. Структура блока REG FILES FT. 228

Технические науки На вход crc кодера подаётся 32-х битная последовательность данных k. Он вычисляет контрольную сумму CRC и записывает новую 36-битную последовательность n в 3-port register file I и в 3-port register file II. Они дублируют друг друга. При обращении процессора к REG FILES FT последовательность n подаётся на CRC декодер. При обнаружении ошибки в 3-port register file I логическое устройство вернёт на запрос процессора последовательность k бит из 3-port register file II. Преимущества данной схемы защиты в скорости расчёта, что делает процесс парирования сбоя прозрачным для процессора. При возникновении одновременной ошибки в обоих участках памяти вырабатывается исключительная ситуация «Ошибка при чтении из регистровой памяти». Разработанный блок Cache FT подобен по своей структуре блоку REG FILES FT. Следует отметить, что при возникновении исключительной ситуации «Ошибка при чтении из Кэш памяти» процессор просто возьмёт верный вариант из ОЗУ. Таким образом, отка-

зоустойчивая архитектура Кэш памяти также является прозрачной для работы приложений, выполняемых процессором LEON3. Схема отказоустойчивого контроллера памяти представлена на рисунке 2. Здесь AHB и APB – две составляющих шины AMBA (внутрикристальная шина, по которой идёт информационный обмен между процессором и другими устройствами проекта). A, D, CB – шина адреса, шина данных, шина корректирующих битов соответственно. В разработанном контроллере применяется БЧХ код, позволяющий скорректировать одиночную и обнаружить двойную ошибку в 32-ух битном слове. Важным условием отладки архитектуры процессора при рассмотренных подходах является фиксация ошибок и количества исправленных ошибок при испытаниях процессора на отказоустойчивость. Поэтому в IP ядро процессора LEON3 помимо модуля фиксации и исправлений ошибок предлагается внедрить модуль для генерации ошибок, соответствующим образом подключенный

Рисунок 2. Структура отказоустойчивого контроллера памяти. 229

Научный аспект №4-2012 к блокам регистровой памяти и Кэшу (основному и резервному). В качестве модели для генератора ошибок использованы результаты работы [3]. На основании данной работы была разработана VHDL-модель LEON3-FT-MODEL, имитация работы которой производилась в программе ModelSim (популярная среда для отладки и симулирования ПЛИС от компании Mentor Graphics). При симулировании работы был написан testbench – файл, описывающий модель внесения ошибок в память процессора LEON3. Для разработанного генератора ошибок можно выбрать такие параметры, как кратность резервирования устройства, его тип (горячее, холодное), количество процессоров, а также режим работы системы (сеансовый, дежурный, переключения резервных комплектов (РПП)) и т.д.. Исходя из этих данных, выбирается выражение для вероятности безотказной работы (ВБР) системы. После расчета ВБР рассчитывается вероятность ошибки в данный момент времени. Исходя из данной вероятности, блок генерации ошибок случайным об-

разом выбирает адрес в памяти и количество искажаемых бит. Далее вносится соответствующая ошибка в память процессора. Для этого, на момент внесения ошибки, работа самого процессора приостанавливается. Результат отработки данной ошибки фиксируется и сохраняется в специальный модуль «statistics». По завершению испытания информация с блока статистики выдаётся пользователю. При проведении испытаний процесс протекания модельного времени t был ускорен. За 1015 дней работы модельного времени в систему было внесено порядка 21000 ошибок. Из них, эффективных (ошибки, приведшие к обращению в дублированный блок памяти) оказалось порядка 19000. Исправлено было порядка 16430 ошибок. Остальные ошибки были обработаны специальным прерыванием и привели к перезагрузке процессора. Таким образом, была оценена возможность создания отказоустойчивой версии процессора LEON3. Далее планируется апробировать аппаратную реализацию данных подходов.

Список литературы: 1. Данилин Н.С., Белослудцев С.А. Проектирование и разработка космических бортовых приборов, ориентированных на современную зарубежную электронную компонентную базу. [статья] - СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА № 4 2008г. с.5459. 2. Попович А.Ф. Практический подход к резервированию вычислительно-управляющей системы средствами сети SpaceWire. [статья] - КОМПОНЕНТЫ И ТЕХНОЛОГИИ № 4 2010г. С77-80. 3. Ле Куанг Минь «МЕТОДИКА И СРЕДСТВА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ОТКАЗОУСТОЙЧИВОСТИ БОРТОВЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ» [диссертация]- Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана. Москва 2008г. 230

Технические науки УДК 004.032.26 М-91 Настройка входной сигмоидальной функции активации в алгоритме обучения нейронных сетей Мусакулова Жылдыз Абдыманаповна - старший преподаватель кафедры Компьютерных информационных систем и управления Международного университета Кыргызстана. (МУК, г.Бишкек, Кыргызская Республика) Аннотация: Предлагается модифицированная модель искусственного нейрона, с нелинейным входом, позволяющая увеличить количество настраиваемых параметров за счет использования сигмоидальной функции активации с настраиваемым наклоном на входе нейрона, тем самым обеспечивающая высокую скорость обучения. Abstract: Modified model of artificial neuron with non-linear input is given. The model allows increase the number of adjustable parameters due to the use of sigmoidal activation function with adjustable angle on the neuron input which leads to the high speed of studying. Ключевые слова: Нейрон, нейронные сети, нелинейный синапс, сигмоида, градиент, нелинейный вход. Keywords: Neural, neural networks, non-linear junction, sigmoid, gradient, nonlinear input. Введение. Искусственные нейронные сети, представляют собой устройства, использующие огромное число элементарных условных рефлексов, называемых синапсами. Такой синапс представляет основу возможных механизмов памяти и поведения [1]. В настоящее время искусственные нейронные сети применяются для решения очень многих задач обработки изображений, управления роботами и непрерывными производствами, для понимания и синтеза речи, для диагностики заболеваний людей и технических неполадок в машинах и приборах, для предсказания курсов валют и т.д. Искусственный нейрон представляет собой математическую модель биологи-

ческого нейрона. На вход искусственного нейрона поступает некоторое множество сигналов, вход умножается на соответствующий вес, называемый синаптическим весом, и все произведения суммируются. Первоначально формальная модель нейрона была предложена Мак-Каллоком и Питтсом [2]. В дальнейшем эта модель совершенствовалась и в настоящее время [3,4] под нейроном Мак-Каллока-Питтса понимают многовходовой нелинейный преобразователь с взвешенными входными сигналами. На входы j-го нейрона поступает m сигналов x1, x2, ..., xm, которые взвешиваются усилителями, реализующими синаптические веса, после чего взвешенные значения wj1x1 ,wj2x2, ..., wjmxm

231

Научный аспект №4-2012 вместе с пороговым значением θj, именуемым также сигналом смещения, подаются на сумматор Σ, в результате чего формируется внутренний сигнал vj. Выход нейрона моделируется с помощью некоторой нелинейной функции ψ(vj), называемой в теории искусственных нейронных сетей либо активационной, либо передаточной функцией формального нейрона [3,4]. Таким образом, математическая модель Мак-КаллокаПиттса может быть записана в виде:

В настоящее время реализованы [1,3,4] различные модификации первоначальной модели нейрона, такие как: квадратичный нейрон, реккурентный нейрон, нейрон Фукушимы, динамический нейрон, нейрон с настраиваемым параметром функции активации [4-8]. Но, несмотря на разнообразные модификации формальной модели нейрона, многие проблемы пока еще не удается разрешить. Одной из основных проблем, возникающих в процессе обучения нейронной сети, остается нормализация входных данных, так как входные сигналы поступают из внешней среды, и являются отличными от тех, которые передаются внутри нейронной сети от одного нейрона к другому. Кроме того, нет однозначного ответа по формированию начальных условий для настраиваемых параметров, в частности для весовых

коэфициентов, характеризующих интенсивность синаптической связи. Модель нейрона с входным нелинейным преобразованием. В работе предлагается модифицированная структура новой модели нейрона, позволяющая использовать нелинейный входной сигнал. Нелинейность на входе достигается за счет использования нелинейной функции, в частности сигмоидальной функции [5-8] которая является монотонно возрастающей всюду дифференцируемой функцией, и имеет запись следующего вида:

где α – параметр наклона сигмоидальной функции активации, v – индуцированное локальное поле нейрона. При этом если настраивать параметр наклона сигмоидальной функции [5], в процессе обучения сети, можно добиться значительного улучшения процесса обучения и увеличить скорость сходимости ошибки обучения. Кроме того, предлагается использовать параметр усиления на входе сигмоидальной функции. Модифицированная модель нейрона j с входным нелинейным преобразованием представлена на рисунке 1. Таким образом, входные нелинейные сигналы подаются на сумматор вместе со стандартным смещением. Также, в отличие, от стандартной модели нейрона, на его выходе предлагается исполь-

232

Технические науки

Рисунок 1. Модель нейрона с выходным нелинейным преобразованием. зовать усилитель с настраиваемым коэффициентом усиления. В свете вышесказанного, выходной сигнал нейрона k, будет описываться следующим выражением:

где yk(n) – выходной сигнал нейронана итерации n, λk(n) – настраиваемый параметр усиления,vk(n) – индуцированное локальное поле нейрона определяется как:

где yj (n) – выходные сигналы предыдущего нейрона j, θkj (n) – входные сигналы усиления, θ k̂ (n) – смещение сигнала, подаваемое на выход нейрона k, ψ(∙) – нелинейная сигмоидальная функция активации, m – количество выходных сигналов предыдущего слоя нейрона. С учетом (2) и (4) выходной сигнал нейронной сети будет определяться следующим выражением:

233

Научный аспект №4-2012 где λk(n) – настраиваемый параметр усиления, αkj – настраиваемый коэффициент сигмоидальной функции активации (2) на входе нейрона (параметр наклона сигмоиды), yj(n) - выходные сигналы предыдущего слоя, θkj(n) – параметр усиления на входе нейрона, θ k̂ (n) – смещение сигнала для выходной функции активации, m – количество выходных сигналов предыдущего слоя (рисунок 2). При обучении нейронной сети, реализованной с помощью модели нейрона с нелинейным входом, количество настраиваемых коэффициентов возрастает в два раза (рисунок 1), что обеспечивает уменьшение количества этапов обучения. В модифицированной модели нейрона с нелинейным входом, настраиваются параметры наклона функции активации на входе, значения входных сигналов усиления, значение порогового сигнала или так называемого сигна-

ла смещения и значение коэффициента усиления на выходе нейрона. Алгоритм обучения сети. Процедура обучения нйеронной сети сводится к процедуре коррекции весов связей нейронной сети. Целью процедуры коррекции весов есть минимизация функции ошибки. Перед началом обучения весовые коэффициенты нейронной сети устанавливаются случайным образом. На первом этапе на вход нейронной сети в определенном порядке подаются учебные примеры. На каждой итерации вычисляется ошибка для учебного примера (6) (ошибка обучения) и по определенному алгоритму производится коррекция весов нейронной сети. Целью процедуры коррекции весов является минимизация ошибки. На втором этапе обучения производится проверка правильности работы нейронной сети. На вход нейронной сети в определенном порядке пода-

Рисунок 2. Граф передачи сигнала в многослойной нейронной сети. 234

Технические науки ются контрольные примеры. На каждой итерации вычисляется ошибка для контрольного примера (ошибка обобщения). Если результат неудовлетворительный то, производится модификация множества учебных примеров и повторение цикла обучения нейронной сети. Схема передачи сигнала представлена на рисунке 2. Ошибка обучения нейронной сети ek(n), определяется как:

где dk(n) – желаемый выход сети (учитель), yk(n) – выходной сигнал нейрона (3). Изменения коэффициентов нацелены на пошаговое приближение выходного сигнала yk(n) к желаемому dk(n). Эта цель достигается за счет минимизации функции стоимости E:

где ek(n) – сигнал ошибки. Согласно градиентному методу обучения нейронной сети, синаптический вес на каждом шаге обучения изменяется по следующему правилу:

где η – положительная константа, называемая параметром скорости обучения, w(t) – предыдущее значение массива весов, w(t+1) – последующее значение массива весов, g(t) – вектор градиента, вычисленный в точке w(t):

Для минимизации функции стоимости E, необходимо двигаться в сторону обратную градиенту. Градиент, представляет собой направление, в котором достигается наибольший прирост значений [4]:

где m – общее число весовых коэффициентов. Таким образом, в данном методе [3] корректировка весов синаптической связи выполняется в направлении противоположном вектору градиента (8). Рассмотрим применение градиентного метода для минимизации функции стоимости E (7) для нейрона входным нелинейным преобразованием. Сигнал ошибки выхода нейрона определяется выражением (6). Для нейрона с нелинейным входом предлагается настраивать параметр наклона α сигмоидальных функций на входе, сигнал усиления на входе θ, смешение на выходе θ ̂ и коэффициент усиления выходного сигнала λ. Введем настраиваемый массив параметров B:

где α=[α1… αn]T, θ=[θ1… θn]T. Соответственно настраиваемый массив параметров B на каждом шаге обучения

235

Научный аспект №4-2012 будет изменяться по следующему правилу:

где η – положительная константа, называемая параметром скорости обучения, B(t) – предыдущее значение массива настраиваемых коэффициентов, B(t+1) – последующее значение массива настраиваемых коэффициентов, g(t) – вектор градиента, вычисленный в точке B(t):

где m – общее число настраиваемых

коэффициентов нейрона, ∇E(B) - градиент. Примеры моделирования. Рассмотрим пример обучения двухслойной нейронной сети, состоящей из четырех нейронов, на примере решения задачи «XOR». Обучаемая нейронная сеть состоит из трех нейронов входного слоя и одного нейрона выходного слоя, всего два входа и один выход. Для сравнения создадим классическую нейронную сеть, а также сеть с нелинейным входным преобразованием. В качестве алгоритма обучения выбран градиентный метод. Начальные значения настраиваемых параметров были выбраны таким образом, чтобы согласовать начальные значения энергии ошибки, для разных нейронных сетей.

Рисунок 3. Кривые обучения НС. 236

Технические науки

Рисунок 4. Значения настраиваемых параметров входного слоя НС. В результате обучения нейронной нелинейным преобразованием на входе сети после прохождения 2000 эпох об- E =8,1∙10-8 (рисунок 3), при этом начальучения, энергия ошибки обучения сети ное значение энергии ошибки составлядля классической нейронной сети со- ет E ≈ 5,3. Из рисунка 3 видно, что при ставляет E = 2,4, а для нейронной сети с обучении двухслойной нейронной сети

Рисунок 5. Значения настраиваемых параметров выходного слоя НС. 237

Научный аспект №4-2012 на базе классической нейронной сети нелинейным преобразованиемявляется после прохождения 2000 итераций об- более эффективным, по сравнению нейучения нейронная сеть не обучена. А ронными сетями на основе стандартной при использовании той же структуры модели нейрона. Благодаря нелинейнонейронной сети, но на базе предложен- му сигналу, поступающему на адаптивной модели, использующей нелинейные ный сумматор, не требуется нормировходы, уже после прохождения первых вание входного сигнала, подаваемого нескольких циклов обучения, энергия в нейронную сеть. Кроме того, при обошибки сильно уменьшается. При этом учении нейронной сети добавляется после 1500 итераций достигает 8,1∙10-8. больше рычагов воздействия, благодаря При этом важно учитывать, что началь- дополнительным настраиваемым коэфные значения энергии ошибки для обо- фициентам, таким как параметр наклоих случаев практически одинаковы. на сигмоидальной функции, входные и На рисунке 4 и рисунке 5 представ- выходные сигналы усиления и смещелена динамика изменения настраивае- ние сигнала, подаваемое на сумматор. мых параметров нейронной сети с вход- При использовании новой модели нейным нелинейным преобразованием, для рона с нелинейным входом количество входного (рисунок 4) и выходного (ри- настраиваемых параметров в два раза больше чем у классических нейронных сунок 5) слоев. Выводы. Использование нейронных сетей, что значительно улучшает и ускосетей на основе нейронов с входным ряет процесс обучения сети. Список литературы: 1. Горбань А. Н., Дунин-Барковский В. Л., Кирдин А. Н. и др. Нейроинформатика Новосибирск: Наука. Сибирское предприятие РАН, 1998. 296с. 2. McCalloch W. S., Pitts W. A logical calculus of the ideas immanent in nervous activity. // Bull. Math. Biophys. 1943. P.115–133. 3. Martin T. Hagan, Howard B. Demuth, Mark H. Beale. Neural network design. PWSPub. 1996. 736p. 4. Бодянский Е. В. Искусственные нейронные сети: архитектура, обучение, применение. Харьков: ТЕЛЕТЕХ, 2004. 372 с. 5. Савченко Е. Ю., Мусакулова Ж. А. Настройка сигмоидальной логистической функции активации в алгоритме обратного распространения. //Материалы Международной конференции «Проблемы управления и информационных технологий». Проблемы автоматики и управления. Бишкек. 2010. С. 241–245. 6. Миркин Е. Л., Мусакулова Ж. А. Модель искусственного нейрона с нелинейными синаптическими входами. //Проблемы автоматики и управления. Бишкек. 2012. Т.1. С.79–89. 7. Мусакулова Ж. А. Модель нейрона с входной сигмоидальной функцией активации. //Сборник материалов VII Международной научно-практической конференции «Перспективы развития информационных технологий». Новосибирск. 2012. С.90–96. 8. Мусакулова Ж. А. Обучение многослойной нейронной сети с нелинейным сигмоидальным входом. Новый университет. Серия: Технически науки. №3(9). Йошкар-Ола. 2012. С.38–45. 238

