Page 1

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ, НАУКИ И ИННОВАЦИОННОЙ ПОЛИТИКИ НОВОСИБИРСКОЙ ОБЛАСТИ МЕЖВУЗОВСКИЙ ЦЕНТР СОДЕЙСТВИЯ НАУЧНОЙ И ИННОВАЦИОННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ СТУДЕНТОВ И МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ НОВОСИБИРСКОЙ ОБЛАСТИ

НАУЧНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ СТУДЕНТОВ И МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ НОВОСИБИРСКОЙ ОБЛАСТИ

 

НОВОСИБИРСК 2014

1


ББК 74.480.46(2Рос-4Нос)+72.5(2Рос-4Нос) Н 347

Н 347

Научный потенциал студентов и молодых ученых Новосибирской области : сборник научных трудов / под ред. Е.Г. Гуровой. – Новосибирск: Межвузовский центр содействия научной и инновационной деятельности студентов и молодых ученых Новосибирской области : Изд-во НГТУ, 2014. – 120 с. ISBN 978-5-7782-2420-9 В сборнике публикуются материалы научных работ студентов, аспирантов и молодых ученых высших учебных заведений города Новосибирска и Новосибирской области в рамках проведенных Межвузовским центром содействия научной и инновационной деятельности студентов и молодых ученых Новосибирской области мероприятий: научно-образовательная школа «Как превратить научную идею в результативную заявку на грант»; региональный конкурс «Научный потенциал студентов и молодых ученых»; научно-образовательная школа «Грант – первый шаг от научной идеи к бизнесу»; научнообразовательная школа «Школа молодого ученого Новосибирской области». Работы отражают современный уровень научных исследований молодых ученых по различным направлениям науки и техники. Представляет интерес для специалистов в различных областях знаний, учащихся, работников системы высшего образования и Российской академии наук, а также руководителей организаций, занимающихся вопросами внедрения актуальных научных разработок.

ББК 74.480.46(2Рос-4Нос)+72.5(2Рос-4Нос)

ISBN 978-5-7782-2420-9

© Межвузовский центр содействия научной и инновационной деятельности студентов и молодых ученых Новосибирской области, 2014 © Коллектив авторов, 2014

2


ÃÓÌÀÍÈÒÀÐÍÛÅ ÍÀÓÊÈ

3


4


ПАСПОРТА ЗДОРОВЬЯ СУБЪЕКТОВ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА Р.И. Айзман, А.В. Лебедев, Н.И. Айзман, В.Б. Рубанович Новосибирский государственный педагогический университет К сожалению, в последние десятилетия здоровье молодежи существенно ухудшилось. Среди выпускников школ отмечается только 10…15 % практически здоровых, тогда как более 60 % имеют различный уровень функциональных нарушений и психоэмоционального напряжения [1, 3]. По последней информации Всемирной организации здравоохранения, в России курят более 3 млн подростков: 2,5 млн юношей и 0,5 млн девушек. Более 80 % молодежи старше 15 лет употребляют пиво. По данным Минздрава, в России около 550 тыс. наркозависимых лиц, но по экспертным оценкам их около 2…2,5 млн человек, при этом 60 % от общего числа наркозависимых – это молодежь [2]. Формирование и развитие личностного потенциала и здоровья молодежи происходит в значительной степени в школе, поэтому ведущим звеном в механизме модернизации российского образования является учитель, и только здоровый учитель может воспитать здоровых детей [3]. Характер педагогической деятельности предполагает высокие психоэмоциональные нагрузки, которые сказываются на здоровье учителя и вызывают состояние тревожности, неуверенности, эмоционального истощения (синдром эмоционального выгорания) и другие социально-психологические отклонения, которые возможно компенсировать и предупреждать. В связи с этим профессионально-личностное здоровье учителя является одним из факторов успешности образовательной системы, предопределяет эффективность процесса обучения и воспитания обучающихся. Условия реализации инновационных образовательных проектов предъявляют все более высокие требования к профессиональным и личностным качествам педагогов, поэтому укрепление здоровья будущих и настоящих педагогов является неотъемлемым требованием времени.

5


Суммарная оценка ситуации позволяет выделить ключевые факторы, определяющие ухудшение здоровья всех участников образовательного процесса:  отсутствие осознанной потребности в здоровье и здоровом образе жизни;  отсутствие необходимых знаний по охране здоровья;  недостаточный уровень оздоровительных программ и первичной профилактической помощи. Следствием является искажение образа жизни, распространение факторов риска заболеваний, формирование форм поведения, приводящих к снижению уровня здоровья. Это:  низкий уровень двигательной активности;  несбалансированное питание, приводящее к нарушению поступления в организм железа, йода и витаминов;  информационные перегрузки, связанные с интенсификацией обучения и нерациональным режимом труда, высокий уровень стресса;  лояльное отношение к употреблению алкогольных напитков;  широкое распространение табакокурения. Наряду с факторами образа жизни, отдельно следует выделить проблемы организационного и нормативного плана:  отсутствие программных документов по охране здоровья субъектов образовательного процесса;  отсутствие доступных, информативных и дешевых скрининговых методов комплексной оценки состояния здоровья человека;  недостаточность профилактической работы в образовательных учреждениях;  отсутствие интегративного подхода к проблеме здоровья;  отсутствие установок на сохранение здоровья создает риск для будущего сегодняшних студентов, связанного с созданием семьи, профессиональным и личностным ростом. В этой связи нами разработаны электронные паспорта здоровья для разных возрастно-половых и социальных групп (учащихся, студентов, спорстменов, педагогов), которые базируются на холистическом представлении о здоровье, определяющем возможности личности удовлетворять свои биологические, духовные и социальные потребности при совершенной адаптации к внешним экологическим и социальным условиям. Поскольку здоровье рассматривается как величина резервных возможностей организма, обеспечивающая сохранение биохимического, физиологического и психического гомеостаза при адаптации

6


к постоянно меняющимся условиям внешнего мира (или нагрузкам), то его уровень можно оценить количественно. Учитывая, что организм и среда его обитания являются единым целым, обусловливая взаимные влияния друг на друга, то необходимо оценивать здоровье человека с учетом экологических и санитарно-гигиенических условий проживания. Поскольку здоровье человека является динамичным состоянием, на которое влияют возрастно-половые, региональные, климатогеографические, профессиональные и наследственные факторы, то следует говорить о конкретной «индивидуальной норме здоровья» в онтогенезе. Разработанные программы обеспечивают интегративный подход, позволяющий объединять в единый «паспорт» показатели физического развития, функционального, психоэмоционального состояния организма и индивидуально-типологический статус человека. Список литературы 1. Абаскалова Н.П. Системный подход в формировании здорового образа жизни субъектов образовательного процесса «школа-вуз» / Н.П. Абаскалова. – Новосибирск: Изд-во НГПУ, 2001. – 316 с. 2. <Данные и статистика> http://www.who.int/research/ru/ (31/03/2013) 3. Герьянская Н.О. Психоэмоциональное здоровье педагога в условиях модернизации образования / Н.О. Герьянская // Сибирский психологический журнал. – 2008. – № 29. – С. 86–89.

ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ КОМПЕТЕНТНОСТНОГО ПОДХОДА В МУНИЦИПАЛЬНОЙ СЛУЖБЕ М.С. Безрядина, Г.А. Рехтина Новосибирский государственный аграрный университет На сегодняшний день практическая реализация компетентностного подхода в муниципальной службе связана с трудностями, поскольку отсутствует методика изучения компетенций работников муниципальных учреждений. Необходимость изменений обусловлена устаревшими требованиями к профессиональным качествам муниципальных служащих, не соответствующими уровню, установленному реформой государственного и муниципального управления. Несоответствие профессионализма служащих имеющимся реалиям понижает эффективность деятельности органов власти, отрицательно влияет на авторитет

7


власти. Применение компетентностного подхода в муниципальной службе является закономерным и важным условием приведения профессионализма служащих в соответствие с современными требованиями и повышения результативности деятельности органов власти. Целью проекта является разработка критериев оценки компетенций муниципальных служащих. Для достижения поставленной цели должны быть решены следующие задачи. 1. Анализ опыта реализации компетентностного подхода в муниципальных учреждениях (сбор и анализ теоретического материала, а также проведение пилотных исследований в рамках научно-практической конференции. 2. Разработка механизма оценки компетенций работников муниципальных учреждений (проведение круглого стола на тему «Практическая реализация компетентностного подхода и механизм оценки компетенций работников муниципальных учреждений». 3. Разработка и издание инструкции по применению компетентностного подхода и изучению компетенций работников муниципальных учреждений сферы молодежной политики. 4. Разработка рабочих тетрадей для проведения аттестации муниципальных служащих. Использование результатов проекта возможно в следующих сферах: – при подборе персонала: во время подбора персонала модель профессиональных компетенций является критерием отбора необходимых сотрудников, что значительно экономит время и средства, затраченные на процесс поиска. Поиск и подбор становятся более конкретными и результативными, так как организация четко представляет, кого она ищет; – при обучении персонала: модель компетенций служит основанием для построения программы обучения, на основании модели оформляется запрос на обучение (компетенции служат критерием выбора – чему и как обучать). Практика показывает, что воздействовать на профессиональные знания, опыт (т. е. компетентность) проще, чем на компетенции. Достаточно отправить сотрудника на курсы переподготовки, повышения квалификации, где он сможет приобрести опыт и повысить свои профессиональные знания; – при аттестации: составляющие модели служат критерием оценки персонала – компетентностный подход позволяет определить, какую подготовку должен пройти менеджер, претендующий на карьерный рост, чтобы структура его знаний и умений соответствовала его следующему карьерному шагу;

8


– при мотивации: модель компетенций определяет состав и структуру оплаты труда специалиста – если в требования организации заложена модель компетенций, то необходимо определить связь между компетенциями и принципами вознаграждения, т. е. компетенции требуют определенного поведения на рабочем месте, а вознаграждение мотивирует это поведение. Мы предполагаем, что в качестве результатов данного проекта будут выступать следующие: отчет по исследуемой теме; организации круглых столов с участием муниципальных служащих; публикация результатов НИР в виде рабочих тетрадей для изучения компетенций муниципальных служащих.

РАЗВИТИЕ СФЕРЫ КОНСУЛЬТАЦИОННЫХ УСЛУГ ДЛЯ СЕМЕЙ, ОСУЩЕСТВЛЯЮЩИХ ОПЕКУНСТВО ИЛИ УСЫНОВЛЕНИЕ ДЕТЕЙ-ИНВАЛИДОВ М.С. Богатырева Новосибирский государственный аграрный университет Семья – главное, что есть у ребенка. Дети, лишенные любви родителей и их заботы, не могут стать полноценными членами общества. Семья традиционно рассматривалась как оплот всего необходимого для ребенка – воспитания, содержания, заботы и защиты его самого и его прав. Забота о семье и воспитании детей всегда являлась одной из основных задач нашего государства. Опека (попечительство) представляет собою одну из форм семейного воспитания детей, лишившихся родительского попечения, а отдел опеки и попечительства помогает им в этом. Опека – форма устройства малолетних граждан, не достигших возраста четырнадцати лет, несовершеннолетних граждан и признанных судом недееспособными граждан, при которой назначенные органом опеки и попечительства граждане (опекуны) являются законными представителями подопечных и совершают от их имени и в их интересах все юридически значимые действия1.                                                             1

Федеральный закон № 48 ФЗ (в ред. Федеральных законов от 18.07.2009 № 178-ФЗ, от 01.07.2011 № 169-ФЗ, от 02.07.2013 N 167-ФЗ, от 02.07.2013 № 185-ФЗ), глава I, ст. 2.

9


Попечительство – форма устройства несовершеннолетних граждан в возрасте от четырнадцати до восемнадцати лет и граждан, ограниченных судом в дееспособности, при которой назначенные органом опеки и попечительства граждане (попечители) обязаны оказывать несовершеннолетним подопечным содействие в осуществлении их прав и исполнении обязанностей, охранять несовершеннолетних подопечных от злоупотреблений со стороны третьих лиц, а также давать согласие совершеннолетним подопечным на совершение ими действий в соответствии со ст. 30 Гражданского кодекса Российской Федерации2. В современной системе опеки и попечительства РФ существуют как достоинства, так и недостатки. Основная проблема – это количество детей сирот и детей, оставшихся без попечения родителей, но также имеются ряд других проблем: усложненный процесс опекунства и усыновления детей, несвоевременные выплаты социальной поддержки, неготовность населения брать опеку или усыновлять детей, узкий спектр консультационных услуг. Все эти проблемы государство пытается решать в той или иной степени. Но существует одна более острая проблема, решение которой позволит детям-инвалидам, оставшимся без попечения родителей, обрести больше шансов на приобретение семьи. На сегодняшний день существуют фонды и центры, которые помогают родителям преодолеть определенные барьеры при опекунстве или усыновлении детей-инвалидов. Одним из успешных фондов является «Школа приемных родителей». Эта школа предоставляет часовой курс лекций, тренингов и семинаров для тех, кто задумался о приеме в семью некровного ребенка. Помимо групповой работы в рамках данной школы, каждая семья проходит индивидуальное собеседование до начала занятий, а также индивидуальное собеседование с психологом после прохождения школы усыновителей3. Один общий недостаток этих школ и отдела опеки и попечительства состоит в том, что существует огромный комплекс услуг. Но такая услуга, как консультация семей по вопросам технического оснащения жилых помещений, подъездов, лестничных площадок, придомных тер                                                             2

Федеральный закон № 48 ФЗ (в ред. Федеральных законов от 18.07.2009 № 178-ФЗ, от 01.07.2011 № 169-ФЗ, от 02.07.2013 № 167-ФЗ, от 02.07.2013 № 185-ФЗ), глава I, ст. 2. 3 http://usinovi.ru/ «Школа приемных родителей» 

10


риторий необходимым оборудованием для более комфортного проживания и передвижения детей-инвалидов в приемных семьях или семьях их попечителей, отсутствует почти во всех центрах и школах, или они находятся на низком уровне развития. Создание такой консультационной услуги поможет родителям, принявшим в семьи детей-инвалидов, правильно оборудовать жилые и нежилые помещения, обеспечить ребенку-инвалиду удобный и достойный уровень жизни, так как для этих детей такое оснащение помещений жизненно важно. Развитие данной услуги позволит создать доступную среду для социальной адаптации ребенка и поможет почувствовать себя полноценным человеком. Список литературы 1. Федеральный закон № 48 ФЗ (в ред. Федеральных законов от 18.07.2009 № 178-ФЗ, от 01.07.2011 № 169-ФЗ, от 02.07.2013 № 167-ФЗ, от 02.07.2013 № 185-ФЗ). 2. «Школа приемных родителей» – официальный сайт http://usinovi.ru/

РАЗРАБОТКА ЭЛЕКТРОННОГО УЧЕБНОГО ПОСОБИЯ МАСТЕРА СОВРЕМЕННОГО ПЛАКАТА В.Д. Еськов Новосибирский государственный педагогический университет Объектом работы является разработка концепции электронного учебного пособия «Мастера современного плаката». Цель данной работы: создать электронное учебное пособие с максимально простым и понятным пользовательским интерфейсом. Информативное и удобное в использовании, оно должно служить в качестве наглядного материала для студентов творческих специальностей, а также в ознакомительных целях для всех желающих приобщиться к искусству в целом и в частности к плакату и плакатной графике. При выполнении работы был найден выразительный и в то же время простой язык, который будет понятен каждому потенциальному потребителю. Прозрачный интерфейс концентрирует внимание пользователя именно на изобразительной и информативной части проекта. Конструкцию, которая была создана для электронного учебного пособия «Мастера современного плаката», можно использовать в обра

11


зовательных целях для других предметов. Любой педагог, имеющий начальные знания о программе Adobe Indesign, может взять конструктивную основу проекта и, изменив содержание учебного материала, демонстрировать его в интерактивном виде. Таким же образом можно демонстрировать портфолио либо презентовать товар или услугу. По сути, был создан электронный макет, наполняемость которого может варьироваться, соответственно, область применения данного проекта очень широка.

МЕТОД ПРОЕКТОВ В ФОРМИРОВАНИИ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ КОМПЕТЕНЦИЙ ШКОЛЬНИКОВ Ю.А. Корячкина Новосибирский государственный педагогический университет В условиях модернизации системы образования одной из основных задач школы является формирование ключевых компетенций учащихся. Компетентностный подход предполагает формирование интеллектуальной и исследовательской культуры школьников, создание условий для самоопределения и самореализации потенциальных возможностей ребенка в процессе обучения. В соответствии с этим подходом появляется необходимость познакомить учащихся с теорией и практикой организации научно-исследовательской деятельности в учебном процессе и во внеклассной работе, вооружить их методами познания и сформировать познавательную самостоятельность. В Новосибирской области сложилась система работы с одаренными детьми, особенно в сфере развития исследовательских компетенций школьников. Более 40 лет действует Научное общество учащихся «Сибирь», созданное по инициативе академика Михаила Лаврентьева и направленное на осуществление школьниками собственных исследований и презентации их на ежегодных научно-практических конференциях. В течение большого количества лет опыт организации исследований учащихся осуществлялся в рамках данного научного общества и преимущественно охватывал учебные предметы: физику, математику, историю, литературу и т. д. Тенденции последних лет развития системы образования в Новосибирской области показывают, что существенные изменения произо

12


шли в сфере исследовательской деятельности учащихся: расширилось исследовательское пространство, оно не ограничивается сегодня только учебными предметами и включает в себя исследование социальной реальности, в которой живут дети. Так появились исследовательские секции «Детское движение», «Социология города», «Космонавтика» и др. В условиях модернизации образования предъявляются новые требования к методам обучения. Вслед за Е.О. Ивановой и И.М. Осмоловской выделим специфические характеристики методов обучения в условиях информационно-образовательной среды: субъектная позиция ученика, нацеленность на получение индивидуальных образовательных результатов, рефлексивность, коммуникативность, интерактивность. Именно метод проектов сочетает в себе все данные характеристики и является основополагающим в формировании исследовательских компетенций учащихся. Метод проектов не является принципиально новым в мировой педагогике. Он возник еще в 20-е годы прошлого столетия в США. Его называли также методом проблем и связывали с идеями гуманистического направления в философии и образовании, разработанными американским философом и педагогом Дж. Дьюи, а также его учеником В.Х. Килпатриком. Метод – это способ целенаправленной, совместной деятельности учителя и учащихся, связанной с достижением целей образования. В основу метода проектов положена идея, составляющая суть понятия «проект», его направленность на результат, который можно получить при решении той или иной практически или теоретически значимой проблемы. Этот результат можно увидеть, осмыслить, применить в реальной практической деятельности. В обучении метод проектов следует рассматривать как основной вид познавательной деятельности школьников. Используя проектирование как метод познания, учащиеся приходят к переосмыслению роли знаний в социальной практике. Реальность работы над проектом, а главное – рефлексивная оценка планируемых и достигнутых результатов помогают им осознать, что знания это не столько самоцель, сколько необходимое средство, обеспечивающее способность человека грамотно выстраивать свои мыслительные и жизненные стратегии, принимать решения, адаптироваться в социуме и самореализоваться как личность. Метод проектов используется как в классной, так и во внеклассной, в том числе в исследовательской деятельности школьников. Проекты, создаваемые учащимися, презентуются на различного рода конферен

13


циях как между школьниками, так и между учащимися средних и высших учебных заведений. На базе нашего факультета на протяжении четырех лет успешно реализуется проект: «Открытые педагогические чтения». Когда проект зарождался, его целью стало создание условий по стимулированию и поддержке исследовательской деятельности учащихся в сфере образования. Участниками открытых чтений были не только студенты вузов, но и школьники и преподаватели других вузов и других городов России. Это позволило разрешить противоречие между традиционными сложившимися горизонтальными контактами в исследовательской деятельности (исследовательские конференции учащихся, студентов, педагогов – по отдельности) и необходимостью вертикального объединения исследовательской позиции учащихся, студентов и педагогов. Примечательно то, что за такой малый срок существования проекта мы достигли достаточно высоких результатов: – во-первых, с каждым годом растет число школьников, участвующих в исследовательской деятельности; – во-вторых, качество работ выходит на более высокий уровень (на данном этапе школьники составляют здоровую конкуренцию студентам); – в-третьих, исследовательский потенциал школьников огромен (с каждым годом минимальный возраст участников снижается, что позволяет говорить о положительном воздействии на деятельность учащихся в формировании исследовательских компетенций). Подводя итог вышесказанному, можно сделать вывод, что проектный метод позволяет:  организовать презентацию результатов научно-практической, исследовательской, аналитической и проектной деятельности учащихся;  формировать основы исследовательской культуры учащихся;  способствовать развитию у учащихся умения вести научные дискуссии, отстаивать свою точку зрения, высказывать свое мнение (суждения) по поводу той или иной исследовательской работы;  пополнить методическую базу и инфраструктуру прикладной учебно-исследовательской работы;  способствовать формированию в сознании учащихся понимания исследования как эффективного средства освоения и преобразования педагогической действительности.

14


ОПРЕДЕЛЕНИЕ КРИТЕРИЕВ И УРОВНЕЙ СОЦИАЛЬНОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТИ В ПОДРОСТКОВОМ ВОЗРАСТЕ О.А. Лаврентьева Новосибирский государственный педагогический университет Современное общество ориентирует школьное образование на формирование социально ответственной личности. Конституция РФ, Национальная доктрина образования РФ, Закон РФ «Об образовании» дают основания утверждать, что государство нуждается в образованном и воспитанном гражданине, способном принимать решения в ситуации нравственного выбора, готовом нести ответственность за последствия своей деятельности перед собой и обществом. Анализ Федеральных государственных образовательных стандартов общего среднего образования свидетельствует о постановке перед системой образования задачи формирования ответственного гражданина [3]. Под социальной ответственностью мы понимаем качество личности, включающее в себя осознанное отношение к своим решениям, действиям и поступкам и глубокую уверенность в том, что эти решения, действия и поступки принесут пользу себе и другим людям [2]. Особое значение формирование социальной ответственности приобретает в подростковом возрасте. Опираясь на психологические особенности подросткового возраста, можно сделать вывод о том, что формирование социальной ответственности у подростков может достигать разных уровней с учетом критериев. С целью определения уровня социальной ответственности в подростковом возрасте мы предлагаем выделить три вида критериев: когнитивный, поведенческий и эмоциональный. Когнитивный критерий показывает степень осознанности решений, действий. Поведенческий критерий определяет образ жизни и действий, правила поведения. Эмоциональный критерий характеризует глубокое переживание значимости принятого решения или действия, возможно неконтролируемое эмоциональное возбуждение в процессе самостоятельного принятия решения или действия. На основе выраженности критериев нами были выделены уровни социальной ответственности: социальная без

15


ответственность, ситуативная социальная ответственность, устойчивая, смыслоориентирующая. На социально безответственном уровне подросток не несет или не осознает ответственности за действия или поступок, ситуативная социальная ответственность проявляется в зависимости от содержания и ситуации деятельности, устойчивая социальная ответственность предполагает осознанные ответственные решения при любых обстоятельствах, смыслоориентирующая социальная ответственность – осознание подростком социальной и личностной перспективы собственного поведения для дальнейшей жизни. Результаты диагностики уровня сформированности социальной ответственности у подростков на начальном этапе исследования, проведенном на базе МБОУ СОШ № 206 школы г. Новосибирска: было выявлено преобладание уровня ситуативной социальной ответственности, который ставил 52 %, и уровня социальной безответственности, который составил 28 % [1]. Следовательно, необходимо создавать такие педагогические условия, которые способствовали бы эффективному формированию у подростков социальной ответственности в процессе жизнедеятельности школы и помогали переводу значений на устойчивую социальную ответственность и смыслоориентирующую социальную ответственность. Список литературы 1. Лаврентьева О.А. Диагностика уровня социальной ответственности в подростковом возрасте // Стратегия и ресурсы социального воспитания: вызовы XXI века: материалы Международной научно-практической конференции в рамках VI Сибирского педагогического семинара / под общ. ред. Т.А. Ромм, И.В. Хромовой. – Новосибирск: НГПУ, 2012. – Т. 2. – С. 175–181. 2. Ромм Т.А. Воспитание: формирование социальности человека: монография / Т.А. Ромм, З.И. Лаврентьева и др. – Новосибирск: НГПУ, 2012. – 254 с. 3. Федеральный государственный образовательный стандарт [Электронный ресурс]. – URL: http://standart.edu.ru/ (дата обращения: 25.03.13).

