Сборник 2015 Паруса (т.1)

МИНОБРНАУКИ РОССИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
“ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИСТЕТ”
ИНСТИТУТ РАДИОТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ И УПРАВЛЕНИЯ
ФИЛИАЛ ЮФУ В г. ГЕЛЕНДЖИКЕ КРАСНОДАРСКОГО КРАЯ
МИНИСТЕРСТВО ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ И ЭКОЛОГИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО НЕДРОПОЛЬЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ —
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УНИТАРНОЕ ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ
«ЮЖНОЕ НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ
ПО МОРСКИМ ГЕОЛОГОРАЗВЕДОЧНЫМ РАБОТАМ»
IV ВСЕРОССИЙСКАЯ НАУЧНАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ
МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ, АСПИРАНТОВ И СТУДЕНТОВ
ПРОБЛЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ.
РЕГИОНАЛЬНОЕ УПРАВЛЕНИЕ.
СВЯЗЬ И АВТОМАТИКА.
(ПАРУСА-2015)
УДК: 621.37/39(06), УДК 681.51(06), УДК 351/354
Проблемы автоматизации. Регионально управление.
Связь и автоматика. – ПАРУСА-2015*/ Сборник трудов IV
Всероссийской научной конференции молодых ученых,
аспирантов и студентов, г. Геленджик, 29-30 октября 2015 г. –
Ростов-на-Дону:
Издательство
Южного
федерального
университета, 2015 – Т.1. – 304 c.
ISBN 978-5-9275-1807-4
Конференция посвящена 100-летию Южного федерального
университета.
В 2-х томах сборников представлены доклады и сообщения
студентов, аспирантов и молодых ученых вузов России по
управлению
в
технических
системах;
автоматизации
технологических процессов и производств; проектированию и
разработке информационных систем; управлению в социальноэкономических системах; проблемам гуманитарных, социальных
и педагогических наук.
ПОСВЯЩАЕТСЯ 100-ЛЕТИЮ
ЮЖНОГО ФЕДЕРАЛЬНОГО УНИВЕРСИТЕТА
СБОРНИК ТРУДОВ
ТОМ 1
Редакционная коллегия:
Финаев В.И., Косенко Е.Ю., Номерчук А.Я.
ISBN 978-5-9275-1807-4
Ростов-на-Дону - 2015
1
© Южный федеральный университет, 2015
2
Программный комитет конференции:
Шевченко И.К. – д.э.н., проф., проректор по организации научной
и проектно-инновационной деятельности ЮФУ, председатель;
Тарасенко А.А. – к.т.н., зам. ген. директора по опытному
производству – главный конструктор ГНЦ ФГУГП «Южморгеология»
(г. Геленджик), сопредседатель;
Финаев В.И. – д.т.н., проф., зав. кафедрой САУ ИРТСУ ЮФУ,
зам. председателя;
Набиев Р.Н. – д.т.н., Национальная академия авиации (г. Баку,
Азербайджан);
Dr. Kamar Charafeddine – д.т.н., Ливанский технологический
институт (г. Бейрут, Ливан);
Milka Uzunova – учитель-исследователь, Технический университет
города Ла-Рошель (г. Ла-Рошель, Франция);
Прокопенко Н.Н. – д.т.н., проф., зам. директора ИСОП по научной
работе (филиал ДГТУ) (г. Шахты);
Бутакова М.А.- д.т.н., проф., декан ФИТУ РГУПС (г. Ростов-наДону);
Ковалев С.М. - д.т.н., проф. РГУПС (г. Ростов-на-Дону);
Саратикян Г.А. – к.т.н., д.э.н., проф., директор ОАО «РусГидро»«Карачаево-Черкесский филиал» (п. Правокубанский, КЧР);
Гочияев Б.Р. – к.ф.н., ректор КГТИ (г. Кисловодск);
Коберси И.С. – к.т.н., зам. директора по НИР ТПИ (филиал ДГТУ)
(г. Таганрог);
Котов И.Н. - к.т.н., зам. директора НИПИ «Океангеофизика»
(г. Геленджик);
Фоменко В.А. – к.т.н., зав. отделом сейсмодинамики ГНЦ ФГУГП
«Южморгеология» (г. Геленджик);
Косенко Е.Ю. – к.т.н., доц., зам. директора ИТА ЮФУ;
Грищенко С.Г. – к.т.н., доц., директор ИРТСУ ИТА ЮФУ;
Гайдук А.Р. – д.т.н., проф., проф. каф. САУ ИРТСУ ИТА ЮФУ;
Медведев М.Ю. – д.т.н., зав. каф. ЭиМ ИРТСУ ИТА ЮФУ;
Шарипова О.С. – д.э.н., проф., Восточноукраинский национальный
университет им. Владимира Даля (г. Северодонецк, Украина);
Саак А.Э. – д.т.н., доц., зав. каф. ГиМУ ИУЭС ИТА ЮФУ;
Колчина О.А. - к.э.н., доц., доц. каф. ГиМУ ИУЭС ИТА ЮФУ;
Грезина М.А. - к.э.н., доц. каф. ГиМУ ИУЭС ИТА ЮФУ;
Фоменко О.А. – к.ф.н., директор филиала ЮФУ в г. Геленджике;
Кирильчик С.В. – к.т.н., доц., доц. филиала ЮФУ в г. Геленджике;
Номерчук А.Я. – ст. преп. каф. САУ ИРТСУ ЮФУ, ученый секретарь.
3
ПРЕДИСЛОВИЕ
Год 2015-й является особенным в истории Южного
федерального. Совсем недавно университет отметил свой 100летний юбилей и перешел в новую эру – «Эру Южного
федерального
университета».
Это
событие
обязывает
университет стремительно развиваться, завоевывать новые
позиции в рейтингах, становиться площадкой формирования и
выпуска специалистов новой формации и высокого уровня,
способных менять окружающий мир к лучшему.
С этой целью университет организует ряд традиционных
дискуссионных научных площадок для выявления актуальных
проблемам, выработки качественных решений их устранения и
обмена опытом в различных сферах науки и техники. Одной из
таких площадок является молодежная научная конференция
«Проблемы автоматизации. Региональное управление. Связь и
автоматика» с красивой романтичной аббревиатурой ПАРУСА,
проходящей в филиале ЮФУ в г. Геленджике.
Работа конференции будет проходить по секциям
технических и гуманитарных наук, тематические направления
которых определяются следующими научными направлениями:
 управление в технических системах;
 проектирование и разработка информационных систем;
 современные технологии управления в социальноэкономических системах;
 секция довузовской молодежи и современных
информационных технологий.
Мы надеемся, что данная конференция в этом году
выполнила свою основную задачу и приглашаем всех ее
участников к предстоящему и последующему более тесному
общению и обмену опытом по актуальным научным и
инженерным проблемам.
Председатель Оргкомитета,
д.т.н., профессор
В.И. Финаев
4
I. СЕКЦИЯ ПЛЕНАРНЫХ ДОКЛАДОВ
Финаев В.И.
ИРТСУ ЮФУ, г. Таганрог
finaev_val_iv@tgn.sfedu.ru
СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД К ЗАДАЧАМ АВТОМАТИКИ
И АВТОМАТИЗАЦИИ
Приведен анализ промышленных объектов, управление
которыми
осуществляется
с
применением
систем
автоматической
оптимизации.
Определён
объект
оптимизации, как система с множеством элементов и связыми
между ними. Рассмотрены концепции систем применительно к
системам
автоматической
оптимизации.
Приведена
классификация моделей и сделан вывод о применении моделей
принятия решений для управления в условиях неопределённости.
Система;
автоматическое
управление;
модель;
статистическая оптимизация; технологические объекты;
неопределённость; принятие решений.
Введение. Развитие промышленности России тесно связано
с внедрением новых технологий управления технологическими
процессами и промышленными объектами. В создавшихся
условиях, возникают актуальные задачи, связанные с
повышением
эффективности
и
экологичности
функционирования существующего оборудования. Широкое
внедрение средств вычислительной техники при создании
современных систем управления способствует решению
вышеназванных задач.
Повышение экономической и экологической эффективности
оборудования связано с выбором оптимальных режимов работы
и часто связано с проведением специальных режимных
испытаний, нарушающих нормальный ход технологического
процесса.
Решение задач возможно с применением методов теории
оптимальных систем управления, адаптивных управляющих
5
систем, систем экстремального регулирования, называемых
также системами автоматической оптимизации [1].
Определение системы автоматической оптимизации.
Системы автоматического управления широко применяются в
различных сферах человеческой деятельности и поэтому теория
автоматического управления – предмет научных исследований и
основа инженерной деятельности [2].
В любой системе автоматического управления имеется два
основный блока регулятор и объект управления, как показано на
рис. 1.

x
Система
управления
(Регулятор)
Объект
управления
u
y
Рис. 1. Структура система автоматического управления:
x – вектор задающих воздействий;  - вектор возмущающих
воздействий; u - вектор управляющих воздействий; y - вектор
управляемых величин
Будем рассматривать объект управления (ОУ), как
организационную, техническую или иную систему, которая
должна функционировать в соответствии с заданными
свойствами (качествами) или для получения желаемого
результата. Регулятор системы управления предназначен для
обеспечения желаемого функционирования ОУ, причем в
системе управления могут быть использованы различные
модели и алгоритмы управления, в зависимости от объема и
качества информации об ОУ и окружающей его среде, и от цели
управления.
При известной модели ОУ и заданной цели управления в
виде задающего воздействия x, подаваемого на регулятор, могут
быть для синтеза регулятора применены классические методы
теории
автоматического
регулирования.
Известна
классификация, согласно которой, в зависимости от характера
6
задающего воздействия x системы автоматического управления
делятся на три вида систем: стабилизации, программного
управления и следящие [2].
В системах автоматического управления сложными
технологическими процессами, производственными объектами
существует задача оптимизации рабочего режима или хода
технологического
процесса
согласно
критериям
производительности или потерь на производство единицы
продукции. Эта задача решается в автоматическом режиме
системами,
называемыми
системами
экстремального
управления. Управление должно быть выбрано таким, чтобы
один или несколько критериев качества принимали
экстремальное (минимальное или максимальное) значение.
Таким образом, в системе экстремального управления цель
формулируется как достижение экстремального значения [3]:
- некоторой скалярной функции параметров ОУ при
заданном критерии качества;
- некоторой векторной функции параметров ОУ при
нескольких заданных критериях качества.
Функцию или критерий оптимальности называют
показателем качества или показателем экстремума ОУ. Выбор
такого показателя определяется свойствами объекта управления,
целью управления и ограничениями (технологическими,
экономическими и пр.).
Система экстремального регулирования выполняет поиск
таких значений регулирующих воздействий x, которые
обеспечивают оптимальные значения критерия качества при
изменении внешних возмущений , влияющих на показатель
экстремума.
Существуют два подхода к экстремальному регулированию:
- применение способа управления по возмущению: задача
экстремального управления решается непрерывным измерением
внешних возмущений;
- применение экстремального регулятора или системы
автоматической оптимизации (САО): если измерить внешние
возмущения невозможно, или неизвестен характер их влияния
на изменение положения экстремума, то задача экстремального
7
управления решается с использованием обратной связи по
показателю качества работы системы.
Для экстремальных систем управления характерно наличие
поисковых движений (колебаний), при определении положении
рабочей
точки
относительно
экстремума
и
выборе
регулирующих воздействий. Система управления может быть
представлена, как некоторый автомат. На рис. 2 приведена в
общем виде структура системы управления с поисковой
оптимизацией [2, 4].
t
Система управления
yt
Система
автоматической
оптимизации
t
Объект
управления
t
xt
(Q, x)
Оценка
показателя
качества
Рис. 2. Структура системы автоматической оптимизации: t –
состояние ОУ, xt – входное управляющее воздействие, t –
входное воздействие определяющее ситуацию
функционирования ОУ, t – неконтролируемое возмущающее
воздействие, yt – выход ОУ
Определим объект оптимизации в виде набора [4]:
<A, SA, R, SR, X, , , , Y, P, F, Q, t>,
(1)
где A={ai} – множество элементов ОУ; SA – множество свойств
элементов; R={rj} – множество связей между элементами ОУ; SR
– множество свойств связей между элементами; X – множество
допустимых управлений;  - множество входных воздействий; 
– множество возмущающих сигналов;  – допустимое
множество состояний ОУ; Y – множество выходных переменных
ОУ; P и F – операторы функции переходов и функции выходов,
определяющие процесс функционирования ОУ; Q – показатель
(критерий) качества; t – время.
8
В определении (1) множество элементов A, множество
свойств элементов SA, множество связей между элементами R и
множество свойств связей элементов SR определяют структуру
ОУ.
Примеры
объектов
экстремального
регулирования.
Примеров ОУ САО привести можно достаточно много.
Барабанный паровой котел, газомазутный водогрейный котел,
имеющий Т-образную сомкнутую компоновку с прямоточным
движением среды, другие типы прямоточных котлов [6 - 7] –
примеры данных объектов.
Технологическая схема барабанного парового котла
показана на рис. 3.
Dв.пр
3
Hб
2
tп.п. pп.п.
5
Dп.п.
SТ
O2
4
1
Dпр
BT
6
QТ
Dп.в.
7
QВ tв
tп.в.
QГ
Рис. 3. Технологическая схема барабанного парового котла:
1 – камерная топка, 2 – циркуляционный контур, 3 – барабан, 4
– пароперегреватель, 5 – пароохладитель, 6 – экономайзер, 7 –
воздухонагреватель
9
Изменение подачи воздуха Qв в камеру сгорания
котла - основное регулирующее воздействие при решении
задачи оптимизации режима работы котлоагрегата.
Цель оптимизации - поддержание коэффициента избытка
воздуха >1, при котором тепловые потери минимальны и
сгорание топлива будет наиболее эффективным, а тепловой
режим будет соответствовать максимуму КПД при заданных
параметрах.
Регулирующие воздействия котла: расход топлива на котел
Bт, расход воздуха Qв, расход перегретого пара Dп.п..
Регулируемые параметры: расход питательной воды Dп.в.,
температура питательной воды tп.в., температура воздуха после
подогревателя tв, температура пара tп.п., давление пара pп.п.,
разрежение в верхней части топки ST, уровень воды в барабане
Hб.
К неизмеряемым возмущениям относят изменение качества
топлива (теплотворной способности QТ), тепловые процессы в
различных частях агрегата, дрейф параметров и прочее.
Оптимизируемый параметр -  или непосредственно Qв.
При оптимизации
подачи воздуха могут вводиться
корректирующие воздействия по содержанию кислорода в
продуктах сгорания.
Выходным параметром котла является КПД, определяемый
методом прямого расчета по результатам измерений или оценок
основных параметров: tп.в., Dп.в, tп.п., Dп.п., pп.п., Hб, BТ, QТ, расхода
электроэнергии и пара на собственные нужды и т.п..
Другим примером ОУ САО являются печи нагрева металла
для прокатных станов металлургического производства. При
управлении печами для нагрева металла решается задача
оптимизации сгорания топлива.
На рис. 4 показана структурная схема подобной печи.
Режим работы печи нестабилен. При управлении печью решают
следующие задачи:
- нагрев заготовок до заданной постоянной температуры
(температуры поверхности заготовки и перепада температур по
сечению), требуемой согласно технологическому режиму
работы прокатного стана;
10
- обеспечение заданной производительности печей;
- минимизация удельного расхода топлива на
металла;
- обеспечение допустимого уровня потерь металла.
тонну
Технико-экономические параметры
Регулирующие
воздействия
ПП

Bуд
Регулируемые
параметры
tпов.том
BВ
BТ
Томильная
зона
tкон
Сварочная
зона
tпов.св
Зона
нижнего
подогрева
CТ
tнач
tпов.нижн
tТ
HП
Возмущающие воздействия
Рис. 4. Структура печи нагрева металла
Регулирующие воздействия - расход воздуха BВ и топлива
BТ. Регулируемые параметры: температура поверхности tпов.x,
температура торца заготовки tТ, перепад температур по сечению
tкон.
Возмущающие воздействия – изменение теплотворной
способности топлива, начальная температура заготовок,
переменный
гидравлический
режим
работы
печи.
Оптимизируемые параметры – производительность печи Пп,
11
удельный расход условного топлива Bуд, потери металла ,
связанные с окалинообразованием.
Оптимизация
процессов
обеспечивается
системой
автоматического регулирования нагрева металла в первой зоне
печи и САО, поддерживающей оптимальный расход топлива
при выдержке металла в томильной зоне. Зависимость
температуры в рабочей зоне печи от расхода топлива или от
расхода
воздуха
представляет
собой
унимодальную
характеристику для всех устройств, в которых происходит
сгорание топлива в присутствии окислителя. Характеристика
имеет дрейф в пространстве параметров при воздействии на
процесс различных возмущений.
При применении САО химических реакторов решается
задача максимизации выхода полезного продукта с учетом
специфики конкретного технологического процесса, а также
задача
обеспечения
максимальной
производительности
химического производства и минимизации затрат, связанных с
неоптимальным выбором параметров процесса. В САО
химических реакторов учитывают технологические ограничения
на управляемые переменные:
- поддержание температуры в определенном интервале для
предотвращения
снижения
активности
катализатора,
конденсации продуктов реакции;
- выбор
концентраций
реагентов
по
требованиям
взрывобезопасности;
- максимально
допустимые
изменения
параметров,
определяемые ограничениями используемого оборудования, и
т.п.
При построении систем оптимизации химических реакторов
наибольшее распространение получили методы на основе
построения и оптимизации математической модели процесса.
Можно привести и другие примеры технологических
объектов, управляемых с применением систем автоматической
оптимизации.
Концепции
систем.
Определение
(1)
системы
автоматического управления позволяет с помощью некоторых
правил для исследования получить характеристики или
закономерности, определяющие поведение системы в целом.
12
В системе автоматического управления проявляется
закономерность эмерджентности, т.к. свойства подсистем
отличаются от свойств элементов, а свойства системы
управления запасами в целом отличаются от свойств подсистем
и элементов.
В силу закономерности эмерджентности происходят
качественные изменения при объединении элементов в систему
автоматического управления и при переходе от системы к
элементам. Если существует априорная неопределенность, не
позволяющая найти адекватную математическую модель
системы автоматического управления, то можно представить
системы и процессы в виде некоторой структуры для выявления
взаимоотношений между элементами. Таким образом, с
помощью понятий система и структура можно отображать
ситуации с априорной неопределенностью, разделяя «большую»
неопределенность на более «мелкие», которые можно
формализовать и выявить причины качественных изменений при
формировании целого из частей.
Для систем автоматического управления характерно также
проявление
закономерности
физической
аддитивности,
двойственной по отношению к закономерности целостности.
Закономерность физической аддитивности проявляется у
системы в случае прогрессирующей обособленности элементов
и систем. Если наступит ситуация, при которой свойство
системы определится в виде суммы свойств независимых
элементов, то говорить о целостной системы автоматического
управления уже нельзя. Любая развивающаяся система
находится между состоянием абсолютной целостности и
абсолютной аддитивности.
В системах автоматического управления проявляются
закономерности иерархической упорядоченности систем, а
именно закономерности коммуникативности и иерархичности,
связанные с расчленением системы автоматического управления
на части и взаимодействием с ее окружением, надсистемой и
подчиненными системами.
В процессе функционирования система автоматического
управления связана множеством коммуникаций с другими
системами и со средой, которая также имеет надсистему,
13
подсистемы и системы одного уровня с рассматриваемой
системой автоматического управления. В этом проявляется
закономерность коммуникативности.
От закономерности коммуникативности осуществляется
переход к закономерности иерархичности или иерархической
упорядоченности, т.к. более высокий иерархический уровень в
производственных отношениях оказывает направляющее
воздействие на нижележащий уровень, подчиненный ему так,
что подчиненные члены иерархии приобретают новые свойства,
отсутствовавшие у них в изолированном состоянии. Таким
образом, закономерность эмерджентности проявляется на
каждом уровне иерархии.
Закономерности функционирования и развития систем
автоматического управления проявляются в закономерностях
историчности и самоорганизации.
Закономерность историчности проявляется в том, что
система автоматического управления создается (проектируется),
функционирует и развивается, а затем морально стареет и
становится непригодной (неэффективной). Поэтому необходимы
исследования
для
поиска
путей
совершенствования
действующих систем автоматического управления.
Закономерность самоорганизации системы автоматического
управления проявляется в сочетании двух противоречивых
тенденций.
Согласно второму закону термодинамики возрастает
энтропия, но одновременно наблюдаются негэнтропийные
тенденции, лежащие в основе эволюции системы. В
исследование этой закономерности большой вклад внесли
И. Пригожин,
предложивший
направление,
называемое
синергетикой, и А.Г. Ивахненко [7], развивающий теорию
самоорганизации для технических систем.
Закономерности осуществимости систем автоматического
управления проявляются в закономерностях эквифинальности и
потенциальной эффективности, позволяющие правильно ставить
задачи при определении методов проектирования и организации
функционирования систем автоматического управления.
14
Закономерность эквифинальности непосредственно связана
с
пониманием
предельной
возможности
системы
автоматического управления.
Закономерность потенциальной эффективности связана с
количественными выражениями показателей эффективности
системы автоматического управления и позволяет делать вывод
об осуществимости системы с позиций интегрального критерия
качества.
Анализ закономерностей построения, функционирования и
развития систем автоматического управления помогает уточнить
представление о проектируемой системе автоматического
управления,
разрабатывать
рекомендации
по
совершенствованию её функционирования.
Свойство эмерджентности связано с целью, для выполнения
которой создается система автоматического управления, а цель
связывают со средствами ее достижения в виде целевой
функции, путем изучения причин появления закономерности
эмерджентности.
В число закономерностей целеобразования входят
закономерности возникновения и формулирования целей и
закономерности формирование структур целей. Закономерности
возникновения
и
формулирования
целей
определяют
зависимость представления о цели и формулировки цели от
стадии исследования и проектирования системы управления
запасами и от времени.
Моделирование.
Под
моделированием
понимается
изучение процессов управления с помощью лабораторных,
натурных
или
математических
моделей.
Стратегия
моделирования направлена на получение модели, свойства и
поведение которой можно легко изучать. Модель должна иметь
сходство с оригиналом, но оригинал (объект управление) сложен
и представляет собой многокомпонентную систему, где
взаимодействия между подсистемами и элементами не всегда
поддаются анализу, что затрудняет задачу аналитического
моделирования.
Федоров В.Д. и Гильманов Т.Г. (1980) предложили
классификацию моделей, приведенную на рис. 5.
15
Методы математического моделирования при изучении
динамики экосистем считают наиболее эффективными.
Математики выполняют теоретическую разработку моделей,
неадекватность которых известна заранее. Однако если
реальные процессы неверно оцениваются количественно, то
модель даст неправильную картину экосистемы в целом.
Математические модели классифицируют по признакам, в
соответствии с которыми выбирается аппарат раздела
математики, как язык описания свойств, структуры и
поведения оригинала. Однако, при решении практических
задача управления разного рода объектами часто не известен
математический вид зависимостей между отдельными
компонентами
или
отсутствуют
количественные
характеристики процессов.
Рис. 5. Классификация моделей
Если создают модели, совмещающие физико-динамические
и химико-биологические процессы, то обычно применяют
дифференциальные уравнения, позволяющие установить
общие положения теории функционирования экосистем, но
16
далеко не всегда позволяющие получать решения из-за
нестационарности, нелинейности и наличия последействия.
Поэтому применение только теоретических подходов не
достаточно эффективно. Это также определено и тем, что в
экосистеме взаимодействуют естественные и искусственные
образования.
Более
эффективные
результаты
дает
построение
математической модели системы упарвления вместе с
экспериментальными исследованиями. С применением ЭВМ
поиск наилучшей структуры модели автоматизирован на
основании принятой системы критериев с участием
исследователя [4].
Выводы. Рассмотренные аспекты системного подхода к
задачам автоматики и автоматизации показывают важность
применения не только системного определения, но и
закономерностей из теории систем при решении задач. Решение
задач автоматики и автоматизации успешно осуществляется
также и при наличии адекватных моделей. Если модели
отсутствуют, то появляется априорная неопределённость. В этом
случае управление должно рассматриваться, как принятие
решений.
Библиографический список:
1. Казакевич В.В., Родов А.Б. Системы автоматической оптимизации.
М.: Энергия, 1977. - 288 с.
2. Справочник по теории автоматического управления / Под ред.
А.А.Красовского. – М.: Наука, 1987. - 712 с.
3. Растригин Л.А. Системы экстремального управления. - М.: Наука,
1974.
4. Молчанов А.Ю., Финаев В.И. Модели систем автоматической
оптимизации с нечеткими параметрами. - Таганрог: Изд-во
Технологического института ЮФУ, 2007. - 218 с.
5. Автоматизированные системы управления энергоблоками с
использованием средств вычислительной техники. – М.: Энергоиздат,
1983. - 208 с.
6. Субботин В.И. Режимы работы и управление теплоэнергетическими
установками. - М: Изд-во ”Испо-Сервис”, 2001. - 214 с.
7. Ивахненко А.Г. Самообучающиеся системы распознавания и
автоматического управления. - Киев: «Технiка», 1969 - 392 с.
17
1
Прокопенко Н.Н., 2Югай В.Я.
ДГТУ, г. Ростов-на-Дону,
ИРТСУ ЮФУ, г. Таганрог
prokopenko@sssu.ru
ЛИНЕЙНАЯ АЛГЕБРА – АЛЬТЕРНАТИВНЫЙ
АППАРАТ СИНТЕЗА ЦИФРОВЫХ IP-БЛОКОВ СИСТЕМ
УПРАВЛЕНИЯ
Рассматривается неклассический подход к логическому
синтезу элементов цифровой техники, основанный на
математическом аппарате линейной алгебры. Описываются
отличные от традиционных, базовые принципы построения
элементной базы. Предлагаются новые схемотехнические
решения k-значных логических элементов.
Элементный базис; логический синтез; схемотехническое
проектирование; линейное пространство; базисные векторы;
базисная
матрица;
k-значные
логические
функции;
алгебраическая
сумма;
схемотехническая
реализация;
логический элемент; элемент памяти.
В настоящее время IT-технологии сопровождают
деятельность человека практически во всех сферах
деятельности. Широкий охват таких разных задач, включающих,
например, и высокотехнологичное производство, и индустрию
отдыха и развлечений, основан на высокой эффективности и
доступности программно-аппаратных платформ современной
цифровой электронной техники.
Следует отметить, что функциональные возможности
цифровой техники постоянно росли в течение многих лет
благодаря прогрессу в микроэлектронных технологиях. Как
известно,
первое,
относительно
широкое
применение
компьютерных технологий в середине ХХ века связано с
началом производства цифровых интегральных схем первых
поколений. В этот же период стала понятна высокая
эффективность цифровой техники, поэтому совершенствованию
микроэлектронных технологий стали уделять большое
18
внимание. Классическим результатом этих усилий может
служить создание Силиконовой долины в США.
Таким образом, успехи цифровой техники в значительной
мере основаны на совершенствовании микроэлектронных
технологий, в первую очередь, на повышении уровня их
разрешения, и в настоящее время достигнут уровень 22 – 12 нм.
Однако, дальнейшее уменьшение размеров элементов
интегральных схем невозможно вследствие существенного
изменения свойств полупроводниковых структур и потере
работоспособности транзисторов, включая такие новые
структуры как fin-транзисторы.
Попытки применения новых материалов и новых принципов
построения, например, таких как структуры в графене,
квантовые вычислители и т.п., пока не выходят за рамки
отдельных удачных экспериментов. Можно утверждать, что
достигнут естественный предел возможностей дальнейшего
развития существующих микроэлектронных технологий.
Следующий
важный
фактор,
определяющий
функциональные возможности, – элементная база цифровых
устройств.
Необходимо отметить, что элементная база не претерпела
принципиальных изменений в последние несколько десятков лет
[1 - 3]. Математической основой, как элементной базы, так и
структур, создаваемых на ее основе, как известно, является
булева алгебра. Причем первоначально булева алгебра
применялась как аппарат проектирования релейно-контактных
схем, т.е. структур на основе релейных элементов с двумя
состояниями. При переходе к полупроводниковым элементам
использовалась способность транзисторов находиться в одном
из двух состояний (насыщение, отсечка) с формированием
сигналов в виде напряжений низкого или высокого уровней.
Многолетний опыт создания и применения цифровой техники,
конечно, подтверждает эффективность аппарата булевой
алгебры и элементного базиса на ее основе. Однако, для поиска
возможных путей дальнейшего прогресса, по нашему мнению,
необходимо рассмотреть и оценить альтернативные принципы
построения нового элементного базиса.
19
Будем исходить из того, что процесс создания элементного
базиса содержит, по крайней мере, три составляющие [2, 3]:
- математическая (логический синтез);
- схемотехническая (схемотехническое проектирование);
- технологическая (технология изготовления).
Учитывая, что в настоящее время достигнут потолок в
традиционных
микроэлектронных
технологиях,
а
схемотехническая
составляющая,
основанная
на
математическом аппарате булевой алгебры, весьма тщательно
исследована и проработана, рассмотрим возможность
применения иного математического аппарата.
Цель настоящей работы – исследование вопросов
логического синтеза цифровых интегральных схем (ИС),
основанного
на
преимущественном
использовании
арифметических операций и соответствующей линейной
схемотехнике ИС.
Кроме совершенствования элементного базиса с двоичным
представлением сигналов, другим направлением повышения
эффективности работы цифровых устройств является переход к
сигналам более высокой значности [3, 4]. В коммуникационных
технологиях использование сигналов, имеющих более чем два
состояния,
обеспечивает
соответствующее
увеличение
пропускной способности каналов связи.
Исследования многозначных базисов ведется в течение
достаточно длительного времени, были также попытки
практического применения отдельных результатов, однако такие
устройства не получили распространения из-за сложности
реализации
многозначной
элементной
базы
на
схемотехнических структурах, ориентированных на компоненты
с двумя состояниями. Как будет показано далее, применение
линейной алгебры в качестве математического аппарата
логического синтеза обеспечивает решение и этой задачи: синтез
многозначных логических элементов [2, 3, 5].
В качестве альтернативы булевой алгебре предлагается
математический аппарат логического синтеза на основе kзначной линейной алгебры. Авторами в течение определенного
времени ведутся исследования по использованию линейных
алгебр для целей логического синтеза цифровых IP-модулей с
20
улучшенными
техническими,
технологическими
и
эксплуатационными характеристиками [1 - 8]. Линейный подход
позволяет преодолеть ряд ограничений булевой алгебры.
Система АА; +, ·, θ; P, где Р Р; +, ·, 0,1 – поле, θ –
нулевой вектор, АА; +, ·, θ; P − векторное (линейное)
пространство над полем Р, называется линейной алгеброй над
полем Р [2]. Интерпретируя эту алгебраическую систему
определенным образом, можно получать алгебры с различными
свойствами. Например, интерпретируя А как множество термов
булевых функций f(x1,…, xn), операции + и − как max(x1,…, xn),
min(x1,…, xn), получаем алгебру А А; max, min, θ; P. Также,
оставив семантику операций в начальном виде (т.е. определив их
как обычные арифметические операции), можно рассматривать
приведенную систему как линейную алгебру на множестве А
векторов линейного пространства [6]. Именно в этом виде
приведенная алгебраическая система и рассматривается далее.
В этом случае множество k-значных логических функций
совпадает с множеством векторов линейного пространства
соответствующей
размерности,
а
множество
термов,
необходимых для представления функций - некоторый базис
линейного пространства, образование векторов которого может
производиться с использованием любых математических
операций. Следует отметить, что традиционные двоичные
функции являются только частным случаем, а рассматриваемый
подход применим к функциям и более высокой значности.
Определенная сложность заключается только в увеличении
размерности линейного пространства при повышении значности.
Процесс логического синтеза в линейной алгебре известен и
не зависит от значности: им является представление векторов в
выбранном базисе линейного пространства соответствующей
размерности. Выбор базиса может быть произведен на основе
технических,
технологических
или
эксплуатационных
требований к элементной базе при выполнении условия
линейной независимости базисных векторов.
Логическое проектирование цифровых структур в линейной
алгебре совпадает с представлением векторов в линейных
пространствах и включает в себя операции:
21
- формирование базисной матрицы для линейного
пространства заданной размерности;
- получение обратной матрицы базиса;
- матричное умножение вектор-строки значений логической
функции на столбцы обратной матрицы и получение вектора
коэффициентов разложения логической функции по базису;
- запись представления функции в виде взвешенной суммы
базисных векторов.
Переход от традиционного булева представления
логической функции к описанию логической функции
средствами линейной алгебры иллюстрируется рис. 1.
 