Технические науки УДК 004.8 С-13 Применение модифицированных алгоритмов обучения нейронных сетей в задачах адаптивного тестирования Савченко Елена Юрьевна – кандидат технических наук, директор Института Мультимедиа Международного университет Кыргызстана. (МУК, г.Бишкек, Кыргызская Республика) Аннотация: Рассматривается работа модифицированного алгоритма настройки сигмоидальных функций активаций нейронной сети [3] на примере задачи адаптивного тестирования знаний. Abstract: The work of modified algorithm for adjusting sigmoidal activation function of neuron network [3] by the example of adaptive knowledge testing is discussed in this article. Ключевые слова: Нейронные сети, сигмоидальная функция активации, алгоритм обратного распространения, адаптивное тестирование, нейросетевой конфигуратор. Keywords: Neural networks, sigmoidal activation function, back-propagation algorithm, adaptive testing, neural network configurator. Последнее десятилетие ознаменовано бурным ростом интереса к нейросетевым методам обработки информации. Все чаще искусственные нейронные сети используются для моделирования социальных, технических, экономических, экологических процессов. Год от года растет количество публикаций в этой области, создаются программные имитаторы нейросетей, расширяются и сферы применения нейросистем. Под нейронными сетями подразумеваются вычислительные структуры, кото¬рые моделируют простые биологические процессы, обычно ассоциируемые с про¬цессами человеческого мозга. Адаптируемые и обучаемые, они представляют со¬бой распараллеленные системы, способные к обучению путем анализа положите¬льных и отри-

цательных воздействий. Элементарным преобразователем в данных сетях является искусственный нейрон или просто нейрон, названный так по аналогии с биологическим прототипом [1,2,5,6]. К настоящему времени предложено и изучено большое количество моделей нейроподобных элементов и нейронных сетей. Нейрон представляет собой единицу обработки информации в нейронной сети. На рис.1 показана модель нейрона, лежащего в основе искусственных нейронных сетей. В состав нейрона входят умножители (синапсы), сумматор и нелинейный преобразователь. Синапсы осуществляют связь между нейронами и умножают входной сигнал на число, характеризующее силу связи, - вес синапса. Сумма-

239

Научный аспект №4-2012

Рисунок 1. Искусственный нейрон. тор выполняет сложение сигналов, поступающих посинаптическим связям от других нейронов, и внешних входных сигналов. Нелинейный преобразователь реализует нелинейную функцию одного элемента – выхода сумматора. Эта функция называется функцией активации или передаточной функцией нейрона [1,5,6,7]

где wi(i=1,n) - вес синапса; v -результат суммирования; xi(i=1,n) - компонент входного вектора (входной сигнал); y -выходной сигнал нейрона; n - число входов нейрона; f - функция активации. Нелинейная активационая функция f может иметь различный вид, как показано на рисунках 2-4. Функция единичного скачка, или пороговая функция, описывается следующим образом:

Рисунок 2. Функция единичного скачка. 240

Технические науки

Рисунок 3. Кусочно-линейная функция. Кусочно-линейная функция, описывается следующим выражением:

Одной из наиболее распространенных в нейронных сетях является нелинейная функция с насыщением, так называемая логистическая функция или сигмоид, функция S-образного вида:

где α - параметр наклона сигмоидальной функции активации. На рисунке 5 приведено семейство сигмоидальных функций активаций для различного значения параметра α. Как видно на рисунке при уменьшении α сигмоид становится более пологим, в пределе при α =0 вырождаясь в горизонтальную линию на уровне 0.5, при увеличении α сигмоид приближается по

внешнему виду к функции единичного скачка. Таким образом, выбор конкретного значения параметра α полностью определяет вид сигмоидальной функции активации и обеспечивает наряду с фиксированной топологией нейронной сети ее конфигурацию. В работах [3,4] предлагалось настраивать параметр α сигмоидальных функций активаций нейронов в процессе обучения, что увеличило количество настраиваемых коэффициентов и обеспечило лучшую обучаемость нейронной сети. Данная методика настройки сигмоидальных функций активаций была использована в алгоритмах обучения нейронной сети в задаче адаптивного тестирования. Адаптивный тест – это тест, в котором сложность заданий меняется в зависимости от правильных ответов испытуемого: если обучаемый правильно отвечает на тестовые задания, сложность последующих заданий повышает-

241

Научный аспект №4-2012

Рисунок 5 Сигмоидальная функция для различных значений параметра . ся, если не правильно понижается [8]. ной фазе тестирования, испытуемому На рис.6. представлена общая структур- предлагается пройти первый этап, воная схема процесса адаптивного тести- просы данного этапа отражают фундарования. ментальные знания по дисциплине, цеГде X1 - номер этапа тестирования, лью данного этапа является выявление X2 - уровень сложности вопроса в тесте, уровня подготовленности испытуемого. X3 - количество правильных ответов, на- На вход нейронной сети подаются данбранных испытуемым после одного эта- ные X1, X2, X3 , результатом работы сети па тестирования. Yi - выход нейронной является предложение Yi о повышении сети с данными о повышении или по- или понижения уровня сложности вонижении уровня сложности вопроса на проса на следующем этапе. В процессе следующем этапе тестирования испыту- тестирования система переводит испыемого, где i=1,N N - количество этапов туемого с одного этапа тестирования на тестирования в тесте. L - итоговая оцен- другой с учетом его подготовленности, ка испытуемого. повышая или понижая уровень сложПроцесс тестирования можно опи- ности вопросов в тесте. Процесс тестисать следующим образом, на началь- рования завершается по прохождению 242

Технические науки

Рисунок 6. Структурная схема процесса тестирования. испытуемым всех запланированных в дифицированного алгоритма состоит в тестировании этапов, подведением ито- коррекции весовых коэффициентов соговой оценки. гласно следующим правилам: В качестве модуля, отвечающего за процесс адаптации теста, под уровень подготовленности тестируемого применялась нейронная сеть, архитектура которой представляет собой трехслойную нейронную сеть рис.8, с тремя нейронами во входном слое, десятью нейронами в скрытом слое и одним нейроном в выходном слое. Рисунок 7. Граф передачи сигнала в В качестве алгоритма обучения нейпределах некоторого нейрона ронной сети был выбран алгоритм обратного распространения ошибки с На рис.7. изображен нейрон j на конастройкой сигмоидальной функции торый поступает поток сигналов. Корактивации [3]. Сущность данного мо- рекция Δwji(n), применяемая к синапти243

Научный аспект №4-2012

Рисунок 8. Архитектура нейронной сети. где M - количество нейронов в выческому весу, соединяющему нейроны ходном слое. При формировании тестоi и j, определяется следующим дельта- вого множества для обучения нейронной сети использовались следующие правилом [1]: исходные данные таблица 1. Было сформировано 110 примеров где Δwji(n) - коррекция веса, η - пара- для обучения. Длительность обучения метр скорости обучения, δj(n) - локаль- 100 эпох, энергия ошибки Е ≈0.0034. ный градиент, yi(n) - входной сигнал Начальные весовые коэффициенты и нейрона j. Значение локального гради- начальные значения параметра для сигента δj(n) зависит от положения нейрона моидальных функций активаций, устав сети: Локальный градиент нейрона j навливаются случайными величинами выходного слоя выражается следующим и были сгенерированы случайным образом таблицы 2,3. образом [3]:

где oj(n) - функциональный сигнал на выходе нейрона j, dj(n) - его желаемый сигнал. Для скрытого нейрона j локальный градиент равен:

График обучения нейронной сети представлен на рисунке 9.

244

Технические науки Таблица 1. Исходные данные к задаче адаптивного тестирования. Данные

Выбранная модель адаптивного тестирования

Количество этапов тестирования в адаптивном 3 тесте Количество вопросов на 1 этап -10 вопросов в тесте каждом этапе тестирова2 этап -10 вопросов в тесте ния 3 этап -10 вопросов в тесте Количество уровней 1 этап – один уровень сложности (фундаментальсложностей вопросов в ные знания по дисциплине); 2,3 этапы – (три уровня адаптивном тесте сложности: низкий, средний, высокий) «неудовлетворительно» 0%-54% 55%-69% низкий уровень подготовки - «удовлетвоШкала оценивания результатов тестирования рительно» (% правильных ответов) 70%-84% средний уровень подготовки «хорошо» 85%-100% высокий уровень подготовки «отлично» Таблица 2.Весовые коэффициенты нейронной сети и параметра α для входного слоя нейронной сети. Начальный параНастроенный паНачальные весо- Полученные весометр α для сигмо- раметр α для сигвые коэффициен- вые коэффициенидальной функции моидальной функты w ты w активаций ции активаций 0,966 1,683 0,2 0,396 0,206 -3,045 0,778 0,714 0,626 -1,325 0,616 0,858 0,606 -0,876 0,829 0,336 0,915 -3,339 0,589 0,541 0,543 2,137 0,501 0,353 0,927 2,72 0,769 0,576 0,869 3,064 0,579 0,217 0,255 -2,679 0,895 0,359 0,577 -4,009 0,513 0,929 0,169 -2,488 0,034 0,174 0,191 1,355 0,903 0,861 0,067 -2,441 0,887 0,794 0,545 -0,612 0,844 0,202 0,544 2,513 0,271 0,505 245

Научный аспект №4-2012 Таблица 2. Продолжение Начальные весовые коэффициенты w 0,144 0,792 0,953 0,276 0,836 0,245 0,67 0,409 0,276 0,637 0,628 0,766 0,323

Начальный параНастроенный паПолученные весометр α для сигмо- раметр α для сигвые коэффициенидальной функции моидальной функты w активаций ции активаций 2,312 0,64 0,497 2,251 0,064 0,729 -3,607 0,106 0,141 0,835 0,796 0,412 0,107 0,355 0,657 -3,391 0,091 0,212 3,398 0,257 0,957 -0,9 0,971 0,029 1,443 0,967 0,064 -2,017 0,204 0,776 -1,96 0,728 0,524 1,914 0,94 0,943 1,683 0,513 0,396

Таблица 3. Весовые коэффициенты нейронной сети и параметра α для скрытого слоя нейронной сети. Начальные весовые коэффициенты w 0,666 0,505 0,561 0,135 0,85 0,389 0,525 0,313 0,931 0,023 0,666

Начальный параНастроенный паПолученные весометр α для сигмо- раметр α для сигвые коэффициенидальной функции моидальной функты w активаций ции активаций -2,558 0,936 0,494 -2,607 0,848 0,282 -2,98 0,643 0,32 -0,381 0,006 0,56 -1,89 0,834 0,595 -2,3 0,408 0,833 -1,575 0,563 0,868 -4,583 0,524 0,839 -2,199 0,928 0,685 -3,013 0,669 0,078 -0,385 0,936 0,08 246

Технические науки

Рисунок 9. Кривая обучения нейронной сети. В результате обучения нейронной рования знаний, результаты работы сети весовые коэффициенты w и началь- системы отображены на рис.10. ные значения параметра α для сигмоиНа графике видно как меняется дальных функций активаций приняли сложность вопросов в соответствии с следующие значения таблицы 2-3. уровнем подготовленности испытуемоОбученную нейронную сеть исполь- го. Например, первый испытуемый на зуют в качестве нейросетевого конфи- фундаментальном этапе тестирования гуратора в системе адаптивного тести- показал высокий уровень знаний. Тогда,

Рисунок 10 Траектория адаптации тестовых заданий к уровню испытуемого. 247

Научный аспект №4-2012 система на первом этапе тестирования предоставит испытуемому вопросы высокого уровня, по завершению первого этапа проводится анализ ответов. На графике показано, что уровень знаний на втором этапе снизился до вопросов среднего уровня, по завершению второго этапа, испытуемый подтвердил знания среднего уровня.

Таким образом, использование нейросетевого конфигуратора, построенного на базе нейронной сети, позволяет адаптировать тестовые задания к конкретному уровню подготовленности обучающегося, что обеспечивает индивидуальный подход к оценке каждого испытуемого.

Список литературы: 1. Саймон Хайкин. Нейронные сети. Полный курс. 2-ое изд. 2006. — М., СПб., Киев: Вильямс. 2. Рутковская Д., Пилинский М., Рутковский Л. Нейронные сети, генетические алгоритмы и нечеткие системы. — М., 2007. 3. Савченко Е.Ю., Мусакулова Ж.А. Настройка сигмоидальной логистической функции активации в алгоритме обратного распространения. //Материалы Международной конференции «проблемы управления и информационных технологий». Проблемы автоматики и управления. №1 Бишкек, 2010-С.241. 4. Савченко Е.Ю., Миркин Е.Л. Настройка сигмоидальных функций активаций в нейронных сетях. Институт автоматики. // Журнал «Проблемы автоматики и управления», -№2, Бишкек, 2008- С.74. 5. Дьяконов В.П., Круглов В.В. Инструменты исскуственного интеллекта и биоинформатики. —М.; Солон-Пресс, 2006. 6. Осовский С. Нейронные сети для обработки информации— М.: Финансы и статистика, 2002. 7. Круглов В.В., Голунов Р.Ю. Нечеткая логика и искусственные нейронные сети. — М.: Физматлит, 2001. 8. Челышкова М. Б. Теоретико-методологические и технологические основы адаптивного тестирования в образовании : Автореф. Дис. д-ра пед. наук : 13.00.01. СПб., 2001. - 49 с.

248

Технические науки УДК 621.396, 004.91 М-69 Имитатор внешних воздействий для стенда аттестации алгоритмов цифровой обработки радиолокационной информации Михно Владимир Николаевич - доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой математической статистики и системного анализа Тверского государственного университета. (ТвГУ, г.Тверь) Василенко Станислав Иванович - кандидат технических наук, доцент кафедры информационных технологий Тверского государственного университета. (ТвГУ, г.Тверь) Шахпаронян Артем Павлович - кандидат технических наук, доцент, ведущий специалист отдела проектов Тверского государственного университета. (ТвГУ, г.Тверь) Шестов Александр Михайлович - ведущий специалист отдела проектов Тверского государственного университета. (ТвГУ, г.Тверь) Аннотация: В статье обосновываются унифицированная структура и принципы построения стенда для аттестации алгоритмов цифровой обработки радиолокационной информации. Дается описание блока имитации входных внешних воздействий для аттестуемых алгоритмов, приводятся характеристики программного обеспечения данного блока. Abstract: Unified system and principles of establishing a testing device for digital processing radar data algorithm is described in this article. The description of a unit of input external actions simulations is given as well as characteristics of software for this unit. Ключевые слова: радиолокационные системы, методы аттестации алгоритмов, морфологический анализ, фрактальность, имитационное моделирование Keywords: Radar systems, methods of assessment algorithms, morphological analysis, fractal, simulation Введение Превалирующий вклад в эффективность выполнения функций, возлагаемых на радиолокационные системы, вносят алгоритмы цифровой обработки радиолокационной информации. Поэтому развитие математического и программного инструментария аттестации

(оценки характеристик качества) последних, соответствующего современному уровню развития радиолокационных систем, является актуальной научно-технической задачей. Используемые в настоящее время методы аттестации алгоритмов цифровой обработки радиолокационной информации [1,

249

Научный аспект №4-2012 2] можно условно разбить на три группы: аналитические (расчетные), натурных испытаний, опытно-теоретические. Методы первой группы основаны, как правило, на жестких допущениях относительно свойств исходных данных аттестуемых алгоритмов, что позволяет получить важные, но далеко не всегда адекватные реальности оценки характеристик алгоритмов. Методы натурных испытаний основаны на анализе результатов работы алгоритмов в условиях реального функционирования конкретной радиолокационной системы, составной компонентой которой должен быть аттестуемый алгоритм. Данные методы обеспечивают реализацию реальных условий функционирования алгоритмов для их аттестации. Однако ограничения на допустимые издержки и большие сложности организационного характера позволяют провести аттестацию методами натурных испытаний только в очень ограниченном диапазоне возможных условий функционирования радиолокационных систем, что явно недостаточно. В силу отмеченных обстоятельств основным подходом к аттестации алгоритмов обработки радиолокационной информации в настоящее время является использование опытно-теоретических методов. Данные методы основаны на использовании ограниченных натурных испытаний и математического (цифрового) моделирования. Реализация опытно-теоретических методов осуществляется путем создания специализированных стендов. Анализ пред-

ложенных к настоящему времени стендов указанного типа показывает, что большинство из них ориентированы на интегральную оценку эффективности соответствующих информационных систем сбора и обработки информации в целом, либо их составных частей, либо отдельных образцов радиолокационных систем [3-5]. К оценке же отдельных алгоритмов цифровой обработки радиолокационной информации (РЛИ) существующие стенды приспособлены в недостаточной степени. В частности, они не соответствуют требованиям оперативной смены алгоритмов цифровой обработки РЛИ, имеют ряд ограничений по протоколам обмена данными, не имеют развитой системы оценки качества работы алгоритмов, не позволяют совмещать натурное и полунатурное моделирование. Изложенные обстоятельства обуславливают актуальность развития специализированных стендов, предназначенных для поддержки процессов разработки, отладки и оценки характеристик алгоритмов цифровой обработки РЛИ. В статье проводится обоснование структуры и принципов построения стенда и его компонент, обеспечивающих устранение перечисленных недостатков. Дается подробное описание структуры и принципов построения основной компоненты стенда: модуля имитации внешних воздействий для аттестуемых алгоритмов. Приводятся характеристики программного обеспечения стенда.