16


ПРИМЕНЕНИЕ СОВРЕМЕННЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ГОСУДАРСТВЕННОМ УПРАВЛЕНИИ Д.В. Лукьянов Новосибирский государственный аграрный университет Во всем мире признано, что информация является важнейшим средством организации и регулирования частной и общественной жизнедеятельности, одной из форм закрепления и распространения имеющихся и приобретаемых знаний. Информация как совокупность каких-либо сведений, данных, факторов, характеристик о соответствующих предметах, явлениях, процессах, отношениях, событиях и т. д., собранных и систематизированных в пригодную для использования форму, составляет основу государственного управления. Информация выступает звеном, которое связывает объект и субъект управления, характеризует состояние объекта. Информационное обеспечение государственного управления – это система концепций, методов и средств, предназначенных для обеспечения пользователей (потребителей) информацией [1]. К пользователям информации относятся любые субъекты, обращающиеся к средствам информационного обеспечения за необходимой им информацией и пользующиеся ею. Государственное управление – процесс выполнения комплекса операций, ориентированных на достижение государственных целей. Именно для реализации операций государственного управления и необходима соответствующая информация и поддержание ее в актуальном состоянии. Информатизация органов государственного управления должна рассматриваться как технологическое средство, обеспечивающее своевременную обработку информационных запросов и способствующее выработке и принятию оптимальных решений. В целях обеспечения органов управления необходимой информацией в стране созданы значительные объемы информационных ресурсов различных видов и классов. В разрезе различных видов деятельности сейчас насчитывается порядка миллиона баз данных различного назначения [2].

17


Однако, все эти базы данных так или иначе несовершенны, так как большинство из них становятся неактуальными. Здесь огромную роль играет жизненный цикл информационного обеспечения государственного управления. Регулирование информационного обеспечения государственного управления должно охватывать весь его жизненный цикл: «проектирование – создание – эксплуатация – замена» [3]. Последний этап представляет собой процесс поддержания его в актуальном состоянии. Безусловно, все эти этапы важны. К сожалению, не ко всем этапам подходят ответственно. Так, на этапе проектирования бывают рассмотрены не все стороны будущего проекта, что становится заметно слишком поздно – с началом эксплуатации, это приводит либо к дополнительным затратам на доработку, либо доработки не следует, но средства уже потрачены, а эффективность нулевая. Этап замены часто игнорируется, что также выводит «из строя» всю систему из-за использования устаревшей информации. Не стоит забывать и то, что информационное обеспечение государственного управления имеет как общие, так и специфические особенности, обусловленные в основном характером организации и функционирования в конкретном подразделении. В связи с таким разделением информационное обеспечение конкретных подразделений имеет свои особенности. Так, отделу, связанному с расчетом статистических, математических и иных данных, требуется специальное программное обеспечение, ускоряющее процесс обработки в десятки, сотни раз. Отдел, отвечающий за связь с населением в пространстве Интернет, нуждается в функционирующем интернет-портале с реализацией множества функций. Только квалифицированное применение современных информационных технологий в государственном управлении может обеспечить эффективность, рентабельность и экономичность деятельности. Список литературы 1. Федеральный закон от 27.07.2006 № 149-ФЗ (ред. от 02.07.2013) «Об информации, информационных технологиях и о защите информации». 2. Распоряжение Правительства Российской Федерации от 20.10.2010 № 1815-р (ред. от 20.07.2013) «О государственной программе Российской Федерации “Информационное общество (2011-2020 годы)”». 3. Лактионов А. Информационное общество / А. Лактионов. – М.: АСТ, Мидгард, 2004. – 512 с.

18


ВЛИЯНИЕ РИСКОВ НА ПРЕДПРИНИМАТЕЛЬСКУЮ АКТИВНОСТЬ В РОССИИ Н.В. Маслова Новосибирский государственный университет экономики и управления В последнее время как отечественные, так и зарубежные исследователи уделяют все больше внимания изучению факторов, влияющих на предпринимательскую активность. Предприниматель является главной движущей силой в экономике. По мнению Й. Шумпетера, именно предприниматель способен осуществить революцию в способе производства, превратить новую идею в инновацию. Иными словами, экономическое развитие тесно связано с предпринимательской активностью. Более того, в условиях глобального рынка успешно конкурировать способны лишь инновационно активные предприятия. Предприниматель, осуществляя ту или иную деятельность, добровольно идет на риск, предпринимательская деятельность сама по себе связана с риском. Ф. Найт наличием риска объясняет природу прибыли, однако предприниматель склонен рисковать умеренно. По нашему мнению, риски в экономике России сегодня высоки настолько, что существенно препятствуют осуществлению инвестиционных процессов и, как следствие, тормозят развитие. Низкую инновационно-инвестиционную активность подтверждают данные официальной статистики, результаты различных исследований. В настоящее время у владельцев капитала отсутствует заинтересованность в реализации инвестиционных проектов на территории России. В первую очередь это касается масштабных проектов, требующих осуществления крупных капиталовложений на длительный срок. Подобные проблемы возникают и с реализацией инновационных проектов, которые априори являются высоко рискованными. Существенное влияние риски в экономике оказывают на активность в сфере малого и среднего бизнеса, на развитие которого сегодня делается ставка. Проблематика исследовательского проекта – всесторонняя характеристика рисковой составляющей предпринимательского климата в России (условия функционирования предпринимательства), оценка влияния уровня риска на предпринимательскую активность, выявление

19


взаимосвязи уровня рисков в экономике и возможности успешного развития (например, темпы роста). Существует целый ряд как отечественных, так и зарубежных подходов к оценке предпринимательского климата и качества предпринимательской среды. Характеризуя климат, можно выделить две составляющие: возможности (потенциал) – это факторы, способствующие осуществлению предпринимательской деятельности; барьеры (риски) – факторы, препятствующие осуществлению предпринимательской деятельности. Для выявления и характеристики рисков, оказывающих влияние на предпринимательскую активность в стране, необходимо всестороннее изучение предпринимательской среды. Обобщив собранную в рамках исследования информацию, можно сделать вывод о том, что в настоящее время в России предпринимательский климат в значительной мере характеризуется рисковой составляющей. Так, к примеру, в рейтинге по условиям ведения бизнеса «Doing Business» на 2014 г., составляемом Всемирным банком, Россия находится на 92-м месте из 189 возможных. Очевидно, что без выявления рисков невозможно построить эффективную систему управления последними. Определив риски, которые оказывают наибольшее влияние на уровень предпринимательской активности, можно разработать комплекс мероприятий по их снижению, что в конечном итоге позволит улучшить качество предпринимательской среды и будет способствовать росту предпринимательской активности. Формирование благоприятного предпринимательского климата является одной из первоочередных задач государства. Сегодня в России существуют организации, созданные как по инициативе правительства, так и представляющие интересы бизнеса, которые активно занимаются разработкой мер по улучшению предпринимательского климата в стране и оказывают содействие в формировании диалога бизнеса и власти. Однако, эффективность государственной поддержки является низкой, а реализуемая политика является скорее сдерживающим, чем стимулирующим фактором для развития предпринимательства. Обратная связь является крайне слабой. Не ясно, что же необходимо для формирования доверительной среды. Данный аспект представляет особый интерес для исследования.

20


МИРОВЫЕ ТРЕНДЫ В РАЗВИТИИ ПРОГРАММ ПИТАНИЯ А.А. Непомнящая, Л.Н. Рождественская Новосибирский государственный технический университет За последние десятилетия программы в области питания получили достаточно широкое распространение во всем мире. Это обозначило актуальность исследования существующих трендов в развитии таких программ с учетом социально-экономического, политического и культурного контекстов их реализации. Целью данного исследования является проведение сравнительного анализа концепций, таркетинга, ресурсного обеспечения и задействованных механизмов реализации программ в области питания, в том числе программ социального питания и продовольственной поддержки населения. По результатам исследования установлено, что в ряде развивающихся стран и странах, испытывающих регулярное негативное воздействие на продовольственную безопасность со стороны природных и техногенных факторов или факторов социального характера (войны, межнациональные конфликты, терроризм и пр.), наиболее распространенными являются программы, ориентированные на безвозмездную передачу продовольственных ресурсов в домохозяйства и использующие в основном географический таркетинг. Ресурсами для таких программ в основном является помощь, оказываемая международными благотворительными организациями, Всемирным банком и частными жертвователями. Это программы, носящие периодический характер, и основные акценты в них сведены на максимальный охват и сокращение затрат в расчете на одного получателя. В то же время иные тенденции развития можно отметить для таких супердержав, как Россия и США. Эти страны не испытывают глобальных проблем, связанных с обеспечением доступности пищевых ресурсов и концептуально ориентированных на рационализацию питания различных групп населения. Таркетинг программ питания как в России, так и в Америке носит социально-экономический характер определения целевых групп, однако в Америке для каждой целевой группы созданы соответствующие программы, соответственно и число программ в Америке выше, чем в России.

21


Объем задействованных ресурсов в Америке значительно выше, чем в России. Это связано с тем, что в России помощь предоставляется меньшему количеству граждан, программы социального питания и адресной продовольственной помощи запущены только в нескольких регионах в качестве пилотных проектов. Кроме того, оценить объем реально задействованных ресурсов в России представляется затруднительным в связи с отсутствием в открытом доступе статистических данных. В то же время обе страны участвуют в международной деятельности по оказанию гуманитарной помощи, преследуя одни и те же цели – расширение сфер своего влияния и поддержка сельского хозяйства своей страны. Однако объем помощи, предоставляемой США, в 100 раз больше в абсолютном значении и в 10 раз больше относительно ВВП. В заключение можно сделать вывод о том, что рост объемов средств, затрачиваемых на программы социального питания и продовольственной и гуманитарной помощи, тесно связан с улучшением экономической ситуации в нашей стране. Достигается такое положительное воздействие по двум причинам: во-первых, это провоцирует развитие сельского хозяйства и предпринимательства, увеличивая как конкурентоспособность отечественной продукции, так и устойчивость отечественных производителей в условиях гарантированного рынка сбыта; с другой – позволяет непосредственно повлиять на улучшение состояние здоровья населения России и повысить работоспособность. В свою очередь, за счет создания мультипликативного положительного эффекта общий экономический рост позволит государству вкладывать больше средств в программы социального питания и продовольственной поддержки.

ОБЪЕДИНЕНИЕ ПОТЕНЦИАЛОВ КРЕАТИВНЫХ СТУДЕНТОВ И ВУЗОВСКОЙ НАУКИ КАК ФАКТОР СИСТЕМНОГО ФОРМИРОВАНИЯ ГРАЖДАНСКОГО ОБЩЕСТВА С.С. Цукарев, К.Б. Дудин Новосибирский государственный аграрный университет Общим контекстом социально-политических и экономических процессов начала XXI в. для российского общества является глобализация и вхождение в очередную полосу сложных и противоречивых трансформаций, затрагивающих не только экономические, но и соци

22


ально-политические отношения. Вхождение России в мировое сообщество является существенной составляющей глобализирующего мира и перестройки гражданского общества. Будущее общество с его открытостью, сложностью, интегративностью, противоречивостью все в большей мере будет определяться инновационным потенциалом населения молодого возраста и степенью его профессионализма. В статье исследуются вопросы формирования гражданственности студентов в контексте реализации молодежной политики в России. Рассматриваются методологические предпосылки формирования гражданственности у молодежи в вузах. На основе анализа предложена концептуальная модель такой системы. Объединение личностного потенциала гражданственности студентов и профессионалов научного сообщества вуза рассматривается как основа научного подхода к инициированию студентов на самовоспитание и саморазвитие, формирование гражданских ориентиров и идентификацию в профессиональной деятельности. Рассматриваются вопросы создания СО НКО на примере НГАУ. Просматривается их стратегическая направленность на поддержку и развитие международного сотрудничества и понимание важности качества высшего образования. Защита учащихся и других заинтересованных сторон от низкого качества образовательных услуг и развитие качественного трансграничного высшего образования в соответствии с гуманитарными, социальными, экономическими и культурными потребностями должна стать одной из наиболее важных функций.

РАЗРАБОТКА ТИПОВЫХ РЕШЕНИЙ ДЕТСКИХ ИГРОВЫХ ПЛОЩАДОК В СТРУКТУРЕ ПРИДОМОВЫХ ТЕРРИТОРИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МАТЕРИАЛОВ ВТОРИЧНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ Е.Е. Чичинина, В.С. Шутенко Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет (Сибстрин) Правильная организация пространства детских игровых площадок является важнейшей задачей в процессе благоустройства придомовых территорий. Практически каждый двор Новосибирска обеспечен детской площадкой, но состояние в разных районах города различное.

23


Есть современные красочные площадки, а есть игровые элементы 20-летней давности. И конечно, наличие детской площадки рядом с домом – дополнительный плюс для семей с детьми, а таких, учитывая последние данные статистики о рождаемости, становится все больше. Разработка типовых решений позволит оптимизировать этот процесс, а также обеспечит организацию досуга детей дошкольного, младшего школьного возраста, развития и совершенствования физических качеств детей, привитие интереса к здоровому образу жизни и спорту. Типовая детская площадка представляет собой компоновку отдельных модулей, которые учитывают интересы и возраст ребенка; она является просторной, безопасной и многофункциональной. Эффектный ландшафтный дизайн предусматривает оснащение детской площадки качественным, ярким инвентарем. Для площадки подобрано спортивное, игровое оборудование, предпочтение отдается конструкциям для разнопланового использования. Использование вторичного сырья – отличный способ позаботиться об окружающей среде и уменьшить ее загрязнение. К тому же это еще и возможность получить качественный и экологически чистый продукт, который будет полезен в обустройстве инфраструктуры, в развитии физкультуры и спорта.

24


ÅÑÒÅÑÒÂÅÍÍÛÅ ÍÀÓÊÈ

25


26


ФАРМАКОЛОГИЧЕСКАЯ КОРРЕКЦИЯ ЗДОРОВЬЯ И ПАТОЛОГИЙ КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА В УСЛОВИЯХ СИБИРИ О.Н. Довгулёва, Н.Н. Горб, Ю.Г. Попов, Т.Б. Мигда Новосибирский государственный аграрный университет Главный путь увеличения производства продукции животноводства в сельскохозяйственных предприятиях всех форм собственности и личном подворье граждан – рост поголовья скота и повышение мясной и молочной продуктивности. Успешное ведение высокопродуктивного животноводства предусматривает соблюдение человеком по отношению к сельскохозяйственным животным ряда условий, практически отрывающих их от природной среды и приближающих к биологической машине, производящей целевую продукцию. Высокие производственные показатели неизбежно сопровождаются повышением распространения заболеваний крупного рогатого скота, вызываемых условно-патогенной микрофлорой: у коров – болезней органов репродуктивной системы, молочной железы и дистального отдела конечностей, у телят – органов дыхания и пищеварения. Указанные заболевания наносят сельскохозяйственным предприятиям огромный экономический ущерб за счет недополучения значительного количества приплода и объема годового удоя, выбраковки молодых коров и гибели молодняка еще до того, как окупятся затраты на их выращивание. Упомянутые выше заболевания некоторые ученые относят к факторным болезням. Инфекционная природа вышеуказанных заболеваний подтверждается тем, что у большинства (более 80 %) животных из пораженных органов выделяются ассоциации микрофлоры с патогенными свойствами. В числе выделенной условно-патогенной микрофлоры ведущее место, чаще в различных ассоциациях, занимают стрептококки, стафилококки, кишечная палочка, синегнойная палочка, протей, реже другие микроорганизмы и грибы, вызывающие болезнетворное действие на фоне ослабленной естественной резистентности организма. В связи с недостаточной эффективностью проводимых в настоящее время лечебно-профилактических мероприятий в борьбе с вышеназванными заболеваниями у скота важная роль отводится фармакотерапевтическим и фармакопрофилактическим средствам. Причем применение их предусматривает рациональное медикаментозное воздействие

27


на ослабленный или больной организм. Поэтому в настоящее время актуальными являются разработка и внедрение в практику новых эффективных комплексных препаратов, оказывающих этиотропное и патогенетическое действие, способствующих получению доброкачественной и безопасной в ветеринарно-санитарном отношении продукции. Хорошие профилактические результаты при респираторных заболеваниях телят обеспечивает новый препарат на основе эфирных масел – Аэросан, применяемый технологично – путем выпойки с молоком или его заменителем. Кроме того, данный препарат повышает общую резистентность организма и вызывает ростостимулирующий эффект. Для лечения раневых инфекций у крупного рогатого скота предложен препарат Хинасепт-Р. Хинозол, входящий в состав препарата, обладает выраженным антимикробным действием в отношении большинства вегетативных форм микроорганизмов, а вспомогательные вещества активизируют регенераторные процессы в поврежденных тканях. При профилактике и лечении послеродовых эндометритов у коров высокую эффективность показал препарат Эмексид. Главная его особенность – выраженная антимикробная и антипротозойная активность, которая определяется действующими веществами – антибиотиком четвертого поколения из группы фторхинолонов и антибиотиком из группы нитроимидазолов. Производство указанных препаратов в настоящее время налажено в ЗАО «Росветфарм» (п. Краснообск Новосибирской области). Актуальным и перспективным является поиск и разработка новых ветеринарных препаратов для обеспечения здоровья животных и производства безопасной для человека продукции животноводства.

ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКТИВНО-РЕЖИМНЫХ ПАРАМЕТРОВ КЛЕТКИ ДЛЯ ИНДИВИДУАЛЬНОГО СОДЕРЖАНИЯ ТЕЛЯТ ПРОФИЛАКТОРНОГО ПЕРИОДА Ю.А. Изюрова Новосибирский государственный аграрный университет В связи с несовершенством технологии искусственного содержания и кормления новорожденных телят наблюдается высокий процент их заболеваний и падежа. Заболевание охватывает от 50 до 100 % всего молодняка крупного рогатого скота, падеж при этом достигает 10 % и

28


более от народившихся. Пик желудочно-кишечных заболеваний приходится на 1–3-й и 8–10-й дни жизни. Здоровье и дальнейшее развитие новорожденного теленка во многом зависит от условий содержания и способов его кормления. Лежать – это для телят очень важно. Им нужно лежать для переваривания пищи и отдыха конечностей. Крупнорогатый скот (КРС), очень специфически ложится и встает (рис. 1). В обоих случаях ему ничто не должно мешать. Это значит, что КРС должен иметь возможность двигаться в клетке так же, как и в естественных условиях. Как показано на рис. 1, в обоих случаях, когда КРС встает или ложится, ему нужно вытащить голову вперед.

Рис. 1. Положение КРС в позах: ложится и встает

Решающие для определения размеров стойла (клетки) – три зоны: 1 – пространство для тела (т. е. расстояние от хвоста до колен, см); 2 – пространство для головы тогда, когда корова лежит, см в длину; 3 – пространство для маневра (дополнительное пространство, чтобы корова могла встать, см в длину). Из денников, где проходили отелы, телят переводят в профилакторий. На современных фермах профилакторий оснащают средствами механизации. Помещение профилактория должно быть светлым,

29


сухим, хорошо вентилируемым, но без сквозняков и резких колебаний внутренней температуры. Телят от рождения до возраста 3–5 дней содержат в индивидуальных клетках, приподнятых от пола на 12...45 см. Над клетками размещают установки инфракрасного и ультрафиолетового излучения. Для профилактики заболеваний телят и проведения очистки, дезинфекции секций используют принцип «пусто–занято». Наиболее распространены клетки Эверса длиной 120 см, шириной 100 см и высотой от пола 120 см и узкогабаритные клетки длиной 100…110 см, шириной 40…45 см и высотой от пола 120 см. Выделения животных попадают здесь только на пол задней части клеток. Решетчатый, с 12-миллиметровыми щелями, пол в задней части клеток делают из 5-миллиметрового полосового железа, толщина которого равна 22 мм. На очистку в таком случае клеток от выделений животных телятницы затрачивают минимум труда.

Рис 2. Деревянная клетка конструкции Эверса для содержания телят: 1 – кормушка; 2 – решетчатый щелевой пол; 3 – натянутая с нижней стороны пленка с уклоном для стока жижи в сосуд; 4 – сосуд для жижи

Одной из трудоемких операций при индивидуальном содержании телят является их зоотехнический контроль и учет, который проводится с целью определения физиологического состояния ремонтного молодняка и выявления ранних стадий заболеваний или профилактики.

30


Зоотехнический учет новорожденных телят при их индивидуальном содержании в клетках профилактория проводится для определения их физиологических параметров. При решении вопроса зоотехнического учета, связанного с определением живой массы при содержании телок, следует учитывать их биологическое состояние – влияние на развитие, физиологическое состояние и формирование последующей продуктивности животных. Операция, связанная с определением массы теленка, наиболее трудоемкая и Рис. 4. Клетка для телят с автребует затрат ручного труда. Теленка томатической индикацией его извлекают из индивидуальной клетки, массы: переводят, чаще переносят, на весы для 1 – передняя стенка; 2 – дверца; определения его массы. Интерес пред- 3 – задняя стенка; 4 – боковая ставляет динамика изменения его массы, стенка; 5 – дно; 6 – весовые датчто особенно важно в первые дни его чики; 7 – цифровое табло индикации  жизни. Автоматизация данного процесса возможна при изменении конструкции клетки за счет весового устройства с автоматической обработкой и индикацией показателя массы.

ПОДОСКОПИЯ КАК ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЙ МЕТОД СКРИНИНГ-ДИАГНОСТИКИ ДИСПЛАЗИИ СОЕДИНИТЕЛЬНОЙ ТКАНИ Е.М. Мезенцев Новосибирский государственный медицинский университет Соединительная ткань (СТ) составляет основу организма, участвует в формировании структуры всех органов и систем. Дисплазия соединительной ткани (ДСТ) – генетически гетерогенное и клинически полиморфное патологическое состояние, обусловленное нарушением развития соединительной ткани в эмбриональном и постнатальном периодах. Характеризуется наличием синдрома патологии стопы (косолапость, плоскостопие (продольное, поперечное), реже полая стопа);

31


синдрома гипермобильности суставов; торакодиафрагмальным синдромом (астеническая форма грудной клетки, деформации грудной клетки (воронкообразная, килевидная), деформации позвоночника (сколиозы, кифосколиозы, гиперкифозы, гиперлордозы и др.)); клапанным синдромом (изолированные и комбинированные пролапсы клапанов сердца (чаще всего пролапс митрального клапана – 70 %)). Подоскопия – метод исследования состояния стоп путем анализа их отпечатка на плоскости. Этот метод позволяет оценить позиционную установку стоп с выявлением отклонений и взаимосвязь с задней, боковой и внутренней поверхностями стоп всей нижней конечности и опорно-двигательного аппарата в целом. Констатировать наличие ДСТ можно путем:  выявления 6–8 и больше признаков ДСТ;  привлечения не менее 2–3 различных органов;  лабораторного подтверждения нарушения обмена СТ (повышение уровня экскреции гликозаминогликанов и оксипролина);  факта семейного накопления признаков ДСТ. Наиболее часто ДСТ диагностируется по патологии скелета в 57…94 % от всех дисплазий. Наиболее распространенной патологией являются кифосколиозы (70…80 %), плоскостопие (60,5…78 %), арахнодактилия (36 %), полая стопа (16 %), гиперкифоз, гиперлордоз (11…19 %), гипермобильность суставов (25…33 %), полисегментарные ранние остеохондрозы (38 %). В данное время в г. Новосибирске при скрининг-исследованиях вопрос о ДСТ ставится по данным исследования позвоночника (сколиоз, деформация грудной клетки). Мы предлагаем дополнить скринингдиагностику методом подоскопия, так как патология стопы занимает значительное место в ДСТ.

ПРИСПОСОБЛЕНИЕ ДЛЯ РАННЕЙ ПОСТТРАВМАТИЧЕСКОЙ РАЗРАБОТКИ СУХОЖИЛИЙ КИСТИ Е.И. Ульяхина Новосибирский государственный медицинский университет Ранняя и эффективная реабилитация пациентов с травмами сухожильного аппарата кисти имеет непосредственное значение как в личной жизни пациента, так и в его занятости в трудовом процессе. Для

32


предупреждения инвалидизации и функционального ограничения подвижности дистальных отделов верхней конечности требуется определенный подход на ранних сроках реабилитации после наложения сухожильного шва. Как решение данной проблемы, возможно применение ранней пассивной динамической нагрузки с помощью разработанного ортопедического изделия. Как решение возмещения утраченной функции лучевого нерва – ортез максимально возмещает ее, предупреждая гипофункцию мышечных групп, иннервируемых лучевым нервом и его ветвями, что значительно повысит качество жизни группы пациентов с данной патологией. Ортез благодаря его компактности и неброскому внешнему виду позволяет использовать его в быту, на работе, в людных местах, не привлекая особого внимания к пациенту. При этом функциональность кисти сохранена в полной мере, что позволяет выполнять разнообразнейшие манипуляции: от обслуживания себя пациентом самостоятельно до профессиональных обязанностей. Ортез легко одевается под одежду, для марких работ требуется дополнительно использовать резиновые перчатки. Соответственно, для пациентов с нарушением сухожильного аппарата появляется возможность совмещать послеоперационную реабилитацию с повседневной жизнью, сокращая срок нетрудоспособности, а для пациентов с травмой лучевого нерва ортез является повседневной необходимостью. Осуществление изделия предполагает три размера изделия с индивидуальной корректировкой размеров и уровня воздействия на пораженную конечность, что способствует активному процессу реабилитации. Корректировка возможна не только медицинским персоналом, но и самим пациентом, что существенно сокращает потребность нахождения в лечебных учреждениях, а это весьма значимо для пациентов из отдаленных районов. Ортез предназначен для использования в быту и в трудовой деятельности, может распространяться в аптечной сети и сети магазинов медицинской техники. Также он может использоваться в стационарах травматологического и ортопедического профиля на стадии освоения пациентом данного изделия. На данный момент ортез находится на стадии проведения процедуры патентования.