m
 
f xi n    & x1k1 , x2k2 ,..., xnkn
j 1

 
m
 
f xi n    F x1k1 , x2k 2 ,..., xnk n
x1
j 1

F
xn
x1
F
f(x1...xn)
xn
x1
F
xn
Рис. 1. Замена традиционного математического
аппарата (двоичная логика)
В качестве примера рассмотрим реализацию в линейной
алгебре двоичного базиса Шеффера для двух переменных,
прямая и обратная матрицы этого базиса имеют вид:
1

 1

 
x1
  0
A12  

 0
x2

 
 x1  x2   1 0
1
0
1
0
1
1
0
0
1
1 1 1 1 

1 1 0 0 1 1
A 
0 1 0 1
1



1
0 0 0 1  ,
а функция суммирования по mod2 двух аргументов, полученная
умножением вектора этой функции на обратную матрицу базиса,
записывается в виде следующей суммы базисных векторов:
(x1x2)x1+x2-2((x1+x2)>1).
Аналогичный базис можно построить и для троичных
переменных, в этом случае матрицы имею вид, приведенный
22
ниже, а результат синтеза функции суммирования по mod3 двух
троичных аргументов может быть представлен в виде
следующей суммы базисных векторов:
(x1x2)x1+x2-3((x1+x2)>2).
Выпоняя обощение:
(базисная матрица)
1

 1

 
0
x

1

 0

 0
x2  0

 
  x1  0    x2  0    1 0
  0
Sh32  
x1

 
x2

 0

 0
 x1  x2   1

 

 0
 x1  x2   2

 


3
x
x
 1 2

 0
1 1 1 1 1 1 1 1
0 0 1 1 1 1 1 1 
1 1 0 1 1 0 1 1

0 0 0 1 1 1 1 1
0 0 1 1 1 2 2 2

1 2 0 1 2 0 1 2
0 1 0 1 1 1 1 1

0 0 0 0 1 0 1 1
0 0 0 0 0 0 0 1 
,
(обратная матрица)
1

 1

 
x
0

1

 0

 0
x2  0

 
x
0
x
0
1




  2    0
  1
  0
Sh32  
x1

 
x2

 0

 0
 x1  x2   1

 