250

Технические науки 1. Обоснование структуры стенда и его компонент. Обоснование структуры стенда аттестации алгоритмов цифровой обработки радиолокационной информации проведено с использованием методов морфологического анализа [6]. Данные методы включают следующие основные этапы, соответствующие рассматриваемой цели: - определение полного перечня функций, возлагаемых на разрабатываемый стенд; - определение способов реализации каждой функции стенда и построение на этой основе возможных морфологических вариантов, каждый из которых – это вариант построения стенда, содержащий ровно по одному способу реализации каждой его функции; - задание множества «базовых ва-

риантов» стенда и формирование вариантов с требуемыми структурными свойствами. В качестве последних выбирались медианы множества базовых морфологических вариантов. Здесь под медианой понимается вариант, суммарное (в метризованном морфологическом пространстве) расстояние от которого до множества базовых вариантов минимально (см. [6]). Обоснование структуры составных компонент стенда проводилось с учетом требований фрактальности (здесь структурного самоподобия) [7] стенда и его компонент, что обусловило реализацию при построении компонент тех же этапов, что и для всего стенда. В качестве базового варианта стенда была выбрана модель системы сбора и обработки радиолокационной информации о воздушной обстановке [Кузьмин].

Рисунок 1. Схема стенда аттестации алгоритмов. 251

Научный аспект №4-2012 Выделение медиан такого одноэлементного базового множества проводилось при запрете выбора морфологических вариантов, содержащих аппаратную реализацию каких-либо функций стенда. В результате решения задачи определения вариантов стенда, с требуемыми структурными свойствами, выбран стенд, схема которого представлена на рисунке 1. Стенд содержит инвариантную (постоянную) составляющую, включающую в себя блок имитации внешних воздействий, блок регистрации информации и блок оценок, а также вариативную (переменную) составляющую, включающую модули алгоритмов цифровой обработки радиолокационной информации, представляемых для аттестации. Реализация этапов морфологического анализа для блока имитации внешних воздействий приводит к структуре данной компоненты стенда, представленной на рисунке 2.

2. Описание блока имитации внешних воздействий Блок имитации внешних воздействий разработанного стенда обеспечивает выполнение следующих основных функций: - создание и сохранение сценариев воздушной обстановки в специальном редакторе; - имитацию движения воздушных объектов (ВО) в соответствии с выбранным - - сценарием воздушной обстановки (протяжка ВО); - пересчет местоположения каждого ВО из географической системы координат в местную топоцентрическую систему координат каждого источника РЛИ; - имитацию ошибок оценок координат местоположения ВО; - имитацию работы процессов обнаружения ВО разнесенными разнотипными источниками РЛИ с учетом конфигурации зон их обнаружения; - упаковку радиолокационной информации в кодограммы обмена данными;

Рисунок 2. Блок имитации внешних воздействий. 252

Технические науки - имитацию ошибок в каналах обмена информации; - выдачу потока радиолокационной информации на тестируемые алгоритмы в соответствии с протоколами функционального взаимодействия имитируемых средств; - считывание и выдачу на тестируемые алгоритмы ранее записанной в натурных экспериментах реальной радиолокационной информации. Создание сценария воздушной обстановки выполняется путем задания последовательности опорных точек маршрутов движения всех ВО сценария. Координаты опорных точек задаются в географической системе координат. В ходе протяжки выбранного сценария воздушной обстановки осуществляется динамический расчет местоположения каждого ВО в фиксированные кванты времени. Мгновенные положения каждого ВО пересчитываются в местную полярную систему координат каждого источника РЛИ и далее имитируется процесс обнаружения отраженного сигнала от ВО и оценки координат и параметров его движения. Глубина имитации выбирается оператором стенда. В простейшем случае обнаружение ВО осуществляется с учетом дальности прямой видимости и инструментальных ограничений по дальности, азимуту и углу места. В качестве оценки координат ВО берется эталонное значение, зашумленное нормально распределенной случайной величиной с параметрами, определяемыми тактико-техническими характеристиками (ТТХ) радиолокационных станций (РЛС). При более де-

тальном моделировании учитываются ТТХ антенных систем, передатчиков и приемников РЛС, систем защиты от помех. В этом случае обнаружение и оценка координат объекта, порождающего принимаемый сигнал, базируется на расчете отношения сигнал/(помеха + шум) и прямого моделирования алгоритмов первичной обработки РЛИ. Полученные оценки координат и параметров движения в совокупности с другой признаковой информацией упаковываются в кодограммы обмена и подаются на вход аттестуемых алгоритмов обработки. Погрешности передачи данных подыгрываются искажением отдельных битов в кодограммах и периодическим случайным разрывом в передаче данных. Параметры генераторов случайных чисел подбираются в соответствии со статистическими характеристиками реальных каналов связи Кроме того в блоке имитации внешних воздействий реализована возможность использования предварительно зарегистрированных данных от реальных источников радиолокационной информации для генерации потока РЛ отметок. В соответствии с задачами блока имитации внешних воздействий его основными компонентами являются (см. рисунок 1): - ядро блока; - база данных сценариев воздушной обстановки; - база данных о дислокации источников информации; - база данных зарегистрированной информации;

253

Научный аспект №4-2012 - модуль протяжки выбранного сценария воздушной обстановки; - модуль имитации работы ИРЛИ; - модуль воспроизведения зарегистрированной информации; - модуль отображения информации; - модуль выдачи информации. Ядро блока осуществляет управление работой входящих в него модулей и диспетчеризацию всех процессов. База данных сценариев воздушной обстановки предназначена для хранения информации о параметрах и траекториях движения всех ВО. База данных о дислокации источников информации предназначена для хранения информации о расположении на местности и типах моделируемых источников РЛИ (о группировке источников РЛИ). База данных зарегистрированной информации предназначена для хранения записанных в натурных экспериментах выходных данных реальных источников РЛИ. Модуль протяжки выбранного сценария воздушной обстановки предназначен для выбора из базы данных нужного сценария, загрузки его в блок имитации внешних воздействий и протяжки во времени и пространстве каждого ВО выбранного сценария. Модуль имитации работы источников РЛИ предназначен для выбора из базы данных нужной группировки источников, загрузки ее в блок имитации внешних воздействий и имитации процессов обнаружения ВО всеми источниками РЛИ, синхронно с протяжкой сценария воздушной обстановки. При этом

погрешности работы источников РЛИ подыгрываются путем зашумления выдаваемой информации, имитирующего ошибки измерения координат и сбои в канале передачи данных. Модуль воспроизведения зарегистрированной информации предназначен для считывания и повторного воспроизведения записанной ранее информации. Реализуемые алгоритмы позволяют осуществлять чтение зарегистрированной в ходе натурных экспериментов информации и ее воспроизведение, синхронно со временем регистрации, что позволяет имитировать пропуски, нарушения периодов обмена и другие сбои во входном потоке информации. Модуль отображения информации предназначен для визуализации на модели индикатора выходных данных блока имитатора внешних воздействий. Модуль выдачи информации реализует упаковку в кодограммы и выдачу в соответствии с протоколами функционального взаимодействия радиолокационной информации. Одновременно информация выдается на регистрацию и визуализацию. Ограничивающими факторами блока имитации внешних воздействий являются: - количество и тип имитируемых источников информации, в том числе подключаемых одновременно; - максимальное число сопровождаемых воздушных объектов, предельные значения (минимальная и максимальная) скорости сопровождения воздушных объектов.

254

Технические науки Кроме того, при разработке блока имитации внешних воздействий были учтены: - ограничения со стороны общего программного обеспечения (операционной системы, применяемых средств разработки и отладки программного обеспечения, систем управления базами данных, реализуемыми методами обмена информацией); - ограничения вычислительных ресурсов (производительность, объемы оперативной памяти, объемы памяти на жестких магнитных дисках, отказоустойчивость, объемы памяти видео, возможностями работы с несколькими мониторами); - необходимость реализации режимов работы в реальном времени; - требования к наличию стандартных интерфейсов (Ethernet). В качестве основы для разработки программного обеспечения блока имитации (и всего стенда в целом) использована единая аппаратно-программная

платформа на базе библиотеки Qt, позволяющей создавать платформонезависимые приложения, функционирующие в различных операционных системах (Linux, Windows). В настоящее время блок имитации внешних воздействий включает в себя свыше 50 модулей, 6 форм, исполняемый модуль объемом 400 Кб, 3 заполненные базы данных. Заключение. Экспериментальная апробация рассмотренного в статье стенда проводилась путем его непосредственного использования для оценки характеристик алгоритмов вторичной и третичной цифровой обработки радиолокационной информации. Результаты апробации стенда подтверждают возможности выполнения возлагаемых на него функций. Получение количественных оценок экономической эффективности использования стенда, и достоверности результатов аттестации алгоритмов требует дополнительных экспериментальных исследований.

Список литературы: 1. Испытания РЛС (оценка характеристик) / А. И. Леонов, С. А. Леонов, Ф. В. Нагулинко и др.: Под ред. А. И. Леонова.—М.: Радио и связь, 1990.-208 с. 2. Кельтон В., Лоу А. Имитационное моделирование. Классика CS. 3-е изд. — СПб.: Питер; Киев:Издательская группа BHV, 2004.-847 с. 3. Кузьмин С.З. Цифровая радиолокация. Введение в теорию. – Киев: Издательство КИИЦ, 2000.-428 с. 4. Радиоэлектронные системы: Основы построения и теория. Справочник. Изд. 2-е, перераб. и доп./ Под ред. Я.Д. Ширмана. – М.:Радиотехника, 2007.-512 с. 5. Кузьмин С.З. Основы теории цифровой обработки радиолокационной информации. – М.: Сов. радио, 1974. – 432 с. 6. Эйрес Р. Научно-техническое прогнозирование и долгосрочное планирование. – М.: Мир, 1971. – 296 с. 7. Новейшие методы обработки изображений. //Под. ред. А.А. Потапова. – М.: Физматлит, 2008. – 496 с. 255

Научный аспект №4-2012 УДК.621.314 Л-61 Автоматизированное символьное преобразование многофазного индукторного двигателя двойного питания к схеме соединения обмоток «звезда без общего провода» Липунова Светлана Юрьевна - аспирант Сибирского федерального университета. (СФУ, г.Красноярск) Аннотация: Описан процесс автоматизированного получения с использованием символьного процессора MathCAD математических моделей на примере индукторного двигателя двойного питания для схемы соединения «звезда без общего провода» для различного количества фаз обмоток. Abstract: The process of automated math models acquisition with the use of symbolic processor MathCAD by the example of inductor double-feed model for the scheme “star point without return wire” with different number of phases is described in the article. Ключевые слова: Многофазный электропривод, индукторный двигатель двойного питания, ИДДП, математические модели, символьные преобразования, MathCAD. Keywords: Multiphase electric, inductor dual engine power, mathematical models, character conversion, MathCAD. Существуют системы моделирования электроприводов, в которых уже есть готовые математические модели, по которым выполняются численные расчёты, например, Simulink. В данных системах автоматизация касается только использования уже заложенных моделей. Модели в этих системах довольно простые и были получены вручную. Они применимы для малого количества фаз и простых режимов работы преимущественно для симметричных двигателей. Но при большом количестве фаз и несимметрии математические модели усложняются, и применять готовые модели или получать новые вручную становится невозможно. Поэтому це-

лесообразно использовать автоматизированный процесс получения математических моделей. При этом требуется иметь возможность задавать любое количество фаз для обмоток двигателя, а также учитывать его электрическую и геометрическую симметрию (несимметрию). Данная задача может быть решена при помощи программы MathCAD, имеющий мощный символьный процессор. В научно-учебной лаборатории систем автоматизированного проектирования (НУЛ САПР) СФУ разрабатываются алгоритмы символьных выкладок для последующей автоматизации получения символьных моделей применительно к индукторному двигателю двойного

256

Технические науки

Рисунок 1. Выбор зависимых контуров обмоток. питания (ИДДП). В данной работе рас- ской машины (без постоянных магнисмотрен процесс автоматизации полу- тов) в раздельной системе координат чения моделей на примере трёхфазного выглядит следующим образом: ИДДП. ИДДП является двигателем с электромагнитной редукцией, на статоре которого размещены две трёхфазные обмотки. Взаимодействие между статорными обмотками осуществляется за счёт модуляции магнитной проводимости воздушного зазора зубцами статора и ротора, т. е. благодаря специально создаваемым зубцовым гармоникам поля. Первое уравнение в системе (1) — Условием создания вращающего момен- уравнение электрического равновесия, та является взаимодействие основной где: ψ — вектор-столбец фазных погармоники магнитной индукции одной токосцеплений; R — диагональная маиз обмоток с той или иной зубцовой гар- трица активных сопротивлений обмомоникой магнитной индукции другой ток; i — вектор-столбец фазных токов; обмотки, что возможно при равенстве φ — вектор-столбец фазных потенциаих чисел пар полюсов. лов питания; φ0 — вектор-столбец нулеВсе алгоритмы для автоматизиро- вых потенциалов питания; t — время. ванного получения математических Второе уравнение выражает связь моделей получают с использованием между током и потокосцеплением, где исходного математического описания в L — матрица индуктивностей (собматричной форме. ственных и взаимных). Математическая модель электричеТретье уравнение — электромагнит257

Научный аспект №4-2012 ного момента, выраженного через матрицу индуктивностей и вектор тока, где θr — угол поворота ротора. Для преобразования системы с раздельным подключением обмоток в систему со схемой соединения «звезда без общего провода» необходимо выбрать в обмотках зависимые контуры. Для удоб-

ства выбирают контуры с фазами 1а и 2а (рисунок 1). Таким образом, токи выглядят: i2a= - i2b- i2c. i1a= - i1b- i1c, В схеме соединения «звезда без общего провода» нулевые потенциалы обмоток равны между собой.

Чтобы преобразовать переменные из раздельной системы координат в «звезду без общего провода», нужно ввести матрицы преобразования:

Данные матрицы связаны между собой выражением: ПIY=-1.ПSYT Токи для «звезды без общего провода»:

258

Технические науки Потокосцепления для «звезды без общего провода»:

Потенциалы обмоток для «звезды без общего провода»:

Матрица сопротивлений для «звезды без общего провода»:

Индуктивности обмоток преобразуются по формуле: LY = ПSY.L.ПIY 259

Научный аспект №4-2012 Таким образом, математическая модель ИДДП для схемы соединения «звезда без общего провода» имеет следующий вид:

На основе этих общих выражений были разработаны и программно реализованы алгоритмы символьных преобразований с учётом особенностей символьного процессора MathCAD, которые можно использовать для получения математических моделей электрической машины с любым количеством

фаз у первой и второй обмоток. В данной работе приводятся результаты, полученные для классического варианта трёхфазной машины (с целью проверки правильности разработанных алгоритмов), а также для другого числа фаз — разного для первой и второй обмоток. В системе MathCAD13 полученные выражения для схемы соединения «звезда без общего провода» выглядят следующим образом. Уравнение электрического равновесия:

Уравнение связи потокосцеплений и токов:

Выражение электромагнитного момента

260

Технические науки С помощью программы MathCAD можно автоматизированного получить математические модели двигателя для различного количества фаз, например, в первой обмотке — 3 фазы, во второй — 9 фаз. Тогда матрицы преобразования обмоток в «звезду без общего провода» выглядят следующим образом. Матрица преобразования уравнений электрического равновесия и потокосцеплений:

Матрица преобразования токов:

Математическая модель двигателя при данном количестве фаз в схеме соединения «звезда без общего провода» будет иметь вид:

261

Научный аспект №4-2012

Таким образом, с помощью программы MathCAD можно автоматизированно получать математические модели ИДДП для различного количества фаз для каждой обмотки. MathCAD13 позволяет получать такие модели максимум для 11 фаз. Если требуется получать модели для большего количества фаз, то целесообразно для этих целей использовать другие системы компьютерной математики, такие как Maple, которые имеют более мощный символьный процессор.