33


СПОСОБ НАЛОЖЕНИЯ СУХОЖИЛЬНОГО ШВА Э.Г. Шумахер, Д.И. Шумахер Новосибирский гсударственный медицинский университет Изобретение относится к области медицины, а именно к травматологии и ортопедии, и может найти свое применение в лечении различных повреждений сухожилий. Изобретение предназначено для лечения различных повреждений сухожилий, преимущественно ахиллова. Кроме того, предлагаемый способ может быть использован и для лечения сухожилий меньшего диаметра. Задачей данного изобретения является предложить новый способ лечения повреждения сухожилий, который устранит возможность образования рубцов и контрактур, тем самым ускорит сроки сращения и снизит реабилитационный период. Поставленная задача решается за счет: 1) сохранения структуры сухожилия; 2) высокой прочности шва; 3) полностью внутриствольного шва; 4) использования двух видов нитей, выполняющих разные функции в соединении: поперечные швы охватывают сухожильный ствол и распределяют силу натяжения на всю толщу сухожилия; продольные нити сопоставляют сухожильные концы.

34


ÒÅÕÍÈ×ÅÑÊÈÅ ÍÀÓÊÈ

35


36


ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫЙ АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД ДЛЯ ВЕНТИЛЯЦИИ МЕТРОПОЛИТЕНА А.И. Андреев Новосибирский государственный технический университет Расходы электроэнергии на вентиляцию тоннелей и станций метрополитена значительны и уступают только расходам на тягу поездов. Обзор публикаций по данной теме [1, 2] объясняет эту ситуацию следующим образом: 1) использованием устаревших и неэффективных вентиляторов; 2) как правило, отсутствием регулирования расхода воздуха: вентиляторы имеют постоянную производительность, которая большую часть времени является избыточной и приводит к основному перерасходу электроэнергии. Регулирование производительности вентиляторов возможно следующими способами: 1) изменением угла поворота лопаток рабочего колеса вентилятора; 2) изменением параметров питания электродвигателя вентилятора. Осуществление первого способа требует модернизации конструкций вентиляторов, которая тем не менее вполне возможна без существенных затрат [3]. Второй способ реализуется в промышленности путем применения преобразователей частоты. Однако, из-за больших мощностей и повышенного напряжения (6 кВ) вентиляторных установок метрополитена типовые решения в данном случае неприменимы. Решение данной проблемы видится в построении многоуровневого преобразователя [4]. Также эффективное регулирование производительности вентиляторов невозможно без построения автоматизированной системы управления, на которую планируется возложить следующие задачи: 1) анализ тепло- и газовыделения на станциях и внутри тоннелей метрополитена; 2) учет возмущающих воздействий: колебаний температуры окружающей среды, влияния «поршневого эффекта» поездов [1]; 3) определение фактически необходимого объема воздуха и регулирование производительности вентиляторов.

37


Список литературы 1. Петров Н.Н. Модернизация парка устаревших тоннельных вентиляторов и создание новых машин для транспортных тоннелей метрополитена / Н.Н. Петров, Е.А. Петрова, А.И. Андреев // Транспорт: наука, техника, управление. – 2013. – № 6. – С. 39–42. 2. Красюк А.М. Анализ способов регулирования режима работы тоннельных осевых вентиляторов / А.М. Красюк, Д.В. Зедгенизов, H.A. Попов, А.Н. Чигишев // Мет-PO. – 2000. – № 5–6. 3. Адаптивность, экономичность и выбор вентиляторов главного проветривания шахт / Н.Н. Петров, А.Д. Илюшкин, М.Е. Вильбергер, С.В. Макаров // В мире научных открытий. – 2012. – № 11.5 (35). – С. 260–275. 4. Многоуровневые автономные инверторы для электропривода и электроэнергетики // Силовая электроника. – 2008. – № 1. – С. 43–46.

РАЗРАБОТКА ДОСТУПНОЙ СИСТЕМЫ БИЗНЕС-ПЛАНИРОВАНИЯ НАУЧНЫХ И ИННОВАЦИОННЫХ ПРОЕКТОВ В.К. Бачаров, А.А. Кононов, С.В. Печеркин Новосибирская государственная академия водного транспорта В настоящее время начальным этапом при реализации инвестиционных проектов является разработка бизнес-планов. Основным генератором бизнес-планов являются представители малого и среднего бизнеса. Одним из основных требований заявок как на получение государственной поддержки, так и на получение кредитов в коммерческих банках является наличие бизнес-планов у соискателя. Как правило, для финансовых расчетов бизнес-планов используется универсальное программное обеспечение, такое как MS Office и OpenOfficeOrg. Также может использоваться и неспецифическое специализированное программное обеспечение, например SPSS, StatSoft Statistica, Statit Professional и т. д. Достаточно часто применяются и специализированные программные продукты для расчета бизнес-планов, например российские: Project Expert, Инэк, ТЭО-Инвест, АльтИнвест, Business Plan, «Мастерская бизнес-планирования», «Мастер проектов»; среди зарубежных одной из наиболее известных считается такая программа, как COMFAR.

38


Но все перечисленные ПО с точки зрения применения субъектами малого предпринимательства обладают рядом существенных недостатков. Неспециализированному и неспецифическому ПО не хватает наличия методики расчетов. Такую методику трудно получить и из сторонних источников. Специализированное ПО, как правило, дорого и требует дополнительного обучения, что не окупает его приобретение для СМиСП. Исходя из вышеизложенных соображений был создан несложный в освоении небольшой специализированный программный продукт, тем не менее содержащий в себе необходимый для расчета бизнес-плана функционал, позволяющий пользователю без специальной подготовки рассчитать финансовую часть бизнес-плана, требуемого для получения государственной помощи.

НЕЧЕТКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ А.Н. Брикетова Новосибирская государственная академия водного транспорта Нечеткая логика – раздел современной математики, позволяющий решать задачи, которые трудно реализуются с помощью классической логики. На ее основе существует такое самостоятельное направление научно-прикладных исследований, как нечеткое моделирование. Оно оперирует такими понятиями, как лингвистическая переменная, нечеткое множество, функция принадлежности, нечеткий вывод. Для нечеткого моделирования популярны две системы: fuzzy logic toolbox в среде MATLAB и среда fuzzyTECH. В процессе предварительного моделирования системы, а также в учебных целях подобные системы сложны и не являются необходимыми. Облегчить подобные задачи может веб-ориентированная система нечеткого моделирования. Мною была начата реализация системы. В первую очередь была реализована математическая часть машины вывода по алгоритму Мамдани, формы ввода, а также вывод графиков и результата. Для работы над системой было принято решение использовать такие инструменты, как язык гипертекстовой разметки HTML и язык программирования PHP. Значительным отличием PHP от какого-либо кода, выполняющегося на стороне клиента, является то, что PHP

39


скрипты выполняются на стороне сервера. Это позволяет запускать приложение на различных компьютерах. Для хранения введенных пользователем данных был выбран расширяемый язык разметки XML и подход DOM. Для реализации отображения графиков используется библиотека JPGraph. Реализация других функций и модернизация системы будет продолжена в процессе дальнейшей работы.

ИЗМЕРЕНИЕ ДЕФОРМАЦИИ КОРПУСА СУДНА В.А. Бузденкова Новосибирская государственная академия водного транспорта Центральным местом в судовождении является его безопасность. К сожалению, в последнее время мы все чаще становимся свидетелями крупных аварий, при которых гибнут люди. Одной из причин таких аварий является недопустимая деформация корпуса судна. В данной работе рассматривается индикатор, с помощью которого можно будет получить информацию о деформации корпуса судна в реальном времени. И судоводитель, видя, что деформация приближается к оптимальному значению, сможет принять меры. Существуют методы измерения деформации судна, в частности прогиба, но они являются статическими. В момент погрузки, например, геодезическими приборами можно измерить прогиб судна, но в процессе судовождения измерять его таким образом невозможно. В данной работе предлагается принципиально простой метод непрерывного измерения прогиба судна. Идея заключается в том, что вдоль судна очень сильно натягивается трос с помощью пружины и в случае прогиба судно прогибается, а трос остается в том же положении. Теперь задача сводится к измерению отклонения троса от корпуса судна при помощи специального датчика, который должен измерять отклонения троса от корпуса, причем только в вертикальном направлении (не реагируя на горизонтальное), и также обладать очень высокой надежностью. Позже сигнал проходит обработку, колебания троса фильтруются и на показывающий прибор приходит только сигнал деформации корпуса.

40


ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЕОМЕТРИИ ТРЕЩИНЫ, ВОЗНИКАЮЩЕЙ ПРИ ГИДРАВЛИЧЕСКОМ РАЗРЫВЕ ПЛАСТА П.И. Вайнмастер Новосибирский государственный технический университет Гидравлический разрыв пласта (ГРП) – метод повышения продуктивности добычи нефти при разработке низкопроницаемых зон и пропластков. Суть метода заключается в формировании высокопроводимой трещины в целевом пласте, посредством которой обеспечивается приток добываемого флюида к забою скважины. Определение геометрии раскрывающейся трещины является одной из сложных и актуальных задач, сопутствующих применению метода гидроразрыва. Целью настоящей работы является разработка алгоритмического и программного обеспечения для определения геометрии трещины гидроразрыва и визуализации 3D-модели. Рост трещин во время операций по ГРП сопровождается микросейсмическими колебаниями на границах среды, которые, в свою очередь, излучают акустические волны малой энергии. Для регистрации этих событий служат сейсмоприемники, осуществляющие запись сейсмограмм. На основе полученных сейсмограмм впоследствии восстанавливаются координаты источников микросейсмических колебаний, представленные в виде «точек» некоторой виртуальной сетки внутри целевого пласта. Набор таких «точек» представляет собой исходную информацию для определения геометрии раскрывшейся трещины. Количество зафиксированных источников колебаний («точек») может достигать десятков тысяч. Для устранения избыточности сейсмических данных предложен метод пространственной фильтрации. Разработанный алгоритм предполагает выделение локальных центров источников микросейсмических колебаний, возникающих в ходе гидроразрыва. Суть алгоритма заключается в разбиении рассматриваемой области целевого пласта на сетку параллелепипедов, имеющих фиксированные характеристики (длину, ширину, высоту). Определяется также величина шага между параллелепипедами по направлению осей X и Y, таким образом, реализуется наложение параллелепипедов друг на друга

41


(перекрытие областей). Независимо друг от друга внутри каждого параллелепипеда выделяются «облака сейсмичности» – естественные группы источников колебаний («точек»). При выделении таких «сгустков точек» используются методы иерархического кластерного анализа. Локальные центры микроземлетрясений («ключевые точки») определяются как центры масс «облаков сейсмичности». Основная проблема, сопутствующая использованию методов иерархической кластеризации, заключается в определении оптимального числа кластеров в наборе данных. Необходимо определить, на каком этапе объединение групп элементов следует прекратить, приняв полученное разбиение за окончательное. В работе рассмотрены три метода определения оптимального числа кластеров, основанных на различных критериях оптимальности. Особенность двух из них заключается в том, что они позволяют конечному пользователю настраивать «строгость» фильтрации, т. е. стимулировать алгоритм либо к выделению кластеров, либо, наоборот, к отнесению всех данных в одну группу. На основе результатов фильтрации выполняется построение графической 3D-модели трещины. На этом этапе используются интерполяционные методы. Определяется толщина трещины на основе данных об амплитуде источников колебаний. Для учета сжатия трещины при снятии давления (по окончании работ по ГРП) рассчитанная геометрия корректируется применением специальной функции. В настоящее время разработано программное обеспечение, реализующее описанные алгоритмы фильтрации и визуализации. Система предоставляет широкий спектр настроек, обеспечивающих гибкость построения, а также инструменты работы с трехмерными моделями. В ближайшей перспективе – работа по визуализации процесса гидроразрыва в динамике, а также усовершенствование существующего алгоритма.

42


ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЙ СТАТИСТИК И МОЩНОСТИ ПАРАМЕТРИЧЕСКИХ КРИТЕРИЕВ ОДНОРОДНОСТИ ДЛЯ ЦЕНЗУРИРОВАННЫХ ВЫБОРОК А.С. Валова, М.А. Семёнова Новосибирский государственный технический университет Надежностью называется свойство технического объекта сохранять свои характеристики (параметры) в определенных пределах при данных условиях эксплуатации. Переформулировав данное понятие в терминах анализа выживаемости, введем понятие выживаемости, которая является оценкой вероятности того, что больной останется живым к конкретному моменту после начала лечения. Функция выживаемости определяется следующим соотношением:

S (t )  P (T  t ) 

f (u )du  1  F (t ) .

t

В общем случае данные, полученные в результате исследований выживаемости, можно представить в виде (t1 , 1 ) , (t2 , 2 ) , …, (tn , n ) , где n – объем выборки, ti – время до наступления системного события или момента цензурирования, i – индикатор цензурирования, который принимает значение 1, если наблюдение полное, и 0, если цензурированное. Степень цензурирования – отношение количества цензурированных наблюдений в выборке к общему количеству наблюдений в выборке. Проверка однородности выборок – часто возникающая на практике задача статистического анализа. Это связано с тем, что для практических целей, как правило, характерны задачи сравнения двух и более групп наблюдений. В настоящее время проблеме проверки однородности выборок с помощью непараметрических критериев однородности посвящено достаточно большое количество публикаций [1, 2, 3], в то время как параметрические критерии однородности практически не исследованы. Для описания данных типа времени жизни чаще всего используются следующие вероятностные модели: распределение Вейбулла, гамма

43


распределение, экспоненциальное распределение, логнормальное распределение и другие. Если известно, что две группы наблюдений принадлежат экспоненциальныму закону распределения с плотностью распределения 1

1 t e , t  0,   0 , с параметрами масштаба 1 и  2 , то для их  сравнения используются критерий отношения правдоподобия, F-критерий Кокса. Если известно, что две группы наблюдений принадлежат закону расf (t ) 

1

1 1  пределения Вейбулла с плотностью распределения f (t )    t        1    exp    t   , t  0,   0,   0 , или закону гамма-распределения с      1   1   1 1  плотностью распределения f (t )    t  exp    t   , t  0, (  )           0,   0 , с параметрами масштаба 1 и  2 и параметрами формы 1 и  2 , то для их сравнения необходимо сначала проверить гипотезу о равенстве параметров формы, а затем проверить гипотезу о равенстве параметров масштаба [2]. В данной работе было проведено исследование распределения статистик и мощности параметрических критериев однородности в зависимости от объемов и степени цензурирования выборок. Исследования проводились для экспоненциального распределения, распределения Вейбулла, а также для гамма-распределения. Список литературы 1. Lawless J.F. (1982). Statistical Methods and Model for Lifetime Data. Wiley, New York. 2. Lee E.T., Wang J.W. Statistical Methods for Survival Data Analysis. John Wiley & Sons Inc., Hoboken, New Jersey, 2003. – 513 p. 3. Mann N.R., R.E. Schafer and N.D. Singpurwalla, Methods for Statistical Analysis of Reliability and Life Data, John Wiley & Sons, Inc., New York, 1974.

44


ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ АПРОБАЦИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ МНОГОПУЛЬСНЫХ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ М.Е. Вильбергер, О.В. Бабаева, В.В. Кених Новосибирский государственный технический университет

В настоящее время возникают задачи обеспечения качества электроэнергии и электромагнитной совместимости работы различных выпрямительных устройств с питающей сетью. Поэтому важным и актуальным является решение вопроса о качестве выпрямленного напряжения и исследование влияния на него различного рода внешних возмущений. Вопросы исследования работы многопульсных выпрямителей при несимметрии и несинусоидальности напряжений питающей сети представляют большой интерес. В соответствии с теоретическими положениями [1–3] составлены математические модели, на основе которых созданы программы на ЭВМ и решены следующие задачи: спроектирована схема двенадцатипульсного выпрямителя, создана экспериментальная установка мощностью 1500 ВА. Для постановки физических экспериментов, в соответствии с результатами проектирования схем выпрямителей была разработана, изготовлена и испытана модель двенадцатипульсного выпрямителя, собранного на трехфазном многообмоточном трансформаторе. Эксперименты включали измерения и регистрацию величин и форм кривых токов и напряжений на входе и выходе преобразователя. На цифровом осциллографе получены формы напряжений питающей сети, проведен их гармонический анализ, в результате чего получен спектр гармоник. Одновременно с измерениями напряжений питающей сети было проведено измерение выпрямленного напряжения на выходе выпрямителя в режиме холостого хода. При подстановке измеренных величин гармонических составляющих питающего напряжения в математическую модель [4] и задании несимметрии трехфазной системы напряжений, рассчитанной по замерам, получили форму выпрямленного напряжения выпрямителя по математической модели, которая повторяет форму напряжения, полученную экспериментально.

45


При расчете по математической модели размах пульсаций выпрямленного напряжения составил 5,33 %. Формы напряжений на выходе преобразователя, полученные теоретически и экспериментальным путем, имеют хорошую сходимость в пределах 5 %. Это говорит о том, что результаты, полученные при работе с математической моделью, позволяют давать адекватную оценку качества выпрямления. Таким образом, доказано, что определение форм выпрямленного напряжения по предложенной математической модели позволяет делать выводы о его качестве с достаточно близким (в пределах 5 %) совпадением с экспериментальными данными. Список литературы 1. Ворфоломеев Г.Н. Новые выпрямители на базе ортогональных систем напряжений / Г.Н. Ворфоломеев, С.А. Евдокимов, Т.А. Рукосуева, М.Е. Вильбергер // Электротехника, электромеханика и электротехнологии: ЭЭЭ-2005: материалы Второй науч.-техн. конф. с междунар. участием, Новосибирск, 25–26 окт. 2005 г. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2005. – С. 133–136. 2. Ворфоломеев Г.Н. Установленные мощности трансформаторов выпрямителей серии «С» / Г.Н. Вофоломеев, С.А. Евдокимов, Т.А. Рукосуева, М.Е. Вильбергер, Е.А. Спиридонов // Электротехника, электромеханика и электротехнологии: ЭЭЭ-2005: материалы Второй науч.-техн. конф. с междунар. участием, Новосибирск, 25–26 окт. 2005 г. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2005. – С. 141–144. 3. Вильбергер М.Е. Теоретические основы многопульсных выпрямителей с ортогональными системами напряжений / М.Е. Вильбергер, С.А. Евдокимов, Г.Н. Ворфоломеев, В.И. Сопов, Н.И. Щуров // Электричество. – 2007. – № 6. – C. 18–23. 4. Вильбергер М.Е. Математическая мадель многопульсовых выпрямителей для тяговых подстанций электрического транспорта / М.Е. Вильбергер, Г.Н. Ворфоломеев, С.А. Евдокимов // Транспорт. Наука. Техника. Управление. – 2008. – № 6. – С. 40–43.

46


ПРОБЛЕМЫ СНИЖЕНИЯ МАССОГАБАРИТНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПУСКОВЫХ АККУМУЛЯТОРНЫХ БАТАРЕЙ ТЕПЛОВОЗОВ С.К. Вязовцев, Е.А. Спиридонов Новосибирский государственный технический университет

Пуск дизельного двигателя тепловоза является одним из ответственнейших этапов его эксплуатации. Надежность пуска дизельного двигателя, особенно в зимнее время года, жестко регламентируется отраслевыми документами, что предъявляет повышенные требования к пусковым аккумуляторным батареям, установленным на борту тепловоза. Одним из эффективных способов повышения надежности «холодного» пуска дизельного двигателя считается применение конденсаторного накопителя энергии. Независимость от температурных условий, высокая удельная мощность и низкое внутреннее сопротивление позволяют эффективно использовать эти устройства в составе конденсаторных систем пуска (КСП) дизельных двигателей тепловозов. Однако наличие конденсаторного накопителя энергии не освобождает от необходимости использования бортовой аккумуляторной батареи. Вместе с тем одной из нерешенных проблем является проблема обоснования и выбора емкости пусковой аккумуляторной батареи (АкБ). Анализ, проведенный авторами, показал, что наиболее эффективной схемой пуска можно считать пуск дизеля при питании от КДЭС, при этом предварительный заряд КДЭС осуществляется от штатной аккумуляторной батареи. Величина емкости АкБ для питания собственных нужд будет определяться исходя из условия: CАкБ  max(Cзар , Cразр ) ,

(1)

где Cзар – емкость АкБ, определенная по ограничениям, накладываемым на режим заряда; Cразр – то же для режима разряда. В процессе заряда АкБ от генератора с регулятором напряжения накладывается ограничение на минимальную емкость АкБ. Это ограничение связано со значением допустимого зарядного тока ( I зар ) , которое составляет (0,2…0,3) С для щелочных АкБ и (0,1…0,15) С для

47


кислотных АкБ [1]. При нормальной работе регулятора напряжение, прикладываемое к АкБ, составляет 75 В при токе заряда 40…50 А [2]. При разряде АкБ запасенная в нем энергия расходуется на питание потребителей собственных нужд (при остановленном дизеле) и на заряд блока пусковых конденсаторов. В данном случае энергоемкость АкБ должна выбираться из условий обеспечения питания указанных потребителей в течение заданного периода времени. При известном времени автономной работы (Tа.р ) необходимая емкость АкБ может быть определена по выражению: Cс.н  I с.нTа.р , А  ч.

(2)

В итоге емкость АкБ для рассматриваемой системы КСП (пуск от БК, АкБ для питания собственных нужд и заряда БК) определяется согласно (1) и (2) как максимальное из двух составляющих:

 (40...50)   (0,1...0, 2) ;  CАкБ  max  .    I с.нTа.р  Cп 

(3)

Проведенные по выражению (3) расчеты показали, что для эффективного снижения емкости и массы АкБ необходима модернизация штатной системы заряда бортовых АкБ с целью снижения выходного напряжения и регулирования зарядного тока. Подобное решение позволит сократить энергоемкость и массу штатной АкБ в три раза. Список литературы 1. Информация по применению щелочных никель-кадмиевых аккумуляторов и батарей производства ОАО «Завод АИТ» // РУСБАТ: Национальная ассоциация производителей источников тока «РУСБАТ» [Электронный ресурс] / Компания «РУСБАТ». – Электрон. дан. – [Саратов]. – URL: http://www.rusbat.com/mem_ait.html (дата обращения: 10.07.2013). 2. Модернизация системы пуска двигателя внутреннего сгорания маневрового тепловоза / С.В. Макаров, Е.Г. Гурова, А.В. Мятеж, К.Е. Яковлева, А.В. Бахвалова, Е.А. Баринова, Д.М. Стрельникова, С.Ф. Батрутдинов, И.С. Дымов // В мире научных открытий. – 2013. – № 6.1 (42). – С. 272–288.

48


РЕГУЛИРУЕМЫЕ НАСОСЫ С ВЕНТИЛЬНЫМ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ДВИГАТЕЛЕМ Г.Б. Вяльцев, Д.М. Топорков Новосибирский государственный технический университет

В малоэтажном и дачном строительстве получили широкое распространение водяные насосы мощностью до 5 кВА. Эти насосы используются для обеспечения подъема воды из скважных и колодезных источников, поддержания давления в системе водоснабжения либо для циркуляции в системе отопления. Конструктивно такие насосы состоят из нагнетающей турбины и асинхронного двигателя. Перспективным является дооснащение системы преобразователем частоты для того, чтобы регулировать работу турбины в соответствии с потреблением конкретной системы и ограничивать таким образом расход электроэнергии. Синхронные двигатели с возбуждением от постоянных магнитов имеют больший диапазон регулирования, более высокий КПД при регулировании и меньшие габаритные размеры, чем аналогичные по мощности асинхронные двигатели. Единственным их недостатком является необходимость в использовании преобразователя частоты для питания двигателей этого типа. Так как в перспективных энергосберегающих насосах такой преобразователь имеется, целесообразно заменить в этих насосах асинхронную электрическую машину на синхронную с постоянными магнитами. Положительным эффектом такой замены будет увеличение КПД, энергоэффективности и диапазона регулирования системы в целом.

РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ВХОДНОГО ФИЛЬТРА ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ МОТОР-ГЕНЕРАТОРНЫХ УСТАНОВОК Д.М. Герасимова, М.О. Федяева Новосибирский государственный технический университет

При испытаниях электрического и механического оборудования возникает необходимость создания крутящих и тормозных моментов, плавно или скачкообразно изменяющих свое значение в широком диа

49


пазоне скоростей вращения. В этих случаях обычно используются мотор-генераторные установки, в которых крутящий момент создается приводным мотором, а нагрузочный – тормозным устройством. Наименьший расход энергии, потребляемой такого рода установками, достигается при использовании в них электрических машин, работающих по принципу взаимной нагрузки. При этом в качестве приводного мотора и нагрузочного генератора могут применяться машины как постоянного, так и переменного ток [1, 2]. Мотор-генераторные установки на постоянном токе имеют существенные преимущества по сравнению с другими установками, поскольку в них можно осуществить возврат потребленной энергии. Однако у таких схем имеются недостатки: большое количество вспомогательного оборудования; сложность регулирования при установке заданных режимов стабилизации и другие, которые могут быть устранены при использовании электрической схемы со статическими тиристорно-импульсными регуляторами или транзисторами. Совместная работа преобразователей мотора и генератора, питающихся, например, от контактной сети, налагает специфические требования на разработку систем управления, выбор частот регулирования, фильтровых устройств и т. д. Выбор фильтрового устройства для преобразователей установок является сложной задачей, так как на входе схемы целесообразно использовать общий фильтр, что позволит значительно снизить его токовую нагрузку по сравнению с нагрузками двух раздельных фильтров для каждого преобразователя (а следовательно, и уменьшить весогабаритные показатели фильтрового устройства). Применение раздельных фильтров приводит к тому, что оба они должны быть рассчитаны на максимальные токи при обеспечении каждым заданной степени пульсации напряжения на конденсаторе и тока в сети. Применение общего фильтрового устройства приводит к тому, что режим его работы резко отличается от режима работы раздельных фильтров. Поэтому необходима разработка новой методики расчета. В качестве входных фильтровых устройств мощных статических преобразователей постоянного тока используются, как правило, LC-фильтры [3, 4]. При анализе электромагнитных процессов в фильтровом устройстве возникает необходимость определения соотношений между коэффициентами заполнения ШИП мотора  м и генератора  г , значение которых позволяет точно определить промежутки времени, в которых

50


происходит потребление тока из сети, рекуперация и т. д., а следовательно, и рассчитать токовую нагрузку дросселя и величину емкости конденсатора фильтра. Работа преобразователей установки может осуществляться синфазно и противофазно. В каждом из этих случаев имеется наиболее тяжелый режим работы фильтра, при котором амплитуды пульсации тока фильтрового дросселя и напряжения фильтрового конденсатора достигают максимальной величины.[5] Список литературы 1. Говорущенко Н.Я. Диагностика технического состояния автомобилей / Н.Я. Говорущенко. – М.: Транспорт, 1970. – 253 с. 2. Ожигин В.П. Исследование потерь мощности в тяговых передачах троллейбусов: дис. … канд. техн. наук / В.П. Ожигин. – М., 1968. 3. Буре И.Г. Входные фильтры статических преобразователей ЭПС постоянного тока / И.Г. Буре, В.В. Шевченко. – М.: Электричество, 1970. – С. 47–52. 4. Ефремов И.С. теория и расчет электрооборудования подвижного состава городского электрического транспорта / И.С. Ефремов, Г.В. Косарев. – М.: Высшая школа, 1976. – 480 с. 5. Бирюков В.В. Исследование и разработка преобразователей для электроснабжения стендов диагностик подвижного состава городского электрического транспорта: дис. … канд. техн. наук: 05.22.07 / Бирюков Валерий Викторович: Московский ордена Ленина энергетический институт. – Москва, 1979.

ТРЕХМЕРНЫЙ ВИБРОИЗОЛЯТОР Е.Г. Гурова, В.С. Курбатов Новосибирский государственный технический университет

Одной из важнейших инженерных задач является борьба с шумом и вибрациями, создаваемыми работающими машинами и механизмами. Данная проблема наиболее остро стоит в автомобилестроении, судостроении, локомотивостроении, во всех областях техники. Вибрационные колебания оказывают значительное негативное влияние на надежность и работоспособность различных устройств. Особенно опасны такие колебания для человека, вызывая различные заболевания.

51


Как известно, вибрация – произвольные пространственные колебания, т. е. и исключать вибрацию необходимо относительно всех трех осей. Сегодня наиболее распространенным методом защиты от пространственных вибраций, создаваемых двигателями, является их установка на пассивные виброизоляторы (пружины, амортизаторы). Однако, отличаясь простотой и надежностью, такие виброизоляторы малоэффективны, так как снижение их коэффициента жесткости с целью уменьшения передаваемых динамических усилий приводит к увеличению относительных перемещений двигателя и сочленяемого с ним оборудования. От этого недостатка избавлены виброизоляторы с плавающим участком нулевой жесткости, силовая характеристика которых относительно одной оси пространства показана на рисунке. Характеристика виброизолятора представляет собой бесконечное множество отрезков прямых, равных по длине размаху колебаний 2А, параллельных оси перемещений х и расположенных своими серединами на наклонной прямой ab. Виброизолятор с такой силовой характеристикой обеспечивает практически нулевую жесткость для колебаний с частотой вибрации, исключая передачу P b динамических усилий на защищаемое осPmax нование. В то же время для медленно изменяющихся внешних усилий Р виброизолятор имеет вполне определенную жесткость, определяемую углом наклона прямой ab на рисунке. Рассмотренную силовую характериPmin стику нулевой жесткости можно полуа чить, если параллельно несущему упруx 2А гому элементу включить компенсатор жесткости, который имеет падающую сиСиловая характеристика виб- ловую характеристику. Для того чтобы роизолятора с плавающим виброизолятор сохранял работоспособучастком нулевой жесткости ность при изменяющихся внешних усилиях, компенсатор жесткости снабжают устройством управления, обеспечивающим перемещение участка нулевой жесткости по силовой характеристике при изменении взаимного положения вибрирующего и защищаемого объектов. Одним из вариантов компенсатора является электромагнитный компенсатор жесткости (ЭКЖ) [1], представляющий собой два встреч

52


но включенных электромагнита постоянного тока с общим якорем. Была разработана, изготовлена и испытана модель одноосного виброизолятора с ЭКЖ и устройством управления. Эксперименты показали, что виброзащитное устройство с перестраивающимся ЭКЖ снижает уровни виброускорений на 20…55 дБ на частотах от 4 до 128 Гц и позволяет исключить возникновение резонансных режимов. Проведенные испытания показали работоспособность и эффективность одноосного адаптивного виброизолятора с электромагнитным компенсатором жесткости. На основании проведенных теоретических и практических исследований одноосного виброизолятора с ЭКЖ для исключения пространственных вибраций предложен трехосный виброизолятор с электромагнитным компенсатором жесткости [2, 3, 4], который позволит обеспечить идеальную виброизоляцию как при постоянных по величине, так и при произвольно меняющихся нагрузках относительно всех трех осей. Трехосный виброизолятор может быть использован в любой области машиностроения и техники, а также может оказаться очень эффективным для защиты человека от вибраций, генерируемых энергетическими установками транспортных средств. Список литературы

1. Гурова Е.Г. Виброизолирующая подвеска судовой энергетической установки с нелинейной электромагнитным компенсатором жесткости : дис. … канд. техн. наук / Е.Г. Гурова. – Новосибирск, 2008. – 196 с. 2. Development of Spatial Vibration Protection Devices / E.G. Gurova, V.Y. Gross, V.S. Kurbatov, S.V. Makarov, A.A. Sergeev, N.I. Shchurov // World Applied Sciences Journal. – 2013. – Vol. 22, Special iss. on Techniques and Technologies. – P. 44–48. 3. Гурова Е.Г. К проектированию трехосного электромагнитного компенсатора жесткости / Е.Г. Гурова // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. – 2013. – № 1. – С. 347–349. 4. Гурова Е.Г. Разработка эффективного виброизолирующего устройства на транспорте. Транспортная безопасность / Е.Г. Гурова, В.Ю. Гросс // Транспорт Российской Федерации : сб. науч. тр. – 2013. – № 6 (43). – С. 68–70.

53


РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИНТЕРАКТИВНЫХ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ ПО СТАТИСТИЧЕСКОЙ ФИЗИКЕ С.Ю. Дикусар Сибирская государственная геодезическая академия

При изучении темы «Статистические распределения Максвелла и Больцмана» [1] у студентов возникают сложности в восприятии этой темы из-за отсутствия наглядности. Выполнение интерактивных лабораторных работ поможет студентам глубже изучить соответствующие разделы. Программы «Распределение Максвелла» и «Распределение Больцмана» были созданы в 90-х годах прошлого столетия на кафедре физики СГГА [2] и использовались при проведении соответствующих лабораторных работ. В настоящее время в связи с усовершенствованием техники стало невозможно их использовать на современном оборудовании, поэтому потребовалась их модернизация. Поскольку отсутствовал текст программ, написанный более 20 лет назад, все разработки пришлось начинать с нуля. Новизна разработок заключалась в том, что программы были написаны на объектно-ориентированном языке Matlab [3], а также в том, что моделирование распределения Максвелла было произведено методом Монте-Карло [4], чего не было в прежней лабораторной работе. Разработка программ заключается в создании генераторов случайных чисел, подчиняющихся распределению Максвелла, а также распределению Больцмана. В распределении Максвелла случайной величиной является скорость частиц, а в распределении Больцмана – высота, на которой в фиксированный момент времени располагается частица, находящаяся в хаотическом движении и под действием силы тяжести. Генератор случайных чисел, подчиняющийся распределению Больцмана, найден путем интегрирования соответствующей функции плотности вероятности. Программа позволяет следующее: 1) методом Монте-Карло смоделировать распределение по высоте частиц, находящихся в тепловом движении в поле силы тяжести; 2) построить рисунок и гистограмму распределения частиц по высоте. Проанализировать влияние на их вид

54


числа частиц, температуры и массы частиц. Гистограмма, построенная по данным левой части рис. 1, для наглядности повернута на 90 градусов, так что по оси ординат отложена высота h, на которой находятся частици, а по оси абсцисс ∆N – число частиц, попавших в интервал ∆h. Пример работы программы «Распределение Больцмана» приведен на рис. 1.

Рис. 1. Рисунок и гистограмма распределения частиц по высоте

Пример работы программы «Распределение Максвелла» приведен на рис. 2. Генератор случайных чисел, подчиняющийся распределению Максвелла, найден путем подбора функции, поскольку стандартным путем это сделать невозможно. Программа позволяет: 1) построить гистограмму распределения Максвелла; 2) исследовать влияние температуры газа и массы молекулы на график функции распределения Максвелла и гистограмму; 3) найти «экспериментально» зависимость наиболее вероятной скорости от температуры газа и массы молекулы. Наиболее вероятной скоростью называется такая скорость, при которой функция распределения Максвелла имеет максимум. Наиболее вероятную скорость можно найти по данным гистограммы («экспериментально») и из графика функции (теоретически). Из рисунка видно, что гистограмма сохраняет существенные особенности огибающей кривой. Полного совпадения достичь невозможно. Но главное для работы заключается в том, что координата максимума теоретической кривой практически совпадает с координатой,

55


описывающей положение самого высокого столбца гистограммы. Если при одних и тех же входных данных сделать несколько измерений, то окажется, что вид гистограммы при каждом измерении несколько изменяется. Это происходит потому, что вследствие хаотического движения скорость каждой частицы непрерывно изменяется. При этом изменяется значение наиболее вероятной скорости. Поэтому нужно вычислять ее среднее значение. Понятно, что теоретическая кривая остается неименной. На основе данных, взятых из таких гистограмм, можно выполнить лабораторную работу.

Рис. 2. Гистограмма и график функции распределения Максвелла

Разработанные программы «Распределение Максвелла» и «Распределение Больцмана» позволяют использовать их на более современном оборудовании, улучшить их графический интерфейс и расширить круг задач. Эти программы, предназначенные для выполнения лабораторных работ, также можно использовать при презентации лекций в качестве интерактивного компьютерного эксперимента. Список литературы 1. Савельев И.В. Курс физики / И.В. Савельев. – Т. 1: Механика. Молекулярная физика. – М.: Наука, 1970. – 511 с.

56


2. Тюшев А.Н. Компьютерные лабораторные работы по физике: метод. указ. / А.Н. Тюшев, В.И. Федченко, И.Г. Баранник, Л.Д. Дикусар. – Новосибирск: Изд-во СГГА, 1996. – 56 с. 3. Половко А.М. МАТЛАБ для студентов / А.М. Половко, П.Н. Бутусов. – Санкт-Петербург: БХВ-Петербург, 2005. – 319 с. 4. Соболь И.М. Численные методы Монте-Карло. – М.: Наука, 1973. – 312 с.

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТРАНСПОРТА ДЛЯ НАДЗЕМНОЙ ЭСТАКАДЫ ТРУБОПРОВОДНОГО ТИПА Д.С. Дмитрушина, В.П. Дубинин Новосибирский государственный технический университет

В настоящее время особенно актуальна проблема создания комфортного общественного транспорта, изолированного от основного транспортного потока, так как в ближайшее время перед людьми встанет проблема абсолютной переполненности улиц. Решением этой проблемы может стать полная изоляция городского общественного электрического транспорта путем применения надземной эстакадной замкнутой путевой структуры. Уникальная транспортная система гарантирует безопасность для пассажиров, исключая их столкновение с движущимися подвижными единицами, а также снижает риск поражения электрическим током пассажиров, поскольку делает невозможным их непосредственных контакт с токоведущими частями. Автором систематизированы принципы токосъема для замкнутых конструкций, выбран наиболее практичный вариант размещения рельс, проработаны узлы крепления токоведущих частей внутри трубопроводной эстакады, выбрано освещение и проложены кабельные сети, выполнен прочностной анализ и электрические расчеты. Предлагаемая автором замкнутая система состоит из подвижных единиц, которые внутри путевой структуры в виде трубопроводной конструкции опираются на два рельса и при помощи токоприемника получают питание от токопровода. На основе анализа и классификации конструкций токоприемников и токопроводов зарубежных стран и России автором выявлены основ

57


ные тенденции совершенствования систем токосъема. В предлагаемой системе целесообразной будет установка жестких токопроводов. Для такой конструкции характерно широкое применение устройств, обеспечивающих беззазорное стыкование при компенсации температурных удлинений, и конструкций, обеспечивающих дополнительное прижатие контактных элементов к токопроводам на концевых отводах. Дальнейшее совершенствование предполагает применение технических средств, обеспечивающих дистанционное управление подъемом и опусканием токосъемного узла, что значительно повышает безопасность при эксплуатации и позволяет применять элементы авторегулирования.

ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОВЫХ УСЛОВИЙ РАБОТЫ ПРИЖИМНОГО КОЛЬЦА КОНТАКТНЫХ ЩЕК РУДНО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ПЕЧИ А.Н. Добров Новосибирский государственный технический университет

При проектировании мощных электротехнологических установок (ЭТУ) является актуальной проблема учета потерь энергии в элементах их конструкций, расположенных вблизи токоведущих частей. Наводимые в этих элементах вихревые токи приводят к их разогреву и преждевременному выходу из строя. Одним из примеров таких элементов конструкции являются прижимные кольца электрододержателя рудно-термической электропечи. Под воздействием поля тока электрода в полукольцах кольца гидроприжима индуцируется собственная ЭДС, вызывающая в объеме материала кольца протекание вихревых токов. Следствием указанных процессов является нагрев кольца гидроприжима, увеличивающий нагрузку на источник питания ЭТУ, которая может быть представлена как дополнительное активное сопротивление. Кроме этого, объемное поле вихревых токов кольца оказывает влияние на распределение тока в электроде, изменяя таким образом активное и индуктивное сопротивление электрода в частности и системы вторичного токоподвода в целом. Целью данной работы являлось исследование влияния электротепловых свойств материалов, из которых изготавливается прижимное

58


кольцо, на тепловой режим работы данного узла в нормальном режиме работы электротехнологической установки, а также в аварийной ситуации – при прорыве из рабочей зоны высокоэнергетичного потока газа («свища»), оказывающего непосредственное воздействие на нижнюю поверхность прижимного кольца. Для достижения поставленной цели в среде конечно-элементного моделирования ANSYS была разработана модель системы «электрод – кольцо гидроприжима», позволяющая решать сопряженную электромагнитную и тепловую задачу расчета температурного поля в кольце. В процессе моделирования были определены температурные поля прижимных колец (в нормальном и аварийном режимах функционирования), выполненных из трех различных материалов: медь, нержавеющая сталь 12Х18Н10Т, конструкционная сталь Ст3. Аварийный режим моделировался путем задания плотности теплового потока, имитирующего свищ, на сектор нижней поверхности прижимного кольца. Анализ полученных результатов позволил сделать вывод, что в нормальном режиме работы наиболее оптимальные температуры наблюдаются в прижимном кольце, изготовленном из меди, так как его температурное поле меньше всего приводит к образованию накипи и зарастанию водоохлаждаемых кналов. Относительно аварийного режима работы: кольца из меди способны выдерживать свищи, что гарантирует стабильную работу электропечи. Кольца, изготовленные из стали 12Х18Н10Т и магнитной стали, имеют относительно низкий предел прочности при высоких температурах и начинают разрушаться при температуре от 600…650 С. При температуре 1200…1250 С в стали возникают трещины и кольца гидроприжима становятся польностью неработоспособными. Также необходимо отметить, что при свище кольцо нагревается очень сильно в сравнительно малой части, т. е. существует очень большой перепад температуры, что также ведет к деформации кольца.

59


РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА УПРАВЛЕНИЯ ГЛАВНЫМ ПРИВОДОМ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО СТЕНДА ОТ–653 ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ ТОРМОЗОВ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ЛОКОМОТИВОВ С ИМИТАЦИЕЙ ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ ИНЕРЦИОННЫХ МАСС В.П. Дубинин Новосибирский государственный технический университет

Увеличение объемов перевозок и скоростей движения поездов на железной дороге требует проведения исследований и конструкторских разработок для совершенствования тормозных систем и фрикционных материалов. Одним из направлений совершенствования тормозных систем является применение эффективных испытательных стендов, что позволяет сократить сроки разработок новых систем. В настоящее время испытания проводятся на стендах, где инерционные массы тормозятся от некоторой начальной скорости до нулевой с измерением времени торможения и параметров, характеризующих состояние тормозной системы. Стенд состоит из последовательно расположенной на одной конструктивной оси вала ротора электродвигателя и двух валов с инерционными массами, соединенных между собой упругими резинопальцевыми муфтами. На каждом валу расположены наборные инерционные массы, создающие при испытании необходимую нагрузку на тормозной узел за счет запасенной кинетической энергии при разгоне стенда до заданной скорости. Конструктивно каждый вал состоит из основной постоянно закрепленной массы. Также имеются две массы на каждом валу, которые могут «завешиваться с гарантированным зазором» и быть «не присоединенными механически с валом», когда они не участвуют в работе, но могут при необходимости прикрепляться к основной массе при помощи болтов и участвовать в работе. Также на каждом валу есть по две массы, которые посажены на вал на подшипнике. Для участия в работе эти массы соединяются с основной массой при помощи болтов или застопориваются вспомогательными болтами и не участвуют в работе. На противоположном от двигателя конце вала

60


стенда расположен испытываемый узел дискового тормоза локомотива, который состоит из тормозного диска, к которому с обеих сторон прижимаются тормозные накладки для создания момента трения. Необходимо увеличить момент инерции стенда при помощи двигателя (электрическая симуляция момента инерции). Во время торможения необходимо, не отключая управление двигателем, создавать дополнительную нагрузку на тормозной узел, эквивалентную разнице необходимого и действительного моментов инерции. Необходимо имитировать создание момента инерции, равного 4414 кг  м2, при минимально возможном собственном моменте инерции стенда (с минимальным набором масс и максимальной имитацией масс двигателя) при скорости начала торможения 200 км/ч. В работе рассмотрены несколько вариантов алгоритма управления и проведен их сравнительный анализ.

РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТРЕХКООРДИНАТНЫМ СТАНКОМ И.С. Дымов Новосибирский государственный технический университет

В последнее время на рынке систем с численным программным управлением (далее СЧПУ) для координатных машин появилось большое количество программного обеспечения. Среди известных систем управления многокоординатными станками наиболее популярной является ArtSoft Mach3 – разработка американских программистов. Данная система выступает как многофункциональный пакет управления станками, созданный, как для профессионального, так и для любительского использования. Поэтому система является наиболее распространенным программным обеспечением в мире. Но Mach3 имеет ряд недостатков, особенно заметные в процессе проверки управляющей программы. К примеру, во-первых, отсутствуют S-разгонные характеристики шаговых двигателей, а в лучшем случае присутствует только линейный разгон. Во-вторых, полное торможение по исполнению каждой G-команды (т. е. условное именование языка программирования устройств с числовым программным управлением). В-третьих, происходит отклонение от траектории во время

61


движения и не всегда осуществляется движение с оптимальной скоростью, а иногда даже снижается скорость там, где это совсем не нужно. Все это приводит к большому несоответствию ожидаемого времени выполнения задания и реального. Следовательно, основной поставленной задачей будет интерполяция. Для разрешения поставленной задачи необходимо разработать специализированное вычислительное устройство, которое формирует частичную траекторию движения инструмента между двумя или более заданными в программе управления точками и организацию цифровых позиционных следящих систем для каждой координаты, на вход которых будут поступать коды, соответствующие результатам полученной интерполяции. Таким образом, главным объектом исследования является работа сплайнового интерполятора (рисунок).

Работа сплайнового интерполятора

Для обеспечения автоматического получения координат промежуточных точек траектории движения элементов управляемого объекта с необходимой точностью необходимо составление схемы сплайнового интерполятора и нахождение векторных коэффициентов сегментов кривых, записанных в форме Фергюсона (1), а также решение системы дифференциальных уравнений процесса сплайновой интерполяции (2). r  au 3  bu 2  cu  d .

62

(1)


 dx  du   dy   du   dz   du   du  ds 

 3a x u 2  2bx u  cx  vx ;  3a y u 2  2by u  c y  v y ;

(2)

2

 3a z u  2bz u  cz  v y ; 

1 vx 2  v y 2  vz 2

 .

Для определения действительного положения перемещающегося объекта и сообщения о нем в систему управления нужно произвести проектирование схемы следящей системы, работа которой осуществляется датчиками обратной связи. Современный уровень развития СЧПУ характеризуется их применением в высокоскоростных многопрофильных станках, когда наряду с высокой скоростью обработки поддерживается высокая точность изготовления деталей. Все это ведет к увеличению производительности станка, а следовательно, и к увеличению его конкурентоспособности. Список литературы 1. Кошкин В.Л. Аппаратные системы числового программного управления / В.Л. Кошкин. – М.: Машиностроение, 1989. 2. Смирнова В.И. Основы проектирования и расчета следящих систем / В.И. Смирнова, Ю.А. Петров, В.И. Разинцев. – М.: Машиностроение, 1983.