 0
 x1  x2   2

 
 x1  x2   3

  0
1 1 1 1 1 1 1 1
0 0 1 1 1 1 1 1 
1 1 0 1 1 0 1 1

0 0 0 1 1 1 1 1
0 0 1 1 1 2 2 2

1 2 0 1 2 0 1 2
0 1 0 1 1 1 1 1

0 0 0 0 1 0 1 1
0 0 0 0 0 0 0 1 
,
В полученном выражении большая часть базисных
векторов входит в сумму с нулевыми весами, т.е. эти вектора не
участвуют в схемотехнической реализации. Следовательно,
увеличенная
размерность
линейного
пространства
и
соответствующий этой размерности набор базисных векторов во
многих случаях не приводит к усложнению схемотехнической
реализации [7].
23
Достоинства линейной алгебры:
- математический аппарат линейной алгебры достаточно
хорошо развит;
- в ней независимо используются два типа операций:
операции линейного пространства А – для представления
векторов (логических функций) в выбранном базисе и некоторые
операции поля Р – для формирования базиса;
- для представления логических функций в линейной
алгебре используются операции, используемые для исходного
представления задачи, например, численные представления;
- известны методы представления логических функций
данной значности комбинациями меньшей или большей
значности; это дает определенную свободу выбора оптимальной
схемотехнической реализации заданной логической функции;
- программные средства матричного анализа хорошо
развиты и могут быть использованы для автоматизации
проектирования БИС.
При переходе к этапу схемотехнического проектирования
определим требуемый набор операций преобразования сигналов
[5, 6]. В отличие от булевых представлений схемотехническая
реализация логических функций, синтезированных в аппарате
линейной алгебры, требует только операций взвешенного
алгебраического суммирования и сравнения с константами,
причем и веса слагаемых при суммировании, и опорные
константы имеют целые значения в диапазоне 0, ... k, где k –
значность системы счисления. Особенностью синтезированных
в линейной алгебре логических функций является более высокая
(чем у входных и выходных переменных) значность
промежуточных результатов. Очевидно, что в этом случае
использование традиционных для булевых представлений
схемотехнических структур, основанных на элементах с двумя
состояниями, невозможно или неэффективно.
Обоснованной альтернативой для схемотехнических
структур, с нашей точки зрения, является использование
многозначных сигналов, а не элементов с большим числом
состояний. Учитывая, что основные операции в полученных
аппаратом линейной алгебры выражениях – это операции
суммирования, следующим необходимым шагом является
24
переход к представлению переменных с помощью токовых
сигналов. Токовые сигналы в данном случае имеют два важных
преимущества: во-первых, суммирование токов выполняется
монтажно – путем простого объединения цепей с токовыми
сигналами в общем узле, и, во-вторых, увеличение значности
сигналов не расширяет диапазон напряжений в схемах, а,
следовательно, не требует увеличения напряжений источников
питания [6, 7].
В аналоговых схемотехнических структурах токовые
сигналы
используются
достаточно
широко,
поэтому
схемотехническое проектирование логических элементов,
синтезированных в аппарате линейной алгебры, может быть
основано на известных схемотехнических решениях.
На рис. 2 показан пример схемы, формирующей выходные
токовые сигналы как алгебраическую сумму токовых входных
сигналов. Основной схемотехнической структурой являются
токовые зеркала и, как видно из схемы, такой функциональный
элемент практически нечувствителен к изменению напряжения
питания.
В качестве примеров синтеза рассмотрим нескольких
стандартных логических элементов. Логический элемент 2И
является типичным для традиционной элементной базы,
обобщенным представлением операции конъюнкция в линейной
алгебре является функция min(x1,x2), использовав один из
базисов линейного пространства, выражение для этой функции
может быть записано в виде:
min(x1,x2)x1(x1+x2).
Схема токового функционального элемента показана на
рис. 2.
Схемотехническая реализация выражения min(x1,x2) для
моделирования приведена на рис. 3, а полученные в результате
моделирования в пакете МС9 временные диаграммы сигналов
логического элемента на рис. 4.
Анализ полученного в аппарате линейной алгебры
выражения для функции min(x1,x2) двоичных переменных
показывает, что это выражение справедливо для любых kзначных аргументов, задавая при моделировании троичные
25
вход
дные сигналы, п
получаем времен
нные диаграммы
ы (для схемы
на ри
ис. 3), приведенн
ные на рис. 5.
Vcc
-Ix3
-Iy1=Ix1 +Ix2-Ix3
Eccм
Vcc
Iy2=Ix3 -Ix1 -Ix2
Ix1 Ix22
Рис. 2. То
Токовый функционнальный элемент
т
Рис. 3. Логический элем
мент min(x1, x2)
Аналогичным ообразом, для элемента 2ИЛИ, исспользуя его
обоб
бщенное предсттавление в ви
иде функции m
max(x1,x2), в
сооттветствии с выраажением:
26
6
man(x1,x2)x1+(x1x2),
мож
жно реализовать схему логическо
ого элемента, пооказанную на
рис. 6.
Рис. 6. Логический элем
мент max(x1,x2)
Риис. 4. Временные диаграммы сигнналов логическогоо элемента
min(x
(x1,x2), двоичные сигналы (2И)
Риис. 5. Временные диаграммы сигнналов логическогоо элемента
min
n(x1, x2), троичные сигналы
27
7
ункции max(x1,xx2) также не
Учитывая, что реализация фу
зави
исит от значности сигналов, результаты моделирования
привведены на рис. 7 сразу для троичных сигналов.
Риис. 7. Временные диаграммы сигнналов логическогоо элемента
maax(x1, x2), троичнные сигналы
Для реализаци
ии алгоритмов преобразованияя данных в
цифрровых устройсттвах кроме ко
омбинационных логических
28
8
элементов, примеры которых приведены выше, практически
всегда требуется применение элементов памяти.
При стандартном двоичном кодировании основным
элементом памяти является RS-триггер, его булева реализация
на элементах И-Не представлена на рис. 8.
Рис. 10. D-тр
риггер
Результаты мод
делирования рааботы этой схем
мы (рис. 10)
пред
дставлены на рисс. 11.
Рис. 8. RS-триггер на булевых логических элементах
Для обобщения структуры элемента памяти при
многозначных переменных двоичный триггер (рис. 8) более
эффективно представить в виде, показанном на рис. 9 [8].
Рис. 11. Времеенные диаграммы
ы сигналов D-три
иггера.
Рис. 9. RS-триггер в линейной алгебре
Линейным обобщением для функции конъюнкция является
функция min(xi,yi), а для инверсии – циклический сдвиг
y1+1=yi1 (сложение с 1 по modk). Такое представление
логических элементов не меняет функциональные зависимости
между переменными xi,yi, но позволяет перейти к
алгебраическим функциям k-значных переменных.
Применяя аппарат линейной алгебры, можно синтезировать
набор логических элементов для построения любых
разновидностей
триггеров,
применяемых
в
цифровых
устройствах. В качестве примера на рис. 10 приведена схема Dтриггера, основанного на структуре, представленной на рис. 9, и
синтезированного в аппарате линейной алгебры.
29
Используя обоб
бщения линейной
й алгебры, можн
но перейти к
созд
данию многозначчных элементовв памяти [8]. Длля троичных
позволяет
перееменных
обоб
бщение
структтуры
(рис. 9)
реаллизовать троичны
ый элемент памяти (рис. 12).
x1
y2
& 1
x2
& 1
y0
x0
& 1
Рис. 112. Троичный элеемент памяти
30
0
y1
Функционирование логического элемента структуры на
рис. 12 описывает функция min(xi,yi) с циклическим сдвигом.
Согласно функции min(xi,yi) для троичных переменных режим
хранения выполняется при xi=2, значение выходного сигнала в
режиме хранения y1=yj-1⨁1, это обеспечивает для логического
кольца (см. рис. 12) непротиворечивость сигналов всех трех
логических элементов для любых возможных состояний
элемента памяти.
Без нарушения корректности логических связей сигнал
установки xi=0 может поступать только на один из трех
логических элементов, принудительно устанавливая на его
выходе y1+1 состояние 1. Такое же ограничение существует и для
двоичного элемента памяти – одновременное поступление
активных сигналов установки на оба входа приводит к
нарушению корректной работы логического кольца.
В элементе памяти для значности сигналов k>2 может
использоваться функция обратного циклического сдвига
(вычитание 1 по modk) y1=y0 1 (для двоичных переменных
значения функций прямого и обратного циклического сдвига
совпадают).
Очевидно, что увеличение значности сигналов приводит к
соответствующему увеличению числа логических элементов в
логическом кольце элемента памяти.
Пример четырехзначного элемента памяти показан на
рис. 13, аналогичную структуру можно построить и на основе
элементов с операцией обратного циклического сдвига.
Рис. 13. 4-значный элемент памяти
31
Рассмотренная базовая концепция линейного синтеза
логических элементов цифровых устройств основана на новой в
логическом синтезе алгебраической структуре – линейной
алгебре. Это определяет отличную от булевой логическую и
схемотехническую реализацию цифровой элементной базы.
Проведенные исследования показывают, что линейная
реализация хорошо согласуется с применяемыми в настоящее
время
микроэлектронными
технологиями,
обеспечивает
улучшение технических и эксплуатационных характеристик
двоичной элементной базы из-за исключения существенно
нелинейных режимов компонентов.
Вторым, не менее важным результатом является
доступность и простота синтеза многозначных логических
элементов: многозначная логика – один из возможных путей
повышения эффективности работы цифровых устройств [3, 6].
По материалам проведенных исследований получено более
20 патентов на схемные решения логических элементов, ряд
заявок на патенты находится в стадии экспертизы
Библиографический список:
1. Линейный логический синтез двузначных цифровых структур в
линейных пространствах / Н.Н. Прокопенко, Н.И. Чернов, В.Я. Югай //
Конгресс
«IS&IT’13».
«Интеллектуальные
системы’13»,
«Интеллектуальные САПР-2013»: труды конференций. – М.:,
Физматлит, 2013. – Т.1. - С. 278 – 283.
2. Чернов Н.И. «Основы логического синтеза цифровых структур над
полем вещественных чисел». - Таганрог, ТРТУ, 2000. - 146 с.
3. Вasic Concept of Linear Synthesis of Multi-Valued Digital Structures in
Linear Spaces / N.I. Chernov, V.Ya. Yugai, N.N. Prokopenko, N.V.
Butyrlagin // Proceedings of IEEE East-Wesr Design & Test Simposium
(EWDTS’2013), Rostov-on-Don, Russia, September 27-30, 2013. –
Kharkov National University of Radioelectronics. – Pp. 146 - 149.
4. Чернов Н.И., Югай В.Я. Неклассический синтез цифровых структур
средствами аналоговой схемотехники. Труды IX Международного
научно-практического семинара «Проблемы современной аналоговой
схемотехники», (Шахты, 1–3 ноября 2012 года). - С.138 – 144.
5. Nikolay N. Prokopenko, Peter S. Budyakov, Nikolay I. Chernov,
Vladislav Ya. Yugai. Schematic Design of Digital IC at the Base of Linear
Algebra. CSES 2014 International Conference on Signals and Electronic
32
Systems/ September 11-13, 2014, Poznan, POLAND.
DOI:
10.1109/ICSES. - 2014.
6. Прокопенко Н.Н., Чернов Н.И., Югай В.Я. Новый подход к
логическому проектированию k-значных цифровых структур.
Всероссийская
научно-техническая
конференция
"Проблемы
разработки перспективных микро- и наноэлектронных систем (МЭС)" /
Сборник трудов. - Москва, Зеленоград: Изд-во: Институт проблем
проектирования в микроэлектронике РАН, 2014. - С. 15 - 18.
7. Прокопенко Н.Н., Чернов Н.И., Югай В.Я. Оптимизация выбора
базиса для линейного логического синтеза цифровых структур.
Известия ЮФУ. Технические науки. Тематический выпуск «Проблемы
управления
в
топливно-энергетических
комплексах
и
энергосберегающие технологии». – Таганрог: Изд-во ЮФУ,
2014. - №5. (154). – С. 108-115.
8. Прокопенко Н.Н., Чернов Н.И., Югай В.Я. Последовательностные
многозначные схемы: некоторые проблемы синтеза. Наука и
образование
на
рубеже
тысячелетий:
сборник
научноисследовательских работ. Вып. 1. - Кисловодск, 2014. - С. 172 – 179.
Косенко Е.Ю.
ИТА ЮФУ, г. Таганрог
ekosenko@sfedu.ru
ОСНОВНЫЕ ПОДХОДЫ К СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ
СИСТЕМЫ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ПОДГОТОВКИ
КАДРОВ ДЛЯ ВЫСОКОТЕХНОЛОГИЧНЫХ
ПРОИЗВОДСТВ
Представлены
результаты
анализа
подходов
к
совершенствованию системы профессиональной подготовки
инженерных кадров.
Высокотехнологические производства; подготовка кадров;
образовательная квалификация.
В последние годы заметно прослеживается тенденция
наращивания экономического потенциала высокоразвитых
стран. Основным фактором реализации данного процесса
является развитие научно-технических и технологических
инноваций. В результате, современные высокотехнологичные
33
программы
демонстрируют
увеличение
наукоемкости
современных изделий. Промышленное развитие нашей страны
тоже вступило в новую, инновационную, фазу [1].
Для современного наукоемкого и высокотехнологичного
производства требуются специалисты, способные разрабатывать
принципиально новые технические и технологические подходы
на основе интегрирования знаний из различных областей науки,
готовые к выполнению научно-исследовательских, проектноконструкторских работ и обеспечению функционирования
сложных технических систем. В условиях научно-технического
прогресса в наукоемкой отрасли складывается ситуация, когда
наука и учебный процесс не в состоянии эффективно
развиваться без тесной связи с производством. Работодатель
предъявляет к выпускникам такие требования, как ориентация
на более высокий уровень квалификации, способность работать
в команде, отличная теоретическая подготовленность по своей
специальности, креативность мышления, наличие опыта работы
(в процессе практического обучения) [2].
В этой связи, интеграция учебной и научной деятельности
будет способствовать подготовке высококвалифицированных
специалистов, отличающихся способностью находить пути
решения
проблемных
ситуаций
в
рамках
своей
профессиональной деятельности и тем самым выводить
теоретические знания в этой области на новый уровень.
В настоящий момент российская система образования
активно включается в европейскую систему, определяемую
Болонским процессом. Основные принципы этого процесса
начали вводиться в РФ с 2003 г., после подписания берлинского
коммюнике. Согласно приказу Министерства образования и
науки РФ №40 от 16.02.2005г. «О реализации положений
Болонской декларации в системе высшего профессионального
образования Российской Федерации» система высшего
образования в РФ должна быть приравнена к европейским
стандартам [3], обеспечив переход на двухуровневую систему
высшего образования бакалавр-магистр, введение системы
зачетных единиц (ECTS), мобильность студентов и
преподавателей,
международное
признание
уровня
квалификации за счет введения единого документа об
34
образовании (Европейского приложения к диплому European
Diploma Supplement).
Таким образом, основная цель Болонского процесса —
создание
единого
европейского
исследовательского,
образовательного и культурного пространства. Выпускник с
таким образованием должен стать более конкурентоспособным
на рынке труда.
Востребованность такого рода выпускников, особенно в
области инженерного образования, ориентирующегося прежде
всего на прикладную составляющую, требующую постоянного
развития базовых технологий, определяется возрастающими
потребностями постиндустриального общества.
Однако, проведенный анализ технологического состояния
наукоемких
производств
(микроэлектроника,
автомобилестроение, робототехника и т.д.) показал, что в
Российской Федерации отмечается технологическое отставание
от мирового уровня которое оценивается примерно в 5-7 лет. В
этой связи сегодня требуется реализация мероприятий,
направленных на сокращение данного отставания, прежде всего
в области совершенствования системы подготовки кадров [4].
В настоящее время развитию данного направления может и
должна способствовать как внутренняя интеграция (в том числе
междисциплинарная)
структурных
подразделений
вузов
(кафедры, научно-образовательные центры и т.д.), так и внешняя
интеграция (вузы, специализированные НИИ и КБ,
производственные предприятия ОПК и т.д), позволяющая более
эффективно
реализовывать
совместные
научноисследовательские и проектные задачи в интересах обеспечения
обороны страны и безопасности государства, путем обеспечения
совместного доступа к:
- результатам работы экспертных центров мониторинга и
анализа базовых технологий вузов;
- оборудованию центров коллективного пользования и
суперкомпьютерных вычислительных кластеров научных и
образовательных учреждений;
- производственному
оборудованию,
технологическим
линиям и оборудованию испытательных полигонов и
лабораторий предприятий.
35
Как показано в [4] промышленное развитие РФ в настоящее
время характеризуется преобладанием пятого технологического
уклада, поэтому наиболее эффективным направлением, на наш
взгляд, развития индустрии знаний в РФ (при условиях
сохранения
фундаментального
характера
российского
инженерного образования в сочетании с тенденциями
Болонского положения) является введение следующих уровней
образовательной квалификации:
1-я образовательная квалификация, реализуемая в рамках
обучения в «Бакалавриате». Ориентирована на приобретение
базовых профессиональных знаний, умений и навыков.
Выпускники ориентированы на задачи эксплуатационного
характера (оператор технических систем и комплексов), а также
модульного (сборочного) производства (наладчик, сборщик).
Данный уровень профессиональной квалификации может
реализовываться
в
рамках
программ
среднего
профессионального образования (СПО), программ высшего
образования гражданских и специализированных вузов.
2-я образовательная квалификация, реализуемая в рамках
обучения в «Специалитете». Отличительной особенностью
является способность развития базовых профессиональных
знаний, умений и навыков. Выпускники ориентированы на
задачи производственно-технологического характера (инженерразработчик сложных технических систем и комплексов).
Данный уровень профессиональной квалификации должен
реализовываться в рамках программ высшего образования
гражданских и специализированных вузов.
3-я образовательная квалификация, реализуемая в рамках
последовательного
обучения
в
«Бакалавриате»
и
«Магистратуре». Ориентирована на совершенствование базовых
профессиональных знаний, умений и навыков, развитие
способностей к научно-исследовательской работе. Выпускники
ориентированы на задачи разработки, проектирования и
исследования
(научные
работники:
исследователи,
разработчики).
Данный
уровень
профессиональной
квалификации должен реализовываться в рамках программ
высшего
образования
ведущих
гражданских
и
специализированных вузов.
36
4-я образовательная квалификация, реализуемая в рамках
последовательного
обучения
в
«Специалитете»
и
«Магистратуре».
Ориентирована
на
совершенствование
профессиональных инженерных знаний, умений и навыков,
развитие способностей к научно-исследовательской работе,
навыков
опережающего
развития
новых
знаний
и
совершенствования
базовых
технологий.
Выпускники
ориентированы на задачи разработки, проектирования и
исследования
(научные
работники,
конструкторы,
проектировщики).
Данный
уровень
профессиональной
квалификации должен реализовываться в рамках программ
высшего
образования
ведущих
гражданских
и
специализированных
вузов,
совместно
с
ведущими
организациями ФАНО, ведущими профильными предприятиями
и т.д.
При этом развитие образовательной деятельности в рамках
той или иной образовательной квалификации должно
формироваться в соответствии с изменяющимися запросами
работодателей.
Реализация эффективного механизма взаимодействия
участников различных образовательных квалификаций и
взаимное использование результатов их деятельности будет
способствовать организации эффективной индустрии знаний,
направленной
на
развитие
научно-технического
и
технологического
задела
в
интересах
развития
высокотехнологичных производств.
Библиографический список:
1. Виноградов Б. «О кадрах для высоких технологий и инноваций».
Электронный ресурс: http://www.apn.ru/publications/article23987.htm
2. Шуберт Н.П., Евтеева Е.В. Проблемы подготовки кадров для
наукоемких производств // Cреднее профессиональное образование.
2011. №6. Электронный ресурс: http://cyberleninka.ru/article/n/problemypodgotovki-kadrov-dlya-naukoemkih-proizvodstv.
3. Маргарян Т.Д., Дикова О.Д. Болонский процесс в России: проблемы
и перспективы // Гуманитарный вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2013.
№ 5(7). С. 1–10.
37
4. Пшихопов В.Х., Косенко Е.Ю. К вопросу о совершенствовании
системы подготовки инженерных кадров // Высшее образование в
России №8-9, 2015.- C. 87-93.
Шарипова О.С., Попова Н.Н., Шарипова А.Г.
Восточноукраинский национальный университет имени
Владимира Даля, г. Северодонецк, Украина
sharipka@yandex.ru
МЕХАНИЗМ НАКОПЛЕНИЯ И РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
ИНВЕСТИЦИОННЫХ РЕСУРСОВ В КРУПНЫХ
ИНТЕГРИРОВАННЫХ ПРЕДПРИНИМАТЕЛЬСКИХ
СТРУКТУРАХ
Рассмотрена проблема накопления инвестиционных
ресурсов в крупных интегрированных предпринимательских
структурах. Предложены пути по разработке механизмов
концентрации и распределения ресурсов для предприятий
крупных интегрированных структур.
Механизм; инвестиции; финансовые ресурсы; накопления;
предпринимательские структуры; бизнес-проект; программа.
Постановка проблемы. В последнее время, как в мировой
экономике, так и в экономике Украины все большую роль
играют крупные интегрированные предпринимательские
структуры (КИПС), под которыми мы понимаем «объединение
различных по размеру и видам деятельности предприятий,
имеющих различный юридический статус, объединенных на
основе общей собственности и директивно управляемых из
единого руководящего центра». Главное их отличие от просто
интегрированных структур в масштабах концентрации ресурсов
и влиянии на макроэкономические показатели региона и
государства.
Процесс планирования в крупных интегрированных
предпринимательских структурах имеет ряд специфических
особенностей и зависит от уровня интегрированной
38
предпринимательской структуры, ее вида, положения на рынке,
масштаба деятельности.
Рано или поздно каждая крупная интегрированная
предпринимательская структура сталкивается с проблемой
использования
финансовых
ресурсов
находящихся
в
распоряжении отдельных субъектов интеграции. Поскольку
отдельный элемент интегрированной системы часто не имеет
критической массы финансовых средств для решения вопросов
модернизации производства, расширения видов деятельности
необходимо создание механизма, регулирующего поток
денежных средств: внешний и внутренний (перераспределение
ресурсов
между
подразделениями
интегрированной
предпринимательской структуры).
Основной задачей в части планирования удовлетворения
внутренних финансовых потребностей – это задача
многокритериальной
оптимизации
и
рационализации
финансовых планов.
Интеграционный процесс – это не простое суммирование
ресурсов
и
возможностей
предприятий,
образующих
интегрированную систему. Они объединяются на системной
основе, что позволяет получить качественно новую систему с
новыми производственными и конкурентными возможностями.
Интегрированные структуры используют эффект синергии
(взаимодополнения), когда результативность деятельности
системы выше, чем суммарная результативность ее отдельных
подразделений. Однако для получения эффекта синергии
необходимо предварительно решить проблемы обеспечения
совместной
деятельности,
эффективного
управления
интегрируемых структур и их развития. При этом насущной
необходимостью является отработка механизмов концентрации
и распределения ресурсов.
Изучению
проблемы
обеспечения
предприятия
инвестиционными ресурсами посвящены работы многих
ученых: Н.Г. Чумаченко, А.И. Амоши, И.А. Бланка. В этих
работах решены многие методологические и теоретические
вопросы, связанные с управлением процесса накопления
инвестиционных ресурсов, как в отдельных хозяйствующих
субъектах, так и в их объединениях. Но вопросы управления
39
накоплением
инвестиционных
ресурсов
в
крупных
интегрированных предпринимательских структурах изучены
недостаточно.
Целью статьи является изучение вопросов, связанных с
разработкой
механизма
накопления
и
распределения
собственных
инвестиционных
ресурсов
в
крупных
интегрированных
предпринимательских
структурах,
обеспечивающих баланс интересов, как всей структуры в целом,
так и ее составляющих элементов.
Изложение основного материала. Для более эффективного
использования
инвестиционных
ресурсов
в
крупных
интегрированных предпринимательских структурах необходимо
создать механизм накопления (формирования) инвестиционного
ресурса с учетом самостоятельности, прав собственности,
интересов, полномочий и планов субъектов, входящих в данную
интегрированную структуру. Чем крупнее интегрированная
структура, тем более мощные субъекты входят в ее состав, тем
более значимые финансовые потоки циркулируют внутри
системы. Проблема заключается в том, что, как правило, всякий
инвестиционный проект по стоимости обычно превышает
текущие доходы предприятия. Поэтому инвестиции всегда
больше доходов объектов того предприятия, которое реализует
инвестиционные проекты. Инвестиции вследствие этого имеют
определенный срок окупаемости. Для того, чтобы реализовать
инвестиционный проект, предприятие вынуждено находить
инвестиционные ресурсы заранее, а затем их постепенно
возвращать.
Для хозяйствующих субъектов инвестиционные ресурсы
могут быть собственными и привлеченными. Для крупных
интегрированных предпринимательских структур собственные
ресурсы предпочтительнее, но их накопление требует
определенных усилий и организационных решений. Это
определяет актуальность разработки методов создания внутри
крупных интегрированных предпринимательских структур
специального механизма накопления инвестиционных ресурсов.
Накопление
инвестиционных
ресурсов
может
осуществляться по нескольким вариантам: первый вариант - на
основе заемных средств под гарантии всей крупной
40
интегрированной предпринимательской структуры; второй централизованный; третий - комплексный вариант - на основе
накопления собственных средств и привлечения заемных.
Первый вариант. Структурные подразделения, имеющие
права юридического лица самостоятельно вступают во
взаимоотношения
с
банками,
другими
кредитными
организациями, проводят эмиссию ценных бумаг, но на основе
гарантии, которые дает заемщику головная организация всей
КИПС. Это означает что привлекаются заемные средства под
интегрированные активы КИПС, на основе его кредитной
истории и имеющихся конкурентных позиций на рынке.
Проблема заключается в том, что крупные интегрированные
предпринимательские структуры требуют крупных кредитов под
свои инвестиционные программы, а Банковская система
Украины на сегодняшний день не способна финансировать
крупные инвестиционные проекты международного масштаба
из-за недостаточной капитализации средств в банках. Пока ее
возможности соответствуют небольшим интегрированным
структурам, а финансирование крупных мега-структур для
украинских банков весьма проблематично. Поэтому возникает
необходимость
выхода
на
мировые,
европейские
инвестиционные ресурсы, а их привлечение требует более
сложных механизмов.
Этот метод предполагает активное поведение участников
крупных интегрированных предпринимательских структур в
поиске и привлечении инвестиционных ресурсов, налаживании
конструктивного
сотрудничества
между
конкретным
подразделением и всей интегрированной структурой. Это
позволяет вовлечь в процесс инвестирования большую массу
инвестиционных ресурсов, получить мультиэффект от
имиджевых
и
конкурентных
достижений
крупных
интегрированных предпринимательских структур.
Второй,
централизованный,
вариант
накопления
инвестиционных ресурсов предполагает, что все ресурсы
предприятий,
входящих
в
крупные
интегрированные
предпринимательские структуры, концентрируются в едином
фонде и затем, исходя из стратегии и планов топ-менеджеров
всей
крупной
интегрированной
предпринимательской
41
структуры, направляются на те программы, которые считаются
более значимыми с их точки зрения. В этом случае происходит
полная мобилизация инвестиционных ресурсов предприятий,
создается
высококонцентрированный
инвестиционный
потенциал, который реализуется централизовано. В этом случае
возможны проблемы субъективного подхода к выбору программ
финансирования, лоббирование интересов отдельных структур,
не учет факторов развития предприятий составляющих
интегрированную структуру и возникновение проблем из-за
несбалансированного развития КИПС.
Третий,
комплексный
вариант,
объединяющий
централизованные решения по концентрации инвестиционных
ресурсов в едином фонде и инициативу структурных
подразделений поиска инвестиционных ресурсов во внешней
среде. Это означает, что накапливается определенная часть
инвестиционных ресурсов предприятий или объединяются все
инвестиционные ресурсы, но их распределение идет по заранее
согласованным,
достаточно
прозрачным
механизмам,
учитывающее
комплекс
интересов,
как
отдельных
хозяйствующих субъектов, так и интересы крупной
интегрированной системы в целом. Этот путь наиболее
перспективен, гибок и адаптивен к ситуации, но более сложен –
требует разработки соответствующих экономических и
организационных механизмов управления инвестиционными
ресурсами крупной интегрированной предпринимательской
структуры.
Аналогом такой системы может служить существовавшая
ранее система создания единых фондов развития науки и
техники (ЕФРНТ), которые формировались в отраслевых
министерствах
или
всесоюзных
производственных
объединениях. Когда часть прибыли предприятия поступала в
эти фонды, а из этих фондов финансировались инвестиционные
проекты по развитию предприятия, по созданию новой техники,
то есть, достигалась достаточно критичная инвестиционная
масса, позволяющая решать сложные инвестиционные задачи.
Но именно прошлый опыт как раз и подтверждает наличие
проблем субъективизма в использовании этих фондов, которые
проявляются в том, что отраслевые институты, распределяющие
42
эти средства, использовали их сами в первую очередь, а
предприятия получали недостаточный объем финансирования.
Поэтому идея ЕФРНТ применима, но она должна быть
адаптирована к современным условиям и механизмы
распределения должны быть отлажены, прозрачны и
формализованы для того, чтобы убрать субъективизм в
принятии решений.
Для реализации этой идеи в рамках интегрированной
структуры
существуют
все
предпосылки.
Во-первых,
руководство интегрированной структуры имеет достаточно
полномочий, чтобы влиять на входящие в их состав
подразделения, обязывать их распределять финансовые ресурсы
по установленным нормативам. Во-вторых, концентрация и
объединение различных предприятий создает достаточные
возможности для накопления нужных инвестиционных
ресурсов. Когда речь идет о небольших интегрированных
структурах это не решает проблемы. А когда мы говорим о мегаинтегрированных структурах, к которым относятся крупные
интегрированные предпринимательские структуры, имеющие
оборот в сотни миллионов и миллиардов гривен, финансовые
потоки настолько значимы, что могут дать необходимую массу
инвестиционных ресурсов, то эта проблема реализуема.
В основе реализации этой идеи лежит формирование
некоего устойчивого остатка инвестиционного ресурса в
процессе его расходования и накопления. Это можно отразить
определенной системой. Поступивший инвестиционный ресурс
расходуется достаточно быстро и постепенно возвращается
путем реализации инвестиционной программы и получения
прибыли от нее. Образуется некий поток расхода и возврата
инвестиционных средств, распределенный во времени. Расход
инвестиционных средств осуществляются за короткий период
времени, возврат в более длительный. Второй финансовый
поток, который формируется - это поток отчислений из доходов
предприятия в единый инвестиционный фонд (ЕИФ).
Объединение этих потоков формируют постоянный некий
устойчивый
остаток,
который
является
базой
для
финансирования
инвестиционных
проектов
крупных
интегрированных предпринимательских структур. Этот остаток
43
является суммативным. Он учитывает сумму поступлений из
разных источников и дает значительные накопления.
Для построения такой системы необходимо решить
проблему
формирования
объективных,
неразрушающих
экономику предприятий, входящих в крупную интегрированную
предпринимательскую структуру, нормативов отчислений в
единый инвестиционный фонд. Для того чтобы предприятия не
были
полностью
зависимы
от
централизованно
распределяемых ресурсов нельзя забирать все финансовые
доходы, весь инвестиционный ресурс, который они
зарабатывают. Поэтому должен быть норматив отчислений, с
одной стороны учитывающих инвестиционные интересы и
потребности крупной интегрированной предпринимательской
структуры, а с другой стороны, отчисления в централизованный
фонд, должен оставлять достаточно ресурсов предприятиям для
текущего финансирования их инвестиционно-инновационной
деятельности, поддержания работоспособности основных
средств, накопления оборотных фондов, обеспечения текущего
развития предприятия.
Кроме того, должен быть четко и достаточно прозрачно
прописан механизм возврата этих средств. Предприятия,
отчисляющие средства в единый инвестиционный фонд должны
четко знать - когда они получат свои инвестиционные ресурсы,
которые не только вернут их перечисления, но и
профинансируют под будущие расходы, когда они из доноров
превратятся в акцептантов. В этом случае предприятие может
выступать как кредитор, так и заемщик. В первом случае
предприятия
кредитуют
другие
структуры
крупной
интегрированной предпринимательской структуры, а в другом
случае получают средства от предприятий, входящих в КИПС.
Потребность в инвестициях и возможность их возврата
зависит от жизненного цикла как предприятия в целом, так и его
основных фондов, выпускающих продукцию. Потребность в