Список литературы: 1. Бронов С. А., Овсянников В. И., Соустин Б.П. Регулируемые электроприводы переменного тока: монография. Красноярск: КГТУ, 1998. 273 с. 2. Бронов С. А., Липунова С.Ю. Комплекс математических моделей индукторного электропривода двойного питания // Электроприводы переменного тока: Труды международной пятнадцатой научно-технической конференции, 12—16 марта 2012 г. Екатеринбург: ФГАОУ ВПО «УрФУ имени первого Президента России Б.Н.Ельцина», 2012. С. 135—138.

262

Технические науки УДК.378.146 К-23 Комплексная система адаптивного обучения и проверки знаний Каримов Алексей Тахирович - магистрант Восточно-Казахстанского государственного технического университета им. Даулета Серикбаева. (ВКГТУ, г.Усть-Каменогорск, Казахстан) Аннотация: В статье рассматривается применение адаптивных подходов в обучении и проверке знаний. Проектируется модель многоэтапной системы, реализующая алгоритм «симбиоза» процессов обучения и проверки знаний. Abstract: Application of adaptive approaches in education and knowledge testing is discussed in the article. The model of multistep system is projected which implement algorithm of “symbiosis” in educational processes and knowledge testing. Ключевые слова: Система проверки знаний, адаптивный тест, адаптивное обучение, принцип индивидуализации обучения, уровень усвоения знаний, матрица материалов, оптимальный путь обучения. Keywords: The inspection system of knowledge, adaptive test, adaptive learning, principle of individualization of learning, level of learning, matrix materials, the best way of learning. Все современные системы проверки знаний являются обособленным программным обеспечением, которое узко специализировано на своей задаче – оценить уровень усвоения материала. Однако такой подход не является объективным, ввиду присутствия различных индивидуальных особенностей обучаемого, таких как скорость усвоения, понимание изложения материала и др. Ситуация усугубляется, если обучаемый усваивает материал дистанционно, т.е. не имеет прямого контакта с преподавателем [1]. Частично эту проблему решает использование адаптивных методов проверки, но и в этом случае не всегда получается оценить знания и навыки тестируемого объективно и в полной мере. Такая ситуация складывается

в следствии того, что заранее ничего не известно об уровне знаний и сложности заданий, которые студент может выполнить. Это усложняет процесс проверки знаний для самого обучаемого. Одним из путей решения сложившейся ситуации является использование адаптивных методов не только при проверке знаний, но и при обучении, что в свою очередь предполагает наличие тесной связи между этими двумя процессами. Вместе взятые, адаптивный тестовый контроль и проверка знаний представляют собой современный компьютерный вариант реализации принципа индивидуализации обучения. При этом взаимодействие обучающегося и преподавателя осуществляется с помощью

263

Научный аспект №4-2012

Рисунок 1. Взаимодействие студента и преподавателя. средств автоматизации, что представле- ним автором (далее преподаватель). но на рисунке 1. Этот принцип не мог После того как студент обозначил быть эффективным образом реализован список предметов (далее курс), котобез использования средств информаци- рые он хочет изучить, он переходит ко онных технологий. второму этапу, представляющему собой Работа конечного пользователя с проверку его готовности к их прохождеинформационной системой адаптивно- нию, т. е. насколько объем и умение приго обучения и последующего контроля менять накопленные знания позволят знаний представляет собой последова- ему успешно усваивать учебный матетельность нескольких взаимосвязанных риал выбранных курсов. Результаты, поэтапов, представленных на рисунке 2. лученные на этом этапе, носят рекоменНа первом этапе обучающемуся дательный характер и никоим образом (далее - студент) предлагается выбрать не влияют на будущую успеваемость. предметы, которые он хочет изучить. Эти рекомендации указывают студенту При этом он основывается на описании, на необходимость (или отсутствие тапредлагающемся к каждому предмету ковой) прохождения выбранного курса. (краткое содержание курса). Каждый Также возможны ситуации, когда сикурс подразумевает то, что материалы стема порекомендует отказаться от пропо нему подготовлены как минимум од- хождения курса ввиду недостаточности

Рисунок 2. Этапы работы системы. 264

Технические науки начальных знаний и навыков. Наряду с предоставлением рекомендаций, студенту дается возможность изменить список курсов, который был сформирован им перед прохождением предварительной проверки. Таким образом, эта проверка может выполняться сколько угодно раз. После того как студент завершит этап проверки готовности к усвоению курса, он переходит к этапу выбора сложности обучения. Данный этап предназначен для определения уровня усвоения знаний конкретным студентом. Под уровнем усвоения понимается скорость усвоения материала, способ его изложения и способ проверки знаний (виды тестовых заданий и их сложность). На этом этапе студенту предлагается снова пройти проверку, однако, в данном случае она носит не рекомендательный, а анализирующий характер. Такая проверка не проводится для каждого предмета отдельно, а, напротив, оценивает общие показатели. По завершению этого этапа система имеет полную картину о начальных знаниях, навыках и степени восприятия студента. Если же студент проходит данный этап не в первый раз, то данный этап он может пропустить. В этом случае система будет опираться на данные полученные при предыдущей Т1

Т2

Т3

Т4

проверке. Пройдя подготовительные этапы (1, 2 и 3) студент переходит к четвертому этапу – выбору содержания материала. Материалы в системе представлены в разрезе предметов. Это означает, что остальные разрезы (авторство, сложность и т.п.) являются второстепенными. Более того, для поддержания объективности обучения, авторство материала остается неизвестным студенту, точно также как и преподаватель не знает, кто из студентов использовал его материалы. Авторам материалов доступна лишь количественная статистика. При формировании списка тем система ориентируется на матрицу материалов. Её схематическое представление отображено на рисунке 3. Эта матрица в строках содержит список авторов по определенному курсу дисциплины, а в столбцах список тем. На их пересечении содержится статистическая информация о количестве просмотров, успешности усвоения и др. Для формирования данной матрицы необходимо несколько условий. Вопервых, необходимо определить список авторов. Во-вторых, необходимо сформировать эталонный список тем, который будет использоваться авторами маТ5

А1 А2 А3 А4 Рисунок 3. Матрица материалов по предмету. 265

Т6

Т7

Т8

Т9

Научный аспект №4-2012 териалов при составлении курса. При этом учитывается не только значимость темы, но и её зависимость от других тем (пререквизиты). В третьих, выполнить первичную ранжировку материалов. Для этого необходимо наличие экспертной комиссии, которая утвердит список тем, а также произведет первоначальную ранжировку материалов каждого автора, которая включает в себя установление рейтинга для материалов по следующим критериям: - уровень сложности; - способ представления (интерактивность); - полнота изложения материала; - и др. В ходе обучения система отслеживает успеваемость студентов по каждому из материалов (а также по каждой теме внутри материала), меняя первоначальную ранжировку. Это позволяет адаптироваться к изменяющемуся контингенту студентов для формирования оптимального пути обучения. Под оптимальным путем обучения понимается последовательность из тем различных авторов по одному предмету, суммарный рейтинг которых является наивысшим для студента. При расчете такого пути берутся не просто максимальные значения конкретных величин (рейтингов тем), но и для каждой из них рассчитывается поправочный коэффициент, полученный на основании анализа показателей студента (скорости усвоения, сложности и др.).

После того как построение оптимального пути обучения завершено, формируется список тем. К каждому элементу этого списка предлагается описание (содержание), а также возможность отказаться от изучения той или иной темы. В том случае, если студент отказывается от прохождения темы, которая является пререквизитом других, то они соответственно автоматически исключаются. Впоследствии, перед началом прохождения курса, студенту будет необходимо пройти тест, сформированный из вопросов по отключенным темам. Это необходимо для поддержания объективности будущей оценки, а также для выдачи рекомендаций о необходимости изучения тех тем, на вопросы которых студент ответил неудовлетворительно. После утверждения списка тем студент переходит к самому протяженному во времени этапу – изучения (усвоения) материала. На этом этапе студенту предоставляются материалы, которые вошли в его оптимальный путь обучения, однако, при желании студента, он может переключиться на материал другого автора, как в текущей теме, так и на весь курс обучения. По умолчанию, при переключении на другой материал, оптимальный путь пересчитывается для адаптации к новой «линии» обучения. При переключении с одного материала на другой, система не изменяет их ранжировку. Однако студент может вручную оценить любой изучаемый материал, тем самым изменив его ранжировку в лучшую или худшую сторону. Если

266

Технические науки после переключения новый материал успешно усваивается, система повышает его рейтинг для показателей текущего студента, в ином случае, если студент снова не переключил материал, рейтинг материала понижается (т.к. его усвоение было неуспешным). В качестве средств оценки усвоения используются срезы знаний. Срезы проводятся после усвоения определенного объема материала и могут быть представлены как одним вопросом, так и полноценным тестом. Одиночные вопросы используются внутри тем для проверки усвоения и закрепления полученных знаний. Они же позволяют сформировать показатели усвоения материала. Тесты используются по окончании изучения темы, для полноценной проверки усвоения пройденного материала. В качестве срезов могут исполь-

зоваться вопросы одних авторов в материалах других, что позволяет проверить их полноту и адекватность. По окончании курса, студент проходит заключающий тест, проверяющий усвоенный им материал, которыйсоздается на основе показателей, полученных в результате обучения.Таким образом, каждый студент получит итоговый срез знаний, адаптированный под его скорость усвоения и сложность. В результате, представленная система будет точнее учитывает уровень и структуру начальной подготовленности студентов, оперативно отслеживать результаты их текущей подготовки, что позволит рационально подбирать материалы и вопросы к ним для дальнейшего быстрого продвижения, позволит студентам в более сжатые сроки усвоить больший объем материала.

Список литературы: 1. Аванесов В.С. Теория и методика педагогических измерений:материалы публикаций –Екатеринбург.: ЦТ и МКО УГТУ-УПИ, 2005. – 98 с. 2. Касьянова Е.В.Адаптивные методы и средства поддержки дистанционного обучения программированию / под ред. Касьянова В.Н. – Новосибирск.: Институт систем информатики им. А.П. Ершова СО РАН, 2007. – 171 с. ил.

267

Научный аспект №4-2012 УДК.004.056 М-19 Организация защиты информации на предприятии в условиях чрезвычайных ситуаций Малков Никита Валерьевич – студент кафедры Проектирования и безопасности компьютерных систем Санкт-Петербургского национального исследовательского университета информационных технологий, механики и оптики. (НИУ ИТМО, г.Санкт-Петербург) Сухостат Валентина Васильевна – кандидат педагогических наук, доцент кафедры Проектирования и безопасности компьютерных систем Санкт-Петербургского национального исследовательского университета информационных технологий, механики и оптики. (НИУ ИТМО, г.Санкт-Петербург) Аннотация: В статье предложен алгоритм по организации системы защиты информации для функционирования объекта в условиях нештатных ситуаций. Данный алгоритм представлен в виде последовательности действий, начиная с формирования штаба гражданской обороны, с указанием ключевых этапов, необходимых для создания стабильной системы обеспечения информационной безопасности. Abstract: The article offers an algorithm for developing information security system for object functioning under conditions of emergency. This algorithm is given as sequence of actions starting from establishing the Civil Defence Headquarter with highlighting key stages necessary for developing a stable information security system. Ключевые слова: Информационная безопасность, система защиты информации, чрезвычайная ситуация, экстремальная обстановка. Keywords: Information security, information security systems, emergency, extreme environment. Обеспечение нормального функционирования организации в течение длительного промежутка времени требует обязательного учета возможности возникновения нештатных ситуаций различного типа и характера. Поэтому подготовка любого объекта к работе в условиях чрезвычайных ситуаций (ЧС) позволяет не только обеспечить должный уровень безопасности сотрудников и собственности предприятия, но и уменьшить влияние отрицательных воздействий, при этом минимально изме-

няя схему функционирования объекта [1]. На сегодняшний день в литературе не представлено описание комплекса предварительных мероприятий, необходимых для организации системы защиты информации (СЗИ) в случае наступления ЧС. Поэтому выбранная тема является актуальной, что и обусловило цель работы – разработку алгоритма организации системы для обеспечения информационной безопасности на объекте при возникновении нештатных си-

268

Технические науки туаций. Проецируя определение, представленное в действующей нормативноправовой базе, на сферу обеспечения информационной безопасности, под чрезвычайной ситуацией можно понимать множество событий, которые в результате приводят к нарушению штатного функционирования системы защиты информации посредством проявления ряда ее уязвимостей [1, 2]. Как правило, экстремальная обстановка характеризуется слабой степенью прогнозирования, а, значит, на предварительных этапах организации системы обеспечения информационной безопасности для ее функционирования в нештатных условиях принимаются меры общего характера, которые нацелены на сохранение жизни и здоровья сотрудников предприятия, а также на поддержание работоспособности объекта. Для решения задач, посвященных предупреждению, локализации и ликвидации последствий опасной ситуации, на объекте формируется специальная структура – штаб гражданской обороны и чрезвычайных ситуаций (ГО и ЧС), который занимается предварительной организацией СЗИ для ее функционирования в экстремальных условиях, являясь инициатором проведения мероприятий, представленных в этапах 2 – 7 Таблицы 1 [3]. Для разработки схемы функционирования СЗИ в условиях ЧС различных категорий штаб ГО и ЧС, в первую очередь, должен сформировать характери-

стику экстремальной обстановки для своего объекта, учитывая географическое месторасположение предприятия, характер его деятельности и принцип функционирования. При разработке схемы штаб ГО должен учитывать Прогноз чрезвычайной обстановки на территории Российской Федерации, предоставляемый Всероссийским центром мониторинга и прогнозирования ЧС природного и техногенного характера. Кроме того, на данном этапе обязательно необходимо произвести расчет рисков как вероятности возникновения негативных воздействий, влияющих на работу объекта. При использовании статистических данных применяется формула:

где NЧС – число чрезвычайных ситуаций данного типа в год, N0 – общее число опасных ситуаций в год. Полученные результаты сравниваются с эталонными частотами возникновения экстремальных условий, и, в зависимости от последствий, назначается одна из трех групп риска: приемлемого, повышенного или неприемлемого риска. Дальнейшая деятельность штаба ГО и ЧС приоритетно направлена на повышение уровня безопасности тех компонентов СЗИ, которые не находятся в областях приемлемого риска и, соответственно, являются наиболее уязвимыми. После завершения процессов оптимизации проводится разработка пакета

269

Научный аспект №4-2012 Таблица 1. Этапы предварительной организации СЗИ для работы при ЧС. №

Этап

Решаемые задачи Участники Образование подразделения, Администрация, служба Формирование отвечающего за прогноз, нейбезопасности, руково1 штаба по делам трализацию и ликвидацию дители подразделений, ГО и ЧС последствий при ЧС юрист Ознакомление с актуальными Аналитика Штаб ГО и ЧС предпри2 чрезвычайной прогнозами чрезвычайной обятия обстановки становки; оценка рисков Организация Формирование комплекса мер Штаб ГО и ЧС; струкмер для уменьдля повышения уровня безтурные подразделения, 3 шения уязвимо- опасности выявленных неудов- в ведении которых находится уязвимость сти СЗИ летворительных компонентов Разработка доСоздание пакета документов, Штаб ГО и ЧС; служба 4 кументов по регламентирующих функциодокументоведения мероприятиям нирование СЗИ Проведение Формирование программы Все подразделения объ5 учебных меро- учебных мероприятий и провеекта приятий дение тренингов Организация мероприятий Все подразделения объс моделированием условий, Тестирование екта, задействованные в близких по своим внешним 6 разработанной учениях характеристикам к различным СЗИ чрезвычайным ситуациям Доработка комАнализ тестирования СЗИ; 7 плексов мероформирование плана соверШтаб ГО и ЧС приятий шенствования системы документов, регламентирующих функ- наиболее актуальных опасных ситуационирование системы безопасности. ций. Сценарий учений разрабатывается Затем штаб ГО и ЧС организует курс с учетом значения параметров риска для учебных мероприятий, посвященных оз- различных категорий ЧС. накомлению всего персонала предприРезультативность проведения учеятия с основами защиты информации ний анализируется штабом ГО, после на объекте при возникновении нештат- чего СЗИ усовершенствуется с учетом ных ситуаций. Завершается учебный выявленных недостатков. Дальнейшая курс проведением тестирования систе- деятельность штаба ГО посвящается мы обеспечения информационной без- периодической работе, представленной опасности в рамках учений, по легенде в Таблице 1 (этапы 2 – 7). которых на объекте возникает одна из Деструктивная ситуация является 270

Технические науки частным случаем информационно-психологических воздействий, которые оказывают колоссальное влияние на работу любого объекта и представляют угрозу как для сотрудников организации, так и для ее материальной составляющей [4]. Поэтому в перспективе планируется проведение аналитических исследований, посвященных организации универсальной системы информационной безопасности на предприятии, которая функционирует при множестве различ-

ных отрицательных влияний, в т.ч. при психологических воздействиях на персонал. Таким образом, в результате проведенной работы сформирован алгоритм предварительной организации системы защиты информации на предприятии для работы объекта в условиях ЧС. Использование результата исследования возможно в организациях при разработке и усовершенствовании системы безопасности для функционирования в нештатных ситуациях.