ПАССАЖИРСКАЯ ТРАНСПОРТНАЯ СИСТЕМА ЭСТАКАДНОГО ТИПА ДЛЯ ГЭТ И.Е. Жижкина Новосибирский государственный технический университет

Современное понимание эффективно работающего общественного транспорта предполагает построение для него обособленного пути, гарантирующего время прибытия пассажира или груза, поскольку

63


практически всем современным крупным городам известна проблема переполненности дорог общего пользования. Обособленный путь предполагает полную изоляцию от основного транспортного потока благодаря созданию надземных или подземных путевых структур. В основе разрабатываемой автором транспортной системы с обособленной путевой структурой лежит проект Hyperloop (гиперпетля), предложенный группой американских ученых под руководством Элона Маска [1]. Центральная идея проекта, которую автор предлагает сохранить, заключается в создании несущих секций путевой структуры в виде трубопровода, представляющих основной элемент надземной транспортной системы эстакадного типа. Внутри трубопроводной эстакады будут двигаться подвижные единицы, однако, в отличие от проекта Hyperloop, автор предлагает отказаться от идеи движения в вакууме. Такой отказ значительно увеличит надежность и безопасность всей транспортной системы. Размеры путевой структуры при этом позволят пропускать такие подвижные единицы, как вагоны метрополитена или трамвая, что существенно увеличит пропускную способность всей системы. Применение современных полимерных материалов для построения пролетов эстакады в совокупности с особенностью геометрии формы трубопровода обеспечит жесткость конструкции и снизит удельные затраты по сравнению с традиционными конструктивными решениями, такими как железобетонные балки и плиты, используемые при проектировании мостов и эстакад. В работе выполнен статический прочностной расчет [2], в ходе которого установлено, что наибольшую жесткость конструкции обеспечит эллиптическая форма сечения путепровода, большая полуось которого равна 5 м и располагается вертикально, образуя высоту, а малая ось размером 4 м образует ширину. Полученные результаты подтверждены имитационными методами в среде «Компас». Для наиболее рационального использования пространства в нижней части трубопроводной эстакады автор предлагает установить фермообразную платформу, на которой размещены ходовые рельсы. В качестве современных подвижных единиц для обеспечения высокой пропускной способности рассмотрены два варианта: модифицированный легкорельсовый трамвай Alstom Citadis 302 и Bombardier Flexity GT6-08. Для доказательства эффективной работы транспортной системы без создания вакуума автором был проведен аналитический расчет аэродинамических потерь [3].

64


В результате такого расчета было доказано, что при требуемой скорости движения подвижных единиц до 70 км/ч суммарные потери на аэродинамическое сопротивление не превышают 9 % от всей энергии, расходуемой на тягу поездов, что вполне допустимо. Транспортная система, предлагаемая автором, не критична к погодным условиям и внешним факторам, исключает наличие людей и посторонних предметов внутри путевой структуры, позволяет автоматизировать значительную часть процессов функционирования. Ее концепция построения сочетает простоту возведения и удобство в эксплуатации перспективных маршрутов в крупных мегаполисах. Список литературы 1. Hyperloop [Электронный ресурс]. – Режим доступа. – URL: http://www. spacex.com/hyperloop 2. Бать М.И. Теоретическая механика в примерах и задачах: учеб. пособие для вузов. В 2 т. / М.И. Бать, Г.Ю. Джанелидзе, А.С. Кельзон. – 9-е изд., перераб. – М.: Наука, 1990. – 670 с. 3. Цодиков В.Я. Взаимодействие системы тоннельной вентиляции и поршневого эффекта движущихся в метрополитене поездов / В.Я. Цодиков // Транспортное строительство. – 1974. – № 5. – С. 47–49.

ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ МЕТРОПОЛИТЕНА А.И. Журавель Новосибирский государственный технический университет

В связи с нерациональным использованием энергетических ресурсов большое внимание в нашей стране уделяется энергосбережению. Бережное и правильное расходование электрической энергии является одной из важнейших государственных задач, поставленных перед всеми отраслями народного хозяйства в нашей стране. Специфика электроснабжения электрического транспорта определяется наличием мощных потребителей энергии. Если в 1981 г. на электрическую тягу было израсходовано менее 1,5 млрд кВт  ч, то в 2011 г. этот расход составлял 1175,3 млрд кВт  ч. Поэтому проблема рационального использования электрической энергии и ее экономии требует разработки принципиально новых решений направленных

65


прежде всего на повышение эффективности преобразования энергии. Наиболее перспективными мероприятиями, направленными на снижение энергопотребления, являются: – применение на тяговых подстанциях выпрямителей с большей пульсностью; – переход от реостатно-контакторной системы управления к импульсной системе. С целью определения эффективности принимаемых мер создана имитационная модель системы электроснабжения метрополитена в среде Simulink пакета Matlab, включающая такие подсистемы, как многоагрегатная тяговая подстанция, тяговая сеть (фидер и система контактных и ходовых рельс, а также подвижные единицы). Для более полного анализа расчеты проводились для вагона метрополитена, оборудованного реостатно-контакторной системой управления (РКСУ) и импульсной системой управления (ИСУ). Результаты, полученные в ходе имитационного моделирования показали, что использование импульсной системы управления совместно с применением двенадцатипульсных выпрямительных агрегатов позволяет снизить расход энергии на тягу поездов почти в два раза. Двенадцатипульсные выпрямители позволяют повысить коэффициент мощности тяговой подстанции до 0,97…0,98; улучшить форму кривой потребляемого тока и тем самым повысить качество электрической энергии; улучшить форму кривой выпрямленного напряжения; снизить расход электротехнических материалов, затрачиваемых на изготовление выпрямителя. Кроме того, повышение пульсности выпрямления улучшает форму кривой выпрямленного напряжения, что благоприятно сказывается на работе тяговых электродвигателей. В связи с этим можно ожидать существенный эффект экономии электрической энергии от предлагаемых мероприятий при условии масштабной модернизации системы электроснабжения метрополитена и электроподвижного состава, в ходе которой устанавливаются современные двенадцатипульсные выпрямительные агрегаты, например В-МПЕ-Д-1,6к-825 УХЛ4 [2] и системы управления тяговым электродвигателем (81-740/741 «Русич» [3]). Список литературы 1. Сопов В.И. Электроснабжение электрического транспорта: учеб. пособие / В.И Сопов, Ю.А Прокушев. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2006. – 132 с. 2. http://www.nfenergo.ru/rus.html

66


3. http://mmorpgbb.ru/foegwoeg 4. Щуров Н.И. Теория электрической тяги: учеб. пособие / Н.И. Щуров. − Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2004. – 100 с. 5. Основные показатели работы транспорта в 2005–2010 гг. [Электрон. ресурс]. – Режим доступа: http://tr-index.ru/analytics/results_2005-2010.php

ДИАГНОСТИКА И НАДЕЖНОСТЬ ТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМ С.М. Загорулько, Б.В. Малозёмов Новосибирский государственный технический университет

Современные технические системы и устройства отличаются высокой степенью сложности. Одновременно с возрастанием сложности увеличивается и ответственность выполняемых ими функций. Это выдвигает на первый план задачу повышения их надежности и бесперебойности в работе. Решение данной проблемы невозможно без автоматизации процедур технического диагностирования, проверок правильности функционирования и поиска неисправности. Создание высоконадежной техники ставит вопросы дальнейшей разработки методов и средств технического контроля и поиска дефектов, учитывающих специфику создаваемых систем. Так, вопросы исследования надежности технических систем (ТС), оборудованных системами диагностирования (СД), исследованы еще слабо. Никак не затрагивался ранее, но является актуальным анализ влияния глубины диагностирования на общую надежность ТС и СД с учетом различных вариантов размещения СД. Так же недостаточно исследованы вопросы влияния на надежность параметров самих ТС и СД и оптимизации этих параметров. Не менее актуальной является проблема упрощения процедуры поиска эквивалентных и кратных дефектов в ТС. Для повышения эффективности технического обслуживания и ремонта ТС и СД требуется индивидуальная информация об их техническом состоянии до и после обслуживания или ремонта. При этом необходимо, чтобы получение указанной информации было доступным, не требовало бы разборки агрегатов и механизмов и больших затрат труда. Индивидуальная информация о скрытых и назревающих отказах позволяет предотвратить преждевременный или запоздалый ремонт и профилактику, а также проконтролировать качество выполняемых

67


работ. Средством получения такой информации является техническая диагностика автомобилей. Технической диагностикой называется отрасль знаний, изучающая признаки неисправностей автомобиля, методы, средства и алгоритмы определения его технического состояния без разборки, а также технологию и организацию использования систем диагностирования в процессах технической эксплуатации подвижного состава. При разработке и выборе методик и средств эксплуатационного контроля с учетом этого должна решаться задача не только обеспечения требований к точности и достоверности контроля, но и достижения заданного уровня безотказности контролируемых изделий. Такая постановка задачи представляет собой принципиально новый подход к нормированию метрологических характеристик контроля. Она не может быть решена без теоретических и методических основ количественной оценки зависимости показателей безотказности изделий от метрологических требований к контролирующим системам. Техническое диагностирование технической системы (ТС) и ее отдельных агрегатов, узлов, элементов направлено на решение одной или нескольких задач: на определение технического состояния; поиск и локализацию места отказа или неисправности; прогнозирование остаточного ресурса или вероятности безотказной работы на заданном интервале наработки. Метрологическое обеспечение (МО) диагностирования и прогнозирования заключается в выборе диагностических параметров, разработке алгоритмов поиска и локализации неисправностей, обоснования точности и достоверности измерения диагностических параметров, оптимизации периодичности диагностирования, прогнозирования остаточного ресурса, типизации точности контрольно-диагностических методов, оценке влияния наработки ТС на изменение метрологических показателей диагностирования и управлении характеристиками достоверности в эксплуатации. Данная работа посвящена разработке методов и алгоритмов для оценки надежности структур технических систем с диагностикой. Расчеты и проверка аналитических результатов выполнялись с помощью математических технологий пакета MathCad.

68


РАЗРАБОТКА ЭЛЕКТРОННОГО УЧЕБНОГО ПОСОБИЯ С «ГИБКИМ» ИСКУССТВЕННЫМ ИНТЕЛЛЕКТОМ С.А. Захаров Новосибирский государственный педагогический университет

В настоящее время все большую популярность в сфере образования приобретают разного рода интерактивные средства обучения, в частности программы, направленные на проверку усвоенных знаний, умений и навыков учащихся. Наибольшая часть этих программ имеет интерфейс тестов, и не так много электронных средств обучения имеют другой вид. Отличительной особенностью таких заданий является, в частности, строгая фиксированность метода решения поставленной задачи: в процессе написания программы разработчик электронного учебного пособия предусматривает для каждой задачи только один вариант решения, практически не предоставляя проходящему тест свободы в выборе пути решения. Такие программы нацелены скорее на отработку уже изученных методов, чем на освоение новых. Целью исследования ставится разработка программы, возможности которой будут на порядок выше разработанных ранее тестовых программ. Основная часть работы будет направлена на написание «гибкого» искусственного интеллекта, предоставляющего возможность решающему ту или иную задачу, входящую в тест, выбрать собственный метод решения. Поскольку программу планируется разработать на языке программирования высокого уровня (C# или CommonLisp), поставленная задача представляется разрешимой. Структуру создаваемого электронного образовательного ресурса планируется создать похожей на структуру разработанных ранее тестовых программ. На входе тестируемому предлагается ввести свои учетные данные (например, фамилию и номер группы/класса), затем он переходит к содержанию теста, где может в произвольном порядке решать представленные задачи. Процесс решения каждого задания будет отличаться от такового в электронных тестах, к которым мы привыкли. Начальные данные помимо условия задачи будут содержать только наибольшее количество шагов, приводящих от условия задачи к решению. Предположим, если задачу можно решить тремя способами, содержащими соответственно N1, N2 и N3 шагов, причем N1 < N2 < N3, то в начальных данных будет указано количество шагов N3. Таким образом, обеспечивается возмож

69


ность решить задачу всеми тремя методами, при этом учащийся, который не владеет более быстрым методом решения, но владеет другим, пусть и приводящим к решению за большее число шагов, не лишается возможности решить задачу. После указания условия задачи учащемуся предлагается N ячеек (число N соответствует наибольшему количеству шагов, приводящих от начальных данных к решению), куда он может вводить формулы и численные расчеты. Другими словами, в свободные ячейки учащийся записывает действия, предпринятые для решения поставленной задачи. Когда он приходит к ответу, его численное значение (либо некоторая конечная формула) помещается в особую ячейку. Проверку решения планируется организовать «снизу вверх»: прежде всего проверяется данный ответ и наличие в ячейках, по крайней мере, минимального числа действий, приводящих от условия задачи к ее решению. Если в ячейках содержится минимальное количество записанных действий или больше него, а ответ верный, задача автоматически засчитывается как правильно решенная. Если количество записанных шагов в ячейках меньше минимального, на экран выводится соответствующее сообщение и задача не засчитывается. Если введенный ответ отличается от правильного, программа начинает проверку введенного решения, при этом каждое введенное в ячейку действие проверяется по нескольким критериям: 1) критерий существования – является ли введенное выражение математической операцией; 2) критерий правильности расстановки скобок; 3) для вычислений – критерий правильности результата. Помимо этого, для каждой решаемой задачи предполагается ввести несколько стандартных методов решения. Если введенные в ячейки действия алгоритмически подходят одному из стандартных методов и ошибка находится только в ответе, на экран выводится сообщение об ошибке в вычислениях. В случае вычислительной ошибки в любом из действий, введенных в ячейки, на экран выводится такое же сообщение, причем первая ячейка, в которой была обнаружена ошибка, «обводится» красной рамкой. Предполагается, что с помощью разработанной программы возможно будет создавать электронные тесты с задачами на построение, доказательством теорем и другими заданиями, требующими предоставления развернутого решения. Кроме того, с помощью этой программы учащиеся смогут быстрее научиться правильно строить ход решения поставленной задачи и, как следствие, быстрее находить ошибки в собственном решении при самопроверке.

70


СИНТЕЗ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА В.А. Иванов, А.В. Родыгин Новосибирский государственный технический университет

В настоящее время как промышленные предприятия, так и предприятия сервиса имеют достаточно большой парк напольного электротранспорта (электропогрузчики, электрокары и др.), источниками питания которых являются аккумуляторные батареи. Это связано с возрастанием объема перевозок малогабаритных грузов в складских помещениях, портах, на вокзалах и т. д. При решении задачи рационального управления автономным транспортным средством необходимо учитывать случайный характер процессов, протекающих в системе тягового электропривода. Анализ и синтез таких систем управления должен проводиться статистическими методами, позволяющими учесть влияние случайных факторов на ход процессов и их конечный результат. В настоящее время существует несколько методов подхода к созданию систем управления. Наибольшее практическое применение получили следующие методы. Наблюдатели состояния позволяют восстанавливать значение вектора состояния, используя матричную форму представления. Наблюдатель предсказывает значения токов на цикл вперед, что устраняет проблему запаздывания управления. Однако, не учитываются анизотропность ротора, магнитное насыщение, потери в стали и меди, что снижает оптимальность метода. Другим способом управления является использование систем со скользящими режимами. Системы с переменной структурой изменяют управление при пересечении поверхности скольжения, в которую в качестве переменных входят переменные состояния объекта. Недостатком этого метода является возможная потеря устойчивости на участке достижения поверхности переключения; высокочастотные переключения, приводящие к износу механической и электрической частей привода; повышенные технические требования к преобразователю. Прямое управление моментом имеет ряд преимуществ: робастность к разбросу параметров, упрощается алгоритм управления, высо

71


кое быстродействие. Однако при малых нагрузках возникают пульсации момента и колебания скорости ротора. Нейронные сети используются для построения алгоритма управления и представляют собой самообучающиеся сети с тремя слоями нейронов (входной, скрытый и выходной слои). Однако алгоритмы расчета создают значительную вычислительную нагрузку. Общая задача математического программирования может быть поставлена следующим образом: требуется найти такой вектор параметров x  Rn, который оптимизирует целевую функцию f(x): Rn → R1 при ограничениях φi(x) ≥ 0 для i = 1, …, m и ψj(x) = 0 для j = 1, …, p, где Rn – n-мерное действительное векторное пространство; f(x), φi(x), ψj(x) – произвольные функции вектора параметров x. В настоящее время известно множество методов решения оптимизационных задач на основе нейронных сетей. Высокая степень распараллеливания обработки данных позволяет решать задачи комбинаторной и дискретной оптимизации с заданным качеством, применительно к техническим системам, а также с высокой скоростью получения результата.

ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЗОННЫХ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ В.В. Иванов, С.В. Мятеж Новосибирский государственный технический университет

Зонно-фазовое регулирование напряжения – способ комбинированного регулирования напряжения на обмотках тяговых трансформаторов ЭПС переменного тока, при котором одновременно применяются переключения секций вторичных обмоток трансформаторов и фазовое регулирование (изменение угла открытия тиристоров выпрямителя). Применяют различные варианты зонно-фазового регулирования напряжения, отличающиеся числом зон и соотношением напряжений в них. В настоящее время большое распространение получили классические четырехзонные регуляторы, собранные на тиристорах по мостовой схеме выпрямления.

72


Особенности коммутационных процессов в таких схемах требуют вводить искусственную задержку угла открытия тиристоров, что снижает среднее значение коэффициента мощности до 0,8 [1]. Низкие значения коэффициента мощности дополнительно нагружают электрооборудование электровозов и тяговую сеть реактивными токами и увеличивают расход электроэнергии на тягу поездов. Данную проблему удалось решить в усовершенствованном варианте четырехзонного выпрямителя с лестничной структурой и новым, более простым алгоритмом управления тиристорами (рисунок).

Электрическая схема четырехзонного преобразователя с лестничной структурой и его алгоритм управления

Результаты имитационного моделирования и расчеты коэффициента мощности выпрямителя с лестничной структурой доказали, что данные выпрямители обладают меньшей общей продолжительностью коммутационных процессов по сравнению с мостовым выпрямителем. Применение выпрямительных агрегатов с лестничной структурой в составе тяговых преобразователей грузовых электровозов переменного тока позволяет повысить энергетические показатели, и прежде всего коэффициент мощности на 2…4 %. Дополнительным способом повышения коэффициента мощности зонно-фазовых регуляторов является так называемое секторное регулирование [2]. При этом регулировании выпрямленного напряжения не происходит сдвига по фазе первой гармоники сетевого тока относительно напряжения и характеристика коэффициента мощности существенно повышается.

73


Особенно эффективен такой способ на первой зоне регулирования, когда в обычных условиях коэффициент мощности особенно низок (0,4...0,7). Для этих целей в схеме достаточно заменить тиристоры VS7 и VS8 мощными полностью управляемыми полупроводниками, такими как IGBT. Такой замене способствует и простой алгоритм управления. В результате этой замены высокие значения коэффициента мощности будут наблюдаться на всех зонах. Кроме того, использование в силовой части полностью управляемых полупроводниковых приборов позволит корректировать форму потребляемых токов, что благоприятно скажется на электромагнитной совместимости с питающей сетью. В настоящее время авторами ведется работа по созданию модели выпрямителя с секторным регулированием. Ожидаемое улучшение средневзвешенного коэффициента мощности с учетом длительности работы электровоза на первой зоне должно составить порядка 5…10 %. Список литературы 1. Плакс А.В. Системы управления электрических подвижным составом: учебник для вузов ж.-д. транспорта / А.В. Плакс. – М.: Маршрут, 2005. – 360 с. 2. Тихменев Б.Н. Электровозы переменного тока с тиристорными преобразователями / Б.Н. Тихменев, В.А. Кучумов. – М.: Транспорт, 1988. – 311 с.

РАЗРАБОТКА ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И МЕТОДОЛОГИЧЕСКИХ ОСНОВ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ УПРАВЛЕНИЯ ТЕРРИТОРИЯМИ АГРОПРОМЫШЛЕННОГО КОМПЛЕКСА (НА ПРИМЕРЕ НОВОСИБИРСКОЙ ОБЛАСТИ) А.Л. Ильиных Сибирская государственная геодезическая академия

На данный момент в большинстве субъектов Российской Федерации продолжается снижение плодородия почв, ухудшается состояние сельскохозяйственных земель. Почвенный покров, особенно сельскохозяйственных угодий, подвержен деградации и загрязнению, теряет устойчивость к разрушению, способность к восстановлению свойств и воспроизводству плодородия. В этой связи особую актуальность при

74


обретает изучение состояния и использования земель сельскохозяйственного назначения, поскольку показатели их качественного состояния низки (деградация почв, ухудшение плодородия, низкое содержание органического вещества и т. д.). Большое значение имеют вопросы охраны сельскохозяйственных земель и их рационального использования, систематические наблюдения за их состоянием для своевременного выявления изменений, их оценки, предупреждения и устранения последствий негативных процессов. Таким образом, эффективное решение указанных проблем невозможно без применения результатов мониторинга земель сельскохозяйственного назначения. Насущная потребность в оперативных данных, необходимых для принятия оптимальных управленческих решений в сфере земельных отношений на территории Новосибирской области, и постоянно растущий объем информации о состоянии и использовании земель области обусловливают актуальность информационного обеспечения деятельности регулирования земельных отношений и в том числе территорий агропромышленного комплекса (АПК) Новосибирской области (НСО). С целью решения задачи информационного обеспечения управления земельными ресурсами сельскохозяйственного назначения требуются современные методы и средства получения, хранения, обработки и представления разнообразной информации, а также средства обмена информацией. В качестве информационной основы принятия управленческих решений в сфере АПК предлагается создание автоматизированной информационной системы управления территориями агропромышленного комплекса (АИС УТ АПК), в основе которой лежат геоинформационные системы (ГИС) и геоинформационные технологии, с целью обеспечения органов государственной власти и народного хозяйства страны достоверной информацией о состоянии и использовании сельскохозяйственных земель [1–2]. Тематика исследований соответствует одному из основных приоритетных направлений научной, научно-технической и инновационной деятельности Новосибирской области: «Научно-технологическое обеспечение агропромышленного комплекса». Практическая значимость работы заключается в создании базы геопространственных данных автоматизированной информационной системы УТ АПК. Таким образом, сведения о состоянии и плодородии сельскохозяйственных земель и их фактическом использовании, объектах недвижимости и трудовых ресурсах, содержащиеся в базе данных АИС УТ

75


АПК, будут способствовать принятию оперативных управленческих решений в сфере АПК ответственными лицами (органами) всех уровней на территории Новосибирской области. Список литературы 1. Гиниятов И.А. К вопросу о создании автоматизированной информационной системы для целей управления территориями агропромышленного комплекса / И.А. Гиниятов, А.Л. Ильиных // Геодезия и картография. – 2008. – № 2. – С. 51–53. 2. Гиниятов И.А. О состоянии управления земельными ресурсами агропромышленного комплекса в аспекте его информационного обеспечения / И.А. Гиниятов, А.Л. Ильиных // Интерэкспо Гео-Сибирь-2013. IХ Междунар. науч. конгр., 15–26 апреля 2013 г., Новосибирск, Междунар. науч. конф. «Экономическое развитие Сибири и Дальнего Востока. Экономика природопользования, землеустройство, лесоустройство, управление недвижимостью»: сб. материалов в 4 т. Т.3. – Новосибирск: СГГА, 2013. – С. 55–61.

ПОВЫШЕНИЕ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ТЯГИ ПРИ ПОМОЩИ НАКОПИТЕЛЕЙ ЭНЕРГИИ В.Е. Капитаненко Новосибирский государственный технический университет

Одним из наиболее популярных видов электротранспорта во многих городах мира является метрополитен, ставший основой транспортной системы большинства мегаполисов. Наряду с преимуществами, такими как высокая интенсивность следования поездов, высокая скорость движения, большой пассажиропоток и высокая пропускная способность, существуют и недостатки. Одним из них является неравномерность потребления электроэнергии. Неравномерность энергопотребления может быть оценена в разных точках системы электрической тяги – на токоприемнике поезда, на фидерах подстанции или на первичной стороне подстанции. Для расчетов с энергосистемой важна последняя из указанных точек. Количественно неравномерность потребления энергии в этой точке может быть оценена такими показателями, как пик-фактор или коэффициент формы. Решение указанной задачи является важным условием снижения себестоимости пригородных перевозок, причем по мере совершенство

76


вания электропоездов актуальность этих задач возрастает, так как растет амплитуда энергопотребления и возврата при уменьшении их длительности. Эти задачи наиболее эффективно решаются применением накопителей энергии, которые сглаживают потребление энергии рекуперации, возвращая ее в сеть для компенсации пиков потребления. Современный уровень техники позволяет создавать накопители разных видов: маховичные, индуктивные со сверхпроводниковыми контурами, конденсаторные, электрохимические. Для целей электрической тяги накопитель может быть установлен в следующих местах: на поезде, в середине фидерной зоны, на фидерах подстанции.