инвестиционных ресурсах, как правило, возникает на стадии
роста, а на стадии стабильной работы и старения возникает
обратный поток инвестиционных ресурсов. На этой стадии
инвестиции необходимы значительно меньших объемов для
поддержания
работоспособности
предприятия
или
44
конкурентоспособности
продукции,
поэтому
возникает
относительный избыток финансовых ресурсов, который может
быть направлен на возврат полученных инвестиций,
финансирование других инвестиционных программ. В период
роста предприятия активно нуждаются в инвестиционных
ресурсах. Учитывая, что стадия стабильной работы превышает
стадию роста существуют объективные предпосылки для
кредитования потребности в инвестиционных ресурсах и их
накопления под будущие инвестиционные программы.
Поэтому проблема расчета нормативов отчислений в
единый инвестиционный фонд (ЕИФ) заключается в
определении такой их величины, которая бы не противоречила
целям и программам развития конкретного предприятия и
давали возможность привязывать величину отчислений к
определенной стадии жизненного цикла развития предприятия,
его производственной базы и выпускаемой им продукции.
Решение этой проблемы позволяет создать объективно
работающий
эффективный
механизм
накопления
и
использования инвестиционных ресурсов, который нацелен и
направлен на работу и благополучие всей крупной
интегрированной
предпринимательской
структуры.
Это
достигается в том случае, когда есть механизм распределения
инвестиционных ресурсов, основанный на ранжировании
программ и построении их очереди на реализацию.
Список программ должен формироваться без ограничений,
по свободному волеизъявлению всех заинтересованных сторон
крупной интегрированной предпринимательской структуры. Все
субъекты
интеграции
выставляют
свои
заявки
на
финансирование программ с их обоснованием. Это обоснование
должно включать три возможных варианта: положительный
результат при реализации проекта, отрицательный результат при
не реализации и возможные потери крупной интегрированной
предпринимательской структуры, которые она будет нести в
случае не реализации проекта. Точно также генерируются идеи и
программы централизовано на уровне топ-менеджеров КИПС,
которые необходимы для развития всей системы и учитывают
плановые ограничения, которые накладывает собственник на
возможности привлечения и использования своих финансовых
45
ресурсов.
Сформировав такой подход, мы можем для начала
ранжировать эти проекты по общей эффективности, по
положительной эффективности, по потерям суммарным и с
учетом общесистемных потерь. Затем эти проекты необходимо
уточнить и ранжировать по дополнительным критериям с точки
зрения
их
значимости
для
нескольких
параметров
интегрированной
системы:
ее
конкурентоспособности,
устойчивости функционирования, по общей эффективности
работы. Задаются значимые критерии и по ним программы
ранжируются и выстраиваются в очередь в соответствии с
рангом. Финансирование получают те программы, для
реализации которых хватит инвестиционных ресурсов,
направляемых на обслуживание очереди предложенных
проектов. Невошедшие проекты предлагаются заново, при
формировании очереди на следующий финансовый период.
Выводы. Таким образом, разработка механизма накопления
и распределения инвестиционных ресурсов, ранжирования
программ для последующей реализации инвестиционных
проектов позволит предприятиям, входящим в крупные
интегрированные предпринимательские структуры, более четко
планировать свою инвестиционную деятельность и обеспечивать
сбалансированность и устойчивость своего развития.
Библиографический список:
1. Шаріпова О.С. Теорія та методологія адміністративного управління
гармонізацією управлінської діяльності інтегрованих агропромислових
підприємств: [монографія] / О.С.Шаріпова. — Донецьк: СПД
Купріянов В.С., 2011. – 515 с.
2. Шаріпова О. С. Оцінювання економічного потенціалу господарчих
комплексів: [монографія] / Б.Є. Бачевський, Г.І. Дібніс, О.С. Шаріпова
та інші. – Луганськ: ТОВ «Віртуальна реальність», 2010. – 240 с. –
ISBN 978-966-492-182-1.
3. Шаріпова О.С. Діагностика стану підприємства: теорія і практика:
[монографія] / [А. Е. Воронкова, Е. Н. Коренєв, О. С. Шаріпова та
інші]. –– ВД „ІНЖЕК”, 2006. – 448с.
46
Колчина О.А.
ИУЭС ЮФУ, г. Таганрог
kolchinaoksana@gmail.com
ФОРМИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ КРИТЕРИЕВ
ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ПОЛЮСОВ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ1
Рассмотрены особенности оценки экономического,
технологического положения территориально-отраслевых
комплексов. Проведен факторный анализ, позволивший
сформировать
систему
критериев
определения
пространственных полюсов технологического развития.
Результаты исследования могут быть использованы для
разработки рекомендаций по совершенствованию политики
органов власти, направленной на интенсификацию процесса
реиндустриализации в России.
Реиндустриализация;полюс пространственного развития;
технологическое развитие; региональная экономика.
Замедление экономического роста и кризисные явления в
российской экономике, ставшие следствием многочисленных
дисбалансов хозяйственного развития, существенно возвышают
потребность в качественно новых организационных механизмах,
наделенных способностью вносить импульсы обновления и
ускорения в развитие территориального хозяйства.
Актуальнейшей
проблемой
современного
территориально-отраслевого развития является разработка
методов и инструментов, обеспечивающих расширенное
воспроизводство промышленного капитала, формирующего
основу для реализации процессов реиндустриализации
экономики, частичного замещения импорта и обеспечение
1
Исследование выполнено при финансовой поддержке РГНФ в рамках научноисследовательского
проекта
«Моделирование
процессов
реиндустриализации
территориально-отраслевых комплексов в архитектуре экономико-географического
пространства России» (проект № 15-02-00344)
47
выпуска продукции с высокой добавленной стоимостью, что
будет способствовать экономической безопасности России.
Территориальная
неоднородность
условий
для
размещения
различных
отраслей
промышленности
и
сложившиеся производственные специализации регионов
предопределяют использование различных инструментов
экономической политики, связанных с географической
концентрацией экономических агентов и территориальным
разделением труда (технопарки, особые экономические зоны,
инновационные города, кластеры и т.п.).
Роль пространственных факторов как источников роста
производства или факторов его организации была признана еще
классиками экономической теории А. Смитом и Д. Рикардо, и
углублена основоположником неоклассического направления А.
Маршаллом. Дальнейшее развитие концепций полюсов роста и
пространственного развития происходит в рамках кумулятивных
теорий роста (Г. Мюрдаль, Ф. Перру, Ж. Будвиль, П. Потье,
Дж. Фридман, П. Хаггет и др.).
В
современной
экономике
под
полюсами
технологического развития понимают предприятие, отрасль,
комплекс отраслей, обладающих сильным «эффектом
увлечения», которые образуют «зоны развития» в регионе или
стране. Активизация полюсов технологического развития
способствует созданию конкурентных преимуществ региона,
реиндустриализации экономики, решает задачи минимизации
трансакционных и производственных издержек за счет развития
интеграции субъектов региона, развития инновационной
инфраструктуры.
Анализ существующих систем показателей и методик
оценки
экономического,
технологического
положения
территориально-отраслевых
комплексов,
идентификация
доминантных с позиции технологических возможностей и
динамических способностей индикаторов технологического
развития территориально-отраслевых комплексов позволил
разработать классификацию показателей технологического
развития территориально-отраслевых комплексов России:
1.Определение специализации региона:
– коэффициент локализации;
48
– размер;
– фокус.
2. Оценка человеческого капитала:
– удельный вес населения с высшим образованием,
занятого в экономике региона;
– удельный вес населения, охваченного всеми формами
непрерывного обучения;
– производительность труда;
– численность исследователей, имеющих ученую
степень на 1000 человек населения;
– удельный
вес
среднесписочной
численности
работников, вовлеченных в сферу НИР и ОКР (без внешних
совместителей).
3. Оценка технологического потенциала:
3.1.
Эффективность
использования
вовлеченных
основных производственных фондов:
– фондоотдача;
– коэффициент обновления;
– степень износа основных фондов.
3.2. Новые технологии и инновационная продукция:
– удельный
вес
отгруженной
инновационной
продукции;
– удельный вес инвестиций в основной капитал;
– удельный вес затрат на приобретение машин и
оборудования;
– удельный вес затрат на приобретение новых
передовых технологий;
– удельный вес экспорта инновационных товаров.
3.3. Предприятия, осуществляющие технологические
инновации в отраслях промышленности:
– удельный
вес
промышленных
предприятий,
осуществляющих технологические инновации в отрасли;
– удельный вес промышленных предприятий, имеющих
научно-исследовательские
и
проектно-конструкторские
подразделения;
– удельный
вес
промышленных
предприятий,
разрабатывающих технологические инновации собственными
силами.
49
3.4. Затраты на технологические инновации:
– удельный вес затрат промышленных предприятий
отрасли на технологические инновации;
– удельный вес затрат на инновации в объеме
отгруженных товаров инновационно-активных промышленных
предприятий, осуществляющих технологические инновации;
– удельный вес инвестиций, приходящихся на
технологические инновации в отрасли.
4. Оценка инновационного потенциала региона:
– инновационная активность;
– число выданных патентов;
– затраты на ИКТ.
С помощью статистического пакета прикладных
программ были выполнены процедуры факторного анализа, в
ходе которых были выделены общие факторы, содержащие
наиболее
существенные,
информативные
признаки
(с
максимальными значениями факторных нагрузок).
Факторный анализ проводился для 83 субъектов РФ, в
результате которого было отобрано девять факторов (табл. 1).
Выбор
именно
этих
переменных
обусловлен
теоретическими и эмпирическими исследованиями, причем ни
один фактор не в состоянии в одиночку обеспечить
конкурентоспособность и технологическое развитие экономики.
Сформированная система, состоящая из девяти факторов,
позволяет оценить уровень развития человеческого потенциала,
технологического и инновационного потенциала.
Выявление наиболее значимых показателей позволяет
определить их как критерии пространственных полюсов
технологического развития. Сформированная система критериев
позволяет идентифицировать асимметрии в технологическом и
институциональном развитии, выявить барьеры и катализаторы
для развития территориально-отраслевых комплексов, которые в
свою очередь могут стать основными объектами процесса
реиндустриализации. Регионы, имеющие наивысшие значения
данных показателей, могут выступать в качестве полюсов
технологического роста и развития.
50
Таблица 1. Результаты факторного анализа
VAR
0001
Коэффициент
локализации
VAR
00020
VAR
0006
Производительность
труда
VAR
00022
VAR
0009
VAR
0013
Фондоотдача
VAR
00024
VAR
00025
VAR
00017
Удельный вес
инвестиций в основной
капитал
Удельный вес
промышленных
предприятий,
осуществляющих
технологические
инновации в отрасли
-
Удельный вес затрат
промышленных
предприятий отрасли на
технологические
инновации
Удельный вес инвестиций,
приходящихся на
технологические
инновации в отрасли
Инновационная
активность
Число выданных патентов
-
Результаты исследования могут быть положены в основу
информационно-аналитического комплекса, предназначенного
для разработки рекомендаций по совершенствованию политики
органов власти в сфере восстановления и развития
территориально-отраслевых комплексов, направленной на
интенсификацию процесса реиндустриализации в России.
Библиографический список:
1. Меньщикова В.И., Аксенова М.А. Формирование поляризованного
пространства
как
одно
из
направлений
государственного
регулирования территориального развития //Социально-экономические
явления и процессы. - 2012. - №1.
2. Эффективное
государственное
управление
в
условиях
инновационной экономики: политика инновационного развития:
Монография /Под ред. С.Н. Сильвестрова, И.Н. Рыковой. - М.:
Издательско-торговая корпорация «Дашков и Ко», 2011. – 302 с.
3. Официальный сайт Федеральной службы государственной
статистики - [Электронный ресурс] - http://www.gks.ru/.
51
II. СЕКЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
ИНФОРМАЦИОННО-УПРАВЛЯЮЩИХ СИСТЕМ
Андриенко А.Н., Заргарян Е.В.
ИРТСУ ЮФУ, г. Таганрог
e.zargaryan@gmail.com
СИСТЕМА АВТОМАТИЗАЦИИ УГЛЕПОГРУЗОЧНОГО
КОМПЛЕКСА
Определены цели и задачи автоматиации углепогрузочного
комплекса.
Приведена
структура
автоматизированной
системы управления углепогрузочным комплексом.
Автоматизация; уголь; погрузка; механизмы; управление;
технологический процесс.
Надежное
и
экономичное
функционирование
углепогрузочных механизмов зависит от автоматизации
управления технологическим процессом погрузки. При
автоматизации процесса погрузки угля технологическое
оборудование
оснащается
приборами,
регуляторами,
управляющими машинами и другими устройствами. Изучается
технологический процесс, выявляются величины, влияющие на
его протекание, находятся в тесной взаимосвязи между ними. В
соответствии
с
заданной
целью
проектируется
автоматизированная система управления технологическим
процессом (АСУ ТП) погрузки угля.
В состав АСУ углепогрузочного комплекса входят:
подсистема управления механизмами погрузки; подсистема
гидравлики;
подсистема
взвешивания;
подсистема
видеонаблюдения и контроля положения полувагонов.
Структурная
схема
автоматизированной
системы
управления
углепогрузочным
комплексом
имеет
вид,
показанный на рис. 1. АСУ УПК позволяет управлять работой
комплекса П4В в одном из трех режимах “Ремонтном”,
“Ручном” (“Дистанционном”), “Автоматическом”. Выбор
режима работы УПК осуществляется ключом-биркой “Режим”
на пульте оператора (МПУ-ОП).
52
Подсистема
взвешивания
Подсистема
управления
механизмами
погрузки
Подсистема
гидравлики
Подсистема видеонаблюдения и
контроля положения полувагона
Рис. 1. Структура автоматизированной системы управления
углепогрузочным комплексом
С целью повышения безопасности работы УПК,
переключение режима работы возможно только при
выключенном УПК (ключ-бирка “Комплекс” на пульте
оператора в положении “Блокировка”). Переключение из
режима “Автоматический” в режим “Ручной” разрешено также и
при работающем комплексе (ключ-бирка “Комплекс” на пульте
оператора в положении “Работа”). Все остальные переключения
ключа-бирки “Режим”, пульта оператора, игнорируются и не
приводят к смене режима работы АСУ УПК.
Перед запуском комплекса погрузки подается питание на
все подсистемы управления и контроля, проверяется положение
механизмов на мнемосхеме промышленного монитора (все
затворы должны быть закрыты, а распределительное устройство
должно находиться в одном из крайних положений),
устанавливается связь с машинистом маневрового локомотива
ТЭМ-2, дается разрешение на постановку полувагонов под
погрузку.
Во
время
подачи
полувагонов
по
монитору
видеонаблюдения просматривается состояние полувагонов,
сличаются номера и грузоподъёмность каждого полувагона с
полученной информацией о загружаемых полувагонах в базе
данных. В случае несоответствия данных, оператором погрузки
производится корректировка базы данных.
Выключение комплекса в автоматическом режиме
осуществляется автоматически после погрузки последнего
вагона состава, при этом будет разгружен не менее чем на 50% и
53
остановлен конвейер. Далее оператор должен перевести все
ключи на МПУ-ОП в положение, соответствующее условнобезопасному состоянию. Система АСУ УПК автоматически
переведена в условно безопасное состояние, остановлена и
готова к выбору режима погрузки и последующему запуску.
Белоглазов Д.А., Евтушенко В.Ю.,
Пушнина А.А., Жидченко Е.Н.
ИРТСУ ЮФУ, г. Таганрог
d.beloglazov@gmail.com
РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ
УПРАВЛЕНИЯ ЗДАНИЕМ НА ОСНОВЕ
ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА
Рассмотрены аспекты реализации автоматизированных
систем управления жизнеобеспечением знаний. Приведён
перечень инженерных систем.
Автоматизация; здания; управление; жизнеобеспечение;
инженерные системы.
Системы
автоматизации жилых, производственных,
общественных зданий давно и успешно эксплуатируются в
развитых странах. Это объясняется удобством их использования,
экономической
выгодой.
Перечень
возможностей,
предоставляемых автоматизированными системами зданий
чрезвычайно широк: управление системой вентиляции;
управление системой безопасности; управление системой
освещения; управление системой водоподачи и многое другое.
В
большинстве
случаев
системы
автоматизации
проектируются на начальном этапе создания рабочих чертежей
будущего здания. Это позволяет удобно компоновать и
встраивать оборудование в различные специализированные
технологические ниши и помещения.
Интерес к внедрению систем автоматизации обусловлен не
только удобством их использования, но и экономической
54
составляющей. Имеется в виду возможность оптимизации
использования, экономии различных ресурсов.
Системы освещения играют не последнюю роль в процессе
эксплуатации зданий. От того на сколько верно они будут
спроектированы
зависит
удобство
работы
персонала
организации, комфорт проживания жильцов.
Автоматизация освещения позволяет снизить затраты на
содержание здания примерно на 15 % в год за счет более
низкого
энергопотребления.
Эксплуатация
зданий
рассчитывается не на один год, а на десятилетия, поэтому
экономический эффект от внедрения оказывается очень
высоким.
Жизнеобеспечение зданий является важной задачей
решение которой невозможно без использования специальных
инженерных систем (ИС). Функциональное назначение ИС
заключается
в
обеспечении
заданного
уровня
жизнедеятельности, определяемом ощущением комфорта, при
пребывании
людей
в
помещениях
здания,
ведения
технологических процессов.
Инженерные системы различаются по своему составу,
назначению, бывают следующих видов [1, 2]:
- системы отопления, вентиляции, кондиционирования;
- системы водоснабжения и канализации;
- системы холодоснабжения;
- системы электроснабжения и освещения;
- cистемы автоматизации и диспетчеризации;
- cистемы пожарной сигнализации и оповещения о пожаре;
- системы охранно-тревожной сигнализации;
- системы охранного телевидения, видеонаблюдения;
- системы контроля и управления доступом;
- системы структурированной кабельной сети;
- системы управления парковкой и др.
Перечень используемых в каждом конкретном здании
инженерных систем определяется его назначением, технической
документацией, использовавшейся при его строительстве (не все
инженерные системы являются обязательными к исполнению).
Для реализации систем автоматического управления (САУ)
в настоящее время разработаны и успешно применяются
55
различные методы синтеза: классической теории управления,
адаптивного управления, робастного управления, нечеткого,
нейронного и нейро-нечеткого управления. Каждый из методов
имеет свои достоинства и недостатки, а выбор определенного
зависит от степени изученности объекта управления (ОУ).
Библиографический список:
1. Инженерные системы современного здания, http://www.prite.ru.
2. Ярослав Е., Яковлев А. «Системы автоматизации зданий:
комфорт плос экономия», С. 32-38, http://www.cta.ru.
Кононова Н.В., Барышев Д.М., Ходакова В.А.
Кузьменко Л.А., Колесников О.В.
Северо-Кавказский федеральный университет, г. Ставрополь
khodakova.v@mail.ru
ОБЗОР ОСНОВНЫХ ТИПОВ СОВРЕМЕННЫХ
DLP-СИСТЕМ
Эффективным решением защиты информаци являются
DLP-системы. Для правильного выбора необходимо знать
характеристики, разновидности систем, достоинства и
недостатки каждой. Статья посвящена рассмотрению
основных типов DLP-систем.
DLP-системы; защита информации; хостовые DLPсистемы; шлюзовые DLP-системы; информационные утечки.
В век информационных технологий задача защиты
информации является приоритетной. В России большими
темпами развивается и растет рынок DLP-систем. DLP-системы
играют огромную роль в информационной безопасности и
являются инструментом защиты информации. Современные
DLP-системы имеют разные характеристики, каждая из систем
уникальна и имеет преимущества и недостатки. До недавнего
времени различали два основных вида DLP-систем: шлюзовые и
хостовые. Практически с начала своего существования, данные
типы систем развивались отдельно друг от друга. Многие
компании делали выбор между ними, ведь системы действовали
в разных сферах защиты. Но сейчас уже не встретишь прежних
56
DLP-cистем. Не первый год на рынке востребованы системы,
которые совмещают в себе модули всех типов DLP-систем.
Рассмотрим основные типы DLP-систем [1].
Шлюзовые
DLP-системы
работают
на
принципе
использования “шлюзов” - централизованных серверов
обработки сетевого трафика. Шлюз устанавливается на сервере
или компьютере, весь перехваченный трафик проходит через
DLP-систему, она пропускает, либо блокирует его. Прошедшие
проверку пакеты проходят дальше на прокси-серверы, и потом в
Интернет. Все данные обрабатываются в реальном времени.
Реализация такой технологии на практике очень проста, и её
обслуживание так же не является проблематичным [2].
Преимуществом
шлюзовых
DLP-систем
является
незатруднительное
обслуживание.
Высокая
степень
защищенности от несанкционированного вмешательства в её
работу со стороны сотрудников.
Главный недостаток данной системы в том, что защиту от
утечек данных можно обеспечить только на протоколах
интернет-сервисах, таких как HTTP, SMTP, FTP, POP3 и др. То
есть невозможен контроль конечных точек сети [3]. Так же
недостатком является то, что данный тип DLP-системы очень
сильно нагружает корпоративную сеть, и существенно замедляет
скорость передачи данных. И если “шлюз” выйдет из строя,
тогда вместе с ней прекратит свою работу корпоративная сеть.
Принцип работы хостовых DLP-систем заключается в
использовании агентов, предварительно установленных на
конечных точка корпоративной сети. Агенты работают на
основе политик, которые загружаются на компьютеры через
сеть. Агенты выполняют две основные функции: контроль
пользователей и регистрация активности. Контроль за
пользователями не даёт собственно этим пользователя выходить
за рамки дозволенного, а регистрация активности нужна для
составления
полной
картины
происходящего
внутри
корпоративной сети. Обслуживание данной системы довольно
проблематично, так как для внедрения системы нужно
установить на все компьютеры корпоративной сети и постоянно
заниматься мониторингом, потому что опытный пользователь
потенциально может помешать работе агента.
57
Преимущество хостовых DLP-систем - полный контроль за
пользователями, включая пользователей, которые находятся вне
корпоративной сети. Сбор информации об активности
пользователей упрощает работу по выявлению утечек.
Недостатком хостовых DLP-систем является сложность
реализации и последующее администрирование системы.
Возможная несовместимость ПО. Низкая степень защиты от
несанкционированного вмешательства в работу системы со
стороны пользователей.
Исходя из характеристик основных типов DLP-систем,
можно сделать вывод, что они не идеальны, и каждая имеет свои
изъяны. Это породило спрос на новые типы DPL-систем.
Совмещение технологий хостовых и шлюзовых систем
породило новое направление в развитии DLP-систем. Компании
чаще стали выпускать системы, которые нельзя отнести только к
одному из типов [4, 5]. Одними из первых компаний на
Российском рынке, кто выбрал универсальный тип DLP-систем,
являются Zecurion и DeviceLock.
Возможности новых систем превосходили возможности
старых. Именно поэтому в последние годы производители все
чаще делают шаг в пользу универсализации своих DLP-систем.
Есть две основные причины перехода на универсальные
DLP-системы.
Разные области применения у разных систем. Каждый из
типов систем отлично работает в своей сфере, и полностью
бесполезен в других. Но организациям зачастую нужна полная
защита информации, то есть им нужно и то, и другое.
Технологические особенности и ограничения. DLP-системы,
работающие на принципе шлюзов, не могу контролировать все
каналы утечек информации. В данном случае положение может
спасти наличие агента. Данный подход уже давно используют
такие производители как InfoWatch, "Дозор Джет", Falcongaze
SecureTower, Zgate.
Основные типы DLP-систем уже не имеют широкий спрос у
потребителя. Только малобюджетные и небольшие компании
могут ограничиться DLP-системой, а крупные организации уже
давно перешли на универсальные DLP-системы [6]. Именно за
системами, которые совмещают в себе принципы работы разных
58
типов систем, стоит будущее. Ведь защита информации это одна
из важнейших задач для человека 21 века, и именно появление
новых проблем порождает появление новых решений, что
влечет за собой технический прогресс.
Кононова Н.В., Ходакова В.А., Маршанский Н.А.,
Кузьменко Л.А., Колесников О.В.
Северо-Кавказский федеральный университет, г. Ставрополь
khodakova.v@mail.ru
Библиографический список:
1. Электронный
ресурс:
http://www.antimalware.ru/analytics/DLP_product_types
2. Жук А.П., Петренко В.И., Кузьминов Ю.В., Жук Е.П., Луганская
Л.А. Совершенствование способов обмена информацией в
высокоскоростных беспроводных информационных сетях с
использованием
новых
типов
ансамблей
дискретных
последовательностей. – Современные проблемы науки и
образования. – № 5. – 2013. - С. 144.
3. Сагдеев К.М., Петренко В.И., Чипига А.Ф. Физические основы
защиты информации: Учебное пособие. Направление подготовки
10.03.01 – Информационная безопасность, Бакалавриат. –
Ставрополь, 2015.
4. Вислогузов Д.А., Лапина М.А. Расчет информационных рисков //
«Студенческая наука для развития информационного общества»,
Сборник материалов I Всероссийской научно-технической
конференции, 2015. - С. 90-91.
5. Карамышева М.С., Тряпицин П.С., Лапина М.А. Расчёт
экономического
риска
системы
защиты
информации
//
Студенческая наука для развития информационного общества.
Сборник материалов I Всероссийской научно-технической
конференции, 2015. - С. 208-209.
6. Калашникова К.С., Карамышева М.С., Токмакова И.Д., Лапина
М.А. Применение методологии определения затрат при оценке
эффективности экономической безопасности субъектов на
предприятии // Студенческая наука для развития информационного
общества, Сборник материалов I Всероссийской научнотехнической конференции. 2015. - С. 216-218.
АНАЛИЗ КРИТЕРИЕВ ВЫБОРА DLP-СИСТЕМЫ
ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННОЙ
БЕЗОПАСНОСТИ ПРЕДПРИЯТИЯ
59
В
статье
приведены
особенности
обеспечения
безопасности конфиденциальной информации компании и ее
клиентов. Приведены критерии выбора современных DLPсистем.
DLP-система; утечки информации; информационная
безопасность.
Каждый день происходит утечка информации. Люди могут
быть в неведении или не пытаются обращать на это внимания.
Существует риск: информационные атаки способны нанести
серьезный урон банковским счетам не только сотрудникам
компаний, но и их клиентам. Это может повлечь за собой
серьезные последствия. Обиженный персонал вдруг способен
решиться покинуть свое рабочее место, клиентура может быть
безвозвратно потеряна. И это не удивительно – никому не по
нраву украденные клиентские данные и конфиденциальная
информация. Кроме того, никто не исключает угрозу судебного
преследования, как никогда «актуальную» в наши дни.
В настоящее время существует DLP-системы. Data Leak
Prevention – это программный продукт, созданный для
предотвращения утечек конфиденциальной информации за
пределы корпоративной сети. Эта система с помощью
специальных технологий анализирует потоки данных,
которые выходят за пределы организации. Если сработает
определенный сигнал и детект передачи конфиденциальной
информации, то она либо начнет блокировать эту передачу,
либо пошлет уведомление системе безопасности. Некоторые
системы даже дополнительно архивируют все данные.
Не все DLP-системы могут предотвращать утечки
данных в одиночку. Многие способны контролировать только
60
«пучок» потенциальных каналов утечки, т.к. используют
ограниченное
число
технологий
обнаружения
несанкционированной передачи данных. Выбор осложняется
тем, что большинство разработчиков систем контентной
фильтрации относят свои продукты к классу DLP, тогда как
даже не могу обнаружить передачу защищаемых данных.
Много параметров лишь усложняют выбор DLP-системы.
Рассмотрим критерии при выборе самого надежного и
самого эффективного продукта [1].
Приоритетность
решаемых
задач.
Помимо
вышеназванных функций, DLP-система также способна
выявлять нелояльных сотрудников и потенциально опасные
каналы
коммуникаций,
вести
архив
корпоративной
электронной почты и др.
Объем данных. Структура защищаемых данных и их
перечень определяют набор необходимых технологий
обнаружения утечек.
Перечень контролируемых каналов коммуникаций.
Помимо контроля внешних устройств, DLP-система может
следить за интернет-трафиком.
Архивирование
и
сохранение
данных.
Зачастую
приходится проводить служебные расследования по
инцидентам утечек информации. Но не каждая DLP-система
может архивировать перехватываемые данные или даже
сохранять информацию, которая была заблокирована [2].
Использование алгоритмов шифрования. Множество
утечек происходит из-за потери информационных носителей.
Некоторые DLP-системы обладают функционалом для
надежной защиты данных при хранении с помощью
современных алгоритмов шифрования.
Бюджет на систему защиты. Ценовой разброс на рынке
DLP весьма широк: от бюджетных до серьезных
корпоративных продуктов [3, 4].
Многочисленные продукты, которые предлагаются
различными производителями в сфере информационной
безопасности (Symantec, McAfee, SearchInform, InfoWatch),
имеют широкий спектр возможностей. Некоторые из них
интегрированы с конечным оборудованием безопасности,
61
прокси- и кэш-серверами, сетевыми системами по
предотвращению вторжения [5]. Однако, в настоящее время
особое значение имеет возможность оценки информационных
рисков на основании модели анализа угроз и уязвимостей
информационных систем [6 - 8].
Таким образом, чтобы выбрать наиболее подходящую
DLP-систему, нужно проделать большую работу по
выделению круга собственных потребностей. И только потом
соотнести их с возможностями существующих продуктов.
Библиографический список:
1. Электронный ресурс: http://web-control.ru/dlp
2. Электронный ресурс:
http://www.osp.ru/win2000/2014/01/13039197/
3. Электронный ресурс: http://habrahabr.ru/post/141000/
4. Башкаева С.М., Лапина М.А. Оценка целесообразности выбора
средств защиты информации на основе экспертных оценок //
Студенческая наука для развития информационного общества
Сборник материалов I Всероссийской научно-технической
конференции. 2015. - С. 200-202.
5. Жук А.П., Петренко В.И., Кузьминов Ю.В., Жук Е.П., Луганская
Л.А. Совершенствование способов обмена информацией в
высокоскоростных беспроводных информационных сетях с
использованием
новых
типов
ансамблей
дискретных
последовательностей. – Современные проблемы науки и
образования. – № 5. – 2013. - С. 144.
6. Вислогузов Д.А., Лапина М.А. Расчет информационных рисков //
«Студенческая
наука
для
развития
информационного
общества», Сборник материалов I Всероссийской научнотехнической конференции, 2015. - С. 90-91.
7. Плут А.А., Лапина М.А. Модель анализа угроз и уязвимостей
информационных систем // Студенческая наука для развития
информационного общества, Сборник материалов I Всероссийской
научно-технической конференции, 2015. - С. 212-214.
8. Пелешенко В.С., Токмакова И.Д., Карамышева М.С. Анализ
методик идентификации источников угроз информационных
систем // Молодежь и XXI век – 2015, Материалы V
Международной молодежной научной конференции: в 3-х томах,
2015. - С. 132-136.
62
Коппель Д.И., Финаев В.И.
ИРТСУ ЮФУ, г. Таганрог
finaev_val_iv@tsure.ru
ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДЛЯ АНАЛИЗА
СОСТОЯНИЙ СЕТЕЙ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ СИСТЕМА
Разработано
информационное
обеспечение
для
проектирования распределительной энергетической сети.
Информационное обеспечение позволяет конструировать
однолинейные схемы силовых электрических распределительных
щитов, а также однолинейные схемы распределительных
устройств.
Информационное обеспечение; энергетическая сеть;
проектирование; распределительные устройства.
Развитие систем энергоснабжения в России требует новых
методов
решения
задач
оптимизации
распределения
электроэнергии, отличающихся от ранее известных методов
исследования и внедрения средств автоматизированной
разработки
и
проектирования
сетей
распределения
электроэнергии.
Рассмотрены
задачи
информатизации
процесса
распределения электроэнергии. Проведен анализ принципа
работы распределенных энергетических сетей, рассмотрена
характеристика передачи электроэнергии переменным и
постоянным током, и характеристика системы передачи
электрической энергии, разработана система передачи и
распределения электрической энергии.
Разработано
информационное
обеспечение
для
проектирования распределительной энергетической сети и
написано
программное
приложение.
Главное
окно
информационного
обеспечения
(основной
интерфейс
программы) представлено на рис. 1.
63
Рис.1. Главноое окно информац
ционного обеспеечения
Программное обеспечение (ПО
О) позволяет кон
нструировать
одноолинейные
схемы
си
иловых
эллектрических
расп
пределительных щитов, а таккже однолиней
йные схемы
расп
пределительных устройств из определенных элементов,