Список литературы: 1. Гришина, Н.В. Организация комплексной системы защиты информации. М.: «Гелиос АРВ», 2007. 256 с. 2. О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера: федер. закон [Электронный ресурс] // КонсультантПлюс: [сайт]. [2012]. URL: http://base.consultant.ru/cons/cgi /online. cgi?req=doc;base=LAW;n=127901 (дата обращения: 16.12.2012). 3. Игнатьев, В.А. Информационная безопасность современного коммерческого предприятия: Монография. Старый Оскол: ООО «ТНТ», 2005. 448 с. 4. Гатчин, Ю.А. Технология информационного обеспечения бизнес-процессов в экстремальных ситуациях / Ю.А. Гатчин, С.А. Арустамов, В.В. Сухостат // Открытое образование, 2010. – № 4. – С. 10–20.

271

Научный аспект №4-2012 УДК.519.87 П-53 Математическое моделирование в комплексном исследовании проблемы кондиционирования воздуха Полуянович Николай Константинович - кандидат технических наук, доцент кафедры Электротехники и мехатроники Таганрогского технологического института Южного федерального университета. (ТТИ ЮФУ, г.Таганрог, Ростовская обл.) Соловьёв Михаил Александрович студент Таганрогского технологического института Южного федерального университета. (ТТИ ЮФУ, г.Таганрог, Ростовская обл.) Аннотация: Рассматривается применение численных методов моделирования движение воздуха в салоне автомобиля, учитывающая влияние тепла и предложена модель. Разработан алгоритм решения уравнений модели. Abstract: This article shows the usage of air motion simulation numerical methods in-side a car with respect to the response to heat. The model is given and the model equations solu-tion algorithm is offered. Ключевые слова: Численные методы, уравнения Новье-Стокса, моде-лирование, приточно-вытяжная вентиляция, тепловой баланс. Keywords: Numerical methods, nove-Stokes equations, modeling, forced-air ventilation, heat balance. Введение. Система климат–контроля предназначена для автоматического поддержания микроклимата в салоне автомобиля, обеспечивая совместную работу систем отопления, вентиляции и кондиционирования за счет электронного блока управления. При проектировании таких систем возникает задача расчета процессов воздухообмена и теплообмена в салоне автомобиля. Математическая модель движения воздуха и алгоритм для ее численного решения [1], позволяют создавать наилучшую систему воздухообмена.

Используемые уравнения. Для моделирования движения воздуха используем уравнение Навье-Стокса:

где V – вектор скоростей; P – давление; t – время; vm – молярная вязкость; vt – турбулентная вязкость; ρ – плотность воздуха; g – ускорение свободного падения; β – коэффициент объемного расширения воздуха. Так как скорость движения воздуха небольшая, то считаем, что воздух не сжимается. Добавим уравнение нераз-

272

Технические науки рывности, означающее, что при любом движении объем воздуха останется постоянным:

В салоне автомобиля находятся источники тепла, поэтому введем дополнительное уравнение, описывающее распространение тепла:

где T – температура; λ - теплопроводность; с – коэффициент температуропроводности.

Система уравнений (1)-(3) называется уравнениями тепловой конвекции в приближении Буссинеска. Чтобы точнее моделировать движение воздуха, учитывают, что корпус проводит тепло, поэтому введем уравнение, описывающее распространение тепла в стенках салона:

где T – температура; a – коэффициент температуропроводности.

Рассмотрим эти уравнения для трехмерного пространства: - уравнение Навье-Стокса

- уравнение неразрывности

273

Научный аспект №4-2012 - уравнение теплопроводности

- уравнение теплопроводности для стен помещения

Метод решения уравнений. Уравнения (5) и (7) решаются методом расщепления и прогонки. Суть этого метода в том, что шаг по времени делится на 4 этапа продолжительностью τ/4. На первом этапе расчета ведется лишь в направлении Ox, на втором - лишь в направлении Oy, на третьем - лишь в направлении Oz. На четвертом шаге, учитываются слагаемые, не учтенные на предыдущих шагах. Рассмотрим построение разностной схемы для первого уравнения системы (5):

Для решения уравнений (9)-(12) используется метод прогонки: проходя по узлам расчетной сетки в одном направлении, находятся прогоночные коэффициенты, затем, проходя в обратном направлении, находится текущее значение скорости. Чтобы начать вычисления, задаются граничные и начальные условия[1]. 274

Технические науки

Рисунок 1. Модель исследования процесса охлаждения (нагрева). Выбор программы. При исследо- одежду, и низ ног, а для каждой части вании процессов охлаждения (нагрева) используется своя функция задачи темсалона автомобиля в работе использо- пературы, рис.1. валась программа STAR-CCM+. ПровеЗаключение. Показано применение дено моделирование процессов конди- численных методов для моделирования ционирования в выбранной программе режимов кондиционирования в салоне STAR-CCM+. Так, например человек автомобиля. Проведен выбор програмв модели разбит на три части – голова мы и разработан алгоритм исследования и непокрытая часть рук, тело одетое в процессов кондиционирования.

Список литературы: 1. Числительные методы и параллельные вычисления для задач механики, газа и плазмы: Учеб. Пособие/Э.Ф. Балаев, и др.; ИГЭУ – Иваново, 2003.

275

Научный аспект №4-2012 УДК.504.5 А-87 Метод комплексной оценки загрязнения почв по химическим показателям Архангельская Елена Аркадьевна - аспирант Московского государственного университета геодезии и картографии. (МИИГАиК, г.Москва) Аннотация: Метод комплексной оценки загрязнения почв позволяет однозначно скалярной величиной оценить загрязненность почвы одновременно по многим показателям качества почвы, классифицировать земельные участки по степени загрязненности, готовить научно обоснованную аналитическую информацию для заинтересованных организаций. Abstract: The method of soil pollution integral assessment allows assess by a scalar value soil pollution on the base of many soil quality factors, classify lands in accordance with the degree of pollution, develop scientifically proven analytical information for interested organizations. Ключевые слова: Комплексная оценка, состояние земель, землеустройство, кадастр, мониторинг городских земель. Keywords: Comprehensive assessment, condition of the land, land management, inventory, monitoring of urban land. Существует множество подходов к оценке состояния городских земель и их классификации по степени загрязнения, отличающихся перечнем используемых показателей качества почвы, количеством выделяемых классов, нормативными значениями показателей, их группировкой, методами интерпретации результатов мониторинга и т.д. Проблема исследования заключается в том, что поиск вариантов оценки качества земельных участков ведется давно и создано много критериев и показателей, основывающихся на различных свойствах почвы. Однако измерение и определение таких показателей трудоемко, дорого и требует высокой квалификации и узкой специализации исследователей и не всегда удобно для

инженерных расчетов и математических моделей. Одним из решений указанной проблемы может стать разработка подхода к выбору и обоснованию комплексных интегральных показателей для оценки состояния городских земельных участков с различной степенью информационной обеспеченности. Представим кратко тезисы данной работы. Нормативы качества земель, с точки зрения загрязнения, устанавливаются в форме предельно допустимых концентраций вредных веществ (ПДК) в почве, при превышении которых земельные участки становятся непригодными для тех или иных видов землепользования. Степень предельно допустимого загрязнения почвы определяется предельно

276

Технические науки допустимой нагрузкой, которая зависит от вида использования земельного участка. Качество почв можно оценивать и с помощью классификаций, интегральных оценок качества почвы (индексов). Индекс представляет собой формализованные показатели загрязненности почвы с высокой степенью объективности учитывающие различные стороны оцениваемого объекта. В общем случае, индекс – это величина, являющаяся мерой состояния и изменений основных физических, химических и биологических компонент окружающей среды. Приведем характеристику метода комплексной оценки загрязнения почв по химическим показателям. Принципиальную основу метода составляет сочетание дифференцированного и комплексного способов оценки. Методической основой комплексного способа является однозначная оценка степени загрязнения почвы земельного участка по совокупности загрязняющих веществ: - для любого земельного участка в месте взятия пробы; - за любой определенный период времени; - по любому набору показателей. Конструктивной особенностью метода комплексной оценки загрязнения почв по химическим показателям является проведение на первом этапе детального покомпонентного анализа химического состава почвы и его режима оценочных составляющих и последу-

ющее использование полученных оценочных составляющих на втором этапе для одновременного учета комплекса наблюдаемых показателей качества почвы. Уровень загрязнения почвы земельного участка в конкретном пункте наблюдений, определяемый через относительную характеристику, рассчитанную по реальным концентрациям совокупности загрязняющих веществ и соответствующим им нормативам, является первым составным элементом метода комплексной оценки. Частота обнаружения концентраций, превышающих нормативы, являющаяся косвенной оценкой продолжительности загрязнения почвы, также характеризует меру воздействия загрязняющих веществ на качество почв и является следующим составным элементом рекомендуемого метода оценки. Сочетание уровня загрязнения почвы определенными загрязняющими веществами и частоты обнаружения случаев нарушения нормативных требований позволяет получить комплексные характеристики, условно соответствующие «долям» загрязненности, вносимым каждым показателем загрязненности в общее качество почвы. Вклад отдельных загрязняющих веществ в общую загрязненность почвы земельных участков в реальных условиях может определяться либо высокими концентрациями, наблюдаемыми в течение короткого промежутка времени, либо низкими концентрациями в тече-

277

Научный аспект №4-2012 ние длительного периода, либо другими возможными комбинациями рассматриваемых факторов оценки, учет которых должен вестись не параллельно по двум самостоятельным характеристикам, а одновременно через обобщенный показатель. Качество почвы земельных участков представляет собой функцию не только отдельных показателей химического состава почвы, продолжительности, меры воздействия каждого из них и различных комбинаций этих оценочных характеристик, но также перечня и количества учитываемых в комплексной оценке загрязняющих веществ. Принимая условие аддитивности действия токсических веществ при их одновременном присут-

ствии, окончательный комплексный показатель качества почвы определяется суммированием отдельных показателей, оценивающих вклад каждого загрязняющего вещества в отдельности. Основой дифференцированного способа является оценка качества почвы земельных участков по отдельным загрязняющим веществам с использованием статистических приемов. Описанный метод расчета комплексных показателей дает возможность формализовать процессы анализа, обобщения, оценки аналитической информации о химическом составе почвы и трансформировать ее в относительные показатели, комплексно оценивающие степень загрязнения и качество почв земельных участков.

Список литературы: 1. Орлова Д.С., Васильевская В.Д. Почвенно-экологический мониторинг и охрана почв. Издательство Московского Университета , 1994 г. С 6. 2. Сизов А.П. Мониторинг и охрана городских земель. Учебное издание МИИГАиК, 2009 г. С 140.

278

Технические науки УДК.332.33 М-28 Разработка механизмов мониторинга земель на основе теории эволюционных систем Марова Анастасия Алексеевна - аспирант Московского государственного университета геодезии и картографии. (МИИГАиК, г.Москва) Аннотация: В статье рассмотрено решение проблемы исследования и разработки адаптивных механизмов мониторинга земель сельскохозяйственного назначения. Abstract: This article presents the solution of research and study problem of adaptive mechanisms for monitoring agricultural land. Ключевые слова: Мониторинг земель, адаптивные механизмы, дальновидная (активная) эволюционная система, земли сельскохозяйственного назначения. Keywords: land monitoring, adaptive mechanisms, farsighted (active) evolutionary system of agricultural land. Очевидное глобальное ухудшение состояния земель, используемых или предоставленных для ведения сельского хозяйства в Российской Федерации, находится в противоречии с конституционным правом граждан на благоприятную окружающую среду. Данные государственной статистической отчетности и сети агрометеорологических станций о состоянии сельскохозяйственных земель подтверждает, что в настоящее время почвенный покров подвержен деградации и загрязнению, теряет устойчивость к разрушению, способность к восстановлению свойств и воспроизводству плодородия. Предотвращение выбытия земель сельскохозяйственного назначения, сохранение и вовлечение их в сельскохозяйственное производство, обеспечение государственных органов, юридических и физических лиц достоверной информацией о состоянии и плодородии сельскохозяйственных земель и их фактическом использовании, решение первостепенной задачи эффективного управления агропромышленным комплексом страны невозможно

без осуществления мониторинга земель сельскохозяйственного назначения. Системные представления о том, как осуществлять государственный мониторинг земель сельскохозяйственного назначения, отражены в Концепции развития государственного мониторинга земель сельскохозяйственного назначения и земель, используемых или предоставленных для ведения сельского хозяйства в составе земель иных категорий, и формирования государственных информационных ресурсов об этих землях на период до 2020 года (одобрена Распоряжением Правительства РФ от 30 июля 2010 г. № 1292-р) [1]. Многие исследования образуют определенный фундамент разработки и функционирования системы оперативных, периодических и базовых (исходных) наблюдений (аэрокосмическая съемка, наземные, гидрометеорологические, статистические наблюдения) и обследований сельскохозяйственных земель для своевременного выявления изменений, их оценки, предупреждения и устранения негативных процессов. Вместе с

279

Научный аспект №4-2012 тем можно констатировать, что теоретические и методологические основы мониторинга земель сельскохозяйственного назначения проработаны недостаточно, затрудняя полноценное осуществление его в рамках производственных работ. Это обусловлено тем, что работы, проводимые по государственному мониторингу сельскохозяйственных земель, в основном носят разрозненный, ведомственный характер. Отсутствует межведомственная координация и организация этих работ. Кроме того, мониторинговые наблюдения являются достаточно ресурсоемкими (финансово- и наукоемкими), не всегда давая сиюминутную отдачу. Функционирование системы мониторинга происходит в условиях быстрых изменений и неопределенности, т.е. когда оценить вероятность потенциальных результатов в точных цифрах невозможно. Поэтому возникает необходимость построения адаптивных механизмов функционирования и управления развитием дальновидных систем, какой является система мониторинга. С учетом этого, решение проблемы исследования и разработки адаптивных механизмов мониторинга земель сельскохозяйственного назначения является весьма актуальным. Гипотеза нашего исследования состоит в том, что система мониторинга земель сельскохозяйственного назначения будет способствовать проведению эффективной политики в сфере земельных отношений, если: 1 Мониторинг земель сельскохозяйственного назначения, его организация и содержание, будет описан как дальновидная (активная) система, исходя из того, что исследуемый объект отно-

сится к одной из самых сложных сфер человеческой деятельности, связанной с неопределенностью, динамикой и столкновением интересов. 2 Адаптивные механизмы мониторинга земель сельскохозяйственного назначения будут разработаны на основе адаптации существующих в теории эволюционных систем моделей функционирования и управления развитием социально-экономических систем и их подсистем. Теоретическое направление, связанное с построением адаптивных механизмов функционирования (АМФ) дальновидных организационных систем, нашло свое отражение в монографиях [2, 5]. При построении АМФ естественно использовать теорию и технику адаптации, обучения и самоорганизации, развитой первоначально применительно к задачам управления техническими системами [3, 4]. Для теории дальновидных систем характерен наибольший, чем для других теорий уровень обобщения. Она интегрирует в себе другие теории как частные механизмы, относящиеся к формированию разных компонентов функциональной системы. Как теоретически обоснованные, так и практически применяемые механизмы управления эволюцией больших систем довольно сложны. Для облегчения понимания целесообразно использовать их простейшие модели – адаптивные архетипы, а также более сложные модели – адаптивные механизмы. Причем, все они строятся на базе одного архетипа – первоисточника, основанного на простой предпосылке: человек добивается своей цели, обучаясь в условиях быстрых перемен и используя имеющиеся

280

Технические науки средства. Освоение архетипов упрощает понимание быстро протекающих процессов и изменений, происходящих в постиндустриальном информационном обществе. Основной смысл построения адаптивных механизмов мониторинга земель в том, чтобы определить и целесообразно распределить порядок прогнозирования, планирования, стимулирования и контроля, стремясь при этом к достижению максимальной последовательности, рациональности и простоте выполнения операций. Научная новизна результатов обозначенного в статье исследования состоит в том, что: мониторинг земель сельскохозяйственного назначения описан (представлен) с позиций системного подхода и теории эволюционных систем как дальновидная (активная) система; предложены базовые модели (адаптивные информационные модели) и представлен математический аппарат, позволяющие исследовать механизмы функционирования и управления развитием мониторинга земель сельскохозяйственного назначения как дальновидной

(активной) эволюционной системы; разработан комплексный механизм мониторинга земель сельскохозяйственного назначения на основе использования адаптивных информационных моделей и их комбинаций. Теоретическая значимость результатов исследования заключается в том, что предложенная совокупность адаптивных информационных моделей дает научное обоснование механизмов функционирования системы мониторинга земель, расширяет научные представления о структуре и функциях мониторинга земель, а также создает теоретические предпосылки для совершенствования и развития системы мониторинга земель сельскохозяйственного назначения. Практическая значимость результатов исследования заключается в том, что использование адаптивных информационных моделей и механизмов мониторинга земель служит улучшению информированности руководителей для повышения обоснованности принимаемых решений и способствует проведению эффективной политики в сфере земельных отношений.