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА НА БАЗЕ НЕЙРОННЫХ СЕТЕЙ Д.В. Кукель, А.В. Родыгин Новосибирский государственный технический университет

В настоящее время имеется большой парк электротранспорта, который получает питание от автономных источников энергии. Это электрокары, штабелеры, погрузчики, трапы и другая специальная техника на электрической тяге. Прогнозирование технического состояния объекта с заданной степенью достоверности на предстоящий момент времени является главной задачей технического диагностирования, и при решении задачи прогноза необходимо обеспечить эффективность осуществления этапов эксплуатации объекта. Суть методов прогнозирования – выявление и последующее использование закономерностей развития прогнозируемого процесса. Нахождение закономерностей производится на основе анализа ретроспективных данных – данных об истории развития процесса, которые хранятся в виде временных рядов. Одним из основных вопросов является выбор математического аппарата. В зависимости от вида математического описания объекта и способов определения неизвестных параметров модели используются те или иные математические методы прогнозирования. В частности, для краткосрочного прогнозирования отказов могут быть рекомендованы методы экстраполяции (статистические). На основании статисти

77


ческих данных о прогнозируемом объекте они позволяют определить его детерминированную основу и вычислить ее значение для заданного момента времени в будущем. Методы прогнозирования можно разделить на два класса: квалитативные и квантитативные, в зависимости от того, какие математические аппараты используются. Квалитативные процедуры производят субъективную оценку, основанную на мнении экспертов. Обычно это формальная процедура для получения обобщенного предсказания на основе ранжирования и обобщения мнения экспертов. С другой стороны, квантитативные процедуры прогнозирования явно объявляют, каким образом получен прогноз. Четко видна логика и понятны математические операции. Эти методы производят исследование данных для того, чтобы определить глубинный процесс, генерирующий переменную, и, предположив, что процесс стабилен, использовать знания о нем для того, чтобы экстраполировать процесс в будущее. К квантитативным процедурам прогнозирования относятся методы, основанные на статистическом анализе, анализе временных последовательностей, байесовском прогнозировании, наборе фрактальных методов, нейронных сетях. Сейчас используется два основных типа моделей: модели временных последовательностей и причинные модели. Временная последовательность – это упорядоченная во времени последовательность наблюдений (реализаций) переменной. Анализ временных последовательностей использует для прогнозирования переменной только исторические данные о ее изменении. Анализ временных последовательностей включает описание процесса или феномена, который генерирует последовательность. Для предсказания временных последовательностей необходимо представить поведение процесса в виде математической модели, которая может быть распространена в будущем. Для этого необходимо, чтобы модель хорошо представляла наблюдения в любом локальном сегменте времени, близком к настоящему. Обычно нет необходимости иметь модель, которая представляла бы очень старые наблюдения, так как они, скорее всего, не характеризуют настоящий момент. Также нет необходимости представлять наблюдения в далеком будущем, т. е. через промежуток времени больший, чем горизонт прогнозирования. После того как будет сформирована корректная модель для обработки временной последовательности, можно разрабатывать соответствующие средства прогнозирования.

78


На выбор соответствующего метода прогнозирования влияют следующие факторы: требуемая форма прогноза; горизонт, период и интервал прогнозирования; доступность данных; требуемая точность; поведение прогнозируемого процесса; понимание и сотрудничество управляющих.

УВЕЛИЧЕНИЕ УДЕЛЬНОЙ МОЩНОСТИ КОЛЛЕКТОРНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА С ПОМОЩЬЮ СНИЖЕНИЯ РЕАКЦИИ ЯКОРЯ ПУТЕМ НЕМАГНИТНЫХ ВСТАВОК М.О. Куменко Новосибирский государственный технический университет

В настоящее время основной вектор развития электрических машин в России направлен на машины переменного тока. Главной причиной этого является бурное развитие полупроводниковой техники за последние 20 лет, которое позволило реализовать системы плавного регулировании скорости и уменьшения пускового тока двигателей переменного тока. Однако, прогнозы полной замены коллекторных двигателей постоянного тока на двигатели переменного тока не оправдались. Основными недостатками современных двигателей переменного тока по сравнению с коллекторным двигателем постоянного тока являются низкая глубина управления, низкая перегрузочная способность, дорогостоящая система управления. Кроме того, современные разработки автономных электротехнических систем (электромобилей, роботов) используют источники постоянного тока, что при применении двигателей постоянного тока не требует дополнительного преобразования энергии с постоянного тока в переменный. Также стоит отметить, что наряду с улучшениями характеристик двигателей переменного тока уменьшались основные недостатки коллекторных двигателей постоянного тока (срок службы коллекторов, сложность изготовления и удельная мощность коллекторных двигателей постоянного тока). Данная работа направлена на дальнейшее увеличение мощности и уменьшения сложности изготовления коллекторных двигателей постоянного тока. Основным направлением увеличения мощности в работе является снижение отрицательных воздействий магнитного поля якоря на основное магнитное поле за счет увеличения магнитного сопротивления

79


полю якоря. Отрицательными воздействиями поля якоря являются искажения основного магнитного поля под главными полюсами, увеличение магнитного потока в зоне коммутации, которые приводят к уменьшению перегрузочной способности, уменьшению мощности, насыщению частей магнитопровода и необходимости усложнения конструкции. На сегодняшний день проведенные исследования на двигателе ЭДМ-114 показали, что с помощью немагнитных вставок в магнитную систему индуктора возможно значительно снизить отрицательные воздействия магнитного поля якоря. Основными достигнутыми результатами для двигателя ЭДМ-114 являются: увеличение мощности на 10 %, увеличение симметричности на 20 %, увеличение равномерности на 40 %, снижение магнитного потока в зоне коммутации на 12 %. Стоит также отметить, что исследованные конструкции не требуют применения новых материалов или нового оборудования для их изготовления. Кроме того, увеличение симметричности и равномерности распределения магнитного потока на полюсном делении позволяет не применять компенсационную обмотку в тех двигателях, где раньше она применялась, что значительно снижает стоимость и сложность изготовления таких двигателей. В заключение стоит отметить, что дальнейшее развитие конструкций коллекторных двигателей постоянного тока чрезвычайно важно для России, так как большее количество электрического транспорта оборудовано тяговым приводом постоянного тока, и развитие автономных электротехнических систем необходимо с применением отечественных разработок электрических машин.

ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ НАКОПИТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ НА ТРАМВАЕ А.В. Ларин, Е.А. Спиридонов Новосибирский государственный технический университет

Проблема повышения энергетической эффективности электрического транспорта может решаться различными способами: снижение потерь энергии в элементах тягового привода транспортного средства, применение более эффективных устройств не только в составе привода, но и в элементах систем питания. Однако значительный потенциал по энергосбережению содержится в использовании энергии торможения транспортного средства.

80


По результатам анализа вопроса применения накопителей энергии в электротранспортных системах можно выделить несколько основных направлений развития:  использование накопителей энергии (НЭ) для аккумулирования и последующего использования энергии торможения – буферные накопители энергии;  НЭ для автономного хода транспортного средства;  НЭ для выравнивания нагрузок в системе тягового электроснабжения;  создание транспортных средств с частично автономным ходом (заряд НЭ на остановочных пунктах в процессе пассажирообмена). Рассматривая вопросы, связанные с неавтономным электрическим транспортом, можно отметить, что разработка накопителя энергии для автономного хода является мерой, направленной не на повышение эффективности использования энергии, а на придание транспортному средству большей маневренности. Однако эффективность от внедрения накопителей энергии можно значительно повысить, выбрав оптимальный алгоритм работы накопителя энергии, а именно режимы параллельной работы НЭ и питающей сети. Применение НЭ для ограничения максимального тока поезда позволит дополнительно к использованию энергии торможения снизить потери в питающих линиях и тяговой сети, что особенно актуально в условиях наземного городского электрического транспорта. Наиболее эффективно как с точки зрения энергосбережения, так и с точки зрения минимизации затрат на модернизацию использовать накопительное устройство для аккумулирования энергии торможения. Разработанные методы проектирования накопителя энергии совершенствуют существующие и позволяют снизить стоимость накопительного блока на 15 % по сравнению с существующими аналогами. Предлагаемые алгоритмы управления тяговым приводом с накопителем энергии кроме эффективного использования энергии позволяют значительно (в 2–2,5 раза) снизить неравномерность потребления энергии из тяговой сети [1]. Отдельного внимания заслуживает вопрос использования емкостных накопителей энергии на трамвае. По сравнению с троллейбусом трамвай обладает меньшим коэффициентом сопротивления движению (на 10…15 %), что позволяет говорить о более высокой эффективности повторного использования энергии торможения. Кроме того, трамвайное движение в большинстве случаев характеризуется меньшим воз

81


действием других участников дорожного движения, что позволяет более точно рассчитывать параметры накопительного модуля. Эффективность использования накопителя энергии на трамвае должна оцениваться не только по объемам запасаемой энергии торможения, но и по величине «мертвого объема» энергии в накопителе и частоты перезарядных циклов. Предварительные оценки показывают, что применение накопительных модулей на трамвае позволит сократить энергопотребление на 30…35 % за счет использования энергии торможения. Также дополнительный эффект заключается в сглаживании формы поездного тока. Список литературы 1. Спиридонов Е. А. Применение накопителей энергии для выравнивания нагрузок в системе электроснабжения городского электрического транспорта / Е.А. Спиридонов // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. – Новосибирск: Изд-во НГАВТ, 2008. – № 1. – С. 258–262.

РАЗРАБОТКА И СОЗДАНИЕ ЛАБОРАТОРНОГО СТЕНДА ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ЗАКОНОВ УПРАВЛЕНИЯ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНЫМИ СИСТЕМАМИ ВЕНТИЛЯЦИИ А.В. Ледовских Новосибирский государственный технический университет

В настоящее время метрополитен является наиболее совершенным и важнейшим видом городского транспорта, который способен справляться с высокой интенсивностью пассажиропотока, как никакой другой вид городского транспорта. Эксплуатационные показатели метрополитена в значительной степени зависят от эффективности и конструктивного совершенства его системы вентиляции [1]. Для изучения систем управления вентиляцией метрополитена была разработана адекватная физическая модель, выполненная в форме односводчатой станции метрополитена (рисунок) в численном масштабе 1:50. При разработке были проанализированы и смоделированы такие компоненты работы вентиляции метрополитена, как микроклимат на

82


станции, поршневой эффект при движении поездов, адекватность в работе станционных и перегонных вентиляторов, а также обработка полученных данных различных показателей, таких как температура, влажность, содержание углекислого газа. Вентиляторы, отвечающие за поддержание климатических условий, комфортных для организма человека на станции метрополитена, должны обеспечивать оптимальные значения данных показателей.

Общий вид лабораторного стенда

Модель (лабораторный стенд) системы автоматизированного управления проветриванием шахт (САУПШ) состоит из физической модели и математической модели. Интерфейс пользователя САУПШ позволяет имитировать процессы воздухораспределения и метановыделения в вентиляционной сети. Математическая модель состоит из узлов и ветвей, которые имеют свои параметры, такие как сопротивление, координатное расположение в окне приложения. Приблизительное значение объема воздуха, поступающего в элемент вентиляционной сети, отображается толщиной вектора. Математическая модель имеет шесть точек, с которых снимаются показания, имитируя датчики расхода воздуха и метана. Каждому датчику соответствует свой график. Также имеется график мощности ВГП, где передаваемое значение измеряется в кубических дециметрах в секунду. Для регулирования скорости вращения станционных и перегонных вентиляторов, моделируемых в лабораторном стенде, на базе микроконтроллера разработана система управления. Изменение скорости вращения вентиляторов производится по принципу широтно-импульсной модуляции (ШИМ). Данный принцип позволяет производить управление в ключевом режиме, что повышает КПД системы, сохраняя при этом возможность плавного управления скоростью вращения.

83


Созданный лабораторный стенд позволяет моделировать и исследовать различные режимы управления тоннельными и станционными вентиляторами для обеспечения заданных показателей эффективности работы системы, обеспечивающих требуемый микроклимат на станции метрополитена. Список литературы 1. Цодиков В.Я. Вентиляция и теплоснабжение метрополитенов / В.Я. Цодиков. – М.: Недра, 1968. – 408 с.

ПОВЫШЕНИЕ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ СУЩЕСТВУЮЩИХ БОЛЬВЕРКОВ В УСЛОВИЯХ КРАЙНЕГО СЕВЕРА М.А. Лобановский Новосибирская академия водного транспорта

В связи с широким освоением нефтяных и газовых месторождений в районах Сибири и Крайнего Севера большое значение имеет обеспечение безопасности эксплуатации причальных сооружений в этих районах для осуществления бесперебойных перевозок грузов. По этой причине выдвигаются повышенные требования к достоверности методов расчета и методик оценки эксплуатационного состояния при проектировании, строительстве и эксплуатации портовых гидротехнических сооружений, возводимых в северных районах. Наиболее важными задачами современного этапа эксплуатации и строительства причальных сооружений в условиях северной климатической зоны в соответствии с Законом РФ «О безопасности гидротехнических сооружений» являются: внедрение современных конструкций и методик оценки эксплуатационного состояния сооружений, повышение надежности и безопасности, а следовательно, и долговечности их эксплуатации и вследствие этого снижение риска аварийных ситуаций и эксплуатационных расходов. В портовом гидротехническом строительстве самое широкое применение нашли причальные сооружения в виде заанкерованных больверков из металлического шпунта. Однако строительство и эксплуатация заанкерованных причальных сооружений имеют ряд особенностей и сопряжены с определенными

84


трудностями. Опыт возведения таких сооружений в условиях Крайнего Севера позволяет сделать вывод о том, что условия строительства и эксплуатации заанкерованных больверков гораздо сложнее, чем в других районах с умеренным климатом.

АНАЛИЗ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ТЕПЛОВОЗОВ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ С.В. Макаров, А.В. Бахвалова Новосибирский государственный технический университет

Маневровая работа является важной составляющей железнодорожного транспорта. Около 45 % эксплуатационного парка локомотивов занято выполнением маневровой работы, из них 92 % маневровой работы выполняется непосредственно тепловозами [1, 2]. Маневровая работа производится в соответствии с технологическим процессом работы станции и по плану, предусматривающему своевременное формирование и отправление поездов, своевременную подачу вагонов под грузовые операции и уборку их после окончания грузовых операций, рациональное использование всех технических устройств, бесперебойный прием поездов на станцию. Маневровая работа является неотъемлемой частью перевозочного процесса. Она растет одновременно с развитием перевозок, увеличением протяженности сети и числа станций, выполняющих технические и коммерческие операции. Практика эксплуатации тепловозов показывает, что среди локомотивов всех родов службы, включая пассажирские, грузовые, маневровые, наименьший среднеэксплуатационный КПД имеют маневровые тепловозы. Это объясняется тем, что специфика работы этих тепловозов отличается большой неравномерностью нагрузок их силовых установок в течение суток – от длительного простоя в ожидании работы до максимальной. Причем работа на холостом ходу и малых нагрузках, когда эффективный КПД дизеля мал, значительно превосходит по времени работу на полной мощности. Поэтому общие эксплуатационные затраты на содержание этих тепловозов, включая расходы на топливо, достаточно велики. В работе проведены исследования особенностей режимов работы тепловозов в различных условиях эксплуатации [3, 4]. Полученные

85


данные позволили сделать следующие выводы: для всех условий эксплуатации маневровых тепловозов характерна продолжительная работа силовой установки при небольшой нагрузке и на холостом ходу. Количество и продолжительность полурейсов при выполнении маневров предопределяют работу дизелей на неустановившихся режимах и холостом ходу, составляющем 45…75 % всего времени работы. Среднеэксплуатационный удельный расход топлива определяет удельный расход топлива на промежуточных (в диапазоне от 30 до 75 % номинальной мощности тепловоза) и неустановившихся режимах работы. В некоторых случаях при выполнении хозяйственной работы время работы дизеля на холостом ходу составляет до 96 % от общего времени работы. Это объясняется особенностью режимов работы: транспортные операции производятся на небольших участках пути, насыщенных стрелочными переводами и кривыми, в условиях частой смены направления при различных скоростях движения и большом числе остановок. Список литературы 1. Модернизация системы пуска двигателя внутреннего сгорания маневрового тепловоза / С.В. Макаров, Е.Г. Гурова, А.В. Мятеж, К.Е. Яковлева, А.В. Бахвалова, Е.А. Баринова, Д.М. Стрельникова, С.Ф. Батрутдинов, И.С. Дымов // В мире научных открытий. – 2013. – № 6.1 (42). – С. 272–288. 2. Модернизация системы пуска дизеля маневрового тепловоза ТЭМ-2 / С.В. Макаров, Е.Г. Гурова, А.В. Ледовских // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. – 2013. – № 1. – С. 175–178. 3. Development of Spatial Vibration Protection Devices / E.G. Gurova, V.Y. Gross, V.S. Kurbatov, S.V. Makarov, A.A. Sergeev, N.I. Shchurov // World Applied Sciences Journal. – 2013. – Vol. 22, Special iss. on Techniques and Technologies. – P. 44–48. 4. Математическая модель процесса запуска дизельных двигателей тепловозов / С.В. Макаров, Е.Г. Гурова, А.В. Мятеж, А.В. Бахвалова, О.А. Филатова // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. – 2013. – № 2. – С. 264–268.

86


ВЫБОР НАКОПИТЕЛЕЙ ЭНЕРГИИ ДЛЯ АВТОНОМНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ УСТАНОВОК НА БАЗЕ ВОЗОБНОВЛЯЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ Е.В. Мамонтова Новосибирский государственный технический университет

Существенная часть территории России является малозаселенной. Вопрос использования ВИЭ для этих областей уже сейчас является бесспорным, потому что передача электрической энергии (ЭЭ) в эти районы по линиям электропередач крайне неэффективна, а доставка топлива обходится дорого. Комбинированная энергетическая автономная установка на ВИЭ обеспечивает пониженный расход топлива по сравнению с потребителями, использующими в качестве автономного электроснабжения дизельную электростанцию; позволяет получать электроэнергию при отсутствии сети централизованного электроснабжения, а также, если подключение связано с прокладкой новых линий электропередач, и при установке дополнительной подстанции. Если централизованное электроснабжение есть, то комбинированная энергетическая автономная установка на ВИЭ позволяет быть независимыми от ваших местных электросетей. Применение комбинированной энергетической автономной установки на ВИЭ позволяет уменьшить влияние электрогенерации на окружающую среду (количество выбросов парниковых газов в окружающую среду), так как энергетики и транспорт являются основными загрязнителями и источниками парниковых газов. Состав энергосистемы следующий. 1. Источниками электрической энергии являются:  дизель-генератор;  солнечная батарея;  ветроэнергетическая установка (ВЭУ). В качестве основного может применяться любой из перечисленных источников. Остальные могут использоваться как дополнительные или резервные. 2. Аккумуляторная батарея (АБ) – накопитель. В автономных системах электроснабжения АБ необходима для сохранения вырабатываемого первичным источником энергии электричества, а также для обеспечения стабильности выходного напряжения при разных режимах эксплуатации.

87


3. Инвертор со встроенным контроллером заряда – инвертор, который с целью питания нагрузки заменяет основную сеть, таким образом получая энергию из источников питания, заряжаемых от альтернативных источников энергии. 4. Контроллер заряда АБ. 5. Электротехническое оборудование – щиты, выключатели, автоматы, предохранители, кабели, система заземления и т. д. 6. Нагрузка. Несмотря на большое разнообразие аккумуляторов, для нужд резервного питания чаще всего используются свинцово-кислотные. Они отличаются простотой конструкции и повышенным сроком службы. Есть следующие основные типы свинцовых аккумуляторных батарей, которые можно применять в системах автономного электроснабжения:  стартерные;  AGM герметизированные;  AGM батареи общего назначения и глубокого разряда;  гелевые батареи общего назначения и глубокого разряда;  тяговые;  солнечные. Гелевые аккумуляторы имеют примерно на 10…30 % больший срок службы, чем AGM аккумуляторы, лучше выдерживают циклические режимы заряда-разряда. Снижение емкости при понижении температуры аккумуляторов также меньше, чем у других типов аккумуляторов. Также они лучше переносят сильные морозы. Их применение более желательно в системах автономного электроснабжения, когда батареи работают в циклических режимах (заряжаются и разряжаются каждый день) и нет возможности поддерживать температуру аккумуляторов в оптимальных пределах.

РАЗРАБОТКА РОБОТА ДЛЯ ИНСПЕКЦИИ И РЕМОНТА ТРУБ П.О Мамыкин, Д.Д. Головин, Ю.И. Сагитов, Е.Д. Головин Новосибирский государственный технический университет

Современный уровень жизни и производства немыслим без использования надежно функционирующей трубопроводной инфраструктуры. Трубопроводы используются во всех областях производства, в сельском и жилищно-коммунальном хозяйстве. Выход из строя

88


участков трубопроводов может быть связан как с остановкой производственных процессов на предприятиях, утратой комфорта в жилищном хозяйстве, так и с экологическими катастрофами, опасными авариями, высокими экономическими затратами. Современная инфраструктура трубопроводов в России в большой своей части представляет конструкции, созданные во времена СССР. В отдельных отраслях национального хозяйства необходимо ремонтировать до 80 % коммуникаций, как в случае городских стоков. В условиях современной быстрой застройки в крупных городах ремонту старых коммуникаций уделяется мало внимания. Одна из причин, по которым данный вопрос остается нерешенным, – это дороговизна ремонта, а тем более замены участков трубопроводов. Возможным решением по ремонту трубопроводных коммуникаций является разработка специализированного робота (автономно работающего устройства) для инспекции и последующего ремонта труб. Разработкой данной технологии в настоящее время занимается коллектив сотрудников кафедры вычислительной техники и кафедры материаловедения в машиностроении НГТУ. На первом этапе работ спроектирована конструкция робота «Труболаз» для перемещения по трубам диаметром 200…250 мм. В рамках внутреннего проекта НГТУ «Мобильная платформа для трубопроводов» будет изготовлен первый прототип изделия. Дальнейшие работы будут направлены на разработку рабочих органов робота, позволяющих проводить на месте ремонт трубы.

ИССЛЕДОВАНИЕ ИНДУКЦИОННЫХ НАГРЕВАТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ С ПОСТОЯННЫМИ МАГНИТАМИ А.Э. Морев Новосибирский государственный технический университет

Установленная мощность индукционных нагревателей сквозного нагрева цветных металлов достигает десятков мегаватт, при этом энергетическая эффективность преобразования электрической энергии в тепловую в этих установках редко достигает 50 %. Это обусловлено высокой удельной электропроводностью нагреваемого металла (алюминий, медь, латунь), сопоставимой с электропроводностью обмоток

89


индуктора. Применение систем с постоянными магнитами позволяет поднять электрический КПД до 80…90 %. Оптимизация конструкции таких систем возможна только на базе глубокого комплексного исследования протекающих в них электротепловых процессов и их энергетических параметров. Устройства индукционного нагрева являются сложными техническим объектами, в которых протекают электромагнитные и тепловые процессы. Для моделирования исследуемого процесса выбран метод конечных элементов. При этом электромагнитная задача должна учитывать вращение магнитного поля или вращение заготовки как основной фактор, обусловливающий нагрев заготовки. Модель установки нагрева алюминиевых заготовок учитывает распределение магнитного поля, источников тепловыделения, плотности тока, плотности индукции, температуры по сечению заготовки, а также теплового потока. Общий вид системы нагрева алюминиевых заготовок в магнитном поле вращающихся постоянных магнитов представлен на рис. 1.

Рис. 1. Эскиз расчетной области системы «заготовка–индуктор с магнитами»

Распределение индукции магнитного поля (рис. 2) свидетельствует о том, что постоянные магниты при вращении индуцируют в заготовке вихревые токи. При этом максимум плотности токов находится в области непосредственной близости от магнита. При увеличении частоты вращения заготовки наблюдается выравнивание максимумов и минимумов, что подтверждает наличие явно выраженного поверхностного эффекта.

90


Модель, разработанная в программном комплексе ANSYS, позволила рассчитать связанную электромагнитную и тепловую задачу нагрева немагнитного изделия во вращающемся магнитном поле постоянных магнитов. Созданные численная модель и алгоритм ее работы позволяют найти требуемые геометрические размеры индукционной системы в зависимости от частоты вращения магнитной системы с постоянными магнитами, числа пар полюсов, выделяемой активной мощности, Рис. 2. Распределение геометрических размеров заготовки. индукции магнитного Результаты исследования необходимы для поля по поверхности развития инженерной методики расчета мощзаготовки ных индукционных нагревателей сквозного нагрева цветных металлов в электромагнитном поле, создаваемом вращающимися вокруг заготовки постоянными магнитами, которая востребована проектными организациями.

ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ ПРОМЫШЛЕННЫХ ОБЪЕКТОВ И НАСЕЛЕННЫХ ПУНКТОВ ВОЗЛЕ СКОРОСТНЫХ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ П.В. Морозов Новосибирский государственный технический университет

Электрификация скоростных железных дорог на переменном токе осуществляется путем монтажа двухфазных систем тягового электроснабжения, присоединенных с помощью трансформаторных преобразователей к трехфазной сети. Такие системы требуются для электроснабжения близлежащих промышленных предприятий и населенных пунктов. Как правило, в качестве точек присоединения систем тягового электроснабжения переменного тока к трехфазной сети применяют трансформаторные преобразователи с двумя однофазными трансформаторами, включенными по схеме неполного треугольника. В этих преобразователях предусмотрены специальные трансформаторы для электроснабжения нетяговых потребителей. В то же время такие пре

91


образователи порождают существенную токовую несимметрию в трехфазной сети, которая, в свою очередь, порождает несимметрию по напряжению в зависимости от типа и длины проводящих проводов. В данном случае несимметрия по току превышает 30 %, а несимметрия по напряжению – 4 %, что не соответствует ГОСТ Р 54149–2010 по качеству электроэнергии. Эти значения подтверждаются результатами экспериментов, проведенных в одной из точек присоединения [1]. Данная несимметрия обусловлена особенностями структуры трансформаторного преобразователя, из-за несовершенства которого загрузка двух фаз значительно больше, чем третьей. Для устранения данного недостатка предложено заменить преобразователь с двумя однофазными трансформаторами на трехфазно-двухфазный преобразователь Скотта. Этот преобразователь при равномерной загрузке двух фаз на вторичной стороне и фазовом сдвиге между токами в этих фазах 90 обеспечивает нулевую несимметрию в трехфазной сети. Кроме того, данный преобразователь обладает свойством обратимости, т. е. он может преобразовывать три фазы в две, и наоборот, две фазы в три. Данное свойство позволяет без затруднений присоединять к системе электроснабжения промышленные предприятия, а также населенные пункты. Тем не менее у схемы Скотта есть недостаток, который заключается в том, что она обеспечивает нулевую несимметрию по току и напряжению только при равных нагрузках в фазах на вторичной стороне. Чтобы обеспечить близкую к нулю несимметрию при неравных нагрузках, предложено применить устройство автоматического распределения мощностей между фазами на основе емкостного накопителя энергии и электронных мостовых преобразователей энергии в каждой фазе [2]. Как показало компьютерное моделирование, поддержание постоянного напряжения на накопителе и равных синусоидальных токов в фазах обеспечивает токовую несимметрию в трехфазной сети близкой к 1 %. При сопротивлении подводящих проводов 0,4 Ом/км и расстоянии до соседней подстанции 300 км несимметрия по напряжению составляет 1,8 %, что соответствует ГОСТ. Таким образом, трансформаторный преобразователь по схеме Скотта обеспечивает качество электроэнергии в трехфазной сети в соответствии с ГОСТ при неравномерной загрузке фаз на вторичной стороне. Одновременно он не препятствует электроснабжению промышленных объектов и населенных пунктов.

92


Список литературы 1. Анализ экспериментальных данных о качестве электроэнергии в системе электроснабжения железных дорог переменного тока / В.З. Манусов, П.В. Морозов, Ю.В. Морозов, К.Н. Бойко // Сборник научных трудов SWorld по материалам международной научно-практической конференции «Научные исследования и их практическое применение. Современное состояние и пути развития–2013», 1–12 окт. 2013 г. – Т. 1. Транспорт. – Одесса: КУПРИЕНКО СВ, 2013. – Вып. 3. – С. 100–103. 2. Манусов В.З. Метод уравнивания мощностей на вторичных обмотках трансформаторов Скотта / В.З. Манусов, П.В. Морозов // Известия Томского политехнического университета. – 2012. – Т. 320. – № 4. Энергетика. – С. 62–67.

МОДЕЛИРОВАНИЕ УСТРОЙСТВА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МОЩНОСТИ НА ВТОРИЧНЫХ ОБМОТКАХ ТЯГОВОГО ТРАНСФОРМАТОРНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА П.В. Морозов Новосибирский государственный технический университет

Теоретические исследования тягового трансформаторного преобразователя с устройством распределения мощности [1], подключенного параллельно вторичным обмоткам, подтверждаются с помощью компьютерного моделирования в среде Simulink Sim Power. Основное внимание уделено моделированию вторичных обмоток трансформаторного преобразователя Скотта и устройства распределения мощности при резко изменяющихся активно-индуктивных нагрузках. Было выполнено моделирование устройства распределения мощности на основе базовых ячеек DC-AC, формирующих только два напряжения. Затем было проведено моделирование устройства на усовершенствованных ячейках, формирующих пять уровней напряжения: два положительных, один нулевой и два отрицательных. В связи с тем, что моделирование электрических схем с источниками очень больших напряжений (более 50 кВ) занимает значительное время, вместо них использовались масштабированные значения, уменьшенные в 100 раз. Для моделирования вторичных обмоток трансформаторного преобра

93


зователя Скотта были применены источники переменного напряжения 500 В с фазовым сдвигом друг относительно друга 90°. Параллельно им подключены эквивалентные тяговые активно-индуктивные нагрузки с индуктивностью 10 мГн и сопротивлением 10 Ом. При частоте питающей сети 50 Гц такой нагрузке соответствует фазовый сдвиг тока относительно напряжения   17,4. Последовательно с каждой из нагрузок включен ключ, который служит для имитации предельно возможного резкого изменения нагрузки. Моделирование УУМ служит для формирования таких корректирующих токов, которые обеспечивают равенство по модулю токов во вторичных обмотках трансформаторного преобразователя Скотта и фазовый сдвиг между ними 90°. Выполнение этих условий означает полную токовую симметрию на первичной стороне трансформаторного преобразователя. На рисунке приведена модель для одной вторичной обмотки трансформатора с одной базовой ячейкой УУМ.

Модель вторичной обмотки трансформатора с одной базовой ячейкой

Моделирование выполнялось при следующих параметрах: индуктивность реактора (индуктивность утечки согласующего трансформатора) L = 15 мГн, емкость конденсаторной батареи С = 5000 мкФ. Моделирование показывает, что на конденсаторной батарее поддерживается напряжение в два раза больше напряжения на обмотке трансформатора Скотта. Оно уменьшается при появлении нагрузки и увели

94


чивается при ее исчезновении. Эти изменения компенсируются с помощью ПИ-регулятора. Матрица ключей формирует корректирующий ток, за счет которого фазовый сдвиг тока в обмотке относительно напряжения равен нулю. Список литературы 1. Манусов В.З. Метод уравнивания мощностей на вторичных обмотках трансформаторов Скотта / В.З. Манусов, П.В. Морозов // Изв. ТПУ. – 2012. – Т. 320. – № 4. Энергетика. – С. 62–67.

ДИАГНОСТИКА ТОКОПРИЕМНИКА КАК СРЕДСТВО ПОВЫШЕНИЯ ЭКОНОМИЧНОСТИ ТОКОСЪЕМА Е.С. Новикова Новосибирский государственный технический университет

Главной задачей системы контактный провод–токоприемник является надежная передача электроэнергии от тяговых подстанций к подвижному составу во всем диапазоне скорости движения. Постоянство контактного нажатия – основной критерий качества механического взаимодействия токоприемника и контактного провода. В программе Mathcad было реализовано компьютерное моделирование контактного нажатия токоприемника. В качестве примера результата моделирования на рисунке приведена зависимость контактного нажатия от пройденного пути при скорости движения 30 км/ч, жесткость пружины 2000 кН/м, трение в подшипниках 10 кН. В результате моделировании были получены зависимости изменения отклонения контактного нажатия в области малых усилий от жесткости и от трения, из которых видно, что отклонение контактного нажатия в области малых нажатий тем меньше, чем меньше значение жесткости и трения, следовательно, меньше переходное сопротивление и меньше потерь при токосъеме. Потери в контактной сети увеличиваются с увеличением переходного контактного сопротивления. В результате работы получены значения потерь электроэнергии за один пуск трамвая, за час, за день, за месяц и за один месяц для парка депо. Результаты представлены в таблице.

95


Изменение контактного нажатия от пройденного пути

Потери электроэнергии при различных контактных нажатиях (75 Н, 60 Н)

Суммарные потери электроэнергии за один пуск

за один час

за один день

за один месяц

за один месяц для депо

∆W75, кВтч

0,0495

0,6435

7,722

231,66

20849,4

∆W60, кВтч ∆W60 – ∆W75, кВтч

0,1075 0,058

1,3975 0,754

16,77 9,048

503,1 271,44

45 279 24429,6

Таким образом, своевременное обнаружение и устранение отклонений от нормы таких параметров, как жесткость пружины, трение в подшипниках, позволяет поддерживать на допустимом уровне контактное нажатие и переходное сопротивление, сократить потери в контактной сети, повысить надежность и экономичность токосъема.

96


ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРОВОДЯНОГО ЭЛЕКТРОДУГОВОГО ПЛАЗМОТРОНА ДО 100 кВТ ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ И УТИЛИЗАЦИИ ТЕХНОГЕННЫХ ОТХОДОВ С ЦЕЛЬЮ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ С.И. Радько Новосибирский государственный технический университет

В ряде промышленных производств для получения синтетических продуктов, переработки и утилизации техногенных отходов, газификации твердых топлив низкотемпературная плазма водяного пара является не только теплоносителем, но и активным реагентом в физикохимических реакциях. Благодаря таким уникальным свойствам, как высокая энтальпия, окислительно-восстановительная среда, экологичность, широкая доступность, пароводяная плазма перспективна в различных технологических процессах энергетики, машиностроения, плазменном напылении и т. д. Аномально высокая удельная теплоемкость воды обеспечивает плазме водяного пара высокую энтальпию, которая почти на порядок выше, чем у воздушной, азотной, кислородной и аргоновой, и немного ниже лишь водородной. К числу других достоинств плазмы водяного пара следует отнести отсутствие вредных окислов азота при работе плазмотрона. На сегодняшний день стационарно работающие плазмотроны на водяном паре включают в конструкцию вольфрамовый катод [1], для работы которого необходима защитная среда в виде аргона или чистого азота, загрязняющих паровую плазму. Кроме того, эти газы достаточно дорогие. В этой связи разработка конструкции генератора водяной плазмы с составными трубчатыми электродами является актуальной проблемой [2]. В таком плазмотроне не требуется защитный газ, он менее чувствителен к повышению давления и генерирует однородную пароводяную плазму (без других газовых включений). Исследовательская работа разработанного пароводяного плазмотрона выполнялась в лаборатории электротехнологий Института тепло

97


физики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения РАН, а также на кафедре АЭТУ Новосибирского государственного технического университета. Основные положения и результаты работы докладывались и обсуждались на научно-технических семинарах кафедры АЭТУ НГТУ. Список литературы 1. Михайлов Б.И. Электродуговые генераторы пароводяной плазмы. Ч. 2 // Теплофизика и аэромеханика. – 2003. – Т. 10, № 4. – С. 637–657. 2. Аньшаков А.С., Радько С.И. и др. Электродуговой плазмотрон для нагрева водяного пара // Теплофизика и аэромеханика. – 2012. – № 6. – С. 761–763.

ЛИНЕЙНЫЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ С ДВУХСТОРОННЕЙ ЗУБЧАТОСТЬЮ ЯКОРЯ О.В. Рогова Новосибирский государственный технический университет

Линейные электромагнитные двигатели имеют широкую область применения. В частности, они используются в маломощном компрессорном оборудовании, где наряду с четким позиционированием рабочего органа необходимо добиваться повышения энергоэффективности и снижения массогабаритных показателей, чего можно достичь путем использования линейных электромагнитных двигателей с зубчатой структурой магнитопровода [1, 2]. Также одной из важнейших задач совершенствования линейных электромагнитных двигателей является повышение их тяговых характеристик. На основании проведенных ранее исследований [3] было выявлено, что при двухсторонней зубчатости якоря и равном числе зубцов с его внутренней и внешней стороны значения индукции в воздушных зазорах могут существенно отличаться, что в свою очередь влияет на Электромагнитный двигатель скорость насыщения отдельных участков

98


магнитопровода и приводит к снижению амплитудных значений тяговых усилий. Поэтому в данной работе предлагается конструкция электромагнитного двигателя, обеспечивающая равномерность насыщения отдельных участков магнитопровода (см. рисунок), что достигается за счет выполнения якоря 1 с разным числом кольцевых выступов по внешнему и внутреннему радиусу с шагом, равным шагу сопряженных по диаметру ответных кольцевых выступов, образованных по внешнему диаметру сердечника 2 и внутреннему диаметру внешней стенки статора 3, что обеспечивает равномерность насыщения магнитопроводящих участков внешнего втяжного якоря и взаимодействующих с ним участков сердечника и внешней стенки статора. Количество кольцевых выступов по внутреннему и внешнему радиусу якоря определяется из условия равенства сечений магнитопровода при замыкании магнитного потока. Кольцевые выступы расположены перпендикулярно передаваемой силе и образуют зубцовую зону магнитной системы. На основании проведенного численного эксперимента с помощью конечноэлементного моделирования было выявлено, что вариант электромагнитного двигателя, представленного на рисунке, превосходит по силе тяги в 1,16 раза, а по амплитудному значению тягового усилия в 1,14 раза конструктивную схему с равным числом кольцевых выступов с внутренней и внешней стороны якоря [4]. Таким образом, предлагаемая конструкция линейного электромагнитного двигателя позволяет не только добиться повышения энергоэффективности и снижения массогабаритных показателей, но также повышения тяговых характеристик и равномерности насыщения отдельных участков магнитопровода. Список литературы 1. Пат. 112722, МПК F04B45/00. Электромагнитный компрессор / В.Ю. Нейман, О.В. Рогова. – № 2011133626/06; Заявлено 10.08.11; опуб. 20.01.12; бюл. № 2. – 2 c.: ил. 2. Пат. 116916, МПК F04B45/04. Электромагнитный компрессор / В.Ю. Нейман, Л.А. Нейман, О.В. Рогова. – № 2011151028/06; Заявлено 14.12.11; опуб. 10.06.12; бюл № 16. – 2 c.: ил. 3. Нейман Л.А. К исследованию тяговых характеристик электромагнитных приводов с учетом зубчатости элементов магнитопровода / Л.А. Нейман, О.В. Рогова // Доклады Академии наук Высшей школы Российской Федерации. – 2013. – № 1. – С. 100–108.

99


4. Рогова О.В. К вопросу улучшения тяговых характеристик линейных электромагнитных двигателей с зубчатой структурой магнитопровода / О.В. Рогова // Электромеханические преобразователи энергии: материалы : материалы 6 междунар. науч.-техн. конф. – Томск: Изд-во Томского политехн. ун-та, 2013. – С. 70–73.

МЕТОДИКА РАСЧЕТА ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЛИНЕЙНОЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ МАШИНЫ А.А. Скотников Новосибирский государственный технический университет

Расчет динамических характеристик является наиболее трудной частью общего расчета линейной электромагнитной машины всякого рода. Основная трудность заключается в том, что при движении якоря изменяется магнитная проводимость воздушного зазора и, следовательно, величина магнитного потока. По этой причине в катушке, кроме ЭДС самоиндукции, возникает ЭДС движения. Последняя также ведет к изменению тока, а значит, к изменению механической силы, развиваемой машиной. От этой силы зависит закон движения якоря и в результате закон изменения магнитной проводимости воздушного зазора. Из сказанного видно, что электрические процессы в обмотке находятся в тесной и сложной взаимосвязи с механическими процессами, обусловленными движением якоря [1]. В общем случае динамика линейных электромагнитных машин характеризуется системой уравнений d  (i, x)  ; u (t )  i (t ) R  dt    d2x  Fэ  F . m  dt где u (t ) – напряжение;  (i, x) – зависимость потокосцепления в функции координаты якоря х и тока в катушке i; R – активное сопротивление катушки; m – масса якоря; Fэ – электромагнитная сила; F – суммарная противодействующая сила [2].

100


Представленные уравнения не линейны, и их решение с достаточной точностью без использования вычислительной техники невозможно. В представленной работе для расчета системы уравнений предложено использование математической модели, созданной в MathLab (рисунок).

Математическая модель линейной электромагнитной машины

В результате расчета с помощью блоков «Electric», «Mexanic» модель построит зависимости необходимых величин в функции времени. Список литературы 1. Тер-Акопов А.К. Динамика быстродействующих электромагнитов / А.К. Тер-Акопов. – М.; Л.: Энергия, 1965. – 168 с. 2. Мошкин В.И. Импульсные линейные электромагнитные двигатели / В.И. Мошкин, В.Ю. Нейман, Г.Г. Угаров. – Курган: Изд-во Курганского гос. ун-та, 2010. – 220 c.

101


РАСЧЕТ ХАРАКТЕРИСТИК РАБОЧЕГО РЕЖИМА ЭЛЕКТРОМАГНИТА ПОСТОЯННОГО ТОКА А.А. Скотников Новосибирский государственный технический университет

В данной работе приведена методика создания функций для расчета характеристик рабочего процесса электромагнита постоянного тока в среде MathCAD. Важным пунктом расчета рабочих характеристик ЛЭМД является создание массивов значений  (i, x) и F (i, x) , основой для которых служат таблицы значений  и F, полученные для рассматриваемого электромагнита в статическом магнитном поле (рис. 1). Расчет может быть произведен с использованием программного продукта FEMM. Для дальнейшего использования этих значений полученные массивы необходимо представить в виде двумерной интерполированной функции. Далее представлена методика создания функции  (i, x) (рис. 2). Расчет функции F (i, x) аналогичен.

Рис. 1. Значения  при различных значениях тока I и координаты Х

Рис. 2. Создание двумерной функции

Поскольку основной расчет требует больших трудозатрат, в работе представлена блок-схема программы для расчета рабочих характеристик электромагнита постоянного тока, созданная в среде MathCAD (рис. 3).

102


x

i

 (i, x) F (i, x)

Не выполняется

x+Δ

Save

t 

2xm F (i, x)

u (t )  iR 

 t

Выполняется

i ( t ), x ( t ), F ( t )

Рис. 3. Блок-схема рабочей программы

Работа математической модели заключается в следующем: программа для заданных значений х с шагом Δ подбирает значения токов. Верными будут считаться те значения токов, которые будут удовлетворять условиям уравнения

u (t )  i (t ) R 

d . dt

По необходимости программа может рассчитывать большое число характеристик. Далее представлены основные из них (рис. 4).

Рис. 4. Характеристики электромагнита в рабочем режиме

103


РАСЧЕТ ПЕРЕГРЕВА ЛЭМД С ЦИКЛИЧНЫМ ПЕРЕМЕЩЕНИЕМ ЯКОРЯ А.А. Скотников Новосибирский государственный технический университет

Рабочий процесс линейных электромагнитных двигателей (ЛЭМД), используемых в приводе ударных машин различного технологического назначения, характеризуется различной частотой и продолжительностью включения, что существенно оказывает влияние на тепловой режим их работы. При цикличном режиме работы электромагнитного двигателя (рис. 1) время рабочего цикла будет определяться временем разгона бойка, т. е. временем протекания тока в катушке tц , а время бестоковой паузы tп – временем приведения бойка в исходное состояние [2, 3].   n

у

max min 0

1

2

P 0

tп

3 ntц

t

Рис. 1. График циклического процесса нагрева и охлаждения

Для определения перегрева на любом интервале времени удобно воспользоваться разностными уравнениями. Расчет подробно рассмотрен в [1, 2, 3], здесь же приводятся конечные выражения для их применения при исследовании зависимости температуры тела от параметров электропривода.

104


Используя метод конечных разностей, определена величина максимального перегрева в n-м цикле:

[n]max 

tp    T0  у 1  e

t   цn  T0   1  e 

1 e

t  ц T0

.

В качестве примера, иллюстрирующего влияние перегрева элементов электропривода в переходных режимах работы, на рис. 2 в относительных единицах приведена зависимость   f [ n] , полученная в результате расчета по выражению (1) при нулевых начальных условиях.

Рис. 2. Зависимость перегрева в переходном процессе при Т0/tп = 10; tп/tц = 10

Полученные в работе зависимости перегрева электропривода от параметров, характеризующих режимы его работы, позволяют рассчитать нагрев в переходном режиме для равноотстоящих интервалов времени питающих импульсов тока и могут быть использованы в приближенных расчетах при определении условий допустимого нагрева при работе с заданной частотой для кратковременного или повторнократковременного режимов работы. Список литературы 1. Чунихин А.А. Электрические аппараты / А.А. Чунихин. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 720 с. 2. Нейман Л.А. Анализ процесса нагрева электромагнитного двигателя, работающего в импульсном режиме / Л.А. Нейман, А.А. Скотников // Науч-

105


ные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. – 2012. – № 2. – С. 319–322. 3. Нейман Л.А. Исследование нагрева электромагнитного двигателя в переходных режимах / Л.А. Нейман, А.А. Скотников, В.Ю. Нейман // Изв. вузов. Электромеханика. – 2012. – № 6.

НЕЙРОСЕТЕВЫЕ МОДЕЛИ ДЛЯ АНАЛИЗА И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ НАГРУЗКИ ЭНЕРГОСИСТЕМЫ П.А. Слинкин, С.В. Родыгина Новосибирский государственный технический университет

Современные темпы развития вычислительных систем и технологий позволяют по-новому ставить вопросы совершенствования оперативного управления режимами региональных электроэнергетических систем (ЭЭС). Поэтому одним из перспективных представляется решение этих вопросов на базе технологий искусственного интеллекта. Реализация интеллектуального управления основана на новых информационных технологиях, включая методы искусственных нейронных сетей (ИНС) как одних из наиболее совершенных для обработки информации и принятии решений. Нейронные сети позволяют воспроизводить чрезвычайно сложные зависимости, которые сопутствуют плохо формализованным задачам. Таким образом, там, где линейная аппроксимация неудовлетворительна и линейные модели работают плохо, основным инструментом становятся нейросетевые методы. А также предпочтение их традиционным моделям обусловлено тем, что не требуется построения модели объекта, не теряется работоспособность при неполной входной информации. Прогнозирование режимов электрической нагрузки необходимо для решения очень большого спектра задач текущего планирования и оперативного управления режимами функционирования ЭЭС. Прогнозирование нагрузки проводится по нескольким временным диапазонам: оперативному (в пределах текущих суток); краткосрочному (сутки, неделя, месяц); долгосрочному (месяц, квартал, год). Краткосрочное прогнозирование электрической нагрузки составляет основную исходную информацию для принятия решений в процессе планирования режимов ЭЭС и оперативно-диспетчерского управления. Прогнозы суточных графиков нагрузки ЭЭС и их узлов используются

106


для расчета оптимальных режимов ЭЭС по активной мощности, планирования режимов силового оборудования, оценки придельных режимов и т. п. На основе искусственных нейронных сетей возможно предсказание значений переменных и факторов, важных в процессе принятия решений. Эти методы анализируют ретроспективные исторические данные о переменной с целью оценить ее будущее изменение. Возможность прогнозирования нагрузки обусловлена наличием объективных закономерностей процессов потребления электрической энергии, в частности периодичностью изменения нагрузки (в недельном и суточном цикле) и инерционностью процессов изменения на малых интервалах времени. Это позволяет прогнозировать значения нагрузки по прошлым зафиксированным значениям. Главная особенность суточных часовых нагрузок энергетической системы – это определенная повторяемость характеризующих их выборок в зависимости от дня недели и месяца. К наиболее трудным этапам работы можно отнести задачу подбора количества нейронов скрытого слоя. Если их слишком мало, то погрешность обучения невозможно уменьшить до требуемого уровня. Слишком большое их количество приводит к росту погрешности обобщения. Такая сеть с практической точки зрения не будет иметь никакой ценности. Для решения задачи прогнозирования нагрузки используем модель, описывающую изменения во времени фактических значений нагрузки. Произведенные сравнения позволяют сделать вывод, что использование моделей на основе ИНС для прогнозирования нагрузки показало достаточно хорошие результаты, что, в свою очередь, еще раз доказывает предпочтение их традиционным моделям.

ВИБРОКРЕСЛО НА ОСНОВЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО КОМПЕНСАТОРА ЖЕСТКОСТИ А.А. Сергеев Новосибирский государственный технический университет

С началом нового тысячелетия, особенно в последние 5–6 лет, в транспортной промышленности появляются все более легкие конструкции, более мощные энергетические установки, что ведет, в свою очередь, к возрастанию вибрации на транспортных средствах.