наиб
более часто встреечающихся потр
ребителей.
При
помощи
и
программно
ого
приложени
ия
можно
прои
изводить расчет параметров сетти в нормальном
м режиме (с
двум
мя включенным
ми вводами), в послеаварийн
ном режиме
(откллючение одногоо из вводов и срабатывание секционного
выкллючателя), а таккже анализироваать ситуацию прри «ручном»
откллючении любых фидеров. Рассч
читываются такж
же установки
релеейной защиты: максимально-то
оковой защиты, перегрузки
всехх магистралей распределительного устройствва высокого
напрряжения. Расчетт производитсяя в аварийных режимах автооматическом и рручном. Токи длля расчета релей
йной защиты
вычи
исляются с учетоом самого больш
шого пикового тоока.
Схема набираеется из следующих элементов: питающие
центтры; распределлительные устр
ройства; трансф
форматорные
подсстанции; двигаттели; трансформ
маторы; отходяящие линии;
разъ
ъединитель. Файллы сохраняются в формате .odn.
При создании новой схемы автоматически
и создаются
питаающий центр и оодно распределиттельных устройсств.
64
4
Перед началом ввода схемы необходимо задать напряжение
схемы (вкладка «Сервис» на главном окне, а затем выбрать
«Параметры схемы»). Питающие центры (подстанции)
располагаются только на верхнем уровне схемы.
Возможные
операции
над
питающими
центрами,
распределительными устройствами и отходящими доступны из
всплывающего меню, которое вызывается нажатием правой
клавиши мыши на соответствующем элементе.
Для использования программы необходимо разрешение
монитора, как минимум 800x600.
В левой части экрана отображаются параметры активных
элементов схемы. В статусной строке программы отображается
текущий режим работы (редактирование схемы).
Разработан
алгоритм
оптимизации
подсоединения
потребителей электроэнергии к подстанциям, обеспечивающий
необходимые требования.
Информационное обеспечение позволяет синтезировать
сеть распределения электроэнергии с оптимальной стоимостью
доставки электроэнергии потребителю.
Лапина М.А., Белоусов Р.Г., Антипов А.С.,
Колесников О.В., Евдокимов И.Р.
Северо-Кавказский федеральный университет, г. Ставрополь
norra7@yandex.ru
ОБЗОР ПОДХОДОВ К ПОСТРОЕНИЮ СИСТЕМ
ИНТЕЛЛЕКУТАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ НА ОСНОВЕ
ИСКУСТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА
В статье проведен обзор подходов к построению
современных систем интеллектуального управления, созданных
с использованием искусственного интеллекта, рассмотрены их
особенности.
Системы интеллектуального управления; искусственный
интеллект.
На рубеже XXI века тематика интеллектуальных систем и
интеллектуального управления претерпевает значительные
65
изменения. Наметились тенденции перехода от игрушечномодельного подхода к интеллекту к его восприятию как
некоторого характеристического свойства систем высокой
организационной
сложности,
свойству
достаточно
специфическому и выразимому в достаточной степени только на
языках контекстно-зависимого уровня. Столь же полезной
тенденцией можно считать и постепенное осознание
исследователями,
что
компьютер
фон
Неймановской
архитектуры, конечный автомат по своей сущности, не может
быть эффективным инструментом создания интеллектуальных
систем, интеллектуального управления ибо является системой
контекстно-независимого уровня.
Под "интеллектуальными системами управления" (ИСУ), в
общем случае, понимается предельный по сложности класс
систем
автоматизированного
управления
(САУ),
ориентированных на приобретение, обработку и использование
некоторой дополнительной информации, понимаемой как
"знание". Такие системы предназначены для работы в условиях
неопределенности (невозможности точного математического
описания) информации о свойствах и характеристиках системносложных объектов и среды их функционирования [1].
В условиях работы реальных систем с высоким уровнем
неопределенности информации для построения систем
управления
(СУ)
неизбежно
применение
новых
информационных технологий, ориентированных на потоки
контекстно-зависимой информации, то есть фактическая
разработка новых принципов построения интеллектуального
управления – теории ИСУ для систем высших уровней
системной сложности [2].
Понятие искусственный интеллект является частью
интеллектуальных систем и интеллектуального управления.
Искусственный
интеллект
(ИИ)
–
свойство
интеллектуальных систем выполнять творческие функции,
которые традиционно считаются прерогативой человека.
ИИ связан со сходной задачей использования компьютеров
для понимания человеческого интеллекта, но не обязательно
ограничивается биологически правдоподобными методами.
Сообщения об уникальных достижениях специалистов в
66
области искусственного интеллекта (ИИ), суливших невиданные
возможности, пропали со страниц научно-популярных изданий
много лет назад. Эйфория, связанная с первыми практическими
успехами в сфере ИИ, прошла довольно быстро, потому что
перейти от исследования экспериментальных компьютерных
моделей к решению прикладных задач реального мира оказалось
гораздо сложнее, чем предполагалось.
На трудности такого перехода обратили внимание
специалисты всего мира, и после детального анализа
выяснилось, что практически все проблемы связаны с нехваткой
ресурсов двух типов:
- компьютерных ресурсов (вычислительной мощности,
емкости оперативной и внешней памяти)
- людских
ресурсов
(наукоемкая
разработка
интеллектуального
ПО
требует
привлечения
ведущих
специалистов из разных областей знания и организации
долгосрочных исследовательских проектов).
К сегодняшнему дню ресурсы первого типа вышли (или
выйдут в ближайшие пять-десять лет) на уровень, позволяющий
системам ИИ решать весьма сложные для человека практические
задачи. А вот с ресурсами второго типа ситуация в мире даже
ухудшается, именно поэтому достижения в сфере ИИ
связываются в основном с небольшим числом ведущих ИИцентров при крупнейших университетах.
На развитие сферы ИИ значительное влияние оказали
прежде всего инвестиции в нанотехнологии и эволюционные
вычисления.
В дальнейшем для решения сложных задач, (быстрого
исследования содержимого сети, больших массивов данных
наподобие геномных) будут использоваться коллективы
автономных агентов. Для этого придется заняться изучением
возможных направлений эволюции подобных коллективов,
планирования совместной работы, способов связи, группового
самообучения, кооперативного поведения в нечетких средах с
неполной информацией, коалиционного поведения агентов,
объединяющихся "по интересам", научиться разрешать
конфликты взаимодействия и т. п. [3].
Ключевым фактором, определяющим сегодня развитие ИИ67
технологий, считается темп роста вычислительной мощности
компьютеров, так как принципы работы человеческой психики
по-прежнему остаются неясными (на доступном для
моделирования уровне детализации). Поэтому тематика ИИконференций выглядит достаточно стандартно и по составу
почти
не
меняется
уже
довольно
давно.
Рост
производительности современных компьютеров в сочетании с
повышением качества алгоритмов периодически делает
возможным применение различных научных методов на
практике. Так случилось с интеллектуальными игрушками, так
происходит и с домашними роботами [4].
Продолжится активное внедрение формальной логики в
прикладные системы представления и обработки знаний. В то же
время такая логика не способна полноценно отразить реальную
жизнь, и произойдет интеграция различных систем логического
вывода в единых оболочках [5].
Возможно, удастся перейти от концепции детального
представления информации об объектах и приемов
манипулирования этой информацией к более абстрактным
формальным описаниям и применению универсальных
механизмов вывода, а сами объекты будут характеризоваться
небольшим массивом данных, основанных на вероятностных
распределениях характеристик [6].
В результате обзора выявленно, что сфера ИИ развивается
постепенно, но двигаясь вперед. Поэтому результаты достаточно
хорошо прогнозируемы, хотя на этом пути не исключены и
внезапные
прорывы,
связанные
со
стратегическими
инициативами. Такие инициативы будут появляться скорее всего
на стыках разных математических дисциплин – теории
вероятности, нейронных сетей, нечеткой логики.
Библиографический список:
1. Петренко
В.И.,
Суховей
Д.Н.
Проблемы
безопасности
автоматизированных
систем
управления
технологическими
процессами в России // Актуальные проблемы современной науки.
Международная
научно-практическая
конференция.
СевероКавказский гуманитарно-технический институт. – Ставрополь,
2013. - С. 185-189.
2. Поляков А.О., Юсупов Р.М. Интеллектуальные системы и
68
информационные технологии управления. – 2006.
3. Жук А.П., Петренко В.И., Кузьминов Ю.В., Жук Е.П., Луганская
Л.А. Совершенствование способов обмена информацией в
высокоскоростных
беспроводных
информационных
сетях
с
использованием
новых
типов
ансамблей
дискретных
последовательностей. – Современные проблемы науки и образования.
– № 5. – 2013. - С. 144.
4. Чипига А.Ф., Пелешенко В.С. Формализация процедур обнаружения
и предотвращения сетевых атак. – Известия ЮФУ. Технические науки.
2006. № 7 (62). - С. 96-101.
5. Чипига А.Ф., Пелешенко B.C., Лазарев Н.В. Сетевой трафик,
применяемый при подготовке первоначальных обучающих данных для
средства обнаружения сетевых атак. – Успехи современного
естествознания. – 2008. – № 8. - С. 60.
6. Катков К.А., Хвостова И.П., Лебедев В.И., Косова Е.Н., Плетухина
А.А., Серветник О.Л., Вельц О.В., Крамаренко М.Г. Основы
компьютерного моделирования. – Ставрополь, 2013.
Лапина М.А., Кузьменко Л.А., Маршанский Н.А.,
Барышев Д.М., Лобжанидзе Н.Д.
Северо-Кавказский федеральный университет, г. Ставрополь
norra7@yandex.ru
ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ DLP-СИСТЕМ ПРИ
РАБОТЕ С ПЕРСОНАЛОМ В ОРГАНИЗАЦИИ
Приведены механизмы применения DLP-систем при работе
с сотрудниками, принципы построения систем, методы борьбы
с инсайдерами с помощью DLP-систем.
DLP-система; утечка информации; персонал; инсайдеры;
HR-менеджер.
Сегодня каждая организация стремится к быстрому
развитию и наиболее эффективному использованию имеющихся
ресурсов, а для этого требуется не только оборудование,
системы управления, рынки, производственные процессы, но и
компетентные и надежные сотрудники. Утечка информации
является одной из главных причин банкротства и
расформирования
коммерческих
компаний.
Поэтому
69
актуальным направлением в области информационной
безопасности
является
организация
защиты
от
несанкционированного
доступа
злоумышленников
к
конфиденциальным
данным.
Главной
угрозой
утечки
информации остается человеческий фактор [1].
Одним из средств контроля за сотрудниками являются DLPсистемы, которые решают следующие задачи: выявление
инсайдеров и некомпетентных сотрудников компании,
повышение эффективности работы менеджера по персоналу [2].
Инсайдеры – лица, распространяющие конфиденциальную
информацию за пределами организации. Существует несколько
видов инсайдеров.
Первый тип: «Буратино» - это сотрудники, способные
навредить компании не из-за корыстных целей, а из-за своей
неопытности, неосторожности, халатности или банального
любопытства.
Второй тип: «Неуловимый мститель» - это люди,
стремящиеся отомстить компании за увольнение путем
распространения конфиденциальной информации, которой они
владеют.
Третий тип: «Павлик Морозов» - это лица, способные
навредить организации из-за своих корыстных целей, перейдя на
сторону конкурентов или продав важную информацию.
Четвертый и самый опасный тип: «Серый кардинал» - это
высококлассные сотрудники, имеющие доступ к широкому
спектру важных документов организации и пользующиеся своим
должностным положением для своих каких-либо целей [3].
Для эффективной защиты от инсайдеров в компаниях
используют DLP-системы, способные обеспечить контроль над
всеми коммуникационными каналами [4, 5].
Приведем принцип работы DLP-систем. Программысенсоры, установленные на рабочие места сотрудников,
собирают информацию с устройств. Данные, полученные от
сенсоров, попадают в Серверы базы данных, где информация
сохраняется и фильтруется по требованию службы безопасности
компании.
Администратор
использует
Программу
администратора, обеспечивающую связь сервера с человеком,
для ввода запросов и получения выдачи информации по запросу.
70
Благодаря таким программам упрощается работа службы
безопасности с сервером базы данных.
Основными методами борьбы с инсайдерами являются:
- обеспечение доступа к конфиденциальной информации
через защищенные линии передачи только проверенным
сотрудникам,
- создание отдела безопасности в компании, обязанного
осуществлять контроль за деятельностью сотрудников на
рабочих местах,
- обеспечение эффективного осуществления своих функций
службы безопасности.
Информация, полученная из базы данных, фильтруется и
анализируется, если данные оказываются подозрительными, то
служба безопасности тщательно изучается специалистами. В
серьезных случаях мошенников и инсайдеров увольняют, а в
менее
серьезных
полученная
информация
просто
игнорируется. В основном увольняются некомпетентные
работники, конфликтные сотрудники, теневые лидеры,
пытающиеся осуществить контроль над коллективом вместо
руководителя [6].
Также DLP-системы могут помочь менеджерам по
персоналу. Для HR-менеджера необходимо знать, в каком
психологическом климате находятся сотрудники, какие желания
имеются у коллектива, но он не может получить полное
представление обо всех неформальных переговорах и другими
взаимоотношениями между сотрудниками. В условиях
недостатка информации о коллективе могут помочь данные,
полученные через DLP-систему. Но недостаток такого метода
заключается в том, что HR-менеджеру скорее всего не удастся
скрыть от коллег свою осведомленность об их тайных
разговорах и личных делах. Это значит, что станет известно о
существовании DLP-системы. С одной стороны, это заставит
персонал работать эффективнее, уделяя меньше времени на
ненужные переписки, звонки, посещение сторонних сайтов с
сети Интернет, а с другой это может привести к выходу
работников из поля зрения HR-менеджера.
В любом случае, анализ общения работников по
электронной почте или социальных сетях помогает с легкостью
71
выявить «корпоративный балласт». В некоторых ситуациях
служба безопасности может оповещать менеджера по персоналу
о негативных ситуациях в коллективе, при этом во всех
документах не будет информации о DLP-системах или иной
другой информации, позволяющей работнику понять, откуда
получена информация [7].
Получив такие сведения, HR-менеджер может принять
соответствующие меры, а обосновывать свои действия может
ссылкой на «сведения, полученные из конфиденциальных
источников. Таким образом, можно скрыть от сотрудников
наличие DLP-системы.
Дальнейшее развитие DLP-продуктов идёт в направлении
укрупнения и интеграции с продуктами смежных областей:
контроль персонала, защита от внешних угроз, другие сегменты
информационной безопасности.
Почти все компании работают над созданием облегчённых
версий своих продуктов для малого и среднего бизнеса, где
простота разворачивания DLP-системы и удобство её
использования важнее сложного и мощного функционала.
Также, продолжается развитие DLP для мобильных устройств,
поддержки технологий виртуализации и SECaaS в «облаках».
Библиографический список:
1. Пелешенко В.С., Токмакова И.Д., Карамышева М.С. Анализ методик
идентификации источников угроз информационных систем //
Молодежь и XXI век – 2015, Материалы V Международной
молодежной научной конференции: в 3-х томах. Ответственный
редактор Горохов А.А., – 2015. - С. 132-136.
2. Электронный ресурс. http://searchinform.ru/news/digest-articles/3227/
3. Электронный ресурс. http://www.hr-portal.ru/blog/primenenie-dlpsistem-v-kadrovoy-rabote
4. Жук А.П., Петренко В.И., Кузьминов Ю.В., Жук Е.П., Луганская
Л.А. Совершенствование способов обмена информацией в
высокоскоростных
беспроводных
информационных
сетях
с
использованием
новых
типов
ансамблей
дискретных
последовательностей. – Современные проблемы науки и образования.
– № 5. – 2013. - С. 144.
5. Сагдеев К.М., Петренко В.И., Чипига А.Ф. Физические основы
защиты информации. Учебное пособие. Направление подготовки
72
10.03.01 – Информационная безопасность Бакалавриат. – Ставрополь,
2015.
6. Петренко
В.И.,
Суховей
Д.Н.
Проблемы
безопасности
автоматизированных
систем
управления
технологическими
процессами в России // Актуальные проблемы современной науки.
Международная
научно-практическая
конференция.
СевероКавказский
гуманитарно-технический
институт
(Россия).
–
Ставрополь, 2013. - С. 185-189.
7. Мандрица И.В. Теоретические основы экономики защиты
информации // Инфокоммуникационные технологии в науке,
производстве и образовании (Инфоком-6). Сборник научных трудов
Шестой международной научно-технической конференции. –
Ставрополь, 2014. - С. 171-173.
действий позволяет осуществлять мобильный робот Robotinо,
имеющий в своем составе три всенаправленных двигателя,
видеокамеру для распознавания объектов и слежением за
траекторией движения, а также аналоговые и цифровые датчики.
Данное оснащение мобильного робота позволяет выполнять
широкий
круг
требований,
предъявляемых
реалиями
современного обществом [2]. Для моделирования работы
мобильных роботов и средств автоматизации и используется
учебный комплекс Robotino, представленный на рис. 1.
1
Михайлов В.В., 2Шпакова А.М.
1
Филиал ЮФУ в г. Геленджике,
2
Томский политехнический университет, г. Томск
avis2002@rambler.ru
МЕТОД ПРОХОЖДЕНИЯ СЛОЖНОГО МАРШРУТА
МОБИЛЬНЫМ РОБОТОМ
Моделирование маршрутов, как одна из важных и
серьезных задач управления мобильными роботами, требует
переосмысления методов и подходов к решению, а также
применения новейших достижений в области информационных
технологий. Для моделирования работы мобильных роботов и
средств автоматизации и используется учебный комплекс
Robotino.
Маршрут; мобильный робот; программирование движения.
Для решения задачи моделирования движения широко
применяются мобильные роботы, способные заменить человеческий труд на жизнеопасном производстве, выполнять недоступную человеку деятельность и совершать монотонные и
однообразные действия в автономном режиме.
Таким образом, видим важность возможности ориентирования, распознавания и автономной навигации и, соответственно,
преодоления препятствий [1]. Моделирование подобных
73
Рис. 1. Мобильная система Robotino
Учебная система Robotino, как и все мобильные роботы:
- оснащена устройствами автономной ориентации, способна
распознавать объект и предотвращать столкновение с ним;
- имеет специальное программное обеспечение RobotinoView
и работает на автономном энергообеспечении;
- включает в себя единую систему собственных датчиков и
приводов робота [3].
Robotino View – интерактивная среда для изучения и
программирования Robotino, позволяющая в режиме реального
времени управлять тремя приводами, путем передачи на них
задающего сигнала, анализировать изображение с камер и
наблюдать за показаниями сенсоров [4].
Особенность этой программы заключается в том, что она не
требует создания кода управляющей программы как таковой, а
74
процессы и связи организуются посредством использования
функциональных блоков, заданных в программе Robotino View.
Целью данного исследования является создание различных
методов управления мобильным роботом [5].
Для осуществления поставленной цели необходимо решить
ряд задач:
- на основе изученного принципа работы мобильного робота
разработать методику управления движением по сложной
траектории;
- наглядно представить стратегию движения робота в виде
блок-схемы в программе Robotino View;
- убедиться в правильности осуществляемого перемещения,
задавая определенные параметры перемещения.
Более подробное рассмотрим движение мобильного робота
по произвольной траектории, задаваемой пользователем
посредством использования программы Robotino View.
Движение
будет
осуществляться
по
траектории,
совмещающей в себе движение как по прямолинейной
траектории
(линейно),
так
и
по
криволинейной
(полуокружность), выдавая в конечном итоге движение по
траектории фигуры цифры «Восемь». Блок – схема программы
движения мобильного робота по фигуре цифры «Восемь»
представлена на рис. 2. Блок-схема является обобщенным
вариантом решения задачи, включающим в себя несколько
главных
компонентов:
осуществление
движения
по
прямолинейной и криволинейной траектории. Блок-схема
движения по прямолинейной траектории показана на рис. 3.
Различия подпрограмм движения мобильного робота, как по
полуокружности, так и по прямолинейному пути заключаются в
количестве заданных начальных значений. Например, для
осуществления прямолинейного движения не требуется задание
угла поворота мобильного робота. Блок – схема движения по
полуокружности представлена на рис. 4.
НАЧАЛО
НАЧ
ЧАЛО
ЗАДАНИЕ
СКОРОСТИ
ДВИЖЕНИЯ
ЗАДА
АНИЕ
СКОР
РОСТИ
ДВИЖ
ЖЕНИЯ
З
ЗАДАНИЕ УГЛА
ПОВОРОТА
ЗАДА
АНИЕ
ВРЕМ
МЕНИ
ДВИЖ
ЖЕНИЯ
ВКЛЮЧ
ЧЕНИЕ
ДВИГА
АТЕЛЯ
ДВИЖЕНИЕ ПО
ПРЯ
ЯМОЙ
Рис. 2.
Рис. 3.
ЗАДАНИЕ
ВРЕМЕНИ
ДВИЖЕНИЯ
ВКЛЮЧЕНИЕ
ДВИГАТЕЛЯ
Д
ДВИЖЕНИЕ ПО
ПОЛ
ЛУОКРУЖНОСТИ
Р
Рис. 4
В целом прогграмма предстаавляет собой ссовокупность
подп
программ, каждаая из которых ответственна
о
за совершение
тогоо либо иного дейсствия мобильногго робота.
Совокупность подпрограмм, представляющ
щих собой
главвную программу,, показана на рисс. 5.
Рис. 5. Окно пррограммы движеения мобильного рробота
по траекктории фигуры цифры
ц
«Восемь»»
75
76
6
Библиографический список:
1. Михайлов В.В. Модель для изучения характеристик мобильных
систем. Сборник научных трудов по материалам Международной
заочной научно-практической конференции. - Тамбов: Изд. ТРОО
«Бизнес-Наука-Общество» 2011, – с. 95-97.
2. Официальный сайт Festo [Электронный ресурс]: http://www.festodidactic.com/
3. Book of exercises. Festo Didactic GmbH & Co KG 2007.
4. Программы
Robotino
[Электронный
ресурс]:
http://www.fcet.staffs.ac.uk/
5. Мобильные роботы и микроконтроллеры [Электронный ресурс]:
http://robocraft.ru/blog/robots/766.html, свободный
Новогран И.С., Заргарян Ю.А.
ИРТСУ ЮФУ, г. Таганрог
e.zargaryan@gmail.com
ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ СЕТЕВЫХ ПОТОКОВ
Определены цели и задачи автоматиации углепогрузочного
комплекса.
Приведена
структура
автоматизированной
системы управления углепогрузочным комплексом.
Ппоток;
моделирование;
сеть;
информационное
обеспечение; максимальный поток.
Понятие сетей появляется при транспортировке грузов,
передаче
информации,
распределения
электроэнергии,
транспортирования нефти и газа и прочее. Все эти системы
объединяет то, что вещество или информация передается от
пункта к пункту по линиям коммуникаций. Имеется
необходимость
в
эффективном
использовании
уже
существующих технических средств и в рациональном
проектировании новых средств. Для этих задач существенное
значение имеют методы системного анализа и его раздела –
сетевого анализа.
В информационном обеспечении (ИО) реализованы методы
поиска максимального потока, а именно метод Форда77
Фалкерсона; алгоритмы Эдмондса-Карпа, “проталкивания
предпотока”, «поднять и в начало». Выполнена их
алгоритмизация. Это связано с тем, что ИО предназначено не
только для поиска максимального потока, но и для исследования
на практике эффективности различных алгоритмов.
Не менее важным применением ИО является обучение
студентов и проверка полученных ими знаний. Для выполнения
последней задачи программа функционирует в двух режимах:
автоматический; пошаговый.
В автоматическом режиме пользователь вводит входные
данные и запускает выбранный алгоритм на выполнение. В
результате ему будет выведен итоговый результат. Данный
режим - эффективный для выполнения собственно задачи
поиска максимального потока и предназначен для пользователя,
которого не интересует ход и последовательность решения
задачи.
Если ввести сложную задачу с большим количеством
вершин и связей между ними, выбирать различные алгоритмы и
замерять время решения задачи, то можно судить об
эффективности методов поиска максимального потока на сети.
В пошаговом режиме на экране дисплея отображается
промежуточная информация каждого шага выполнения
соответствующего алгоритма. Этот режим наиболее эффективен
при решении задач обучения и дает самое наглядное
представление о сути и содержании методов, рассмотренных в
первом и втором разделах.
Программный продукт состоит из подсистем: ввода
информации; обработки информации; вывода информации.
Входные и выходные потоки подсистем зависят от алгоритма
поиска максимального потока и выбранного режима работы.
При запуске ИО на экран монитора выводится главное
диалоговое окно, вид которого показан на рис. 1. Запуск ИО для
получения результатов работы выбранного алгоритма на
заданной сети и введенных параметрах потока осуществляется
выбором пункта меню ВыполнениеЗапуск, нажатием кнопки
Запуск или клавиши F9.
Вывод результата решения на экран ПЭВМ происходит в
виде графа.
78
Рисс. 1. Главное диаллоговое окно
1
О
Омелаев С. Д., 1Белебнев
Б
В.И., 1Ф
Федяев И.А.,
1
Фо
офанов Н.Н., 1,2Ф
Фоменко В.А
1
Филиал ЮФ
ФУ в г. Геленджике, 2ГНЦ «Южмооргеология»,
гг. Геленджик
sergeylaakki@mail.ru
ИССЛЕДОВ
ВАТЕЛЬСКИЙ
Й БЕСПИЛОТН
НЫЙ
Н
НАДВОДНЫЙ А
АППАРАТ ДЛЯ
Я ЗОН ПРЕДЕЛ
ЛЬНОГО
МЕЛКОВОДЬЯ
В данной работ
те представлен проект исследоовательского
бесппилотного надвоодного аппарата
а (БНА) для зон предельного
мелкководья, перечисллены основные его
е возможностии и функции.
БНА; надводны
ый аппарат; иссследование зон предельного
мелкководья.
Освоение прибрежно-шельфоввых зон немы
ыслимо без
комп
плексного исслледования мелкководных участтков. Такие
задаачи обычно решааются привлечением водолазной техники или
споссобом приспосообления имеющ
щихся техническких средств.
Исслледование учасстков, примыкаю
ющих к береггу, плотине,
79
9
пляжной зоне, причальным сооружениям требует постоянного
внимания несколько раз в году. Для выполнения таких
исследований была разработана специальная надводная мини
платформа, имеющая следующие возможности и особенности:
- малогабаритный, устойчивый каркас;
- автопилот, ориентирующийся по GPS;
- исследовательская аппаратура для анализа прибрежношельфовых зон;
- система контроля и управления с берега;
- видео наблюдение, как надводной обстановки, так и
подводной;
- автономная работа.
Автопилот. Для данного БНА требуется наличие
автопилота, так как это уменьшит количество специалистов,
требуемых для работы с ним. Также автопилот поможет
позиционировать аппарат в рабочем пространстве.
Для автопилота было решено применить полетный
контроллер ArduPilot Mega он является полноценным решением
для БПЛА (Беспилотного Летающего аппарата UAV). Который
позволяет
помимо
радиоуправляемого
дистанционного
пилотирования - автоматическое управление по заранее
созданному маршруту, т.е. полет по точкам, а также обладает
возможностью двухсторонней передачей телеметрических
данных с борта на наземную станцию (телефон, планшет,
ноутбук, DIY) и ведение журнала во встроенную память. Это
open-source проект. Что позволит перестроить его под наши
нужды.
Плюсы
применение
уже
укомплектованного
контроллера в том что:
На данной плате уже есть: GPS; 3-х осевой гироскоп,
акселерометр, магнитометр и высокоточный барометр;
радиосвязь и телеметрия с борта; поддержка датчика уровня
заряда батареи. Имеется совместимость с многими
радиоуправляемыми приемниками PWM и PPM сигналов,
выполняется передача в реальном времени телеметрических
данных. Поддерживается OSD телеметрия (наложение на видео
передачу телеметрических данных) используя протокол
MAVLINK. Цифровой компас работает на HMC5883L (до
версии 2.5.2).
80
Технические средства возможные для установки на БНА:
- гидролокатор бокового обзора;
- высокоточный промерный эхолот;
- профилограф;
- магнитометр;
- видеоаппаратура для съемки дна;
- малоканальная сейсмическая аппаратура;
- гидрохимические датчики.
Корпус тримарана. Тримаран — это трехкорпусное судно,
состоящее из основного корпуса (vaka) и двух меньших
аутригеров (ama), скрепленных с основным корпусом боковыми
балками (aka).
Вероятность опрокинуться у тримарана, хотя и существует,
но она существенно меньше, чем у моно корпусника, так как
наличие аутригеров делает его более устойчивым.
На нашем аппарате установлены воздушные винты, которые
позволяют беспрепятственно преодолеть требуемое расстояние
и не запутаться в водорослях. Скорость, с которой будет
перемещаться тримаран, удовлетворяет требованиям.
Корпус нашего тримарана создан из обычных пластиковых
труб. Держится на плаву великолепно, нигде не протекает, все
герметично, это нами было экспериментально проверено.
Также собираемся обеспечить тримаран необходимым
оборудованием для дальнейшей эксплуатации и качественной
работы аппарата. Путем изготовление необходимых запчастей
на собранном нами 3д-принтере, на котором мы будем печатать
армированный обод для воздушных винтов, и многочисленное
количество деталей, которые будут устанавливаться на нашем
тримаране.
Разработка «Беспилотный надводный аппарат для
исследования акваторий предельных мелководий» представлена
на VI Фестиваль науки Юга России, который состоялся 10-11
октября 2015г. в г. Ростов-на-Дону. Посетители стенда смогли
ознакомиться
с
конструкцией
макета.
Было
много
заинтересованных лиц, задано много вопросов. Выставочный
модуль филиала посетила ректор ЮФУ М.А. Боровская.
Выводы. Лидерство и экономическую эффективность в этом
сегменте морских технологий обеспечивает технологический
81
прорыв по аналогии с беспилотными летательными аппаратами,
с не меньшим экономическим эффектом.
Пелешенко В.С. Евдокимов И.Р., Кузьменко Л.А.,
Колесников О.В. Масленников И.А.
Северо-Кавказский федеральный университет, г. Ставрополь
igorexxxaa@mail.ru
ОСОБЕННОСТИ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМЫ
«УМНЫЙ ДОМ»
В статье рассмотрены особенности построения системы,
обеспечивающей безопасность и ресурсосбережение (в
том
числе и комфорт) для пользователей.
«Умный дом»; «умный город»; автоматизация систем.
Экономии энергоресурсов становится на первое место во
всех городах мира, в которых нехватка энергоресурсов особо
ощутима. Актуальны эти задачи при эксплуатации высотных
зданий, высокотехнологичных и сложных объектов.
Традиционно инженерные системы зданий строятся
независимыми друг от друга и мало скоординированными.
Такой подход построения постепенно уходит в прошлое, так как
имеет следующие недостатки: большое количество поставщиков
и сервисных служб; нескоординированная работа систем;
несовместимость систем; неэффективность служб эксплуатации;
повышенное потребление энергии при одновременной работе
систем. Чтобы избежать оставленное в офисе включенным на
всю ночь отопление, освещение или работающую систему
кондиционирования, было придумано поменять традиционный
подход к решению таких проблем посредством объединения
различных инженерных систем в единое целое.
Управление инженерным оборудованием объединяется в
единый автоматизированный программно-аппаратный комплекс.
Предусматривается
система
контроля
и
управления
инженерными системами с выводом всех рабочих и аварийных
показателей на единый диспетчерский пункт здания.
82
Инженерные
системы,
подлежащие
автоматизации
и
диспетчеризации, состоят из следующих составляющих
элементов [2].
- индивидуальный тепловой пункт (ИТП); общеобменная
вентиляция и кондиционирование; система холодоснабжения;
- хозяйственно-питьевое водоснабжение и канализация;
система защиты от проточек;
- электроснабжение; электроосвещение;
- автоматическая
пожарная
сигнализация;
система
противопожарного водопровода; системы дымоудаления и
подпора;
система
клапанов
огнезадерживающих
и
дымоудаления; противопожарная автоматика;
- системы охранно-тревожной сигнализации;
- системы обогрева водостоков;
- локальная автоматика лифтов;
- система контроля доступа.
Любой составляющей системы можно управлять с
центрального диспетчерского пункта. По предварительным
подсчетам, ожидают следующие сокращения затрат: отопление
на 10-15%; холодоснабжение (кондиционирование) на 10-15%;
освещение
на
20-50%;
потребления
электроэнергии
инженерными системами на 10-15%; сокращение расходов на
эксплуатацию инженерных систем здания в 3,5 раза.
Умный дом создан для проживания людей. Под словом
«умный» следует понимать систему, обеспечивающую
безопасность и ресурсосбережение [1]. Системы «Умный дом»
могут управляться следующим способом: управление при
помощи сенсорной панели, управление при помощи мобильного
устройства, управление при помощи ПЭВМ.
Наибольшее
распространение
получили
системы
управления умным домом, основанные на единой сенсорной
панели, которая довольно проста в управлении и отлично
вписывается в интерьер любого дома. Так как связь
осуществляется по беспроводным сетям между монитором и
передатчиками, отпадает нужда протягивать через весь дом
множество проводов [3]. Однако остаются открытыми вопросы
об оценке информационных рисков, угроз и уязвимостей
информационных систем, обеспечивающих функционирование
83
системы «Умный дом» [4, 5]. Управление такой системой
возможно и с помощью установленного на телефон приложения,
что больше «развязывает» руки владельцу.
Если под руками имеется персональный компьютер,
управлять «Умным домом» можно и с его помощью. Достаточно
подключиться к интернету, перейти по интернет-адресу, как уже
пользователь попадает на сервер, через который пользователь
может управлять всеми ему доступными системами.
Недостатками подобными системами управления домом
являются сильная зависимость от электропитания ПК,
необходимость наличия быстрого и стабильного подключения к
интернету.
Проектируется система «Умный дом» индивидуально для
каждого пользователя, именно поэтому стоимость её может