Список литературы: 1. Концепции развития государственного мониторинга земель сельскохозяйственного назначения и земель, используемых или предоставленных для ведения сельского хозяйства в составе земель иных категорий, и формирования государственных информационных ресурсов об этих землях на период до 2020 года (одобрена Распоряжением Правительства РФ от 30 июля 2010 г. № 1292-р) 2. Бурков В.Н. Кондратьев В.В., Цыганов В.В. и др. Теория активных систем и совершенствование хозяйственного механизма. - М.: Наука, 1984. 3. Бурков В.Н., Еналеев А.К., Щепкин А.В. и др. Большие системы: моделирование организационных механизмов. - М.: Наука, 1989. 4. Цыганов В.В. Адаптивные механизмы в отраслевом управлении. М.: Наука, 1991. 5. Цыганов В.В., Бородин В.А., Шишкин Г.Б. Интеллектуальное предприятие: механизмы овладения капиталом и властью (теория и практика управления эволюцией организации). – М.: Университетская книга, 2004. – 2004. – 768 с.: ил. 281

Научный аспект №4-2012 УДК 669.018 Х-20 Оптимизация термических циклов сварки термоупрочненной стали 16ГФР по регламентируемым показателям механических свойств Харитонова Анастасия Викторовна – студентка Самарского государственного технического университета. (СамГТУ, г.Самара) Нуяндин Владимир Дмитриевич – кандидат технических наук, доцент Самарского государственного технического университета. (СамГТУ, г.Самара) Аннотация: В предлагаемой статье рассматривается разработка рациональной технологии сварки кольцевых поворотных стыков труб. Для решения задачи использованы принципы системного подхода. Abstract: In this article the development of a rational technology of welding circular rotary pipe joints. Problem is solved by the principles of a systems approach. Ключевые слова: Сварка кольцевых стыков, технология сварки. Keywords: Welding circumferential joints, welding technology. В условиях определившейся тенденции к увеличению пропускной способности магистральных газопроводов большого диаметра за счет повышения рабочего давления предъявляются повышенные требования к свойствам металла труб. В практике строительства трубопроводов расширяется применение термически упрочненных труб. Разработанная ЦНИИЧермет для этих целей термически упрочненная сталь 16ГФР (ТУ 14-3-668—78) характеризуется следующими показателями механических свойств: δв>689МПа; δт>540МПа; δ>16%; КСU-60 = 0,6 МДж/м2; KCV~l5 = 0,785 МДж/м2. Указанный комплекс свойств обеспечивается после термического упрочнения готовой трубы по режиму: закалка с температуры 920—940° С и отпуск при температуре 650— 670° С. Сварные соединения, выполненные по заводской

технологии, с учетом их термического упрочнения, не должны уступать по основным показателям механических свойств металлу. Проблема сварки кольцевых стыков термоупрочненных трубопроводов в полевых условиях все еще не имеет окончательного решения. Рациональная технология сварки должна обеспечивать надлежащую структурно-механическую однородность сварных соединений с основным металлом при повышенной производительности. Реализация этих требований должна выполняться с учетом ограничений по технологическим средствам воздействия на зональные свойства сварных соединений, характерным для полевых условий производства. Исследование проведено на термически упрочненной стали 16ГФР толщиной 14 мм следующего химического состава (%): С — 0,16; Мп — 1,40; Si —

282

Технические науки 0,36; S — 0,02; Р — 0,024; V — 0,08; В — 0,0025; Аl — 0,05; Nb — 0,008. Механические свойства после термического упрочнения: σв = 689 МПа; ат = 559 МПа; σ5=17%; KCU~20 = 0,935 МДж/м2; KCV~20 = 0,589 МДж/м2. В комплекс исследований входило определение для условий автоматической сварки под флюсом на погонной энергии 2,1—6,3 МДж/м следующих показателей: 1) интервала скоростей охлаждения W6-5 на участке неполной перекристаллизации (Tmax=900 °С),обеспечивающего требуемый уровень прочности; 2) изменения твердости и сопротивления хрупкому разрушению околошовного участка (Tmax=1350 °С) от параметров термических циклов сварки. Вторая задача решалась с использованием метода математического планирования эксперимента — полного факторнoro эксперимента (ПФЭ). Пара-

метрами оптимизации являлись: твердость околошовного участка в ед. HV; ударная вязкость KCU и KCV при температуре испытания минус 15°С; удельная работа распространения трещины KCV, определенная по методу А. П. Гуляева [1]; характеристики пластической деформации — поперечное расширение образца Д в мм, определенное на образцах Менаже и Шарпи. Эксперимент проводили методом имитации параметров сварочного нагрева по методике, изложенной в работе [2]. Замер твердости производили на приборе Виккерса, а работу разрушения определяли на копре марки PSWO-30 с запасом энергии 294,5 Дж. В результате реализации матрицы планирования ПФЭ и обработки результатов сварных соединений стали 16ГФР с параметрами термического цикла сварки:

283

Научный аспект №4-2012 Полученные уравнения позволяют выделить оптимальную область факторного пространства, в которой будут удовлетворяться определенные требования к свойствам сварных соединений стали 16ГФР. Для условий автоматической сварки под флюсом поворотных стыков трубопроводов в диапазоне погонных энергий 2,1—6,3 МДж/м с помощью методов математического планирования эксперимента изучение влияния параметров термического цикла сварки на механические свойства сварных соединений термически упрочненной стали 16ГФР показало, что можно обеспечить равнопрочность сварного соединения и необходимый уровень сопротивления хруп-

кому разрушению при термическом цикле с параметрами t’ = \ с и /»=19 с и скоростью охлаждения в интервале 20—27,5°С/с. Один из возможных вариантов сварки (/’ = 4—5 с; t» = = 17—19с; W6_5 = 22—25°С/с) был реализован при выполнении кольцевого стыка труб 0 1420Х 14 мм. Заданная скорость охлаждения сварного соединения обеспечивалась за счет применения технологии сварки с РТЦ. Исследование твердости ЗТВ показало, что на участке неполной перекристаллизации обеспечивается равнопрочность с основным металлом, а на околошовном участке значение твердости не превышает допустимого уровня.

Список литературы: 1. Гуляев А. П. Разложение ударной вязкости на ее составляющие по данным испытания образцов с различным надрезом. «Заводская лабо-ратория», 1987, № 4, с. 473—475. 2. Прыгаев А. К., Кошелев Н. Н., Xакимов А. Н., Яшунская Т. В. Влияние термического цикла сварки и режима отпуска на ударную вязкость соединений стали 14Х2ГМР. — «Автоматическая сварка», 1978, № 6, с. 16—17.

284

Технические науки УДК.621.791 Х-89 Электрошлаковая сварка без последующей нормализации Храмцова Дарья Дмитриевна – студентка инженерно-экономического факультета Самарского государственного технического университета. (СамГТУ, г.Самара) Нуяндин Владимир Дмитриевич – кандидат технических наук, доцент кафедры Материаловедения и товарной экспертизы Самарского государственного технического университета. (СамГТУ, г.Самара) Аннотация: В работе приведены данные, характеризующие технико-экономическую эффективность применения различных видов сварки в производстве сосудов, работающих под давлением, из низколегированной стали (толщина проката 50—200 мм). Сопоставляются такие процессы, как электрошлаковый, автоматическая сварка под флюсом одной и двумя проволоками, сварка по узкощелевому зазору в защитном газе. На основе расчетов стоимости выполнения одного погонного метра шва с учетом всех затрат показано, что электрошлаковая сварка по общепринятой технологии обладает преимуществом перед другими видами при сварке продольных стыков аппаратов с толщиной стенки 50—200 мм и кольцевых стыков при толщине стенки более 100 мм. Abstract: The paper presents data which characterize technical and economic efficiency of using various types of welding in vessel manufacturing under pressure from low alloy steel (sheet gauge is 50-200 mm). The following processes are compared: electroslag, automated submerged welding, narrow gap welding in shielding gas. On the base of calculations of cost for one running meter of weld it is shown that electroslag has advantages in comparison with other welding types for longitudinal joints with the wall thickness 50-200 mm and for girthwelds with wall thickness over 100 mm. Ключевые слова: Электрошлаковая сварка, электронно-лучевая сварка, автоматическая сварка под флюсом одной и двумя проволоками, сварка по узкощелевому зазору в защитном газе, эффективность электрошлакового процесса. Keywords: Electroslag welding, electron-beam welding, automatic submerged arc welding wires, one and two, narrow gap welding with the gap in the protective gas, electroslag process efficiency. В работе сопоставлена эффективность применения в энергетическом и тяжелом машиностроении при сварке конструкций с толщиной стенки t = 20-380 мм таких сварочных процес-

сов, как сварка плавящимся электродом в защитных газах, сварка в узкощелевую разделку, электронно-лучевая, автоматическая под флюсом и электрошлаковая сварка. В качестве критерия оценки

285

Научный аспект №4-2012 принят показатель h — произведение глубины проплавления на скорость сварки (см2/мин). Установлено, что наибольшее значение h соответствует электронно-лучевой сварке, для которой h = 400 при s = 200 мм. Второй по эффективности является электрошлаковая сварка, для которой h = 200 при s = 200 мм. Для сравнения отметим, что при сварке в узкощелевую разделку h= 10-20 при s = 20-300 мм, а при автоматической сварке под флюсом значение h монотонно снижает-ся с 16 до 4 при увеличении толщины свариваемого металла с 20 до 200 мм. Важнейшей проблемой современного машиностроения является экономное использование металлов, снижение металлоёмкости конструкций, повышение их надёжности и долговечности. Известно, что в сварных машиностроительных конструкциях затраты на материалы превышают 50%. Поэтому наибольший народнохозяйственный эффект от внедрения мероприятий, способствующих экономии металла, реализуется в таких отраслях машиностроения, производящих крупногабаритное толстостенное оборудование, как газо-нефтехимическая и энергетическая. Первоначальным назначением электрошлакового процесса была сварка вертикальных монтажных швов изделий, швы которых нельзя поставить в удобное для дуговой сварки нижнее по-

ложение. Однако высокая эффективность электрошлакового процесса вывела его за пределы монтажной сварки, сделав его основным способом сварки металла большой толщины, а затем и за пределы собственно сварочного производства. Сейчас электрошлаковый процесс применяется не только при сварке и наплавке, но также для получения отливок и слитков специального назначения и для уплотнения обычных слитков и отливок. Электрошлаковая сварка применяется в производстве барабанов паровых котлов и других сосудов высокого давления, где уже полностью вытеснила применявшуюся ранее многослойную автоматическую сварку, При изготовлении станин крупных механических прессов, траверс, архитравов и цилиндров гидравлических прессов, валов крупных гидротурбин и гидрогенераторов, станин прокатных станов, судовых корпусов, ахтерштевней, форштевней и других судовых деталей, корпусов крупных электромашин, паровозных и тепловозных рам, стоек мартеновских печей, коленчатых валов, крупных фланцев и многих других деталей. Широкое распространение получила электрошлаковая сварка стыков арматуры. Несмотря на сравнительно небольшое сечение сварных соединений, этот способ оказался эффективнее других. Приведенные сравнительные данные

286

Технические науки свидетельствуют о технико-экономическом преимуществе электрошлаковой сварки при изготовлении толстостенного оборудования, в особенности, если учитывать, что наибольшие из суще-

ствующих вакуумных камер для сварки электронным лучом обладают размерами, значительно меньшими габаритных размеров современного свариваемого оборудования.

Список литературы: 1. Владимиров А.И., Кершёнбаум В.Я. Эксплуатационная надежность и прочностной ресурс сварных стыков технологических трубопроводов. М.: Национальный ин-т нефти и газа, 2006. - 184 с. 2. Лосев В.А. Иллюстрированное пособие сварщика. М.: Соуэло, 2004. - 57 с. 3. Сварка. Введение в специальность. М.: Интермет Инжиниринг, 2004. - 293 с. 4. Сварочно-монтажные работы в трубопроводном строительстве. М.: ЗАО «Звезда», 2006. - 240 с. 5. Сизов В.С. Электрошлаковая сварка сталей больших толщин. М.: ЛДНТП, 1972. – 343 с. 6. Фролов В.А.. Лабораторный практикум по технологическим основам сварки и пайки. М.: Интермет Инжиниринг, 2006. - 272 с. 7. Хакимов А.Н. Электрошлаковая сварка с регулированием термических циклов. М.: Машиностроение, 1984. 8. Чернышов Г.Г. Сварочное дело. Сварка и резка металлов. М.: Академия, 2007. 496 с. 9. Электрошлаковая сварка. М.: Государственное научно – техническое издательство машиностроительной литературы, 1959.

287

Научный аспект №4-2012 УДК.621.789 П-32 Влияние объемного импульсного лазерного упрочнения на абразивную износостойкость твердосплавных режущих инструментов Пинахин Игорь Александрович – кандидат технических наук, доцент СевероКавказского федерального университета. (СКФУ, г.Ставрополь) Ягмуров Михаил Алексеевич – студент Северо-Кавказского федерального университета. (СКФУ, г.Ставрополь) Аннотация: Рассматриваются результаты исследований влияния упрочнения твердосплавных инструментов методом импульсной лазерной обработки. Исследования проводились путем определения сопротивления абразивному изнашиванию на машине трения. Abstract: Study results of effect of carbide tools strengthening by laser treatment pulse method are described. The research was carried out by detecting abrasive wear resistance on a friction test machine. Ключевые слова: Импульсная лазерная обработка, абразивное изнашивание, твердые сплавы, машина трения, рентгеноструктурный анализ. Keywords: Pulsed laser processing, abrasive wear, hard alloys, friction machine, X-ray analysis. Существуют различные методы упрочнения режущих инструментов, но объемное импульсное лазерное упрочнение (ОИЛУ) [1] имеет важное преимущество по сравнению с другими методами – оно обеспечивает объемный характер упрочнения. При черновой обработке наблюдается повышение стойкости твердосплавных режущих инструментов, прошедших ОИЛУ, поэтому важно оценить изменение их абразивной износостойкости. Это является целью данной статьи. Сущность метода измерения сопротивления абразивному изнашиванию состоит в определении потери массы обработанных ОИЛУ и исходных образ-

цов, подвергаемых истиранию о вращающийся абразивный круг. Для исследования абразивного изнашивания режущего инструмента были созданы условия трения на образце, форма и размеры которого приближены к форме и размерам режущей части инструмента. Использовалась установка для абразивного изнашивания (типа машины трения АЕ-5) по схеме торцевого трения пальчикового образца об абразивный круг. Для снижения влияния продуктов износа на результаты эксперимента после каждого опыта осуществлялась зачистка круга алмазным наконечником. Скорость образцов – 42 м/мин, сила прижатия – 40 Н.