107


Наиболее остро стоит проблема вибрации и шума мобильных машин в связи с ростом профессиональных заболеваний водителей и лиц, эксплуатирующих виброактивное оборудование, а также в связи с возрастанием доли шума, производимого транспортными средствами, в общем объеме шумности и вибрации, излучаемом машинами и механизмами. Перспективный метод снижения уровня вибрации – это применение виброизолирующих устройств с плавающим участком нулевой жесткости. В научной работе разрабатывается виброкресло на основе электромагнитного компенсатора жесткости. Электромагнитный компенсатор жесткости [1, 2, 3] наиболее эффективен, так как он наиболее полно отвечает требованиям идеальной виброизоляции как при постоянных по величине, так и при произвольно меняющихся нагрузках. Это объясняется тем, что у электромагнитного компенсатора жесткости нет взаимодействующих частей, а следовательно, нет сил трения и износа деталей [4]. У него также отсутствуют промежуточные подвижные массы, следовательно, дополнительные силы инерции. Предлагается в предложенные компенсаторы привнести изменение, которое практически полностью устранит проблему вибрации, о которой мы упоминали ранее. Замена электромагнитов на неодимовые магниты приведет к решению поставленной проблемы как со стороны технической части (к отсутствию изнашивания деталей и оборудования), так и со стороны значительного негативного влияния на здоровье человека. Список литературы 1. Гурова Е.Г. Виброизолирующая подвеска судовой энергетической установки с нелинейным электромагнитным компенсатором жесткости: дис. … канд. техн. наук / Е.Г. Гурова. – Новосибирск, 2008. – 196 с. 2. Gurova E.G. Development of Spatial Vibration Protection Devices / V.Y. Gross, V.S. Kurbatov, S.V. Makarov, A.A. Sergeev, N.I. Shchurov // World Applied Sciences Journal. – 2013. – Vol. 22 (Special Issue on Techniques and Technologies). – P. 44–48. 3. Гурова Е.Г. К проектированию трехосного электромагнитного компенсатора жесткости / Е.Г. Гурова // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока: сб. науч. тр. / Новосиб. гос. акад. вод. трансп. – Новосибирск, 2013. – № 1. – С. 347–349. 4. Гурова Е.Г. Разработка эффективного виброизолирующего устройства на транспорте/ Транспортная безопасность / Е.Г. Гурова, В.Ю. Гросс / Транспорт Российской Федерации: сб. науч. тр. – СПб., 2013. – № 6 (43). – С. 68–70.

108


ПРИМЕНЕНИЕ НЕОДИМОВЫХ МАГНИТОВ В ВИБРОИЗОЛИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВАХ НА ТРАНСПОРТЕ А.А. Сергеев1, П.Г. Старостин2 1 Новосибирский государственный технический университет 2 Новосибирская государственная академия водного транспорта

В последнее время наблюдается тенденция к уменьшению веса конструкций транспортных средств при одновременном увеличении мощности энергетических установок, что приводит к значительному росту уровней вибраций на этих транспортных средствах. Одна из наиболее существенных инженерных задач на данный момент – это борьба с шумом и вибрациями, создаваемыми работающими машинами и механизмами. Наиболее перспективным направлением снижения уровней вибрации следует считать виброизоляцию на основе эффекта нулевой жесткости. Виброизолятор представляет собой упругий элемент и компенсатор жесткости. Сегодня одним из самых эффективных компенсаторов жесткости можно считать электромагнитный [1, 2, 4], так как он наиболее полно отвечает требованиям идеальной виброизоляции как при постоянных по величине, так и при произвольно меняющихся нагрузках. Это объясняется тем, что у электромагнитного компенсатора жесткости нет взаимодействующих частей, а следовательно, нет сил трения и износа деталей. У него также отсутствуют промежуточные подвижные массы, следовательно, дополнительные силы инерции. Электромагнитный компенсатор жесткости [1, 2, 3], снабженный быстродействующей системой перестройки, перераспределяющей напряжение на электромагнитах при изменении нагрузки, обеспечивает «плавание» участка нулевой жесткости на силовой характеристике. Предлагается рассматриваемые компенсаторы сделать на основе не электромагнитов постоянного тока, а на основе неодимовых магнитов [5, 6], которые обладают большим тяговым усилием при небольших габаритах. Применение супермагнитов в виброизоляторах существенно облегчит установку последних в транспортных средствах при достаточно эффективном снижении уровня вибрации и, как следствие, защитит человека и оборудование от ее вредного влияния.

109


Список литературы 1. Гурова Е.Г. Виброизолирующая подвеска судовой энергетической установки с нелинейным электромагнитным компенсатором жесткости: автореф. дис. … канд. техн. наук / Е.Г. Гурова. – Новосибирск, 2008. – 23 с. 2. Development of Spatial Vibration Protection Devices / E.G. Gurova, V.Y. Gross, V.S. Kurbatov, S.V. Makarov, A.A. Sergeev, N.I. Shchurov // World Applied Sciences Journal. – 2013. – Vol. 22, Special iss. on Techniques and Technologies. – P. 44–48. 3. Гурова Е.Г. К проектированию трехосного электромагнитного компенсатора жесткости / Е.Г. Гурова // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. – 2013. – № 1. – С. 347–349. 4. Гурова Е.Г. Разработка эффективного виброизолирующего устройства на транспорте / Е.Г. Гурова, В.Ю. Гросс // Транспорт Российской Федерации. – 2013. – № 6 (43). – С. 68–70. 5. К разработке виброизолятора с компенсатором жесткости на основе супермагнитов / Е.Г. Гурова, С.В. Макаров, А.А. Сергеев, А.Д. Петушкова, В.С. Азизов, А.О. Колинченко, И.С. Дымов // Научные проблемы транспорта Сибири и Дальнего Востока. – 2013. – № 2. – С. 172–174. 6. Гурова Е.Г. Применение супермагнитов в устройствах виброзащиты подвижного состава / Е.Г. Гурова // Известия Транссиба : сб. науч. тр. – Омск, 2012. – № 3 (11). – С. 30 – 34.

СИММЕТРИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПАКЕТОВ ШИН ПРЯМОУГОЛЬНОГО СЕЧЕНИЯ РУДНО-ТЕРМИЧЕСКИХ ПЕЧЕЙ С.И. Творогов Новосибирский государственный технический университет

Современные рудно-термические печи (РТП) в конструкции короткой сети имеют жесткий неподвижный участок 2 (рисунок). Зачастую он является самым протяженным из всех участков короткой сети. Основные требования к параметрам короткой сети – минимум активного и индуктивного сопротивлений и их симметрия. Соблюдение этих условий позволяет мощность, получаемую из питающей сети, использовать с высоким электрическим КПД и высоким

110


коэффициентом мощности, а в ванне печи равномерно распределить ее между фазами (или электродами), что является основным и наиболее важным требованием технологии.

Короткая сеть круглой РТП: 1 – трансформатор; 2 – пакет шин; 3 – гибкий кабель; 4 – трубки электрододержателя; 5 – электрод

По проводникам короткой сети протекают весьма большие токи промышленной частоты, которые создают вокруг проводников сильные магнитные поля, а значит, большое значение приобретают поверхностный эффект, эффект близости, неравномерное распределение тока по отдельным проводникам, перенос мощности между отдельными проводниками и фазами, потери энергии в металлических конструкциях и др. Один из вариантов конструкции шинного пакета РТП – ряд прямоугольных шин, обращенных друг к другу широкими сторонами. С целью снижения индуктивного сопротивления жесткие участки коротких сетей 2 бифилируются. На практике это осуществляется чередованием проводников полуфаз в пакете. В данной работе была реализована методика [1] в MS Excel на языке VBA. Разработанная программа позволяет рассчитывать индуктивное сопротивление шихтованных пакетов рудно-термических печей и анализировать влияние конструктивных решений этого участка токоподвода на уровень его несимметрии. Например, конструктивно обу

111


словлен тот факт, что длина шинопакета средней фазы меньше длины шинопакета крайней фазы, а значит, на этом участке закладывается несимметрия токоподвода в целом (см. рисунок). Но индуктивное сопротивление зависит не только от длины проводников, но и от геометрии сечения. Если увеличить расстояние между шинами в пакете, то индуктивное сопротивление пакета будет увеличиваться, значит, можно уравнять сопротивления шинопакетов средней и крайней фаз. Для примера рассмотрим шинопакеты крайней и средней фаз установки РКО-16,5 (рудно-термическая круглая открытая, мощность 16,5 МВА) Их параметры приведены в таблице. Параметры шинопакета установки РКО-16,5 [1]

Фаза

Длина, м

Толщина шин, м

Высота шин, м

Межосевое расстояние, м

Крайняя Средняя

14,3 4,6

0,012 0,012

0,3 0,3

0,027 0,027

Количество шин на полуфазу 6 6

Индуктивное сопротивление, мОм 0,11 0,05

Как правило, расстояние между шинами делают минимально возможным по условиям охлаждения и изоляции. Максимальное расстояние ограничено только габаритами конструкции. Расчеты показали, что при увеличении расстояния между шинами в средней фазе до 0,09 м ее индуктивное сопротивление становится равным индуктивному сопротивлению крайней фазы. Работа выполнена при поддержке Минобрнауки РФ. Список литературы 1. Данцис Я.Б. Короткие сети и электрические параметры дуговых электропечей. Справ. изд. / Я.Б. Данцис, Л.С. Канцевич, Г.М. Жилов и др. / 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Металлургия, 1987. – 320 с.

112


СОЗДАНИЕ СЕРИИ ВИРТУАЛЬНЫХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ ПРАКТИКУМОВ ПРИ ИЗУЧЕНИИ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ И ИНФОРМАТИКИ С.Ю. Фарафонтов, А.И. Шлаузер Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики

В данной работе рассмотрена возможность создания и применения виртуальных приборов для проведения лабораторных практикумов при изучении радиоэлектроники и информатики. Предложены методы реализации аппаратного и программного обеспечения виртуальных измерительных приборов. В современном мире в связи с обширным применением ЭВМ и удешевлением различных электронных компонентов получили большое распространение так называемые виртуальные приборы. Виртуальные приборы – это особый раздел техники, направленный на создание систем по сбору, обработке данных, управлению и автоматизации различных технологических процессов на базе персональных ЭВМ. При этом интерфейс управляющей программы может быть выполнен в виде эквивалента лицевой панели настоящего прибора. Применение данного подхода позволяет облегчить использование программы пользователем и свести все сложности к минимуму. Взаимодействие программы ПК с внешним аппаратным комплексом осуществляется через стандартный интерфейс связи с использованием различных преобразователей (АЦП, ЦАП), исполняющих механизмов и др. Для создания виртуальных приборов требуется решить следующие задачи: анализ необходимых устройств и оптимальные методы их реализации; составление и расчет принципиальных схем; разработка топологии печатных плат и построение прототипов; написание управляющих программ. Виртуальные измерительные приборы обладают следующими важными достоинствами: более низкая стоимость по сравнению с его традиционным аналогом; гибкость; возможность создания различных приборов в различных отраслях науки и техники; быстрота и простота разработки и возможность некоторого изменения прибора в момент его отладки.

113


Данные достоинства привели к массовому выпуску различных виртуальных измерительных приборов, но, как правило, высокого класса. Вследствие чего их цена по-прежнему остается существенной. Разрабатываемые нами приборы относятся к низкой ценовой категории и предназначены для оборудования ими различных учебных организаций. На данный момент авторами разработано два измерительных виртуальных прибора. 1. Прибор для измерения зависимости обратного тока полупроводниковых диодов от температуры. Основные его параметры: температура нагрева не более 99 °C, максимальный измеряемый обратный ток 35 мкА, максимальная потребляемая мощность 15 Вт. 2. Прибор для измерения параметров полупроводниковых приборов. Включает в себя два вольтметра с диапазоном измерения ±10В, два миллиамперметра с диапазоном измерения ±10мА, один микроамперметр с диапазоном измерения ±100 мкА и два регулируемых источника напряжения с диапазоном регулирования ±10В. Оба измерителя построены на базе однокристальной микроЭВМ. Связь с ПК осуществляется по интерфейсу связи USB с последующей обработкой принимаемых данных управляющей программой, написанной в среде LabVIEW. Таким образом, виртуальные измерительные приборы позволяют не только сэкономить средства при замене старых измерительных устройств на их виртуальные аналоги, но и получить за эти же средства куда более расширенные возможности, чем давали их старые устройства.

ПОВЫШЕНИЕ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ МЕТРОПОЛИТЕНА ЗА СЧЕТ ПРИМЕНЕНИЯ ЕМКОСТНЫХ НАКОПИТЕЛЕЙ ЭНЕРГИИ К.С. Шабалтас Новосибирский государственный технический университет

В настоящее время особо актуален вопрос о повышении эффективности использования электроэнергии, затрачиваемой на тягу поездов. Электроподвижной состав метрополитена имеет крайне неравномерный график потребления электрической энергии по времени. Тяговые подстанции метрополитена испытывают значительные колебания

114


нагрузки. Силовое оборудование тяговых подстанций системы тягового электроснабжения (СТЭ) метрополитена имеет излишнюю установленную мощность, необходимую для покрытия пиковых нагрузок. Указанных недостатков можно избежать, оснастив тяговую сеть СТЭ метрополитена накопителями энергии. Цель работы заключается в повышении энергоэффективности метрополитена за счет применения накопителей энергии. Так как в настоящее время проведение рекуперативного торможения на метрополитене невозможно, использование накопителей является эффективной мерой по снижению энергопотребления на движение подвижного состава. В соответствии с поставленной целью в работе были решены следующие задачи: выполнен анализ существующих типов накопителей, выявлены их преимущества и недостатки; рассмотрены места размещения накопителей энергии. Выбор места размещения в первую очередь обусловливается экономической эффективностью и удобством при эксплуатации, а также потерями электрической энергии. Было установлено, что идеальным местом размещения накопителей является тяговая подстанция. В дальнейшем необходимо разработать методы и средства, позволяющие повысить эффективность использования накопительных устройств в системе электроснабжения метрополитена; разработать схемные решения накопительных устройств для применения на тяговых подстанциях, позволяющие значительно повысить эффективность использования энергии электрических торможений. Наиболее перспективными и удовлетворяющими основным требованиям аккумулирования энергии электрических торможений на подвижном составе являются емкостные накопители, они же конденсаторы с двойным электрическим слоем (КДЭС). Они сочетают в себе высокую удельную мощность, большое число зарядно-разрядных циклов, работу в широком диапазоне температур, длительное время хранения запасенной энергии, практически неизменную скорость разряда во всем рабочем диапазоне температур. КДЭС представляют наиболее эффективный тип накопителя, который способен в полном объеме аккумулировать энергию электрических торможений на метрополитене.

115


ОПТИМИЗАЦИИ РЕЖИМА ВЕДЕНИЯ ПОЕЗДА МЕТРОПОЛИТЕНА К.Е. Яковлева Новосибирский государственный технический университет

Новосибирский метрополитен является одним из крупнейших потребителей энергии в городской инфраструктуре. Высокий расход электроэнергии на тягу зависит в основном от режимов ведения поезда по перегону. В настоящее время отсутствуют методы, позволяющие контролировать оптимальную траекторию движения. Целью работы является повышение энергоэффективности метрополитена путем оптимизации режима движения поезда. Для реализации необходимо создать систему управления, которая могла бы поддерживать режим движения и осуществлять непосредственный контроль значения ускорения. Для разработки необходимых мер по повышению энергоэффективности были выполнены исследования величин, влиющих на режим движения: общее время хода по перегону и ускорение подвижного состава. В результате статистической обработки эксперементальных данных и подбора выравнивающей функции по пусковым ускорениям и времени движения по перегону установлено, что распределение времени хода и ускорения наиболее полно описывается гамма-фунцией. Выявлено, что у движения с большим значением пускового ускорения продолжительность выбега больше и меньше скорость начала торможения, следовательно, потери в тормозных устройствах меньше, так как они пропорциональны квадрату тормозной скорости. Помимо этого снижаются и пусковые потери, пропорциональные квадрату пусковой скорости. Таким образом, увеличение пускового ускорения (пускового тока) является, безусловно, выгодным мероприятием с точки зрения экономии энергии. Проблема может быть решена оборудованием кабины машиниста бортовым компьютером с акселерометром и высокоточным датчиком скорости. Это позволит выполнять сравнение реального и расчетного режима движения, давать рекомендации машинисту и снизить расход потребляемой поездом электроэнергии на 7…10 %.

116


СОДЕРЖАНИЕ ГУМАНИТАРНЫЕ НАУКИ................................................................................ 3 Айзман Р.И., Лебедев А.В., Айзман Н.И., Рубанович В.Б. Паспорта здоровья субъектов образовательного процесса ............................................. 5 Безрядина М.С., Рехтина Г.А. Перспективы применения компетентностного подхода в муниципальной службе ........................................... 7 Богатырева М.С. Развитие сферы консультационных услуг для семей, осуществляющих опекунство или усыновление детейинвалидов ............................................................................................................ 9 Еськов В.Д. Разработка электронного учебного пособия мастера современного плаката ...................................................................................... 11 Корячкина Ю.А. Метод проектов в формировании исследовательских компетенций школьников ....................................................................... 12 Лаврентьева О.А. Определение критериев и уровней социальной ответственности в подростковом возрасте .................................................... 15 Лукьянов Д.В. Применение современных информационных технологий в государственном управлении ................................................................ 17 Маслова Н.В. Влияние рисков на предпринимательскую активность в России ............................................................................................................. 19 Непомнящая А.А., Рождественская Л.Н. Мировые тренды в развитии программ питания ..................................................................................... 21 Цукарев С.С., Дудин К.Б. Объединение потенциалов креативных студентов и вузовской науки как фактор системного формирования гражданского общества ............................................................................ 22 Чичинина Е.Е., Шутенко В.С. Разработка типовых решений детских игровых площадок в структуре придомовых территорий с использованием материалов вторичной переработки ................................ 23 ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ ............................................................................... 25 Довгулёва О.Н., Горб Н.Н., Попов Ю.Г., Мигда Т.Б. Фармакологическая коррекция здоровья и патологий крупного рогатого скота в условиях Сибири ........................................................................................... 27 Изюрова Ю.А. Обоснование конструктивно-режимных параметров клетки для индивидуального содержания телят профилакторного периода .............................................................................................................. 28 Мезенцев Е.М. Подоскопия как вспомогательный метод скринингдиагностики дисплазии соединительной ткани............................................. 31 Ульяхина Е.И. Приспособление для ранней посттравматической разработки сухожилий кисти .......................................................................... 32 Шумахер Э.Г., Шумахер Д.И. Способ наложения сухожильного шва........... 34

117


ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ .................................................................................. 35 Андреев А.И. Энергоэффективный автоматизированный электропривод для вентиляции метрополитена................................................................ 37 Бачаров В.К., Кононов А.А., Печеркин С.В. Разработка доступной системы бизнес-планирования научных и инновационных проектов.............. 38 Брикетова А.Н. Нечеткое моделирование информационных систем ............. 39 Бузденкова В.А. Измерение деформации корпуса судна ................................. 40 Вайнмастер П.И. Определение геометрии трещины, возникающей при гидравлическом разрыве пласта ............................................................. 41 Валова А.С., Семёнова М.А. Исследование распределений статистик и мощности параметрических критериев однородности для цензурированных выборок ....................................................................... 43 Вильбергер М.Е., Бабаева О.В., Кених В.В. Экспериментальная апробация математической модели многопульсных выпрямителей .......... 45 Вязовцев С.К., Спиридонов Е.А. Проблемы снижения массогабаритных показателей пусковых аккумуляторных батарей тепловозов ................. 47 Вяльцев Г.Б., Топорков Д.М. Регулируемые насосы с вентильным электрическим двигателем .............................................................................. 49 Герасимова Д.М., Федяева М.О. Разработка методики определения электрических параметров входного фильтра для преобразователей мотор-генераторных установок............................................................... 49 Гурова Е.Г., Курбатов В.С. Трехмерный виброизолятор ................................ 51 Дикусар С.Ю. Разработка программного обеспечения для проведения интерактивных лабораторных работ по статистической физике ................... 54 Дмитрушина Д.С., Дубинин В.П. Совершенствование системы электроснабжения электрического транспорта для надземной эстакады трубопроводного типа........................................................................ 57 Добров А.Н. Исследование тепловых условий работы прижимного кольца контактных щек рудно-термической печи ....................................... 58 Дубинин В.П. Разработка алгоритма управления главным приводом железнодорожного стенда ОТ–653 для испытания тормозов железнодорожных локомотивов с имитацией дополнительных инерционных масс.................................................................................................... 60 Дымов И.С. Разработка системы управления трехкоординатным станком .............................................................................................................. 61 Жижкина И.Е. Пассажирская транспортная система эстакадного типа для ГЭТ ..................................................................................................... 63 Журавель А.И. Пути повышения энергоэффективности метрополитена ............ 65 Загорулько С.М., Малозёмов Б.В. Диагностика и надежность транспортных систем............................................................................................... 67

118


Захаров С.А. Разработка электронного учебного пособия с «гибким» искусственным интеллектом ........................................................................... 69 Иванов В.А., Родыгин А.В. Синтез системы автоматического управления электропривода транспортного средства ............................................ 71 Иванов В.В., Мятеж С.В. Пути повышения энергетических показателей зонных выпрямителей .......................................................................... 72 Ильиных А.Л. Разработка теоретических и методологических основ информационного обеспечения управления территориями агропромышленного комплекса (на примере Новосибирской области) ............ 74 Капитаненко В.Е. Повышение энергоэффективности электрической тяги при помощи накопителей энергии ......................................................... 76 Кукель Д.В., Родыгин А.В. Прогнозирование технического состояния транспортного средства на базе нейронных сетей ................................ 77 Куменко М.О. Увеличение удельной мощности коллекторных двигателей постоянного тока с помощью снижения реакции якоря путем немагнитных вставок ............................................................................ 79 Ларин А.В., Спиридонов Е.А. Перспективы применения накопителей электрической энергии на трамвае ......................................................... 80 Ледовских А.В. Разработка и создание лабораторного стенда для изучения законов управления энергоэффективными системами вентиляции .................................................................................................. 82 Лобановский М.А. Повышение несущей способности существующих больверков в условиях Крайнего Севера ............................................... 84 Макаров С.В., Бахвалова А.В. Анализ режимов работы тепловозов при эксплуатации ............................................................................................. 85 Мамонтова Е.В. Выбор накопителей энергии для автономных энергетических установок на базе возобновляемых источников энергии ............... 87 Мамыкин П.О., Головин Д.Д., Сагитов Ю.И., Головин Е.Д. Разработка робота для инспекции и ремонта труб ................................................. 88 Морев А.Э. Исследование индукционных нагревательных систем с постоянными магнитами............................................................................... 89 Морозов П.В. Электроснабжение промышленных объектов и населенных пунктов возле скоростных железных дорог .................................... 91 Морозов П.В. Моделирование устройства распределения мощности на вторичных обмотках тягового трансформаторного преобразователя переменного тока ................................................................................. 93 Новикова Е.С. Диагностика токоприемника как средство повышения экономичности токосъема ............................................................................... 95 Радько С.И. Исследование пароводяного электродугового плазмотрона до 100 кВТ для переработки и утилизации техногенных отходов с целью предотвращения загрязнения окружающей среды ............ 97

119


Рогова О.В. Линейный электромагнитный двигатель с двухсторонней зубчатостью якоря ..................................................................................... 98 Скотников А.А. Методика расчета динамических характеристик линейной электромагнитной машины .......................................................... 100 Скотников А.А. Расчет характеристик рабочего режима электромагнита постоянного тока ................................................................................... 102 Скотников А.А. Расчет перегрева ЛЭМД с цикличным перемещением якоря ........................................................................................................... 104 Слинкин П.А., Родыгина С.В. Нейросетевые модели для анализа и прогнозирования нагрузки энергосистемы ............................................... 106 Сергеев А.А. Виброкресло на основе электромагнитного компенсатора жесткости................................................................................................ 107 Сергеев А.А., Старостин П.Г. Применение неодимовых магнитов в виброизолирующих устройствах на транспорте ...................................... 109 Творогов С.И. Симметрирование электрических параметров пакетов шин прямоугольного сечения рудно-термических печей.......................... 110 Фарафонтов С.Ю., Шлаузер А.И. Создание серии виртуальных измерительных приборов для проведения лабораторных практикумов при изучении радиоэлектроники и информатики ................................ 113 Шабалтас К.С. Повышение энергоэффективности системы электроснабжения метрополитена за счет применения емкостных накопителей энергии.............................................................................................. 114 Яковлева К.Е. Оптимизации режима ведения поезда метрополитена .......... 116

НАУЧНЫЙ ПОТЕНЦИАЛ СТУДЕНТОВ И МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ НОВОСИБИРСКОЙ ОБЛАСТИ Сборник научных трудов В авторской редакции

Выпускающий редактор И.П. Брованова Корректор Л.Н. Киншт Дизайн обложки А.В. Ладыжская Компьютерная верстка Н.В. Гаврилова Подписано в печать 21.04.2014. Формат 60 × 84 1/16. Бумага офсетная Тираж 70 экз. Уч.-изд. л. 6,9. Печ. л. 7,5. Изд. № 39. Заказ 82 Цена договорная Отпечатано в типографии Новосибирского государственного технического университета 630073, г. Новосибирск, пр. К. Маркса, 20

120

Сборник научных трудов "Научный потенциал студентов и молодых ученых Новосибирской области""  
Read more
Read more
Similar to
Popular now
Just for you