варьироваться от нескольких тысяч до нескольких сотен тысяч
рублей в зависимости от ее возможностей и составляющих.
Рассчитывая стоимость создания «Умного дома»,
необходимо учитывать стоимость выбранного оборудования,
стоимость создания проекта, стоимость монтажных работ,
программирование оборудования. Сложив вышеперечисленное,
рекомендуется добавить 15-20% на дополнительные расходы,
которые возникают в процессе проведения монтажных работ.
Главное отличие «Умного города» от традиционного – это
характер взаимоотношений с его обитателями. «Умный город»,
прежде всего, ориентирован на человека, базируется на
инфраструктуре ИКТ и непрерывном городском развитии при
постоянном учете требований экологической и экономической.
Библиографический список:
1. Технологии и сервисы системы «Умный дом» [Электронный ресурс].
http://www.therunet.com/articles/353-12-tehnologiy-umnogo-goroda
2. Возможности системы «Умный дом» [Электронный ресурс].
http://sigadoma.ru/umnyj-dom/sistema-umnyj-dom.html
3. Жук А.П., Петренко В.И., Кузьминов Ю.В., Жук Е.П., Луганская
Л.А. Совершенствование способов обмена информацией в
высокоскоростных
беспроводных
информационных
сетях
с
использованием
новых
типов
ансамблей
дискретных
последовательностей. – Современные проблемы науки и образования.
– 2013. – № 5. - С. 144.
84
4. Вислогузов Д.А., Лапина М.А. Расчет информационных рисков //
Студенческая наука для развития информационного общества Сборник
материалов I Всероссийской научно-технической конференции.
2015. - С. 90-91.
5. Плут А.А., Лапина М.А. Модель анализа угроз и уязвимостей
информационных систем // Студенческая наука для развития
информационного общества, Сборник материалов I Всероссийской
научно-технической конференции, 2015. - С. 212-214.
Петренко В.И., Кузьминов Ю.В.,
Мирошников Д.А., Емельянов Е.А.
Северо-Кавказский федеральный университет, г. Ставрополь
vip.petrenko@gmail.com
ОБЗОР СОВРЕМЕННЫХ СРЕДСТВ СЕТЕВОЙ
ЗАЩИТЫ ИНФОРМАЦИИ
Приведен обзор современных средств сетевой защиты
информации, проанализированы основные принципы средств
обнаружения и противодействия компьютерным атакам.
Компьютерные атаки; сетевые атаки; интернет трафик;
трафик сегмента; автоматизированные системы.
По результатам тестов защищенности информационной
системы Министерства обороны США, из 38000 реализованных
атак 23271 атака не была обнаружена используемыми на тот
момент средствами защиты. Таким образом, современные
средства защиты оказались не эффективными на 61,24 % (от
числа всех осуществляемых атак) [1].
Основными принципами создания средств обнаружения и
противодействия компьютерным атакам являются следующие.
Принцип прозрачности. обнаружение и противодействие
компьютерным атакам независимо от пользователей
Принцип оптимальности. Система обнаружения и
противодействия позволяет достаточно эффективно и
достоверно выявлять определенные виды атак.
Принцип адекватности. Разрабатываемые для реализации
в системе обнаружения и противодействия компьютерных атак
проектные решения должны быть дифференцированы в
85
зависимости от частоты, вероятности и ожидаемого ущерба от
успешной реализации каждого вида компьютерных атак.
Принцип полноты заключается в использовании для
обнаружения компьютерных атак информации о состоянии и
значениях основных параметров всех элементов пунктов
управления автоматизированными системами.
Принцип адаптивности. Система обнаружения и
противодействия компьютерных атак должна создаваться с
учетом того, что с развитием автоматизированных систем будет
осуществляться постепенное изменение состава и характеристик
программных и технических средств автоматизированных
систем, что, в свою очередь, приведет к расширению перечня
угроз безопасности.
При создании системы обнаружения и противодействия
компьютерных атак в ее составе должны быть предусмотрены
механизмы адаптации системы к изменяющимся условиям
функционирования [2].
Систему обнаружения атак размещают таким образом,
чтобы она могла наблюдать за всеми подконтрольными ей
сегментами сети. Непосредственное наблюдение осуществляют
несколько расположенных в ней сенсоров. Сенсорами могут
быть как сетевые интерфейсы, так и группы сетевых
интерфейсов под управлением операционной системы (к
примеру, кластер NIDS). В самом простом случае IDS
устанавливают на вход защищаемого сегмента таким образом,
чтобы весь трафик сегмента проходил через систему [3].
У этого варианта есть свои достоинства и недостатки. К
достоинствам можно отнести:
- отсутствие трафика, не проходящего через IDS, что
снижает вероятность незамеченного попадания злонамеренного
трафика в сегмент;
- возможность установки системы активного реагирования
на атаку (например, комбинация Snort + Guardian позволяет
изменять правила ipchains / iptables в соответствии с событиями
IDS).
В числе недостатков назовем:
- появление дополнительного звена, выход которого из
строя может сказаться на работоспособности сети в целом;
86
- сложность масштабирования IDS вследствие непростой
установки дополнительных сенсоров (на это время необходим
физический разрыв соединения);
- зависимость производительности сети при взаимодействии
с внешними сегментами от производительности IDS,
- сетевой интерфейс, на котором выполняется наблюдение,
может быть управляющим.
Сетевые средства сетевой защиты используют как сетевую,
так и хостовую модели обнаружения сетевых атак. Данный факт
позволяет использовать все преимущества таких моделей, а
именно методики и алгоритмы, учитывающие характеристики
сетевых атак, такие как события, зарегистрированные в
журналах [4, 5]: конкретной операционной системы; журналах
приложений, используемых на хосте; межсетевых экранов.
В этих средствах анализ сетевого трафика осуществляется
непосредственно в сети, т.е. анализируются данные, взятые из
технических каналов связи, с использованием среды передачи
данных и каналообразующего оборудования вычислительной
сети, путём применения соответствующих методик и алгоритмов
сетевого анализа данных. К таким средствам относятся
большинство известных и перечисленных на сегодняшний день
программных продуктов. При выборе средств защиты
необходимо провести анализ информационных рисков и затрат
на обеспечение информационной безопасности [6, 7].
Библиографический список:
1. Григорий Масич. Системы обнаружения вторжений. Intrusion
Detection System - IDS. http://inform.p-stone.ru/libr/nets/security/.
2. Павел Покровский. Развертывание системы обнаружения
вторжений. [Электронный ресурс]:
//http://www.morepc.ru/security/monitor/lan200306038.html?print.
3. Чипига А.Ф., Пелешенко B.C., Лазарев Н.В. Сетевой трафик,
применяемый при подготовке первоначальных обучающих данных для
средства обнаружения сетевых атак. – Успехи современного
естествознания. – 2008. – № 8. - С. 60.
4. Пелешенко В.С., Токмакова И.Д., Карамышева М.С. Анализ методик
идентификации источников угроз информационных систем //
Молодежь и XXI век – 2015, Материалы V Международной
молодежной научной конференции: в 3-х томах, 2015. - С. 132-136.
87
5. Плут А.А., Лапина М.А. Модель анализа угроз и уязвимостей
информационных систем // Сборник материалов I Всероссийской
научно-технической конференции, 2015. - С. 212-214.
6. Башкаева С.М., Токмакова И.Д., Лапина М.А. Оценка
целесообразности выбора средств защиты информации на основе
анализа рисков информационной безопасности // Сборник материалов I
Всероссийской научно-технической конференции. 2015. - С. 202-205.
7. Калашникова К.С., Карамышева М.С., Токмакова И.Д., Лапина М.А.
Применение методологии определения затрат при оценке
эффективности
экономической
безопасности
субъектов
на
предприятии // Сборник материалов I Всероссийской научнотехнической конференции, 2015. - С. 216-218.
Петрищенко В.Н., Финаев В.И.
ИРТСУ ЮФУ, г. Таганрог
finaev_val_iv@tsure.ru
ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДЛЯ
ЭКСПЕРТНОЙ ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ
ОБОРУДОВАНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯ
Разработано информационное обеспечение для оценки
состояния оборудования с применением экспертных знаний.
Информационное обеспечение позволяет решать задачи
своевременной замены оборубования.
Информационное обеспечение; предприятие; оборудование;
состояние; эксперты; оценка.
Существует множество предприятий, которые используют
для производства своей продукции машинное оборудование
разного вида и назначения. Применение машинного
оборудования требует составления оптимального плана
использования и замены оборудования в процессе его
длительной эксплуатации. Задачи по замене оборудования
рассматриваются как поэтапный процесс. Разработана
структурная схема, представляющая собой программное
приложение для решения задачи замены оборудования.
88
Структурная схема информационной системы показана на
рис. 1.
Главное меню
Файл
Новый
Информационная система для задач
замены оборудования
Открыть
Режим меню и интерактивного
доступа
Основные функции
системы
Системная
документация
Сохранить
Просмотр,
редактирование
данных для задачи с
применением
нечетких
параметров
Модуль
выполнения
основных операций
системы через
меню
Просмотр,
редактирование
данных для задачи с
применением
четких параметров
Модуль работы с
файлами
Модуль работы с
данными (нечеткие
параметры)
Модуль работы с
данными (четкие
параметры)
Модуль
контекстной
помощи
Открытие
существующего
файла
Сохранение данных
в файле
Закрытие файла
Формат файла
системы
Модуль задания
лингвистической
переменной
Модуль работы с
данными (четкие
параметры)
Модуль просмотра
лингвистической
переменной
Модуль просмотра,
редактирования
данных
Модуль
редактирования
лингвистической
переменной
Модуль принятия
решений (четкие
параметры)
Руководство
по
эксплуатации
Модуль работы с
таблицей правил
принятия решений
Модуль принятия
решений (нечеткие
параметры)
Рис. 1. Структурная схема информационной системы
На структурной схеме отображены укрупненные модули
проекта, что позволяет получить полную информацию о
проекте, не вникая в подробности проработки каждого модуля в
целом.
Для разработки данного программного приложения была
выбрана проверенная на многих проектах среда разработки
Borland Delphi 7. На рис. 2 приведена структура главного меню
информационной системы. Главное меню воплощает в себя все
возможности информационной системы и наглядно показывает
функциональный смысл возможностей.
Из
главного
меню,
открывая
диалоговые
окна
информационной системы, можно осуществить настройки, т.е.
определить затраты на обслуживание, прибыль, которую
принесло оборудование, остаточную стоимость, а также
лингвистические переменные, задать функции принадлежности
нечетких множеств, параметры для принятия решений.
Разработанная информационная система для решения задачи
замены оборудования на предприятии может работать с
использованием четкой и нечеткой логики.
89
Нечеткая логика
Четкая логика
Нечеткая логика
Четкая логика
Нечеткая логика
Выход
Настройки
Создание нового
файла
Четкая логика
Четкая логика
Просмотр
Правил для
принятия решения
Нечеткая логика
Решение
задачи
Графиков функции
принадлежности
Ввод
Четкая логика
Параметры
Графиков функции
принадлежности
Правил для
принятия решения
Нечеткая логика
Справка
Помощь
Вывод решения
О Программе
Рис. 2. Структура главного меню
Путовой В.А., Шадрина В.В.
ИРТСУ ЮФУ, г. Таганрог
valentina_@mail.ru
АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА УЧЕТА
ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ НА ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГЕ
Рассматривается задача автоматизированного учёта
электрической энергии при эксплуатации железнодорожного
транспорта. Программное обеспечение позволяет производить
расчет поквартально или ежемесячно для любого из абонентов
Железная дорога; электроэнергия; учёт; потребление;
информационное обеспечение.
Общая цель обновления устройств электроснабжения
нетяговых потребителей заключается в сочетании качественного
повышения
технико-эксплуатационных,
энергетических,
90
экономических показателей работы системы электроснабжения с
минимизацией затрат на проведение модернизации при учете
реальных или планируемых объемов грузопотока.
В связи со значительным моральным и физическим износом
основного производственного оборудования и питающих его
электрических сетей и систем на ряде предприятий проводится
комплексная реконструкция всего производственного процесса.
Появляется
возможность
пересмотреть
систему
электроснабжения, оптимизировать конфигурацию питающей и
распределительной сети и применить современные образцы
электротехнического оборудования.
Автоматизированная система (АС) - взаимосвязанная
совокупность средств, методов и персонала, используемых для
хранения, обработки и выдачи информации в интересах
достижения поставленной цели. Рассмотрены модели расчета
электрических нагрузок предприятия, осветительной нагрузки,
электрических нагрузок локомотивного депо и однофазных
нагрузок. Произведён расчёт электросети локомотивного депо,
произведён расчёт токов аварийных режимов. Модификация
автоматизированной системы заключалась в изменении
структуры подсистемы автоматизированного обеспечения.
Информационное обеспечение предприятия включает в
себя: систему классификации и кодирования информации;
унифицированные
системы
документации;
схемы
информационных потоков; методологию построения баз данных.
Рассмотрена программа REE_WIN «Расчет оплаты за
электроэнергию». Программа предназначена для использования
на железнодорожных предприятиях и позволяет просматривать
и производить перерасчет данных прошедших периодов расчета,
есть возможность производить расчет поквартально или
ежемесячно для любого из абонентов.
Данный программный продукт является сетевой версией,
полноценно функционирует в среде WINDOWS. Алгоритм
работы информационного обеспечения показан на рис. 1.
Выходные данные: платежные документы; печать счета для
оплаты в кассу; платежные документы прошлых лет. Платежные
документы: счет за потребленную электроэнергию; платежные
требования; процентные платежи.
1
Начало
Ввод данных
об абоненте
Новый
абонент
да
2
Сохранение
расчета
нет
Ввод данных о
потребители
да
Новый
потребитель
да
Новая точка
учета
Вывод на
печать
нет
Ввод данных о
точке учета
да
Платежное требование
Счет фактура
Счет
нет
Ввод данных о
расходе
нет
Конец
Расход по
точке учета
да
нет
Модуль «Расчет»
Проведение
расчет
да
нет
Итоговый
расчет
Вывод
Расход
да
1
2
Рис. 1. Алгоритм управления программным продуктом
Самсонова В.Д.
Южно-Уральский многопрофильный колледж, г. Челябинск
voropanovkolya@yandex.ru
КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СЕТЕВЫХ
ПРОЦЕССОВ
Рассматриваются аспекты решения задач с применением
компьютероного
моделирования
сетевых
процессов.
Определены этапы моделирования и приведены примеры.
Сетевые модели; исследования операций; сетевые
алгоритмы; моделирование; граф.
Сетевые модели в виде графов могут точно описывать
91
92
многие реально существующие системы. Такие модели более
понятны практикам, чем другие методы исследования операций.
Сетевые методы позволяют решать задачи проектирования
больших оросительных систем, вычислительных комплексов,
транспортных систем, систем связи. Практические задачи,
связанные со складированием, распределением товаров,
календарным планированием выполняемых работ (сетевые
графики проекта), заменой оборудования, контролем издержек,
перевозками, работой систем массового обслуживания,
обеспечением ритмичности производственного процесса,
управлением запасами, распределением рабочей силы,
реализацией операционных систем, реализацией СУБД с
большими объемами информации, планированием семейного
бюджета и т.д. По сравнению с другими методами оптимизации,
сетевые алгоритмы позволяют решать задачи со значительно
большим числом переменных и ограничений. Сетевые
алгоритмы позволяют находить более эффективные решения
при изучении больших систем.
Развитие науки невозможно без создания теоретических
моделей (теорий, законов, гипотез и пр.), отражающих строение,
свойства и поведение реальных объектов. Создание новых
теоретических моделей иногда коренным образом меняет
представление
человечества
об
окружающем
мире
(гелиоцентрическая система мира Коперника, модель атома
Резерфорда-Бора, модель расширяющейся Вселенной, модель
генома человека и пр.). Адекватность теоретических моделей ра
проверяется с помощью опытов и экспериментов.
Понятие моделирования достаточно сложное, оно включает
в себя огромное разнообразие способов моделирования: от
создания натуральных моделей (уменьшенных и или
увеличенных копий реальных объектов) до вывода
математических формул. Для различных явлений и процессов
бывают уместными разные способы моделирования с целью
исследования и познания.
Объект, который получается в результате моделирования,
называется моделью. Должно быть понятно, что это совсем не
обязательно реальный объект. Это может быть математическая
формула, графическое представление и т.п. Однако он вполне
93
может заменить оригинал при его изучении и описании
поведения. Хотя модель и может быть точной копией оригинала,
но чаще всего в моделях воссоздаются какие-нибудь важные для
данного исследования элементы, а остальными пренебрегают.
Это упрощает модель. Но с другой стороны, создать модель –
точную копию оригинала – бывает абсолютно нереальной
задачей.
Моделирование проходит три этапа: создание модели;
изучение модели; применение результатов исследования на
практике и/или формулирование теоретических выводов.
Видов моделирования огромное количество. Вот некоторые
примеры типов моделей.
Математические
модели.
Это
знаковые
модели,
описывающие определенные числовые соотношения.
Графические модели. Визуальное представление объектов,
которые настолько сложны, что их описание иными способами
не дает человеку ясного понимания. Здесь наглядность модели
выходит на первый план.
Имитационные модели. Позволяют наблюдать изменение
поведения элементов системы-модели, проводить эксперименты,
изменяя некоторые параметры модели.
Совершенствование вычислительной техники и широкое
распространение персональных компьютеров открыло перед
моделированием огромные перспективы для исследования
процессов и явлений окружающего мира, включая сюда и
человеческое общество.
Компьютерное моделирование – это в определенной
степени, то же самое, описанное выше моделирование, но
реализуемое с помощью компьютерной техники. Для
компьютерного моделирования важно наличие определенного
программного обеспечения. При этом программное обеспечение,
средствами которого может осуществляться компьютерное
моделирование, может быть, как достаточно универсальным
(например, обычные текстовые и графические процессоры), так
и весьма специализированными, предназначенными лишь для
определенного вида моделирования.
Очень
часто
компьютеры
используются
для
математического моделирования. Здесь их роль неоценима в
94
выполнении численных операций, в то время как анализ задачи
обычно ложится на плечи человека.
Обычно в компьютерном моделировании различные виды
моделирования дополняют друг друга. Так, если математическая
формула очень сложна, что не дает явного представления об
описываемых ею процессах, то на помощь приходят
графические
и имитационные
модели. Компьютерная
визуализация может быть намного дешевле реального создания
натуральных моделей.
С появлением мощных компьютеров распространилось
графическое моделирование на основе инженерных систем для
создания чертежей, схем, графиков. Если система сложна, а
требуется проследить за каждым ее элементом, то на помощь
могут прийти компьютерные имитационные модели. На
компьютере
можно
воспроизвести
последовательность
временных событий, а потом обработать большой объем
информации.
Однако следует четко понимать, что компьютер является
хорошим инструментом для создания и исследования моделей,
но он их не придумывает. Абстрактный анализ окружающего
мира с целью воссоздания его в модели выполняет человек.
В рамках теории исследования операций рассматривается
большое количество практических задач, которые можно
сформулировать и решать, как сетевые модели.
Приведем несколько конкретных примеров:
- проектирование газопровода, соединяющего буровые
скважины морского базирования с находящейся на берегу
приемной станцией; целевая функция соответствующей модели
должна минимизировать стоимость строительства газопровода;
- нахождение кратчайшего маршрута между двумя
городами по существующей сети дорог;
- определение максимальной пропускной способности
трубопровода для транспортировки угольной пульпы от
угольных шахт к электростанциям;
- составление временного графика строительных работ;
- интернет, представляющий собой сеть связанных
компьютеров;
- социальные системы с их структурой взаимоотношений;
95
- движение ресурсов между отраслями промышленности и
т.д.
Исследования показывают, что не менее 70% реальных
задач математического программирования можно представить в
виде сетевых моделей. Причем сетевые алгоритмы более
эффективны, чем стандартный симплекс-метод. И именно
сетевые модели находят основное применение
при
планировании самых различных проектов и операций в
менеджменте, позволяют провести их взаимную увязку в
условиях
ограниченных
ресурсов,
позволяют
создать
эффективную стратегию предприятия.
В рамках теории исследования операций рассматривается
большое количество практических задач, которые можно
сформулировать и решить, как сетевые модели. С
геометрической точки зрения сеть представляет собой граф, т.е.
множество узлов, связанных между собой ребрами (дугами).
Для решения всех этих задач требуется всего лишь увидеть
возможность их представления на языке графов, затем решить
задачу, используя аппарат теории графов, и интерпретировать
полученное решение в исходных терминах задачи.
Большим достоинством графов является то, что аналитик
может легко представить исследуемую модель в виде рисунка на
бумаге или экране компьютера. Графы рисуют не только
специалисты по теории графов, но и люди, которые никогда (или
почти никогда) о них не слышали. Например, руководитель,
изображающий структуру подчиненных ему подразделений в
виде прямоугольников и стрелок между ними, по сути дела,
рисует связанный ориентированный граф, хотя и не всегда
догадывается об этом.
Решение приведенных задач требует применения различных
сетевых оптимизационных алгоритмов:
- алгоритм построения минимального остовного дерева,
предполагающий соединение всех узлов сети с помощью путей
наименьшей длины;
- алгоритм нахождения кратчайшего пути;
- алгоритм Флойда, позволяет найти минимальные пути
между любыми узлами сети;
96
- алгоритм Дейкстры, разработан для нахождения
кратчайшего пути между заданным исходным узлом и любым
другим узлом сети.
Библиографический список:
1. Таха, Х.А. Введение в исследование операций. 6-е издание. - М.
"Вильямс", 2001. – 916 с.
2. Фаронов, В.В.: Delphi. Программирование на языке высокого
уровня. - СПб.: Питер, 2008. - 640 с.
3. Емельянов, В.И.: Основы программирования на Delphi. - М.: Высшая
школа, 2005. - 231 с.
4. Архангельский, А.Я.: Программирование в Delphi для Windows. - М.:
Бином-Пресс, 2007. - 1248 с.
Соловьев В.В., Шадрина В.В, Ваарман В.В., Пак М.И.
ИРТСУ ЮФУ, г. Таганрог
soloviev-tti@mail.ru
АДАПТИВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ТРАНСПОРТНЫМИ
ПОТОКАМИ НА РЕГУЛИРУЕМЫХ ПЕРЕСЕЧЕНИЯХ
ГОРОДА
Данная работа посвящена разработке адаптивной
системы управления транспортными потоками с учетом
принципа «зеленая волна». Предложены рекомендации по
размещению дорожных детекторов.
Зеленая волна; адаптивное управление движением.
Транспортные заторы в городах – проблема нынешнего
времени. Полностью предотвратить возникновение очереди в
условиях постоянно увеличения транспортного потока сложно,
однако уменьшить перегрузку транспортной сети возможно при
использовании современных методов управления дорожным
движением с применением адаптивных светофоров, являющихся
частью интеллектуальной транспортной системы.
Интеллектуальные транспортные системы (ИТС) - это
интеграция информационных, коммуникационных технологий и
средств автоматизации с транспортной инфраструктурой,
97
транспортными средствами и пользователями, ориентированная
на повышение безопасности и эффективности транспортного
процесса, комфортности водителей транспорта [1].
ИТС позволит решить ряд задач:
- повышение эффективности пассажирских, грузовых и
специальных перевозок;
- повышение безопасности дорожного движения;
- обеспечение
работы
автоматизированной
системы
управления дорожным движением в режиме реального времени;
- повышение пропускной способности дорожной сети, за
счет установки адаптивных светофоров;
- реализацию оптимальной дорожной инфраструктуры.
Адаптивные системы управления дорожным движением
(АСУД) представляют новый подход к организации управления
дорожным движением и совместно с управляемыми ими
высокопроизводительными
транспортными
компьютерами
реализуют соответствующие технологии управления [2].
Принцип адаптивного управления достаточно прост.
Длительность разрешающего и запрещающего сигналов
дорожного светофора на каждом подъезде к перекрестку зависит
от показаний детекторов транспорта (ДТ). Каждой фазе
соответствует минимальное и максимальное значение
длительности сигналов. На основании «заложенного» в
дорожный контроллер (ДК) алгоритма продолжительность
цикла варьируется в зависимости от реальной загруженности
магистрали. Для реализации адаптивного управления на
перекрестке, необходимо оборудовать его ДТ на подходах к
перекрестку, а также и на выезды с перекрестков.
При локальном адаптивном управлении светофорными
объектами есть трудности в согласовании длительности
разрешающих сигналов и временных сдвигов двух соседских
узлов. Не должна превышаться пропускная способность
перегона между ними. Для координации работы светофоров и
для исключения неравномерности транспортного потока была
придумана «зелёная волна». «Зеленая волна» – согласованное
переключение сигналов светофоров на смежных перекрёстках
так, чтобы водитель, подъезжая к очередному перекрёстку,
видел перед собой зелёный сигнал светофора [3].
98
Техническая реализация «зелёной волны» не представляет
больших
трудностей.
Отечественная
промышленность
выпускает системы, обеспечивающие координацию светофоров
по принципу «зелёной волны». В системах имеются указатели
величины расчётной скорости, гарантирующей безостановочный
проезд всех перекрёстков. Несмотря на применение указателей,
выдерживание постоянной скорости для водителя является
трудной задачей. Водитель, видя зелёный сигнал светофора, не
знает, сколько ещё времени остается до смены сигналов, и
поэтому затрудняется в правильном выборе скорости. Как
показывает практика, попасть в волну достаточно сложно,
особенно при повышенной плотности транспортного потока.
Этот метод в рамках адаптивного управления не имеет
смещения или предварительной синхронизации с потоком, т.к.
сигнал настройки находятся в постоянной адаптации. Системы
светофорного управления, реализующие чистое адаптивное
управление, часто представляют собой распределительную
систему с алгоритмами, работающими с отдельными
контролерами, работающими в сетевой координации.
В классическом методе координации длительность свечения
зелёного света на каждом светофоре должна быть примерно
одинакова. Предположим, на одном светофоре зелёный свет
горит 50 секунд, а на следующем - 35. Тогда на этом светофоре
мы будем иметь затор, т.к. не все машины, проехавшие
предыдущий светофор, успеют проехать этот. Величину
скорости движения транспортного потока v можно определить,
как тангенс угла наклона ленты времени к горизонтальной оси
(см. рис. 1). Для данного примера, как это следует из графика,
она равна:
V = 620/50 = 12,4 м/с = 45 км/ч.
(1)
Движение с данной скоростью гарантирует водителю
безостановочный проезд всей улицы от перекрестка А до В.
Однако можно динамически настраивать длительность
зелёного света на светофорах соответственно разной плотности
движения на разных сгруппированных сегментах дороги с
"зелёной волной", но при этом поддерживать смещения
очередности включения фаз с соблюдением допустимого
скоростного режима. Точкой для начала движения «зеленой
99
волны»
будет
являться
перекресток
с
наибольшей
загруженностью. Тогда от него будет начинаться коридор для
проезда машин, ожидающих проезда на перекрестке [4].
Рис. 1. Диаграмма «путь-время» для двух соседних перекрестков
Смещение фазы на соседнем перекрестке относительно
предыдущего производится на основании разности допустимых
пределов минимальной и максимально скорости (40-50км/ч).
Принцип действия системы следующий. Выбирается
несколько регулируемых перекрестков, находящихся рядом и
имеющих "влияние" друг на друга посредством транспортного
потока. В непосредственной близости от перекрестка
устанавливают специальные ДТ. Общая зона детекции
определяется в зависимости от конкретного участка дороги.
Транспортный детектор устанавлен на левую полосу во
избежание непредвиденных ситуаций. Расстояние L от стоплинии до места размещения ДТ рассчитываем по формуле [4]:
L=lg/t,
(2)
где g – максимальная длительность зеленого сигнала на
перекрестке; l – средний динамический габарит ТС; t – среднее
время разгрузки для одной полосы движения (2,5 с).
Количество датчиков определяется исходя из сложности и
геометрии перекрестка. ДТ собирают информацию о
характеристиках транспортного потока – его интенсивности и
скорости – и передают в компьютер, располагающийся в одном
из контроллеров выбранных светофорных объектов. Компьютер
определяет необходимую длительность разрешающего сигнала
100
светофора для всех направлений на каждом из светофорных
объектов и координирует их работу.
Таким образом, длительности основных тактов на
перекрестках динамически изменяются в зависимости от
фактической интенсивности ТП, а длительность основного
цикла и сдвига фазы постоянны, чтобы обеспечить принцип
координированного управления.
Библиографический список:
1. Создание интеллектуальной транспортной системы г. Воронежа.
[Интернет-портал].
URL:
http://www.innoros.ru/
innovationidea4/ideas/sozdanie-intellektualnoi-transportnoi-sistemy-g-voronezha (дата
обращения 19.11.15).
2. Петров Е.А. Современное программное обеспечение для
автоматизированной системы управления
дорожным движением.
Транспортная тратегия – XXI век. №12, 2011.
3. Зелёная
волна.
[Интернет-портал].
URL:
http://icarbio.ru/
articles/zelenaja-volna.html (дата обращения 16.10.15).
4. Кременец Ю.А. Технические средства организации дорожного
движения. - М.: Транспорт, 2000 – 344 с.
Фабре В.С., Омелаев С. Д., Кирильчик С.В.
Филиал ЮФУ в г. Геленджике, г. Геленджик
kirilchik@mail.ru
СИСТЕМА РАСПОЗНАВАНИЯ ОБРАЗОВ И АУДИО
ИНФОРМИРОВАНИЯ ЛИЦ С НАРУШЕНИЕМ ЗРЕНИЯ
В данной работе рассматривается алгоритм решения
задачи идентификации объектов с предоставлением по ним
аудио справки для лиц с нарушением зрения
Идентификация объекта; алгоритм; распознавание;
ключевая точка изображения; нарушение зрения.
Нарушение зрения - снижение способности видеть до такой
степени, что вызывает проблемы, не устраняемые обычными
способами, такими как очки или лекарства [1].
101
Миллионы людей по всему миру сталкиваются с
проблемами распознавания объектов. Некоторые факты:
- во всем мире около 285 миллионов человек страдают от
нарушений зрения, из которых 39 миллионов поражены
слепотой и 246 миллионов имеют пониженное зрение;
- около 90% людей, страдающих от нарушений зрения,
живут в странах с низким уровнем дохода;
- 82% людей, страдающих слепотой, входят в возрастную
группу 50 лет и старше;
- по оценкам, 19 миллионов детей, в возрасте до 15 лет,
имеют нарушения зрения [2].
Наша разработка призвана помочь в решении проблем с
нарушением зрения и поэтому является актуальной. Основная
цель системы – предоставить удобное для людей с нарушением
зрения устройство, позволяющее идентифицировать объекты и
предоставлять по ним аудио справку.
Задачи, решаемые системой: качественно и с большой
вероятностью
идентифицировать
объект;
возможность
добавлять объекты для идентификации; предоставление
исчерпывающей аудиоинформации по объектам.
Распознавание объектов. Распознавание объектов — это
отнесение исходных данных к определенному классу с помощью
выделения существенных признаков, характеризующих эти
данные, из общей массы несущественных данных [3].
Сложность решения задачи заключается в том, что
семантика восприятия изображения у человека и ЭВМ
находится на разном уровне. На рис. 1 представлены уровни
содержания изображения.
Рис. 1. Семантический разрыв
102
Наиболее информативными для человека уровнями
являются уровень с характеристиками объекта и уровень самих
объектов. В то время как ЭВМ легче оперировать
низкоуровневыми понятиями, такими как цвет, яркость,
местоположения пикселя и его окружение.
В современной практике существуют математические
методы, позволяющие ЭВМ, основываясь на низкоуровневых
признаках, работать с высокой семантикой.
В работе применён Speeded up robust features (SURF)
алгоритм [4]. Рассмотрим его структуру.
Поиск ключевых точек изображения. Ключевая точка
изображения – точка, которая имеет некие признаки,
существенно отличающие ее от основной массы точек (резкие
перепады освещенности, углы и т.д.). Ключевые точки
изображения ищутся путем анализа определителя матрицы Гёссе
для каждого пикселя изображения. Детерминант матрицы Гессе
(т.н. гессиан) достигает экстремума в точках максимального
изменения градиента яркости. Для двумерной функции ее
детерминант определяется следующим образом:
 2 f
 x 2
H ( f ( x, y ))   2
 f