288

Режимы упрочнения

Средняя величина износа, мг

Среднее квадратическое распределение

Коэффициент вариации износа

Доверительный интервал

Коэффициент изменения износа

ВК8

Наличие упрочнения

Марка твердого сплава

Технические науки

Без упрочнения

0,01681

0,00511

0,3

0,0027

В1 В2 В3

0,01514 0,01304 0,01255

0,00538 0,0028 0,00763

0,36 0,21 0,36

0,0031 0,0016 0,0073

1,11 1,29 0,86

Упрочнение ОИЛУ

Без упроч0,0255 0,0054 0,31 0,0031 1 ВК60М нения УпрочнеВ2 0,0175 0,0044 0,25 0,0023 1,46 ние ОИЛУ Без упроч0,0598 0,00686 0,21 0,0066 1,0 нения Т5К10 УпрочнеВ2 0,04258 0,00501 0,12 0,0059 1,40 ние ОИЛУ Без упрочТ15К6 0,0692 0,0088 0,13 0,0093 1,0 нения УпрочнеВ2 0,04982 0,005 0,1 0,0048 1,39 ние ОИЛУ Таблица 1. Результаты испытаний образцов твердых сплавов на абразивное изнашивание. Образцы из сплавов Т5К10, Т15К6, пытываемых образцов в 1,29 – 1,40 раза, ВК8, ВК6ОМ подвергали ОИЛУ в ре- а, следовательно, повышению абразивжимах В1, В2, В3, отличающихся по ной износостойкости твердого сплава. плотности мощности луча лазера. Испытания показали, что наивысВзвешивание образцов осуществля- ший эффект достигается при режиме лось на аналитически весах ВЛА-200 М упрочнения В2. В то время при режис точностью до 0,1 мг. ме В1 этот эффект ниже в 1,11 раза по Испытания проводились чередова- сравнению с режимом В2, а при режиме нием исходных и упрочненных образцов. В3 наблюдается отрицательный эффект. Объем выборки был принят n=18 [2]. Таким образом режим В2 является наиИз результатов исследований (табли- более оптимальным, что подтверждает ца 1) следует, что ОИЛУ способствует результаты ранее проведенного нами снижению величины износа массы ис- рентгеноструктурного анализа [3]. 289

Научный аспект №4-2012

Рисунок 1. Изменение ширины линий карбида вольфрама по длине образца твердого сплава ВК6: 1 – исходные образцы; 2 – В2; 3 – В3; 4 – В1 На рисунке 1 приведены графики изменения ширины линий карбида вольфрама на различных участках широкой грани твердосплавных пластин. Из анализа рисунка 1, следует, что вследствие влияния импульсного лазерного воздействия происходит наклеп карбида вольфрама, т. к. ширина линий характеризует искажения кристаллической решетки, обусловленные наклепом. Качественный характер кривых упрочненных ИЛО образцов одинаков: это кривые с экстремумом. Наибольший экстремум (возрастание ширины линий) соответствует режиму упрочнения В2.

Статистический анализ результатов испытаний показал, что средняя квадратическая величина распределения износа и коэффициент вариации износа для упрочненных образцов меньше, чем для исходных образцов в 1,8 – 2,3 раза. Это говорит о том, что ОИЛУ способствует повышению стабильности свойств инструментального материала, несмотря на то, что абразивный износ связан с хаотическим характером протекания этого процесса, а, следовательно, обычно увеличивает рассеивание результата по сравнению с другими видами износа. Также необходимо отметить, что после удаления поверхностного слоя твердосплавных образцов, прошедших ОИЛУ, наблюдается сохранение прочностных характеристик материала. Это указывает на объемный характер упрочнения, т. е. после переточек сохраняется повышение стойкости режущего инструмента, достигнутое ОИЛУ. Таким образом, для твердосплавных режущих инструментов, прошедших ОИЛУ, характерно повышение абразивной износостойкости в 1,3 – 1,4 раза и снижение ее коэффициента вариации в 1,8 – 2,3 раза.

Список литературы: 1. Пинахин И.А.,Копченков В. Г. Влияние импульсной лазерной обработки твердосплавных режущих инструментов на эффективность обработки металлов резанием//Вестник ДГТУ.– Ростов н/Д, 2010.– №8.С. 1235 – 1240. 2. Пустыльник В. И. Статистические методы анализа и обработки наблюдений. М.: Наука, 1968. 288 с. 3. Пинахин А.М., Пинахин И.А., Корниенко Ю.А. Рентгеноструктурный анализ образцов из твердого сплава после лазерной обработки // Материалы XXXI научнотехнической конференции СевКав ГТУ. Ставрополь, 2001. С. 21 – 23. 290

Технические науки УДК.621.87 С-84 Снижение негативного влияния перекосов на состояние ходовой части крана Стрельцов Сергей Владимирович - аспирант, ассистент кафедры естественнонаучных дисциплин технологического факультета Шахтинского института (филиала) Южно-Российского государственного технического университета (Новочеркасского политехнического института). (ЮРГТУ(НПИ), г.Шахты, Ростовская обл.) Рыжиков Владимир Александрович - доктор технических наук, профессор кафедры естественнонаучных дисциплин технологического факультета Шахтинского института (филиала) Южно-Российского государственного технического университета (Новочеркасского политехнического института). (ЮРГТУ(НПИ), г.Шахты, Ростовская обл.) Аннотация: В статье описаны причины образования крановых перекосов, используемые устройства для ограничения перекосов и предложено устройство для ограничения перекосов при торможении крана. Abstract: The reasons for crane tilt are discussed in this article as well as special means used for eliminating tilts. The author also suggests the tool for limiting crane tilts during the stop of the crane. Ключевые слова: Мостовой кран, перекос, реборда, торможение, износ. Keywords: Bridge crane, skewing, flange, braking, wear. Даже при идеальном состоянии подкрановых путей движение крана сопровождается перекосом и трением реборд о рельсы. Среди причин перекоса немаловажную роль играют отклонения размеров диаметра ведущих колес, отклонения в перпендикулярности осей вращения колес к продольной оси рельса, неравенство нагрузки на приводные двигатели моста. В общем случае кран движется по траекториям в виде дуги, радиус которой определяется разностью скоростей движения крановых балок. В результате происходит перекос крана и соприкосновение реборд с боковыми поверхностями рельсов. При этом возникают износ реборд, дополнительные нагруз-

ки на металлоконструкцию, перегрузки механизмов привода и перерасход энергии. Чтобы избежать трения реборд о рельсы, необходимо ограничить величину перекосов крана. Существует множество разновидностей устройств подобного типа. Известные ограничители перекоса воздействуют на схему управления электроприводами соответствующей стороны крана. В частности, ограничитель перекоса [1] имеет в своем составе датчики, закрепленные на обеих сторонах подкрановых балок, направляющий и исполнительный блоки. Устройство определяет положение крана на подкрановом пути с помощью бесконтактных датчиков и формирует

291

Научный аспект №4-2012

Рисунок 1. Дифференциальная система торможения. регулирующее воздействие на привод вой сторон крана, зависящая от степени механизма передвижения крана. Регули- загрузки каждой стороны. Поперечное ровка осуществляется снижением ско- скольжение и поворот моста будут прорости той стороны крана, которая ока- исходить до тех пор, пока реборда однозалась впереди. Для этого в роторную го или двух колес не вступит в контакт цепь соответствующего электропривода с рельсом. вводятся резисторы. При контакте с ребордой механизм При торможении крана электродви- передвижения забегающей стороны гатели отключены, и регулировка с по- крана получают дополнительное сомощью таких ограничителей перекоса противление передвижению. Возникает невозможна. Между тем, условия обра- уравнительный момент, который через зования перекосов остаются. металлоконструкцию моста разгружает В начале торможения на колесах отстающую сторону крана, вследствие крана возникают усилия, размер и на- чего увеличивается её скорость. Опиправления которых зависят от угла пе- санное взаимодействие способствует рекоса соответствующего колеса, верти- устранению перекоса, но реборды и кального давления на него и тормозного рельсы испытывают при этом ударные момента. Равнодействующие боковых нагрузки, что ведет к увеличению их изсил колес начинают смещать мост в по- носа. перечном направлении, одновременно Для устранения негативного влияния поворачивая его относительно мгновен- перекоса на ходовую часть крана была ного центра вращения. разработана дифференциальная система Повороту моста способствует раз- торможения, представленная на рис. 1. ность тормозных усилий левой и праВалы электродвигателей 1 через ре292

Технические науки дуктор 2 кинематически связаны с ходовыми колесами 3. Ходовые колеса 3 в свою очередь кинематически связаны через мультипликатор 4 с соответствующими гидронасосами 5. Гидрораспределитель 6 с электромагнитным управлением подключает к гидронасосам 5 гидравлическую систему с регулируемым дросселем 7 и предохранительным клапаном 9. В свою очередь регулируемый дроссель 7 подключен к гидроаккумулятору 8. Сливные гидролинии гидронасосов 5 через фильтр 10 сообщаются с маслобаком 11. Когда тормозная система отключена, рабочая жидкость от гидронасосов 5 поступает к гидрораспределителю 6 и сливается обратно в маслобак 11. Давление в системе не возникает. При отключении электродвигателей гидрораспределитель 6 подключает напорную магистраль гидронасосов 5 к тормозной системе. Величина тормозного момента регулируется предохранительным клапаном 9, настроенным таким образом, чтобы исключить проскальзывание колес. Вследствие параллельного соединения гидронасосов давление рабочей жидкости в напорных гидромагистралях одинаково. Таким образом, скорости вращения ходовых колес также будут одинаковыми.

Наличие жесткой связи по давлению позволяет системе торможения обеспечивать автоматическое регулирование тормозного момента на ходовых колесах крана. При уменьшении тормозного момента на одном из ходовых колес произойдет увеличение частоты вращения вала соответствующего гидронасоса и увеличится его подача. Протекание большего объема рабочей жидкости через дроссель 7, имеющий в данный момент времени постоянное проходное сечение, вызовет увеличение давления в напорных гидролиниях, приводя к увеличению тормозного момента на валах насосов. Возросший тормозной момент приведет к уменьшению частоты вращения валов гидронасосов и снижению подачи. Это в свою очередь обеспечит снижение давления рабочей жидкости и выравнивание тормозных моментов на валах гидронасосов. Скорость вращения ходовых колес при этом будет одинаковой. С помощью подключенного к дросселю 7 гидроакумулятора 8 можно изменять время формирования максимального тормозного момента, обеспечивая плавность торможения. Результаты испытаний опытного образца, представленные в [2], показывают эффективность использования представленной системы торможения.

Список литературы: 1. Пат. 2405735 РФ, МПК B 66 C 9/16. Устройство для направления движения мостового крана / Шилов А. А. - Опубл. 10.12.2010. - Бюл. № 34. – 12с. 2. Стрельцов С.В., Рыжиков В.А. Экспериментальные исследования системы дифференциального торможения механизма передвижения крана // Перспективы развития Восточного Донбасса – Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ), 2012. – С. 99-103. 293

Научный аспект №4-2012 УДК.35.088+ 534.6 Б-95 Определение класса условий труда в зависимости от уровня шума рабочего места эксперта по диагностике автотранспортных средств НТЦ ДАТ ЧГУ при проведении технического осмотра Быков Владимир Львович – магистрант Череповецкого государственного университета. (ЧГУ, г.Череповец, Вологодская обл.) Аннотация: В данной статье на основании полученных экспериментальных и расчетных данных определяется класс условий труда в зависимости от уровня производственного шума для рабочего места эксперта по диагностике автомототранспортных средств линии технического контроля НТЦ ДАТ ЧГУ. Abstract: On the base of obtained experimental and calculated data the class of labor condition is defined in dependence of the level of industrial noise for a working place of an engine vehicle diagnostics on inspection line specialist in science and development center of Tcherepovets State University. Ключевые слова: Технический осмотр, линия технического контроля, рабочее место эксперта по диагностике автомототранспорта, уровень шума, класс условий труда. Keywords: Inspection, line engineering controls, workplace expert diagnosis motor vehicles, noise, class conditions. НТЦ ДАТ ЧГУ представляет собой станцию технического осмотра на базе стационарной линии технического контроля ЛТК-С, предназначенной для проверки автотранспортных средств категории «В». Условно НТЦ ДАТ ЧГУ можно разделить на 3 поста и офисный блок: 1. Пост №1 - пространство за въездными воротами, состоит смотровой ямы, газоанализатора, прибора проверки света фар. На нем осуществляется визуальный осмотр элементов автомобиля; 2. Пост №2 – роликовый тормозной стенд, предназначенный для проверки качества автомобильной тормозной системы;

3. Пост №3 – пространство перед выездными воротами, на котором осуществляется проверка прочих элементов конструкции автомобиля; 4. Отапливаемый офисный блок с персональным компьютером, предназначенным для формирования диагностических карт и выгрузки данных о проверенном автомобиле в единую автоматизированную информационную систему технического осмотра Госавтоинспекции МВД России (ЕАИСТО). Основной источник вредных факторов на линии технического контроля, воздействующих на окружающую среду - автотранспортные средства, проходящие технический осмотр.

294

Технические науки Таблица 1. Результаты измерений и расчетов. Значение

Уровень шума, дБА Пост №1

Пост №2

Пост №3

Минимальный

70,2

60,7

58,1

Офисный блок 58,8

Максимальный

77,8

74,4

68,8

66,0

Средний

Время действия уровня шума, мин. Эквивалентный

до 15

ПДУш Согласно теории автомобильного шума [1] касательно автотранспорта различают два вида шума: шум внешний (оказывает воздействие на окружающих), шум внутренний (оказывает воздействие на водителя и пассажиров). По природе происхождения шумы делятся: воздушные (среда распространения - воздух), структурные (среда распространения – твердое тело). Применительно к автотранспорту: работающий двигатель через элементы крепления передает вибрацию на кузов, панели которого в зависимости от степени вибрации издают звук - структурный шум. Источники шума на автомобиле условно можно разделить на две группы: 1. Первичные (двигатель, трансмиссия, система выпуска отработавших газов, шины, потоки воздуха, обтекающие автомобиль при движении); 2. Вторичные: (металлические панели кузова, крупногабаритные пластмассовые детали интерьера автомобиля,

мелкие металлические конструкции). Для измерения уровня производственного шума был использован шумомер ШИ-01В, зарегистрированный в Госреестре средств измерений РФ под 25733-03. Результаты измерений уровня производственного шума при проведении технического осмотра (16 различных автомобилей: дневная норма при 8 часовом рабочем дне, 30 мин. на 1 автомобиль), ПДУ, а также расчетные значения эквивалентного и среднего уровня шума приведены в таблице 1. Уровни среднего и эквивалентного шума рассчитаны в соответствии с методикой Р 2.2.2006-05 [2], предельно допустимый уровень шума на рабочем месте (ПДУш) установлен в соответствии с СН 2.2.4/2.1.8.562-96 [3]. В соответствии с СП 2.2.4/2.1.8.56296 [3] можно определить класс условий труда в зависимости от уровней шума, локальной и общей вибрации, инфра- и ультразвука (таблица 2).

295

Научный аспект №4-2012 Таблица 2. Классы условий труда в зависимости от уровней шума. Классы условий труда Название фактора, показатель, единица измерения

ШУМ, эквивалентный уровень звука, дБА

Допустимый 2

Опасный (экстрем.)

Вредный

3.1 3.2 3.3 3.4 Превышение ПДУ до …:

≤ ПДУ

>35

Таким образом, эквивалентный уровень шума не превышает расчетного ПДУш, следовательно, рабочее место эксперта по диагностике автомототранспортных средств линии технического контроля НТЦ ДАТ ЧГУ соответствует 2 классу – допустимые условия труда.

Список литературы: 1. Виды шума в автомобиле. Теория шума. Auto-shum.ru - Шумоизоляция автомобиля своими руками. Обновлено 03.10.2011 18:50. URL: http://auto-shum.ru/ teoryshuma/auto-noise.html (дата обращения: 18.12.2012). 2. Руководство Р 2.2.2006-05 «Руководство по гигиенической оценке факторов рабочей среды и трудового процесса. Критерии и классификация условий труда» (утв. Главным государственным санитарным врачом России 29.07.05). Guide on Hygienic Assessment of Factors of Working Environment and Work Load. Criteria and Classification of Working Conditions. Дата введения: 1 ноября 2005 г. Введено взамен Р 2.2.755-99; Р 2.2./2.6.1.1195-03 (Дополнение № 1 к Р 2.2.755-99). 3. СН 2.2.4/2.1.8.562-96. 2.2.4. Физические факторы производственной среды. 2.1.8. Физические факторы окружающей природной среды. Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки. Санитарные нормы. Текст документа по состоянию на июль 2011 года. Утверждено Постановлением Госкомсанэпиднадзора РФ от 31 октября 1996 г. N 36 Дата введения - с момента утверждения.