 xy
2 f 
xy  ,
2 f 

y 2 
2 f 2 f
2 f 2 ,

det( H )  2
(
)
x y 2
xy
Рис. 2. Дескрипторы вокруг точки
(1)
На следующем шаге считаются оценки для каждого из 16-ти
квадрантов области с помощью фильтров Хаара:
(3)
dx dx dy dy ,
   
2)
где H - матрица Гессе, f(x,y) - функция изменения градиента
яркости.
Нахождение ориентации ключевой точки изображения.
Для каждой найденной ключевой точки в ее окрестности ищется
направление вектора максимального перепада функции
интенсивности изображения вблизи данного пикселя с
использованием фильтров Хаара. Например, фрагмент первой
строки яркостей изображения выглядит примерно так: 154, 155,
156, 157, 157, 157, 158, 156. Видно, что соседние числа очень
близки. Чтобы получить желаемые нули или хотя бы что-то
близкое к ним, можно закодировать отдельно первое число, а
103
потом рассматривать лишь отличия каждого числа от
предыдущего. Получаем: 154, 1, 1, 1, 0, 0, 1, -2.
Построение дескриптора ключевой точки изображения.
Вокруг ключевой точки описывается прямоугольная область.
Эта область разбивается на детерминированные блоки (16
квадрантов одинаковых размеров), в каждом блоке вычисляется
доминирующее градиентное направление и магнитуда.
Прямоугольная область затем поворачивается в соответствии с
ориентацией ключевой точки. На рис. 2 представлено
схематичное изображение дескрипторов.
Вид фильтров Хаара показан на рис. 3.
Рис. 3. Фильтры Хаара: черные области имеют значения -1,
белые +1
Схема идентификации на основе алгоритма SURF (SpeededUp Robust Features). Схема идентификации представлена на
рис. 4. Входом схемы является изображение объекта. Выходом
схемы является индекс объекта в базе данных, который был
104
обнаружен на этом изображении. На выходе модуля SURF
получается набор из ключевых точек и их дескрипторов. Из базы
данных поступает множество ключевых точек и дескрипторов
всех содержащихся там изображений.
полученных результатов принимается решение о том, к какому
изображению в базе данных ближе всего входное изображение и
выдается индекс такого изображения.
Вывод. Современные технологии позволяют создать
специальные устройства, призванные облегчить коммуникации с
внешним миром людей с ограниченным зрением.
Библиографический список:
1. Arditi, A., & Rosenthal, B. (1998). «Developing an objective definition of
visual impairment.» In Vision '96: Proceedings of the International Low
Vision Conference (pp. 331—334). Madrid, Spain: NCE.
2. ВОЗ. «Нарушения зрения и слепота». Информационный бюллетень
N°282 Август 2014 г. http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs282/ru/
3. Вапник В. Н., Червоненкис А. Я. Теория распознавания образов. —
М.: Наука, 1974. — 416 с.
4. Herbert Bay, Andreas Ess, Tinne Tuytelaars, and Luc Van Gool SpeededUp Robust Features (SURF), 2008.
Рис. 4. Схема идентификации на основе алгоритма SURF
Модуль сравнения дескрипторов ищет пару для каждого
дескриптора входного изображения среди всех дескрипторов
базы данных, используя для этого вспомогательные методы.
Метод сетки. Считается, что ключевые точки
соответствующих изображений должны иметь схожее
пространственное положение.
Анализ масштаба фильтров. Ключевые точки должны быть
получены при близких размерах фильтров вторых производных.
Анализ ориентации ключевых точек. Считается, что
отклонение ориентации ключевых точек не должно превысить
некоторый порог.
Евклидова метрика. Вычисляется для каждой пары
дескрипторов.
Гистограммный метод. Позволяет разрешать конфликтные
ситуации, когда более одного дескриптора из исходного
изображения выбрали себе в пару один и тот же дескриптор из
базы данных. Выбирается пара с наиболее похожими
гистограммами окрестностей ключевых точек. Вычисляются
характеристики совокупности пар дескрипторов ключевых точек
каждого изображения базы данных. Далее, на основе
105
Фофанов Н.Н., Михайлов В.В.
Филиал ЮФУ в г. Геленджике, г. Геленджик
kolyan181994@mail.ru
ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ПИТАНИЯ
БЕСПИЛОТНОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА ТИПА
МУЛЬТИКОПТЕР
Предлагается вариант бесконтактный способ зарядки
бортового
источника
питания
электродвигателей
мультикоптера.
Мультикоптер; аккумуляторная батарея; автономная
станция; солнечные батареи.
Квадрокоптер представляет собой радиоуправляемую
летающую платформу с 4, 6 или 8 бесколлекторными
электродвигателями
с
пропеллерами
(соответственно:
квадрокоптер, гексакоптер и октокоптер). В качестве источника
питания электродвигателей используется малогабаритный
аккумулятор.
106
В полете мультикоптер занимает горизонтальное положение
относительно поверхности земли, может зависать над
определенным местом, перемещаться влево, вправо, вперед,
назад,
вверх
и
вниз.
Благодаря
разработанному
дополнительному
оборудованию
мультикоптер
имеет
возможность осуществлять фактически автономные полеты [2].
Наиболее распространенный вариант мультикоптера это
квадрокоптер – с четырьмя роторами, вращающимися
диагонально в противоположных направлениях. Управляет
роторами бортовой процессор, собирающий данные с трех
гироскопов, позволяющих определять и фиксировать положение
в пространстве во всех трех плоскостях. Акселерометр дает
возможность
процессору
устанавливать
горизонтальное
положение.
Смещение
квадрокоптера
в
пространстве
происходит за счет изменения скорости вращения той или иной
пары моторов. Квадрокоптер кренится и осуществляет
перемещение.
Тем не менее, за работой такого аппарата постоянно
наблюдает квалифицированный оператор, который в случае
необходимости сможет взять управление на себя.
Рассмотрим вариант построения автономной станции с
фотоэлектрической системой для зарядки аккумуляторной
батареи (АБ) квадрокоптера.
Беспроводная зарядка — это метод передачи электрической
энергии через воздушный зазор на заряжаемое устройство [1].
Устройство, в данном случае аккумуляторная батарея, будет
заряжаться без непосредственного подключения к сети.
Электрическая схема для автономной станции зарядки
приведена на рис. 1 [4].
Катушка передатчика L1 располагается снизу, а катушка
приёмника L2 сверху. L1 находится в зарядном устройстве,
L2 - в смартфоне. Переменный ток в катушки L1 образует
магнитное поле, которое вызывает появление напряжения в
катушке L2. Это напряжение используется для беспроводной
индукционной зарядки аккумулятора квадрокоптера.
Схема
передатчика
содержит
блокинг-генератор,
построенный на одном транзисторе. Обмотка L1 содержит 40
витков медного провода диаметром 0,5 мм и имеет отвод от
107
сереедины. В схем
ме генератора могут быть использованы
полеевые ключи сери
ии IRFZ44/48, IRL
L3705, IRF3205.
Рис. 1. Электр
трическая схема беспроводной
б
заррядки
Приёмный кон
нтур выполнен в виде плоскоой катушки,
состтоящей из 25 виттков медного провода диаметром
м 0,3-0,4 мм.
Конттур подключаетсся к источнику питания
п
квадроккоптера через
высоокочастотный крремниевый диод SS14.
Для питания ссхемы передатч
чика достаточноо источника,
обесспечивающего вы
ыходное напряж
жение 5-6 В и тоок 350 мА. В
качеестве такого истточника следует использовать бескаркасную
солн
нечную батарею.
Автономные станции дозаправкки могут быть ррасположены
на крышах домовв или специаллизированных платформах,
оснаащенных
солн
нечными батар
реями и
исспользующие
техн
нологию беспровводной индукцио
онной зарядки.
Наличие таких станций могло бы практически
и полностью
автооматизировать рааботу БПЛА в условиях
у
города и не только.
Для дозаправки ааппарату простто необходимоо сесть на
платтформу, и с помоощью технологи
ии беспроводной
й зарядки его
аккуумулятор будет заряжаться от источника
и
питан
ния станции
без прямого подклю
ючения к сети. Для обеспечения точности
посаадки следует осн
настить платфор
рму и сам аппаррат системой
лазерного наведения, а для оп
птимизации исспользования
108
8
солнечной энергии использовать солнечные батареи [3] с
активной системой слежения за солнцем.
Библиографический список:
1. http://www.ebay.com/itm/311209203810?_trksid=p2060353.m2749.l264
9&var=610379798637&ssPageName=STRK%3AMEBIDX%3AIT
2. http://www.ebay.com/itm/281643652736?_trksid=p2060353.m2749.l264
9&ssPageName=STRK%3AMEBIDX%3AIT
3. http://www.ebay.com/itm/231545512268?_trksid=p2060353.m2749.l264
9&ssPageName=STRK%3AMEBIDX%3AIT
4. http://allhe.ru/publ/svoimi_rukami/ehlektronika/besprovodnaja_zarjadka_
dlja_telefona_svoimi_rukami/2-1-0-410
Шестова Е.А., Синявская Е.Д., Степанков В.А.
ИРТСУ ЮФУ, г. Таганрог
shestovaelena@mail.ru
РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ
УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЕМ ОБЩЕСТВЕННОГО
ТРАНСПОРТА
Рассмотрен и предложен подход к разработке
автоматизированной
системы
управления
движением
общественного транспорта. Сформулированы основные задачи
системы управления движением общественного транспорта.
Система управления; общественный транспорт; задачи
управления.
Практически постоянно в течение дня возникают большие и
малые сбои в движении общественного транспорта. Основными
причинами, влияющими на возникновение сбоев в движении
общественного транспорта являются: сложная транспортная
обстановка на улицах, пробки, заторы, неисправности
подвижного состава, проблемы, возникающие с водителями.
В последние годы число нарушений графиков и расписаний
движения
общественного
транспорта
возрастает,
что
способствует ухудшению дорожной обстановки. Проблемы,
связанные с загруженностью улиц, пробками и заторами,
109
сказываются на работе общественного транспорта и приводят к
срыву рейсов, увеличению интервалов движения, неудобствам
пассажиров. Водитель общественного транспорта вынужден
решать эти проблемы на дороге самостоятельно.
Для решения проблем движения общественного транспорта
предлагается применять современные средства информатики,
навигации и подвижной связи на пассажирском городском
транспорте. В настоящее время интенсивно развиваются
системы управления наземным пассажирским транспортом. Это
обусловлено постоянно повышающимся уровнем потребностей
населения
в
качестве
пассажирских
перевозок.
Совершенствование систем управления осуществляется как в
направлении улучшения схемных решений отдельных узлов
существующих систем, так и в области общей концепции
реализации. На сегодняшний день известно несколько
разновидностей систем управления и контроля пассажирскими
перевозками [1 - 4]. Все системы управления перевозками
можно объединить в группы в зависимости от назначения,
решаемых задач, применимости в тех или иных условиях.
В условиях напряженного транспортного потока отсутствие
оперативной информации о текущем состоянии перевозочного
процесса приводит к неэффективному диспетчерскому
управлению и недостаточному качеству информационного
обслуживания пассажиров [5]. Новые информационные
технологии дают возможность по-иному подойти к задачам
контроля
и
управления
движением
автотранспорта.
Использование аппаратуры спутниковых навигационных систем
и геоинформационных технологий (электронная карта города)
позволяет передавать информацию о нахождении транспортного
средства и соблюдении им графика движения.
Необходимость разработки информационной системы
управления городским пассажирским транспортом связана с
недостаточным информированием населения о пассажирских
маршрутах, слабым контролем предоставления услуг в сфере
пассажирских перевозок и высоким уровнем ДТП.
Данная система направлена на решение следующих
наиболее значимых для общественного транспорта задач:
110
- повышение безопасности движения общественного
транспорта;
- обеспечение
автоматического
определения
местоположения транспортного средства;
- снижение затрат, связанных с содержанием и
эксплуатацией транспортных средств за счёт повышения
эффективности использования общественного транспорта и
контроля за расходом топлива;
- автоматизация общественного транспорта, повышение
качества процессов управления движением и сокращение
влияния человеческого фактора.
Предлагается разработка автоматизированной системы
управления движением общественного транспорта (АСУ-ДОТ),
которая включает в себя сервер сбора и обработки информации,
сервер баз данных для хранения радионавигационной
информации, коммуникационное оборудование связи и
компьютерную сеть. Для осуществления диспетчерского
управления и мониторинга транспортных средств используется
программно-вычислительный комплекс.
К вычислительному комплексу диспетчерского центра
подключены по линиям связи компьютеры. Компьютеры на
рабочих
местах
диспетчеров
снабжены
специальным
программным обеспечением, с помощью которого диспетчер
контролирует и управляет движением общественного
транспорта на закрепленных маршрутах.
Диспетчер на экране монитора видит местоположение
любого общественного транспорта на электронной карте города,
так же как и всех автобусов, троллейбусов, трамваев любого
маршрута, имеет набор различных таблиц и форм, отражающих
обстановку на маршрутах и помогающих принимать
оптимальные
решения
при
управлении
движением
пассажирского транспорта.
Система анализирует движение всех единиц транспорта на
маршрутах, сравнивает поступающие данные с плановыми
расписаниями
движения,
формирует
и
выдает
в
автоматизированном режиме сообщения диспетчеру об
отклонениях от планов и графиков движения, о задержках
движения, о сходах транспортных средств с линии и др.
111
Непосредственно для реализации функций управления
движением диспетчерам предоставлены возможности средств
связи и передачи данных (радиосвязь, gps). Важнейшая из них –
радиосвязь с водителями в процессе выполнения ими
транспортной работы, а также в случае нештатных ситуаций для
обеспечения безопасности пассажиров и транспортных средств.
Данная система позволяет не только непрерывно
контролировать работу пассажирского транспорта на маршрутах
в реальном масштабе времени, оперативно управлять и
устранять
возникающие
отклонения
от
расписания,
контролировать состояние безопасности перевозок пассажиров,
но и обеспечивает качественное улучшение эксплуатационных
показателей транспортной работы и создает экономическую
эффективность от их внедрения.
Внедрение данной системы позволяет:
- сократить непроизводительные простои транспортных
средств на линии путем оперативного контроля, управления и
регулирования движения, что приводит к увеличению
эксплуатационной скорости.
- снизить непроизводительные пробеги путем оперативного
контроля, управления и регулирования движения транспортных
средств за счет оперативной корректировки маршрутов и
графиков движения, контроля нарушений, сходов.
- повысить регулярность движения за счет оперативного
контроля и изменения графика движения транспортных средств,
что приводит к сокращению времени ожидания транспорта
пассажирами на остановочных площадках.
Библиографический список:
1. Гаврилова Т.А., Хорошевский В.Ф. Базы знаний интеллектуальных
систем  СПб.:Питер, 2000.
2. http://oppkazan.ru/asu-t/
3. http://www.topliva-net.ru/info/monitoring_i_kontrol_passazhirskikh_pe
revozok/
4. http://auto.shtrih-m.ru/Section/Show/transport-automation
5. Ожерельев М.Ю., Байтулаев А.М., Ефименко Д.Б. Навигационное
обеспечение системы диспетчерского управления транспортом /
Молодой ученый. – 2011. – №4. Т.3. – С. 97-100.
112
Проскуряков А.В.
ИКТИБ ЮФУ, г. Таганрог
avproskuryakov@sfedu.ru
РАЗРАБОТКА ИНФОРМАЦИОННОГО
И ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ МЕДИЦИНСКОЙ
АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ ДИАГНОСТИЧЕСКОЙ
ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ
Рассмотрено информационное и программное обеспечение
интегрированной автоматизированной системы обработки
данных для диагностики и лечения заболеваний на базе метода
диагностики состояния лобных и верхнечелюстных пазух по их
изображениям на рентгенографических и томографических
снимках.
Информационное
обеспечение;
автоматизированное
рабочее место; диагностика; рентгенографические и
томографические снимки; локальная вычислительная сеть.
Введение.
Современное
состояние
медицинской
диагностической техники, оснащённость техникой медицинских
учреждений страны и не оперативная её доступность для
населения определяет актуальность, инновационный и
прикладной характер темы доклада.
Согласно системной классификации по стандарту
организации СТО МОСЗ 91500.16.0002-2004 «Информационные
системы в здравоохранении. Общие требования» базовая
классификация выделяет следующие группы медицинских
информационных систем (МИС):
- медико-технологические
информационные
системы
(МТИС), предназначенные для информационного обеспечения
процессов диагностики, лечения, реабилитации, профилактики
пациентов в лечебно-профилактических учреждениях;
- информационно-справочные
системы
(БИИС),
содержащие
банки
медицинской
информации
для
информационного обслуживания медицинских учреждений и
служб управления здравоохранением;
113
- статистические медицинские информационные системы
(СМИС), предназначенные для информационного обеспечения
медицинских
исследований
в
клинических
научноисследовательских институтах (НИИ);
- обучающие медицинские информационные системы
(ОМИС) предназначенные для информационного обеспечения
процессов обучения в медицинских учебных заведениях.
При применении МАИС имеет место тенденция сокращения
ручных процедур при реализации технологий диагностирования
заболеваний и увеличения доли автоматизированных и
автоматических процедур при внедрении новых методов и
способов диагностики. Появление и развитие новых
направлений в области лучевой диагностики, к которым
относятся цифровая и пленочная рентгенография, компьютерная
томография предполагает широкое внедрение таких систем и
тем самым приводит к увеличению доли автоматизированных и
автоматических операций в процессе диагностики и лечения
различных заболеваний [1,2,3]. Особую актуальность в связи
решением задачи импортозамещения приобретает разработка и
внедрение средств диагностики по данным рентгенографических
изображений в виде модульных мобильных установок.
Постановка задачи. Реализация информационного и
программного обеспечения поддержки информационной
справочной
подсистемы
предусматривает
применение
автоматизированных рабочих мест (АРМ) для поддержки
принятия решений при диагностике и лечении заболеваний
интегрированной МАДИС при обработке данных результатов
обследования по профилю соответствующего медицинского
учреждения [4,5,6].
Основными требованиями к веб-приложению являляются:
- удобный и понятный веб-интерфейс;
- система авторизации пользователей;
- удобное создание шаблонов, по которым в дальнейшем
будут реализовываться отчеты;
- наличие раздела администратора и системы закрытой
регистрации пользователей;
- возможность удобного редактирования шаблонов печати
документов.
114
В основе разррабатываемой си
истемы лежит архитектура
«кли
иент-сервер», в которой задан
ния или сетевая нагрузка
расп
пределены меж
жду поставщи
иками услуг (сервисов),
назы
ываемых серверрами, и заказч
чиками услуг, называемых
клиента с
клиеентами. В каччестве среды взаимодействия
в
серввером используеттся вычислительная сеть. Общая архитектура
прилложения показзана на рис. 1. Также длля решения
посттавленной задачи
и можно исполььзовать архитекттуру «сервер
прилложений», однакко в данном слу
учае подобный п
подход будет
избы
ыточен в виду отсутствия большой фрагменттированности
бизн
нес-логики прилоожения.
Рисс. 2. Детализацияя первоначальной
й архитектуры пприложения
Рис. 1. Общая архитекктура системы
ппаратной платф
формы были прредложены и
При выборе ап
реаллизованы
реш
шения,
позволляющие
минимизировать
верооятность выходаа из строя сервеерной части приложения, а
такж
же позволяющие снизить стоимо
ость оборудовани
ия до оплаты
мини
имально необход
димого уровня производительнос
п
сти.
При проектироввании и разработтке учитывалась детализация
сервверной части приложения. Веб-сервер - аппаратнопрогграммный комп
плекс, предназнааченный для об
бслуживания
HTT
TP-запросов. Посскольку прилож
жение предполагает большое
числло операций по ччтению, записи и изменению зн
начительного
объеема данных, наи
иболее удобным вариантом будет включение
в серрверную часть теехнологий баз даанных.
На рис. 2 изобрражен процесс детализации
д
первоначальной
архи
итектуры прилож
жения.
115
5
Серверная частть вмещает себ
бя веб-сервер и сервер баз
данн
ных. В задачи ввеб-сервера вхо
одят: получение и ответ на
HTT
TP-запросы; переенаправление зап
просов на необходимый вебдомену или
сайтт, как правило, приписан к определенному
о
подд
домену; автори
изация и аутен
нтификация поользователей;
реаллизация функций
й файл-сервера.
В задачи сервера баз данных входит: обслуживание базы
данн
ных и запросов на манипуляци
ии с данными; обеспечение
для
целоостности
дан
нных;
предосставление
утилит
адми
инистративного ууправления СУБ
БД.
Структура. ИА
АСОД, обслужи
ивающая АРМ, строится по
прин
нципу интеграци
ии отдельных подсистем
п
в еди
иную целую
систтему, причём каж
ждая подсистемаа удовлетворяет модульному
прин
нципу построен
ния, развития и подключения в систему.
Выд
деляются следую
ющие подсистемы
ы:
- подсистема ттехнического обеспечения, ввключающая
базоовые компонентты комплекса технических
т
среедств (КТС)
сети (ЛВС)
систтемы, в том чиссле локальной вычислительной
в
типаа Intranet медици
инского учреждеения: больница, п
поликлиника
с воозможностью поодключения к ин
нформационно-м
медицинским
ресуурсам других мед
дицинских учреж
ждений посредсттвом Internet;
- подсистема маатематического обеспечения,
о
описывающего
алгооритм процедуры
ы диагностики на
н основании прредложенных
метоодов и методик;
116
6
- подсистема п
программного обеспечения,
о
рееализующего
алгооритм процедуры
ы диагностики;
- подсистема ин
нформационного
о обеспечения, ссодержащего
необ
бходимую исхходную информацию для диагностики
забоолеваний и стаатистическую информацию
и
о результатах
диаггностики, личнаяя информация, дн
невник пациентаа и т.д.
Этап проектироования БД напраавлен на разрабоотку методов
взаи
имодействия с БД, которы
ые позволяют обеспечить
эффеективность запрросов к базе дан
нных. Детализац
ция процесса
проххождения запроссов к серверу базз данных показан
на на рис. 3.
Рисс. 3. Детализацияя процесса прохо
ождения запросоов к серверу
баз данны
ых
В качестве сервера по умолчанию бы
ыл выбран
посттавляемый вместте с операционн
ной системой W
Windows 2003
Servver IIS 6.X. Серввер и сруктура приложения с д
добавлением
испоользуемых техноологий показаны на рис. 4.
Рис. 4. Сервер и сруктура прилложения с добавллением
ииспользуемых теехнологий
117
7
Практическая
значимость
реализации
ИАСОД
и
предлагаемых способов метода диагностики заключается в
реализации посредством набора автоматизированных рабочих
мест (АРМ) для врача отоларинголога [7,8]. Каждое отделение
клиники, в том числе, ЛОР отделения городов и сельских
районов РФ может быть оснащено АРМ диагностической
поддержки
врача-отоларинголога,
в
соответствии
с
предлагаемым способом решения задачи, что позволит
практически повысить достоверность принятие решения [9].
Клиентская часть должна состоять из следующих
компонент. Программное обеспечение одна из операционных
систем: Windows XP и выше, любой дистрибутив Linux с
поддержкой графического режима (Ubuntu 10.10, Red Hat Linux,
ALT Linux, NetWare 6.5 и другие), MacOS X и выше, любой
интернет проводник (браузер) поддерживающий HTML 4.01,
JavaScript.Доступ к сети Интернет со скоростью не ниже 512
Кбит/сек.
Серверной тестовой платформой для проведения измерений
потребления ресурсов приложениями является виртуальная
машина, созданная в программе Sun VirtualBox, со следующей
конфигурацией[4]: процессор — Intel Core 2 Duo CPU E8500 @
3.16GHz, оперативная память — 512 Мб, размер ПЗУ — 8 Гб,
операционная система — Windows Server 2003, Apache 2.2.14
MPM versio.
Клиентской тестовой платформой для измерений
потребления ресурсов приложениями является рабочая станция
со следующей конфигурацией: операционная система - Microsoft
Windows XP Home Edition, процессор - Intel Atom N270 1.6 ГГц,
ОЗУ - DDR2 SDRAM 1024 МБ, ПЗУ - 160 ГБ.
База данных. В основе разрабатываемой системы лежит
хранилище данных о госпитализациях. Каждая госпитализация
характеризуется следующим набором форм:
- личная информация;
- извещение;
- операции;
- химиотерапия;
- дневник пациента;
118
- диагноз;
- клинико-экспертная-комиссия;
- осмотр врача;
- осмотр терапевта;
- обследования;
- морфология;
- анализы;
- экспертная оценка;
- эпикриз;
- выписка.
В системе присутствуют вложенные категории:
- для формы осмотр врача: анамнез; состояние;
инструментальные методы; лабораторные данные;
- для формы анализы: биохимический анализ; анализ крови;
анализ мочи; маркеры; прочие анализы;
- для формы операции: операция; показания; команда.
С разрабатываемой системой будут взаимодействовать
следующие группы лиц: администратор системы; пользователи
системы.
Администратор системы имеет право на выполнение
следующих действий: добавление, удаление пользователей с
помощью закрытой регистрации; добавление, удаление и
редактирование справочников в системе; добавление, удаление и
редактирование словаря термов.
Пользователи системы могут выполнять следующие
действия: добавлять, удалять и редактировать данных о
пациентах; искать данные о пациентах с помощью формы
поиска; получать документы с необходимой информации с
помощью шаблонов.
Для выбора ранее обработанные снимки пациентов
необходимо для этого ввести в поля «Возраст» возрастной
интервал, в котором находится искомый пациент. После этого
поля «ФИО (возраст)» и «Регистрационный №» будут
отображать информацию о пациентах только из выбранной
возрастной категории. После выбора пациента в одном из
вышеуказанных полей, в секции «Дополнительная информация»
будут указаны дополнительные данные в соответствующих
полях: «Адрес», «Пол», «Возраст», «Предполагаемый уровень
119
патологии» и «Пояснение». Это позволяет обновить
рассчитанные ранее данные всех пациентов с учетом новых
загруженных программных модулей комплекса [10].
Результаты обработки представлены в виде совокупности
статистических характеристик. Экранная форма в виде Webинтерфейса содержит информацию об выделенных объектах и
эталонах в виде величин, заданных символами: m –
математическое
ожидание;
d
–
дисперсия;
σ
–
среднеквадратичное отклонение; v – коэффициент вариации [4].
Выводы. Предложен вариант реализации МАДИС,
построенной по модульному принципу на базе технологий сетей
Intranet и Internet c использованием стандартных протоколов
передачи данных, аудио-видео информации, графической
информации медицинского характера.
Разработано программное обеспечение, реализующее
алгоритмы обработки статистических параметров (гистограмма,
математическое ожидание, коэффициент вариации) для
количественной оценки состояний лобной или верхнечелюстной
пазухи и их идентификации в соответствии с классом патологий
при диагностике пациента в автоматическом режиме по
рентгенографическим (томографическим) изображениям [12].
Разработана структура базы данных в виде набора
связанных таблиц для хранения базовой информации о
пациентах и процессах диагностики, и лечении[13].
Информационное обеспечение реализовано с возможностью
инвариантности хранимой информации с целью возможности
адаптации для различных лечебных учреждений.
Библиографический список:
1. Блинов Н.Н., Мазуров А.И. Что впереди? Мед. Техника. 2006.
№5. - C. 3-6.
2. Блинов Н.Н., Мазуров А.И. Проблемы расширения диагностических
возможностей медицинской рентгенотехники. Мед. Техника. 2011.
№5. - C. 1-5.
3. Блинов Н.Н., Мазуров А.И. Проблемы расширения диагностических
возможностей медицинской рентгенотехники. Мед. Техника. 2011.
№5. - С. 1-5.
4. Волков А.Г., Самойленко А.П., Проскуряков А.В. Метод
диагностики
состояния
параназальных
пазух
по
их
120
рентгенографическим
изображениям /
Сборник
трудов X
Международной научно-технической конференции «Физика и
радиоэлектроника в медицине и экологии» (ФРЭМЭ’2012) 2012. - С.6367.
5. Самойленко А.П., Проскуряков А.В., Скляров А.А., Скляров С.А.
Автоматизированная система информационной поддержки принятия
решений при диагностике заболеваний / Сборник трудов X
Всероссийской научной конференции молодых учёных, аспирантов и
студентов «Информационные технологии системный анализ и
управление» (ИТСАУ’2012), 2012. - С. 115-119.
6. Проскуряков А.В., Скляров А.А., Скляров С.А., Самойленко А.П.
Автоматизированная система информационной поддержки принятия
решений при диагностике ЛОР-заболеваний / Сборник трудов VII
Всероссийской научной школы-семинара молодых учёных, аспирантов
и студентов «Семантическая интерпретация и интеллектуальная
обработка текстов, их приложения в информационном поиске,
хранении и обработке документов в электронных архивах и
библиотеках». – Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2013. – С. 138-142.
7. Проскуряков
А.В.,
Скляров
А.А.,
Самойленко
А.П.
Автоматизированная информационная система поддержки принятия
решений при диагностике ЛОР-заболеваний / Сборник трудов II
Всероссийской научной конференции молодых ученых, аспирантов и
студентов «Проблемы автоматизации, региональное управление, связь
и автоматика». – Таганрог: Изд-во ЮФУ, 2013. – С. 70-73.
8. Проскуряков А.В., Скляров С.А., Самойленко А.П. Интегрированная
автоматизированная информационно-диагностическая система. АРМ
поддержки принятия решений при диагностике ЛОР-заболеваний /
Сборник трудов XI Всероссийской научной конференции молодых
ученых, аспирантов и студентов «Информационные технологии,
системный анализ и управление» (ИТСАиУ - 2013). – Таганрог: Изд-во
ЮФУ, 2013. – С. 174-181.
9. Проскуряков А.В., Самойленко А.П. АРМ поддержки принятия
решений
при
диагностике
ЛОР-заболеваний
медицинской
интегрированной
автоматизированной
информационной
диагностической системы / Сборник трудов XI Международной
научно-технической конференции «Физика и радиоэлектроника в
медицине и экологии», 2014. - С. 68-72.
10. Проскуряков А.В., Самойленко А.П. АРМ поддержки принятия
решений
при
диагностике
ЛОР-заболеваний
медицинской
интегрированной автоматизированной информационной системы /
Сборник трудов III Всероссийской научной конференции молодых
121
ученых, аспирантов и студентов «Современные технологии,
естествознание, педагогика». – Элиста: Изд-во ЮФУ, 2014. – С. 16-24.
11. Мухин Ю.Ю., Лебедев Г.С. Подходы к параметрической оценке и
сопоставлению функций медицинских информационных систем /
Информационно-измерительные системы. 2013. №10. - С. 19-27.
12. Проскуряков А.В., Самойленко А.П. Подсистема математического
и программного обеспечения поддержки принятия решений на базе
способов диагностики заболеваний по рентгеновским снимкам
«Медицинской
автоматизированной
диагностической
информационной системы» Журнал «Промышленные АСУ и
контроллеры». 2015. № 1. - С. 34-43.
13. Проскуряков А.В., Смеречинский Д.В. Информационное
обеспечение интегрированной автоматизированной системы обработки
данных результатов обследования в медицинском учреждении"
Журнал «Промышленные АСУ и контроллеры». 2015. № 2. - С. 30-39.
Бурчаков С.С., Кирильчик С.В.
Филиал ЮФУ в г. Геленджике, г. Геленджик
sergei.burchakov@gmail.com
ПРОБЛЕМА ПРИВАТНОСТИ И АНОНИМНОСТИ В
СЕТИ ИНТЕРНЕТ
Рассматриваются проблемы сохранения приватности и
безопасности при работе в сети Интернет и факторы,
влияющие на сохранение анонимности пользователя и
безопасности компьютера при выборе браузера. Предложены
пути решения указанной проблемы.
Интернет; анонимность; приватность; браузер; сайт;
безопасность.
Задачей анонимности при пользовании Интернетом
начинает интересовать все больше и больше пользователей. Вопервых, активное использование Интернета обнажает
приватную жизнь пользователя, его интересы, склонности и
взгляды, что очень интересует потенциальных и реальных
работодателей и сотрудников правоохранительных служб,
позволяя им следить за каждым шагом человека. Во-вторых, не
122
на каждый сайт можно попасть полноправным пользователем,
имея российский, украинский или другой ID. В-третьих, над
каждым пользователем нависает угроза быть уличенным в
нарушении авторских прав.
Скоро даже классика российской литературы окажется в
чьей-то «интеллектуальной» собственности, например, из
некоторых сетевых библиотек был удален даже текст Библии.
На данный момент удаляются из свободного доступа
музыкальные ролики 50 - 70 годов по требованию неизвестных
«правообладателей». Неоднократно предпринимались попытки
«закрыть» такие порталы как видеоканал «Youtube», свободная
энциклопедия «Википедию», социальная сеть «Вконтакте».
Даже в США совместные действия Google, Yahoo и Wikipedia
неоднократно предотвращали принятие Сенатом совершенно
одиозных законов об Интернете.
На сегодняшний день трудно сказать, возможна ли
настоящая
анонимность
в
Интернете.
Возможности
профессионалов и тем более спецслужб в Интернете гораздо
выше, чем принято считать. Некоторые исследователи полагают,
что 80% доходов корпорации Google In. приходится на продажу
данных о своих пользователях другим организациям.
Важным фактором, влияющим на сохранение приватности и
анонимности пользователя, а также на безопасность компьютера
является выбор браузера. Наиболее востребованными
браузерами являются Internet Explorer, Mozilla Firefox, Google
Chromе, Opera. Каждый из браузеров обладает набором
функций,
усовершенствованию
которых
способствует
конкуренция между их разработчиками. Браузеры становятся
удобными в использовании. Не все пользователи имеют
преставление о том, какую информацию во время серфинга по
сети передает браузер своим создателям. А передают и
конфиденциальные данные.
Выбор браузера пользователем делается по принципу
удобного интерфейса и функционала, но вопрос приватности
остается вне фокуса внимания пользователя. Между тем, один из
наиболее востребованных браузеров - Google Chromе - является
самым шпионящим за пользователями веб-обозревателей. Уже
на стадии инсталляции начинается сбор и передача сведений о
123
компьютере пользователя, геолокации, приоритетных запросах в
сети Интернет и так далее. Создатели Chromе интегрировали в
эту программу целый комплекс функций, помогающих
отслеживать поведение пользователя в сети. Во-первых,
каждому пользователю браузера по умолчанию присваивается
уникальный ID, при этом передаются данные о месте и
скачивания браузера. Отслеживающих инструментов из разряда
ID существует несколько. Machine ID передает информацию о
том, какие еще программы от Google установлены на ПК и
произошло ли их обновление до последних версий. Программа
Client ID предназначается для предоставления статистических
данных об использовании функций Chrome. На основании всей
информации, передаваемой этими клиентами, можно составить
довольно полный Интернет-портрет пользователя.
Не обделён шпионскими функциями и Windows Internet
Explorer. Браузер Opera не столь уж плох в этом плане, но ходят
слухи, что использование режима Turbo негативно влияет на
сохранение приватности, но мнения специалистов расходятся.
Надежным браузером, изначально не имеющим следящих
функций, считается Mozilla Firefox. Скорость его загрузки и
работы весьма впечатляет, тем более он не так перегружает
процессор и оперативную память, как Chrome. Также этот
браузер имеет хорошую онлайн-техподдержку. Mozilla Firefox
обладает настройками, позволяющими изменять многие
параметры, позволяющие скрывать максимум информации о
себе во время посещения сторонних ресурсов, а также
блокировать рекламу. Второе преимущество веб-обозревателя
Mozillа - возможность установки специального расширения
AnonimoX,
которое
легко
включается-выключается
и
обеспечивает соединение с Интернетом через очень быстрый и
бесплатный анонимный прокси-сервер.
Браузер GlobusVpn, созданный специально для обхода
запретов, провайдера или государственных, по умолчанию
анонимный браузер. При его эксплуатации, пользователь
отслеживается на всех сайтах, как пользовать из США,
поскольку вход осуществляется через сервер компаниисоздателя браузера.
124
Отличным средством для анонимного Интернет-серфинга
считается система Tor. Скачав Tor Browser (русскоязычный
вариант на основе Mozilla) и запустив его, пользователь
получает анонимный иностранный IP, при этом сохраняя
неплохую скорость Интернет-соединения.
Возникает резонный вопрос: зачем персональные сведения
пользователей создателям браузеров?
Представители Google уверяют, что никакого анализа
получаемой информации с целью установления виртуальных
портретов пользователей не делают, но это вызывает большие
сомнения. И прежде всего потому, что компания категорически
отказывается предоставить доступ к изучению положения дел в
данном вопросе сторонним специалистам по вопросам
информационной безопасности. Очевидно, что корпорация
Google владеет большим объемом информации о пользователях,
что делает ее серьезным игроком на мировой арене. Прежде
всего, эти данные представляют маркетинговый интерес и могут
быть успешно использованы в коммерческих целях. Ведь на
основе хотя бы той же информации о посещаемых webстраницах можно определить предпочтения пользователя, если
рассматривать его в качестве потребителя товара или услуги.
Ни для кого не секрет, что к этим данным проявляют
интерес страховые компании, банки и другие потенциальные
рекламодатели. Пока шансы получить эту информацию у
представителей бизнеса практически равны нулю, чего нельзя
сказать о спецслужбах. Ведь антитеррористические законы в
США уже сейчас обязывают компании, чья деятельность связана
с оказанием Интернет-услуг, предоставлять данные, вызвавшие
интерес правительства или спецслужб.
Google пока успешно в судебном порядке сопротивляется
попыткам рассекретить свою базу данных, но в любой момент
это может прекратиться. И более того, сам факт сосредоточения
столь больших массивов информации в руках одной компании,
заставляет, как минимум, насторожиться.
Тем не менее, не стоит отказываться от использования
Google Chromе, а из соображений сохранения приватности и
анонимности можно порекомендовать перейти на более
лояльным вариант - браузер SRWare Iron, который, сохраняя
125
лучшие качества Chromе, полностью лишен «шпионских»
возможностей своего прототипа.
Таким образом, проблема анонимности и отслеживание
действий пользователей сети Интернет принимает угрожающие
формы. Решение данной проблемы заключается в постоянном
контроле передаваемых и получаемых данных, выборе
адекватных
программных
средств,
позволяющих
минимизировать информационных след (шлейф), оставляемый
пользователем сети Интернет.
Библиографический список:
1. Алешин В.А., Жилина В.С., Коршунов А.В. Работаев И.М., Работаев
Н.М. О
подходах к обнаружению прослушивания трафика в
анонимной сети TOR // Вопросы кибербезопасности, 2013. Вып. № 2. –
С. 3-8.
2. Зудилина
Н.В.
Мотивы
использования
анонимности
в
киберпространстве Интернета как фактор формирования идентичности
человека // Известия Волгоградского государственного технического
университета, 2013. № 9. – С. 63-68.
3. Иванов С.Н. Преступления в сфере высоких технологий: проблемы
документирования компьютерных преступлений // Юридическая наука
и практика: Вестник Нижегородской академии МВД России, 2012.
Вып. № 18. – С. 70-74.
4. Мушиц С.И., Павлов В.М. Подходы к обеспечению анонимности в
компьютерных сетях // Вопросы кибербезопасности, 2013. Вып. № 3. –
С. 40-46.
5. Приходовский М. А. Персонификация доступа в Интернет как
ключевой элемент безопасности: юридические и технические аспекты
// Современные наукоемкие технологии, 2014. Вып. № 12-2. – С. 179180.
6. Радайкин М.Ф. Кратко о проблеме анонимности в сети Интернет //
Пробелы в российском законодательстве. Юридический журнал, 2013.
№ 9. – С. 25-28.
7. Севостьянов В.Л. Общественная экспертиза в сфере правового
регулирования
обеспечения
кибербезопасности
//
Правовая
информатика, 2014. Вып. № 1. – С. 33-35.
126
Евченко И.В., Кирильчик С.В.
Филиал ЮФУ в г. Геленджике, г. Геленджик
tm474747@gmail.com
ПРОБЛЕМЫ ПОИСКОВОЙ ОПТИМИЗАЦИИ САЙТА
В ЗАДАЧАХ КОНТЕКСТНОЙ РЕКЛАМЫ
Представлен краткий обзор систем контекстной рекламы
Яндекс.Директ. Рассмотрены принципы внутренней и внешней
оптимизации. Описана поисковая оптимизация сайта
компании «N».
Яндекс. Директ; клики; просмотры; SEO; контекстная
реклама; оптимизация
Поисковая оптимизация – эффективный инструмент,
позволяющий всем компаниям найти свою потенциальную
аудиторию, которая ищет товары и услуги.
Количество клиентов прямо пропорционально количеству
пользователей сети Интернет, поэтому, чтобы получить доход,
необходимо занимать верхние места (топовые) в поисковой
выдаче результатов.
Аббревиатура SEO расшифровывается как «Search Engine
Optimization» (поисковая оптимизация). С появлением
поисковых систем в середине 1990-х появилась поисковая
оптимизация. Она направлена на улучшение видимости сайта,
совершенствование удобства сайта для пользователей,
совершенствование текстов на сайте, анализ запросов,
связанных с продвигаемым продуктом и другие комплексы
мероприятий. Сайт появляется на первых местах в поисковых
системах. Существует внешняя и внутренняя оптимизация.
Внутренняя оптимизация - действия, направленные на
улучшение сайта, его структуры: проведение анализа,
определяющего, насколько сайт соответствует техническим
требованием, выявление и исправление ошибок, допущенных
веб-мастерами, составление списка слов и фраз, которые
определяют тематическую направленность ресурса. Внешняя
оптимизация заключается в наращивании ссылочной массы на
127
сайт, то есть в получении ссылок из других источников,
повышении авторитетности ресурса.
Яндекс.Директ – система контекстной рекламы на
страницах «Яндекса» и сайтах партнеров Рекламной Сети
Яндекса (РСЯ). В российском сегменте появилась в 2001 году,
открыв такие возможности рекламодателям, как самостоятельно
оценивать пользовательский спрос на информацию, составлять
рекламный текст, выбирать запрос, по которому будет показано
рекламное объявление, управлять и следить за своей рекламной
кампанией.
Контекстная реклама - инструмент для оптимизации
ресурса.
Поисковая оптимизация сайта компании «N». Компания
«N» занимается приготовлением и доставкой блюд паназиатской
кухни. Количество конкурентов в г. Геленджике высокое,
поэтому крайне важно было, чтобы потенциальные клиенты
пользовались услугами именно этой компании. 6 августа 2015
была запущена контекстная реклама на Яндекс.Директ. За этот
период времени можно выделить этапы, направленные на
стабилизацию цен рекламной кампании и повышение
количества заказов на сайте.
Первый этап характеризуется медленным повышением
цены на клик по всем запросам и детальным анализом динамики
изменения бюджета кампании. Второй этап - выделение
приоритетных, высоко- и низкочастотных запросов с
разделением их на две рекламные кампании. Третий этап –
определение оптимального бюджета на месяц, основываясь на
итоги предыдущих этапов.
Результаты контекстной рекламы компании «N».
Представлена статистика края с 06.08.15 по 28.10.15, которая
отображает: количество показов контекстной рекламы на
страницах «Яндекса» и РСЯ составляет: 112 956 (см. рис. 1);
количество переходов потенциальных клиентов на сайт
составляет: 404 (см. рис.2); количество расходов составляет:
3 004,78 руб., где средний расход за день составляет: 36,64 руб.
(см. рис. 3).
Контекстная реклама показала себя хорошим инструментом
для привлечения аудитории и повышение доходов кампании.
128
Выводы. Исходя из полученных результатов, можно сделать
вывод о необходимости осторожно и внимательно использовать
систему контекстной рекламы Яндекс.Директ. Неоправданное
повышение цены на клик, может привести к преждевременному
расходу основного бюджета.
Рис.. 1. Количество ппоказов контексстной рекламы на страницах
«Яндекса» и РСЯ
Библиографический список:
1. SEO: Поисковая Оптимизация от А до Я.; М.: 2015 г.
2. Материалы сайта http://asbseo.ru
3. Материалы сайта https://direct.yandex.ru
4. Материалы сайта https://ru.wikipedia.org
5. Материалы сайта http://seo-cms-site.com
6. Материалы сайта http://www.webeffector.ru
Зыкина М. В., Максимов А.В.
ИРТСУ ЮФУ, г. Таганрог
marina_-93@mail.ru
МЕДИЦИНСКИЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ
КЛАССИФИКАЦИЯ И ЦЕЛИ СОЗДАНИЯ
Рис. 2. Количество ппереходов потеннциальных клиент
тов на сайт
Риис. 3. Количество
о расходов
129
9
Рассматривается задача создания хорошо организованных
информационных систем для медицинских учреждений,
приводится классификация МИС относительно структуры
здравоохранения.
Информационные
системы;
МИС;
медицинские
учреждения; информация; пациент; качество обслуживания.
Все сферы человеческой деятельности, так или иначе,
связаны с информационными технологиями. Ни одна компания
не обходится без использования компьютеров и ноутбуков, а
планшеты и телефоны стали неотъемлемой частью нашей
повседневной жизни. Электронные устройства позволяют
избавиться от рутинной работы путем автоматизации процесса
сбора, хранения и анализа используемых данных в сферах
массового обслуживания.
Эффективность использования аппаратного и программного
обеспечения можно наблюдать в организациях, где присутствует
130
обработка
большого
объема
данных.
Применение
информационных систем не только повышает качество, но и
сокращает время обслуживания клиентов. Поэтому внедрение
хорошо организованной информационной системы в систему
медицинских учреждений поможет решить ряд проблем,
связанных с качеством обслуживания пациентов.
На данный момент уже создано большое количество
Медицинских Информационных Систем (МИС). Ввиду этого
были предложены их классификации [1]. В табл. 1 приведена
одна из классификаций, относительно многоуровневой
структуры здравоохранения:
Таблица 1
Название МИС
МИС базового уровня
МИС уровня лечебнопрофилактических учреждений
МИС территориального уровня
МИС федерального уровня
Назначение
Организация работы медицинского
персонала на компьютерах, с целью
повышения качества лечебнодиагностической работы при
массовом обслуживании пациентов
Автоматизация деятельности
лечебно-профилактических
учреждений, путем создания единой
информационной системы
Централизованное управление
различными медицинскими
службами на определенной
территории
Информационная поддержка
системы здравоохранения России
государственного уровня
Качественная и оперативная обработка поступающей
информации является целью внедрения МИС на каждом уровне
организации. Создание единой информационной системы и
обеспечение доступа к необходимым данным для работы всех
подразделений
и
на
каждом
уровне
организации
здравоохранения является актуальной проблемой.
Основные особенности работы МИС, выражаются через
функции, которые выполняют медицинские подразделения [2]:
- сбор, регистрация, структуризация и документирование
данных;
131
- обеспечение
обмена
информацией
и
создание
информационного пространства;
- хранение и поиск информации;
- статистический анализ данных;
- контроль эффективности и качества оказания медицинской
помощи;
- поддержка принятия решений;
- анализ и контроль работы учреждения, управление
ресурсами учреждения;
- поддержка экономической составляющей лечебного
процесса;
- обучение персонала.
Хорошо организованные МИС сочетают в себе финансовую
организацию, весь документооборот, связанный как с
административными задачами, так и с ведением истории
болезни
пациента,
интеграцию
автоматизированного
медицинского
оборудования.
Основным
показателем
эффективной работы медицинских учреждений является
оказание
качественной
и
своевременной
помощи
обращающимся пациентам, что достигается сокращением
количества рутиной работы, влекущей за собой сокращение
времени обслуживания одного пациента. Создание единой МИС
на муниципальном уровне существенно сократит время
обслуживания каждого пациента, так как через нее будет
осуществляться доступ к информации, связанной с историей
болезни, проведенных анализах и результатах диагностики на
всех уровнях организации медицинских и лечебнопрофилактических учреждений.
Учитывая темп современной жизни, каждый старается
сократить время пребывания в медицинских организациях,
получив при этом обслуживание должного уровня. Обеспечить
это позволяют информационные системы, работающие без
сбоев, оперативно обрабатывающие поступающие данные и
имеющие единую информационную базу данных. Помимо
социальной, есть еще экономическая сторона. Автоматизация
работы каждого уровня организации медицинских учреждений и
создание единой МИС позволит существенно сократить
административные затраты, связанные с пребыванием больных в
132
стационарах за счет своевременного оказания медицинских
услуг, проведения анализов и диагностических процедур.
Библиографический список:
1. Гильманов А.А., Шерпутовский В.Г., Хисамутдинов А.Н.
Медицинские
информационные
системы.
Использование
информационных медицинских систем в управлении лечебнопрофилактическим учреждением /. Казань, КГМУ, 2011. – С. 6-17.
2. Гулиев Я.И, Ермаков Д.Е, Назаренко Г.И. Медицинские
информационные системы: Теория и практика / Под редакцией Г.И.
Назаренко, Г.С. Осипова.-М.: Физматлит, 2005. – С. 27-36.
Калмыков И.А., Гостев Д.В.
Северо-Кавказский федеральный университет, г. Ставрополь
kia762@yandex.ru
шифрования в ПСКВ будут использованы полиномы
m1(x)=x4+x+1 и m2(x)=x4+x2+1. В качестве контрольного
основания выбираем полином m3(x)=x4+x3+x2+x+1
Применение одного контрольного основания ПСКВ
позволяет только обнаруживать факт наличия ошибок,
вызванных сбоями в работе устройства [2].
Проведем
разработку
алгоритма,
позволяющего
корректировать ошибки, которые возникают в процессе
функционирования шифратора.
Для исправления ошибок в модулярном коде полинома
A(z)=(a1(x),a2(x),…,ak(x)) вводят избыточность. С этой целью
выбирается одно контрольное основание mk+1(x),
degmk+1(x)degmk(x).
(1)
Чтобы исправить однократную ошибку с помощью кода
ПСКВ необходимо вычислить два проверочных остатков
k
ПРИМЕНЕНИЕ МОДУЛЯРНОГО КОДА
ДЛЯ КОРРЕКЦИИ ОШИБОК В АЛГОРИТМЕ
ШИФРОВАНИЯ AES, ВЫЗВАННЫХ АТАКАМИ
НА ОСНОВЕ СБОЕВ
Целью исследований является разработка нового
алгоритма коррекции ошибок, вызванных атакой на основе
сбоев, который использует избыточные коды полиномиальной
системы классов вычетов (ПСКВ).
Алгоритм шифрования AES; атаки на основе сбоев;
полиномиальная система классов вычетов.
В настоящее время известно множество атак на алгоритм
шифрования AES. Особое место среди криптоатак по побочным
каналам занимает атака на основе сбоев. Эта атака относится к
активным атакам. Данные атаки возможны в условиях, когда на
шифрующее устройство осуществляются различные воздействия
с целью внести искажения в информацию на различных этапах
шифрования [1].
Противостоять последствиям атакам на основе сбоев можно
за счет применения избыточного кода полиномиальной системы
классов вычетов (ПСКВ). При реализации алгоритма
133
 k 1 ( x )    i ( x ),
(2)
i 1
k
 k  2 ( x )   ( i( x ) i ( x )) mod mk 1 ( x ),
(3)
i 1
где i(x)– полиномиальная форма i-го порядкового номера,
 - суммирование по модулю два.
При
работе
данное
устройство
обрабатывает
информационные остатки a1(x)ak(x) и два контрольных остатка
ak+1(x) и ak+2(x). Для обнаружения ошибки в коде вычисляются
k
 k1 ( x )    i ( x ),
(4)
i 1
k
 k 2 ( x )   ( i( x ) i ( x )) mod mk 1 ( x ).
(5)
i 1
Затем вычисляют синдром ошибки согласно
 1 ( x )   k 1 ( x )   k1 ( x ),  2 ( x )   k 2 ( x )   k2 ( x ), (6)
где  – суммирование по модулю два.
Если синдром ошибки 1(x)=0 и 2(x)=0, то данная
комбинация не содержит ошибки. В противном случае, когда
134
1(x)0 и 2(x)0, комбинация ПСКВ содержит ошибку, которая
по величине 1(x) и 2(x) будет откорректирована.
Рассмотрим применение избыточной ПСКВ при реализации
AES. Байт открытого текста S поступает на вход
преобразователя из позиционного кода в код ПСКВ, с выхода
которого снимаются значения двух остатков s1(x) и s2(x), где
s1(x)S(x)modm1(x) и s2(x)S(x)modm2(x).
В таком виде данные поступают на входы преобразователя
SubBytes. При этом первый остаток s1(x) определяет номер
столбца, а номер строки задается остатком по второму модулю
s2(x). В этом случае таблица замен SubBytes, которая требовала
блок памяти 256×8 бит, теперь представляется в виде двух
таблиц размером 256×4 бит. Каждая из таблиц представляет
собой остаток числа результата подстановки S' ( x ) , приведенной
по модулям m1(x)=x4+x+1 и m2(x)=x4+x3+1.
Пусть байт открытого текста S(x) = {000110012}={1916}.
Этот код поступает на вход преобразователя из позиционного
кода в ПСКВ, с выхода которого будут сниматься два остатка
s1 ( x )  1916 mod x 4  x  1  x 3  x  A ;
s2 ( x )  1916 mod x 4  x 3  1  0 .
Таким образом, на входы каждой из таблиц замен S1-блока
по модулю m1(x)=x4+x+1 и S2-блока по модулю m2(x)=x4+x3+1
поступают остатки S(x)=(А, 0). Результат замены определяется
из таблиц 1 и 2. В таблице 1 на пересечении столбца А и строки
0 находится число 0, в таблице 2 - число 5. В результате из
S(x)={000110012}={1916}=(А, 0) был получен байт подстановки,
который в ПСКВ по этим двум основаниям представляется в
виде двух остатков S’(x)=(0,5). Полученный результат
соответствует подстановки S’(x)={d416}={110101002}. Это
подтверждается сравнениями