296

Технические науки УДК.004+338.001.36 Ф-21 Место России на рынке ИКТ XXIвека Фандеев Александр Григорьевич - кандидат технических наук, директор департамента по работе с высокотехнологичными отраслями промышленности, директор Форсайт-Центра Санкт-Петербургского национального исследовательского университета информационных технологий, механики и оптики. (НИУ ИТМО , г.Санкт-Петербург) Гатанов Василий Сергеевич - научный сотрудник департамента по работе с высокотехнологичными отраслями промышленности и Форсайт-Центра СанктПетербургского национального исследовательского университета информационных технологий, механики и оптики. (НИУ ИТМО , г.Санкт-Петербург) Толстикова Анна Александровна - начальник отдела по взаимодействию с технологическими платформами департамента по работе с высокотехнологичными отраслями промышленности Санкт-Петербургского национального исследовательского университета информационных технологий, механики и оптики. (НИУ ИТМО , г.Санкт-Петербург) Аннотация: В данной статье рассматриваются основные тренды развития индустрии ИКТ в России. Отечественный рынок ИКТ имеет значительный потенциал увеличения доли на мировом рынке благодаря тому, что Россия имеет собственное производство во всех основных областях ИКТ. Abstract: The main trends of ICT industry development in Russia are discussed in this article. National ICT market has a significant potential for its international market share extension due to the fact that Russia has its own production in all major ICT spheres. Ключевые слова: Информационно-телекоммуникационные технологии, долгосрочный прогноз, долгосрочное развитие, информационные технологии в России, рынок информационных технологий. Keywords: Information and communications technology, long-term forecast, longterm development, information technology in Russia, information technology market. Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики - один из ведущих вузов России в области ИКТ, активно проводит прогнозные исследования с целью определить будущее место России на внутреннем и мировом рынках ИКТ XXIвека. Научные исследования проводятся как

путём анализа, так и путём Дельфийского опроса экспертов. В данной статье представлены результаты наших исследований. Производство в сфере ИКТ во всем мире демонстрирует стремительный рост. В 2011 году объем экспорта информационных технологий (прежде всего продажи программного обеспечения и

297

Научный аспект №4-2012 заказной разработки) превысил объем экспорта алмазов (4 млрд долл. против 3,8 млрд долл.). Прогнозируется продолжение устойчивого роста экспорта в ближайшие годы не менее чем на 25% в год [1]. По сравнению с 90-ми годами, резко увеличилось финансирование науки; доходы ведущих учёных теперь соответствуют общемировому уровню. Это значительно снизило отток учёных на Запад и в другие отрасли экономики. Особенностью российского рынка является ориентация на телекоммуникации. Данный сектор включает различные компании мобильной, проводной связи, операторов Интернета и кабельного телевидения. Российские операторы связи достигли выдающихся успехов, особенно учитывая необъятные размеры страны, и активно выходят на рынки развивающихся стран. Например, российская компания YotaNetworks [2] одна из первых запустила технологию мобильной связи LTE Advanced. Данная технология представляет собой новый этап развития беспроводной связи 4G и самый быстрый мобильный интернет, способный достигать скорости передачи данных до 300 Мбит/с на пользовательском устройстве [3].Стоимость подобной услуги составляет от 400 до 1400 рублей в месяц, при этом отсутствует понятие роуминга – доступ везде стоит одинаково. Объём производства софта составляет 2% от общемирового объема, что не соответствует амбициям государства и крупнейших корпораций. При этом в России имеется ряд крупных производителей софта – ABBY, Касперский, 1С, Softline, также свои поисковые системы

– Яндекс, социальные сети – Вконтакте, а также другие типы веб-ресурсов. Однако даже на внутреннем рынке они испытывают серьёзную конкуренцию со стороны общемировых лидеров. Часть рынков останется для российских разработчиков почти полностью недоступной. Из рынков, выход на которые будет наиболее затруднён, следует отметить рынок ИКТ в издательской деятельности. 100% информатизация отрасли и снижение роли бумажных носителей приведёт к стагнации этого рынка, а ориентированность на зарубежные приложения существенно снизит возможности получить свою долю. Особенностью игрового рынка России является ориентированность на индивидуального пользователя. Россия уже сейчас является самым крупным рынком видеоигр в Центральной и Восточной Европе, но пока отстает от лидера — США. По прогнозу компании ElectronicArts, российский рынок компьютерных игр в ближайшие три года вырастет с 850 млн до 1,5 млрд долл. Объем российского рынка социальных игр увеличился в три раза только за 2011 год и достиг более чем 220 млндолл [4]. Такое положение дел приводит к ориентации на российский рынок многих производителей и продавцов игр. Например, стоимость большинства игр в сервисе Steam для России меньше общемировых (включая и ближайших соседей – таких, как Украина). Значительная доля рынка будет приходиться на онлайн-игры, в том числе адаптированные для мобильных приложений. Позиции российских производителей в этом области особенно сильны. За счёт игр в

298

Технические науки социальных сетях и ММОдоля российских производителей игр составляет 3% от мировой [5]. Активно развиваются отрасли, не предполагающие импорт– системная интеграция, электронное правительство и т.п. Основная работа по формированию электронного правительства была начата с момента принятия государственной программы Российской Федерации «Информационное общество (2011-2020 годы)», в соответствии с которой был выполнен комплекс работ по формированию единой информационно-технологической и телекоммуникационной инфраструктуры электронного правительства. В настоящее время разработаны и функционируют ключевые элементы национальной инфраструктуры электронного правительства, единый портал государственных и муниципальных услуг, единая система межведомственного электронного взаимодействия,национальная платформа распределенной обработки данных и др. Развитие электронной промышленности в России имеет крайне пессимистичные оценки. Производство микроэлектроники отстает от развитых стран примерно на 15 лет[6].Недавно была закуплена технология уровня 90 нм. Например, крупнейший в России и СНГ производитель и экспортер микроэлектроники «Ситроникс Микроэлектроника» начал продажи чипов памяти по технологии уровня 90 нанометра для аэрокосмической отрасли[7] в то время, тогда как передовые компании работают уже над стандартом 22 нанометра [8].Тем не менее, можно говорить и о

положительных тенденциях в развитии микроэлектроники. В 2012 году российское правительство утвердило госпрограмму развития электронной промышленности до 2025 года, согласно которой общий объем инвестиций составит около 16 млрд долл [6]. Гражданская составляющая сектора производства микроэлектроники в России ориентирована, прежде всего, на производство менее технологичных комплектующих. В отличие от гражданского сектора для военного применения Россия производит весь комплекс ИКТ как для обеспечения национальной безопасности, так и на экспорт. В плане элементной базы большой объём финансирования исследований со стороны государства позволяет надеяться на участие российских учёных и производителей в процессе внедрения принципиально новых элементов цифровых устройств – оптоинформатики, радиоинформатики, квантовых компьютерах и т. п. Одним из основных препятствий развития сектора ИКТ в России является недостаточное качество человеческих ресурсов. Общей особенностью всех высокотехнологичных и наукоёмких отраслей в России является нехватка специалистов среднего поколения (в возрасте 30-40 лет), вызванное упадком этих отраслей в 90-е годы, когда уровень доходов учёных и инженеров находился на недопустимо низком уровне. Количество высококлассных специалистов в области ИКТ, выпускаемых в год в нашей стране, не превышает 2000 человек. Количество специалистов, способных выполнить ответственную работу с вы-

299

Научный аспект №4-2012 обеспечения, когда одну и ту же разрасокой самоотдачей, еще меньше. Многие представители бизнеса в об- ботку различные ведомства оплачивают ласти ИКТ связывают будущее отрасли несколько раз. В качестве сегмента наукоёмких исс активной протекционистской политикой со стороны государства. С точки следований в России особое место мозрения экспертов, государство должно жет занять моделирование процессов, предоставить отечественным произво- благодаря развитой научной школе мадителям приоритет при госзакупке про- тематического моделирования в России. Таким образом, Россия имеет собграммного обеспечения, а также активно способствовать продвижению продук- ственное производство во всех основтов на внешних рынках. Недовольство ных областях ИКТ и обладает значипроизводителей вызывает ориентиро- тельным потенциалом увеличения доли ванность госорганов на закупку лицен- на мировом рынке. Значительное улучзий MicrosoftWindows и Office, ставших шение финансирования государством стандартом пользовательских прило- науки и наукоёмких отраслей должно жений, а также других проприетарных привести к росту сектора ИКТ, однако продуктов западных фирм. Эксперты этот процесс сдерживается рядом объотмечают неэффективность существую- ективных факторов – например, кадрощей системы госзакупки программного вым голодом. Список литературы: 1. «Вторая волна» [Электронный ресурс]: Газета «Взгляд» / Кириченко И. – Электрон.дан http://vz.ru/opinions/2012/11/26/608879.html свободный - Загл. с экрана 2. Yota — 4G Internetofthenewestgeneration (MobileWiMAX) [Электронный ресурс] Сайт компании «Йота» – Электрон.дан http://yota.com.ni/en/devices/main/ свободный - Загл. с экрана – Англ. яз. 3. Российская компания YotaNetworks запустила самую современную технологию мобильной связи LTE Advanced [Электронный ресурс] Сайт бизнес-ТАСС – Электрон. http://www.biztass.ru/news/one/41605 свободный - Загл. с экрана 4. Объем рынка компьютерных игр в России к 2015 году превысит 1,5 млрд долларов [Электронный ресурс]: Ежедневная деловая газета «РБК Daily/Пелевой В. – Электрон.дан http://www.rbcdaily.ru/2012/07/06/media/562949984259651 свободный - Загл. с экрана 5. Забава Зазеркалья [Электронный ресурс] Российская бизнес-газета/Воронина Ю. – Электрон.дан http://www.rg.ru/2012/10/16/igry.html свободный - Загл. с экрана 6. В развитие микроэлектроники до 2015 г. вложат 517 млрд [Электронный ресурс] Газета «Взгляд» – Электрон. дан http://www.russia.ru/news/economy/2012/10/25/3366. html свободный - Загл. с экрана 7. СИТРОНИКС Микроэлектроника начинает продажи продукции с топологическим уровнем 90 нм [Электронный ресурс] Сайт Роснано – Электрон.дан http:// www.rusnano.com/about/press-centre/88848 свободный - Загл. с экрана 8. Корейские производители DRAM переходят на 20-нм техпроцесс [Электронный ресурс] Сайт Время электроники – Электрон.дан http://www.russianelectronics.ru/ leader-r/news/snabworldmarket/doc/61905/ свободный - Загл. с экрана 300

Технические науки УДК.628.5 Н-61

Проблемы радиационной безопасности в Республике Саха (Якутия) Низамова Ирина Алексеевна - старший преподаватель кафедры Теплогазоснабжения и вентиляции Северо-Восточного федерального университета имени М.К.Аммосова. (СВФУ, г.Якутск) Быков Алексей Адамович - старший преподаватель кафедры Защиты в ЧС Северо-Восточного федерального университета имени М.К.Аммосова. (СВФУ, г.Якутск) Аннотация: На территории Якутии сложилась неблагоприятная радиационная обстановка. Исследования мест проведения ПЯВ на территории республики практически не проводятся. Abstract: On the territory of Yakutia negative radiation environment has been found. Places with underground nuclear explosions are not studied. Ключевые слова: Радиационная опасность, загрязнение территории, доза облучения, подземные ядерные взрывы (ПЯВ). Keywords: Radiation hazard, pollution of the territory, dose, underground nuclear explosions (UNE). Известные 87 ядерных испытаний на Новой Земле и подземные ядерные взрывы (ПЯВ), проведенные в мирных и военных целях, явились причиной сложной радиационной обстановки в Республике Саха (Якутия). Но степень и критерии воздействия ядерных испытаний на территорию Якутии почти не изучены. Всего на территории республики для народнохозяйственных целей и военных исследований под землей были осуществлены 12 ПЯВ, что составляет 15% от всех ПЯВ, проведенных в РФ. По результатам исследований установлено, что взрывы проведены без учета и соответствующего изучения геологических, тектонических, мерзлотных и гидрогеологических условий местности. Все 12

скважин взрыва являются хранилищами продуктов взрыва - ядерных отходов, два из них – «Кристалл» и «Кратон-3» являются аварийными. То есть, не учитывались основные параметры, определяющие гарантируемую возможность удержания под землей радиоактивных продуктов: отсутствие близкого расположения к эпицентру взрыва геологических разломов и трещин; отсутствие карбонатных пород в зоне температурного действия взрыва; герметичность забивочного комплекса, которая обеспечивается его конструкцией и качеством исполнения. Кроме того, проблему радиационной опасности создает и разработка урановой руды на Эльконском горсте (Центральный Алдан), и заброшенные, не-

301

Научный аспект №4-2012 ликвидированные горные выработки (канавы, шурфы, штольня), оставленные после разведки уранового месторождения в Олекминском улусе республики. Испытания ядерного оружия внесли ощутимый вклад в загрязнение территории Якутии искусственными радионуклидами. Архивные материалы показывают, что здесь особую роль сыграли осенние серии из 10 мощных взрывов в 1961 года. Из них ядерные устройства мегатонного класса – 25 Мт (23 октября) и 55 Мт (30 октября) были проведены после образования устойчивого снежного покрова. Отбор проб был произведен примерно через 200 суток после взрывов. Обнаружили две обширные зоны радиоактивного загрязнения (дальние следы) – первую на западе от Урала, вторую – на территории Якутии. В районах Крайнего Севера критическую группу по дозе облучения составляют оленеводы-пастухи и члены их семей. Доза облучения их в два раза больше по сравнению с естественным фоном. В Якутии наблюдения за радиоактивными выпадениями были начаты только с 1961 г. на 17 метеостанциях Якутского межрегионального территориального управления по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды. Наблюдения проводились радиометромрентгенометром ДП-5 и имели большую погрешность. Всего за 1961-1969 годы радиометрической сетью было отобрано 3287 проб, из них 1363 пробы оказа-

лись с повышенной активностью. ПЯВ «Кристалл» - мощность 1,7 кт. был произведен 2 октября 1974 г. в 2,5 км от алмазоносной трубки «Удачная» с целью создания основания плотины хвостохранилища для обогатительной фабрики. Максимальная величина показаний датчика, установленного в 20 м от технологической скважины, в момент его гибели составила 1000 Р/час. Впоследствии на объекте вместо навала высотой 27 м. (по проекту) образовалась воронка диаметром 60 м и глубиной 6 м, заполненная водой и окруженная «мертвым» лесом площадью 5,5 га. Из-за аварийной ситуации от дальнейших семи взрывов вынуждены были отказаться. Во взятых летом в 1990 г. пробах впервые были обнаружены цезий-137, стронций-90 и плутоний -239,240 в больших количествах. Полученные данные являлись основанием для организации научных экспедиций с целью более углубленного изучения объекта. Организованная ГКЧС РС (Я) в 1993г. радиологическая экспедиция «Марха-93» с привлечением ученых НПО «Радиевого института им.В.Г.Хлопина» выявила наличие цезия -137, плутония-239,240, америция-241, кобальта-60, стронция90,сурьмы-125 в пробах почвы, ягеля, коры деревьев из «мертвого» леса. Из них содержание цезия-137 и плутония-239,240 во много раз превосходило фоновые значения. Максимальные удельные активности цезия-137 и плутония-239,240 обнаружены в пробе почвы, отобранной в 100 м севернее от эпицен-

302

Технические науки тра взрыва, и составляют 11200 Бк/кг и 21600 Бк/кг соответственно, что превышает глобальные уровни по цезию-137 в 211 раз, а по плутонию-239,240 - в 21600 раз. ПЯВ «Кратон-3» является самым неудачным из всех взрывов, проведенных в Якутии. Взорван 24 августа 1978 г. в 40 км восточнее от алмазоносной трубки «Айхал» и одноименного п. Айхал на глубине 577 м на берегу реки Марха (левый приток Вилюя), в 120 м от уреза воды. Уровень радиации в поселке во время прохождения облака превышала 200 Р/час. Моросящий дождь во время взрыва вызвал вымывание радиоактивности из облака и обусловил заражение местности (на корню погиб лиственничный лес на 100 гектарах). Протяженность ближней зоны (радиационно-опасной) по уровню 0,5 Р составила около 30 км. Дозы облучения участников работ составили 10-15 Р, что в 2-3 раза больше допустимого для персонала и 20-30 раз больше допустимого для отдельных лиц населения. Групповая доза составила 800-1000 чел.бэр. Несмотря на большой интервал времени со дня проведения взрыва, высокий уровень воды, и скорость течения в весенний паводок, в донных отложе-

ниях р.Марха сохранился цезий-137. Максимальное его значение -16 Бк/кг (в 32 раза выше фоновой) зафиксировано в 92,3 км от объекта «Кратон-3». Кроме того, загрязнение поймы реки цезием-137 и стронцеим-90 выявлено около п. Энердек (500 км ниже от ПЯВ «Кратон-3»). Здесь в почвенном разрезе низкой и высокой поймы эти элементы обнаружены в горизонте на глубине 1625 см, но время выпадения их не установлено. Начиная с 1994 г. в селах , расположенных на р. Марха (Хаты, Малыкай, Мальжагар, Энгольжа и Чукар) велись частичные обследования взрослого и детского населения на предмет зобной эндемии. Всего было охвачено, примерно, 3300 человек, что составило около 89 %, проживающих на данной территории. Выяснилось, что процент гиперплазий щитовидной железы у жителей доходит до 55,5% и соответствует тяжелой степени зобной эндемии. На территории Якутии не устранена существующая радиационная опасность на местах проведения ПЯВ, урановых месторождениях, территориях выпадения продуктов ядерных испытаний на Новой Земле, местах расположения ядерных испытательных полигонов.

Список литературы: 1. Борисов А.Ф. Чрезвычайные ситуации (источники, прогноз, защита): Учебн. Пособие. Изд-во: «Вента-2». 2004. 2. Данные исследований физико-технического института Минобороны РФ. М. 1963. 3. Данные наблюдений Якутского управления по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды 1961-1969. Якутск. 1969. 4. Данные исследований радиологической экспедиции ГК ЧС (Я). Якутск. 1993. 303

Научный аспект №4-2012

ДЛЯ ЗАМЕТОК

304