s1' ( x )  d 416 mod x 4  x  1  x7  x 6  x 4  x 2
0;
m1 ( x )
s ( x )  d 416 mod x  x  1  x  x  x  x
'
2
4
3
7
135
6
4
2 
m2 ( x )
5.
Для реализации противодействия атакам, построенных на
сбоях работы шифратора, используются дополнительные
таблицы 3 и 4.
В таблице 3 содержится сумма остатков по основаниям
ПСКВ m1(x)=x4+x+1 и m2(x)=x4+x3+1. Результат был получен на
основе равенства (4). В таблице 4 представлены данные о
взвешенной сумме остатков информационных оснований.
Результат был получен на основе равенства (5).
Таким образом, при подаче на вход таблиц 3 и 4 значений
остатков S(x)=(А, 0) с выхода таблицы 3 будет снято значение
{516}={01012}={х2+1}. Данное число находится на пересечении
столбца А и строки 0 в таблице 3.
С
выхода
таблицы
4
будет
снято
значение
{А16}={10102}={х3+х}. Данное число находится на пересечении
столбца А и строки 0 в таблице 4.
Пусть в процессе работы шифратора AES атак не
проводилось. Тогда после выполнения операции подстановки с
использованием таблиц замен S1-блока и S2-блока получаем
2
s3 ( x )   si' ( x )  0  x 2  1  x 2  1  516  ;
i 1
s4 ( x ) 
2
 ( i( x )s ( x ))
'
i

m3 ( x )
 0  x x  1 x4  x3  x2  x1  A16 

.
Синдром равен нулю, это означает, что в коде ПСКВ
ошибки нет.
Проведенные исследования показали, что применение
разработанного алгоритма коррекции ошибки позволяет
устранять все однократные ошибки, вызванные атаками на
основе сбоев на алгоритм шифрования AES.
i 1
Библиографический список:
1. Калмыков И.А. Повышение устойчивости к сбоям алгоритма
шифрования AES на основе избыточной полиномиальной системы классов
вычетов / И.А. Калмыков, Е.П. Степанова, Е.В Топоркова Е.В //
Современные наукоемкие технологии. - 2015. - №7. - С. 38-42.
2. Зензин О.С. Стандарт криптографической защиты AES /О.С. Зензин,
М.А. Иванов. - М.: Кудиц-Образ, 2002. – 176 с.
136
Калмыков И.А., Гостев Д.В.
Северо-Кавказский федеральный университет, г. Ставрополь
kia762@yandex.ru
РАЗРАБОТКА ПРОТОКОЛА СНЯТИЯ СО СЧЕТА
ЭЛЕКТРОННЫХ ДЕНЕЖНЫХ СРЕДСТВ
Разработаны новые протоколы для усовершенствования
технологии «электронных денег» таких что, их применение
позволяет обеспечить увеличение свободного объема памяти
носителя электронной наличности за счет многократного
использования псевдослучайной функции (ПСФ) повышенной
эффективности.
Системы электронных платежей; криптографические
протоколы защиты данных; псевдослучайная функция,
Протоколом, поддерживающим систему электронной
коммерции в актуальном состоянии, является протокол «снятия
со счета». Используя данный протокол, пользователь банка,
должен доказать, что обладает рядом секретных параметров. Эти
параметры включают в себя – секретный ключ пользователя Кпс,
число S, которое используется для определения текущего номера
электронной банкноты, а также число Т, применяемое в
уравнение «двойной оплаты» [1.с.219].
Наличие данных параметров позволит пользователю снять
со счета в банке N электронных монет. При использовании
протокола снятия со счета в современных системах электронной
коммерции должна обеспечиваться высокая анонимность
пользователя. Для обеспечения этого требования в таких
системах нашли применение протоколы доказательства с
нулевым разглашением [2]. Применение таких протоколов
позволяет владельцу электронной наличности доказать банку
свою правомочность использования электронных денег и
получить от него кошелек с ними. Протоколы доказательства с
нулевым разглашением не предоставляют банку никакой
информации о секретном ключе пользователя, а только убедить
банк, что клиент действительно владеет таким ключом.
137
Известно, что классические протоколы доказательства с
нулевым разглашением имеют итерационный характер. Именно
эта совокупность операций в процедуре обмена позволяет банку
убедиться в истинности намерений пользователя. Однако при
значительном увеличении числа пользователей электронными
деньгами это может привести к существенной временной
задержке. Решить данную задачу можно за счет применения
разработанной псевдослучайной функции (ПСФ). Пример такой
ПСФ приведен в [3]. Эта функция принимает в качестве входной
последовательности (x1,…,xn) и ключ (g,g1,…,gn)
F (( s1 ,..., sn , g ),( x1 ,..., xn ))  g




n
 1
( si  xi ) 

,
(1)
где g – первообразный элемент мультипликативной группы.
Рассмотрим более подробно разработанный протокол
«снятия со счета», использующий алгоритм получения ПСФ (1).
На первом этапе протокола пользователь вычисляет
значение параметра, который называется «вручением»
(2)
С  g КПС g S g T mod q ,
где С – вручение; q – мультипликативная группа.
Данное «вручение» пересылается банку. При этом
пользователь не раскрывает перед банком свои секретные
данные.
Затем пользователь проводит «зашумление» своих
секретных данных, т.е. изменяет значения секретного ключа Кпс,
чисел S и Т. В результате получаются следующие значения
К *ПС  К ПС , S *  S , T *  T . Затем пользователь вычисляет новое
«зашумленное вручение», которое отправляется банку
*
С *  g КGC g S* g T* mod q ,
i 1
(3)
где С* – зашумленное вручение.
Полученное значение пересылается в банк. На следующем
этапе банк пересылает пользователю число dZq. Данное число
выступает в качестве вопроса, на который должен ответить
пользователь. Если он знает секретные значения ключа Кпс,
чисел S и Т, то сможет правильно ответить на «вопрос».
Пользователь приступает к вычислению ответа на вопрос d.
138
(4)
r1  К *ПС - dК ПС , r2  S * - dS , r3  T * - dT .
Полученные ответы на поставленный вопрос d передаются
банку. Последний приступает к проверке доказательства
(5)
A  С d g r g r g r mod q .
Если пользователя является действительным владельцем
секретных параметров Кпс, чисел S и Т, то справедливо равенство
A=C*modq.
(6)
В противном случае банк откажет пользователю в
получении электронной наличности. Таким образом, используя
разработанный протокол владелец кошелька сможет доказать
банку, что является авторизованным пользователем. При этом
владелец не раскрывает значения свои секретных параметров
перед банком.
Следует отметить, что использование выбранной ПСФ
позволит сократить трафик между банком и владельцем
электронного кошелька. В этом случае достаточно будет
получить один ответ на вопрос, в котором будут задействованы
все три секретных параметра электронного кошелька.
Таким
образом,
применение
разработанной
псевдослучайной функции позволило выполнить протокол
«снятия со счета». При этом данная функция может быть также
использована при работе с протоколом выплаты электронных
монет.
Благодаря
своим
свойствам,
разработанная
псевдослучайная функция ПСФ характеризуется высокой
криптографической стойкостью.
1
2
3. Калмыков И.А., Дагаева О.И. Системный подход к применению
псевдослучайных функций в системах защиты информации// Известия
ЮФУ. Технические науки. – Таганрог: - ТРТУ, 2013. - №12. - С. 228-234.
3
Библиографический список:
1. Калмыков И.А. Расширение методов защиты систем электронной
коммерции на основе модулярных алгебраических схем / И.А. Калмыков,
А.Б. Саркисов, М.И. Калмыков, А.В. Макарова А.В. // Известия ЮФУ.
Технические науки. – Таганрог: ТРТУ, 2014. - №2. - С. 218-225.
2. Запечников С. В. Криптографические протоколы и их применение в
финансовой и коммерческой деятельности. - М.: Горячая линия, 2007. –
320 с.
3. Калмыков И.А., Дагаева О.И. Системный подход к применению
псевдослучайных функций в системах защиты информации// Известия
ЮФУ. Технические науки. - Таганрог: ТРТУ, 2013. - №12, - С. 228-234.
139
Клунникова Ю.В.
ИНЭП ЮФУ, г. Таганрог
yvklunnikova@sfedu.ru
РАЗРАБОТКА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ РАЗЛИЧНЫХ СТАДИЙ
РОСТА КРИСТАЛЛОВ САПФИРА
Разработано программное обеспечение для моделирования
различных стадий роста кристаллов сапфира и оценки размеров
формируемых газовых пузырей в процессе их роста.
Программное обеспечение; кристаллы; дефекты.
Выращивание кристаллов большого размера с повышенным
структурным совершенством стало первоочередной задачей
современной науки и техники.
Качество монокристалла сапфира можно характеризовать
кристаллографической ориентацией, плотностью одиночных
дислокаций,
протяженностью
границ
блоков
и
их
разориентацией,
величиной
остаточных
напряжений,
химической чистотой и примесной неоднородностью,
плотностью и характером распределения точечных дефектов [1].
C помощью математического моделирования в трехмерных
координатах
методом
конечных
объемов
на
неструктурированной
сетке
рассчитано
распределение
температур в процессе роста кристаллов сапфира методом
горизонтальной направленной кристаллизации [2, 3]. Для
усовершенствования модели методом наименьших квадратов
рассчитаны градиенты температур в кристалле сапфира.
Результаты расчета приведены на рис. 1.
140
Получены зави
исимости усред
дненного размеера газового
пузы
ыря от скорости ввыращивания (ри
ис. 3).
Рисс. 1. Градиенты т
температур в кр
ристалле сапфирра в системе
ккристалл-распла
ав-шихта
Полученные гррадиенты темпеератур позволи
или оценить
разм
меры формируем
мых газовых пу
узырей (рис. 2). Результаты
расччета показали, что процессс формировани
ия пузырей
начи
инается на дн
не расплава, где
г
максимальн
ный радиус
форм
мируемых пузыррей составляет порядка 0,16 мм п
при скорости
ростта кристалла 6 мм
м/ч.
Риис. 2. Зависимост
ть размера газоввых пузырей от гр
градиентов
температур при вертикально
ом сечении крист
талла
При захвате пуззыря фронтом кристаллизации
к
ссоотношение
скорростей роста крристалла и пуззыря определяеет конечную
форм
му включения.
141
Р
Рис. 3. Зависимоссть размера газо
овых пузырей от скорости
выращиивания монокрист
таллов сапфира
Таким образом, проведена оцеенка размеров и поведения
газовых пузырей ввблизи фронта кристаллизации расплава с
учеттом градиентов температур в процессе роста кристаллов
сапф
фира.
для
программно
Разработанное
ое
обеспечение
модеелирования разлличных стадий роста кристалллов сапфира
мож
жет быть исполльзовано для оц
ценки и снижеения уровня
дефеектов в процессее роста монокриссталлов.
Библиографически
ий список:
1. Маалюков С.П., Клуунникова Ю.В. Информационная
И
и экспертная
систеемы оптимизации производства сап
пфира // Программн
ные продукты
и сисстемы. – № 2. – 20013. – С. 240-243.
2. Маалюков С.П., Кллунникова Ю.В. Программа расчеета и выбора
параметров роста мон
нокристаллов лейккосапфира // Св. об офиц. рег.
проггр. для ЭВМ № 20008612944. 2008.
3. Maalyukov S.P., Klunnnikova Yu.V. Com
mplex Investigationns of Sapphire
Crysttals Production // S
Springer Proceedin
ngs in Physics. – V
Volume 152. –
20144. – pp. 55-69.
142
2
Кузьменко Н.А., Максимов А.В.
ИРТСУ, г. Таганрог
kuz-kol@mail.ru
артеерий может быть причиной колебаний
к
светоового пучка,
падаающего на них.
ИНФОРМАЦИОННАЯ СРЕДА ДЛЯ ВИЗУАЛИЗАЦИИ
ДАННЫХ ФОТОПЛЕТИЗМОГРАФА
Представлено решение поставленных задач. Создано
требуемое программное обеспечение, которое выполняет
поставленные задачи.
Проведено моделирование системы, которое подтвердило
работоспособность
разработанного
программного
обеспечения.
Фотоплетизмограмма; сердечно-сосудистая система;
кровообращение; индексы пульсовой волны.
Сердечно – сосудистые заболевания являются причиной
высокой смертности населения по данным Всемирной
организации здравоохранения. Сердечно - сосудистые
заболевания
требуют
своевременного
диагностирования
проблем с кровообращением, а также отслеживания результатов
лечения. Так же при этом является актуальным скорость
диагностирования и объем данных, которые можно при этом
получить. Это позволило бы сотрудникам скорой помощи, МЧС,
военным на месте «обозначить» проблему и сразу же приняться
за лечение.
Метод неинвазивной диагностики сердечно – сосудистой
системы основан на принципе фотоплетизмографии. Например,
палец руки просвечивается инфракрасным излучателем с одной
стороны, с другой стоит фотоприёмник, который и формирует
сигнал по количеству поступившего пучка света. Так
формируется
фотоплетизмограмма.
Принцип
работы
фотоплетизмографа представлен на рис. 1.
Поскольку поглощение света в тканях пропорционально
объему крови, проходящему через освещаемый участок, то
усиливая сигнал фотоприемника можно зарегистрировать
изменения его амплитуды, обусловленные артериальной
пульсацией сосуда [1, 48 с.]. Из этого получаем, что пульсация
143
отоплетизмограафа
Рис. 1. Приинцип работы фо
Фотоэлемент Ф
ФПГ-датчика способен приниматть изменения
прохходящего светаа вследствие артериальной
а
п
пульсации и
неиззменённый свет оот вен и других непульсирующи
н
их элементов.
При этом обрабатыввается только изм
менённый входящ
щий свет без
учётта неизмененноого светового потока от вен
н и других
непуульсирующих иссточников в ткаанях. Это объясн
няет, почему
на д
данные фотоплетизмографии не
н влияет толщ
щина тканей
(вкллючая ногтевую п
пластинку) или пигменты.
п
[2]
Принцип работты всех фотопллетизмографов, являющихся
спекктрофотометричеескими приборам
ми, основан на оотображении
измеенений оптичесской плотности исследуемого биообъекта,
вызвванных пульсируующим кровотокком [3].
На рис. 2 изобраажен общий вид пульсовой волны
ы.
Риис. 2. Вид пульсо
овой волны
144
4
На рис. 2 преедставлена идеаальная пульсоваая волна и
прогграммному обеспечению без ош
шибок удастся н
найти все её
индеексы, а врачу п
поставить диагно
оз. Однако частто пульсовая
волн
на искажена поосторонними шу
умами. Это слуучается из-за
движ
жения пациентта во время диагностироваания, из–за
возд
действия внешни
их электромагни
итных полей илли же из–за
Поэтому
непрравильной
усстановки
само
ого
датчика.
автооматизированноее программное обеспечение
о
не сможет без
оши
ибок определитьь все индексы
ы, что повлечетт за собой
непрравильный диаггноз и может привести
п
к неп
правильному
лечеению и как слледствие, возмож
жное влияние на здоровье
паци
иента.
При
разработтке
программ
много
обеспеччения
для
диаггностирования, д
для устранения этой проблемы,, нами было
решеено добавить алгоритм, кото
орый позволил бы врачу
интеерактивно взаимоодействовать с программным
п
обееспечением.
На рис. 3 отмеччены временныее индексы пульссовой волны,
по п
положению котоорых, относителльно амплитуды
ы и времени,
ставится диагноз.
Библиографический список:
1. Новые возможности оценки артериальной ригидности - раннего
маркера развития сердечно-сосудистых заболеваний. Материалы
симпозиума. – М.: Издательский дом "Русский врач", 2007. - 48 с.
2. Лекарства, медицина [Электронный ресурс] // lekmed. — URL:
http://lekmed.ru/info/literatyra/intensivnaya-terapiya_22.html
(дата
обращения 28.04.2015).
3. Бердников А.В., Семко М.В., Широкова Ю.А. Медицинские
приборы, аппараты, системы и комплексы. Часть I. Технические
методы
и
аппараты
для
экспресс-диагностики:
Учебное
пособие. - Казань: Изд-во Казан. гос. техн. ун-та, 2004. - 176 с.
Малюков С.П., Клунникова Ю.В., Саенко А.В., Бакай А.Е.
ИНЭП ЮФУ, г. Таганрог
yvklunnikova@sfedu.ru
СИСТЕМА ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЯ
ЛАЗЕРНОГО УПРАВЛЯЕМОГО
ТЕРМОРАСКАЛЫВАНИЯ САПФИРА
Проведены экспериментальные исследования лазерного
управляемого термораскалывания сапфира. Предложена
система поддержки принятия решения при выборе
оптимальных
режимов
лазерного
управляемого
термораскалывания сапфира.
Система поддержки принятия решения; сапфир; лазерное
управляемое термораскалывание.
Рис. 3. Пульсова
ая волна
Таким образом
м, врач сможетт вручную коррректировать
оши
ибки программноого обеспечения,, что в свою очерредь избавит
от ош
шибочных диагн
нозов.
145
5
Лазерное управляемое термораскалывание является одним
из эффективных методов высокоточного безотходного
разделения пластин хрупких неметаллических материалов. Доля
применения этих материалов растёт во всех отраслях
производства.
Сущность
метода
лазерного
управляемого
термораскалывания заключается в следующем: при нагреве
поверхности материала лазерным пучком, фокусируемым
146
линззой сканирующеей системы, в зоне нагрева в повверхностных
слояях возникают нап
пряжения.
Для управлен
ния процессом
м необходимо учитывать
осноовные факторы
ы, оказывающи
ие влияние н
на лазерное
упраавляемое терморраскалывание, а именно:
и
свойствва материала,
парааметры лазерногоо излучения [1].
Целью данной
й работы яввляется экспериментальное
исслледование лазеерного управляяемого термораскалывания
сапф
фировых пласти
ин, полученных
х методом горризонтальной
напрравленной криссталлизации (99,99 % Al2O3)). Лазерное
упраавляемое термоораскалывание проводилось наа установке
(мод
дель LIMO 1000-532/1064-U), которая включчает в себя
инфрракрасный (ИК)) Nd:YAG лазер
р с фиксирован
нной длиной
волн
ны 1064 нм, дли
ительностью им
мпульса 84 нс и мощностью
лазерного излученияя, которая можеет задаваться пррограммно в
диап
пазоне от 0,1 до 100 Вт. Для ко
онтроля мощностти лазерного
мощности
излуучения
испоользовался
измеритель
CoheerentFieldMaxII-T
TOP.
по
экспериментальн
Проведены
ные
исследования
лазерного
процесса
опти
имизации
теехнологического
упраавляемого термоораскалывания сапфировых поодложек. На
рис. 1 представлена фотография линии реза пласти
ины сапфира
ИК ллазером.
Рис. 1. Фотогграфия линии резза пластины саппфира
147
7
Предложена структура системы поддержки принятия
решения при выборе оптимальных режимов лазерного
управляемого термораскалывания [2]. Данная система опирается
на две ключевых составляющих: базу данных по выбору
оптимальных
режимов
лазерного
управляемого
термораскалывания и экспертную систему по выбору режима
обработки.
В основе разработанной системы поддержки принятия
решения при выборе оптимальных режимов лазерного
управляемого термораскалывания лежат модели принятия
решения.
Экспериментальные исследования лазерного управляемого
термораскалывания совместно с разработанной системой
поддержки принятия решения позволяют значительно улучшить
качество реза, увеличить число изделий, производимых за
единицу времени.
Показана
перспективность
процесса
лазерного
управляемого термораскалывания сапфировых пластин с
использованием лазерного излучения с длиной волны 1064 нм.
Установлено, что на качество резки сапфира влияют
скорость перемещения лазерного луча, плотность мощности
излучения, форма и размеры лазерного пятна на поверхности
материала, а также толщина сапфировой пластины.
На способ лазерного управляемого термораскалывания
сапфировых пластин подана заявка на патент (регистрационный
№ 2015104607 от 11.02.2015).
Результаты получены с использованием оборудования
Научно-образовательного центра «Лазерные технологии»,
Центра коллективного пользования и Научно-образовательного
центра
«Нанотехнологии»,
Института
нанотехнологий,
электроники и приборостроения Южного федерального
университета (г. Таганрог).
Библиографический список:
1. Кондратенко В.С., Минаев В.В., Наумов А.С. Лазерное управляемое
термораскалывание. Отечественная технология международного
масштаба // Радиоэлектроника. – 2011. – № 4. – С. 111-115.
2. Malyukov S.P., Klunnikova Yu.V. Advanced Materials // Springer
Proceedings in Physics. – 2014. . – V. 152. – P. 55-69.
148
Полежаев П.Н.
Оренбургский государственный университет, г. Оренбург
newblackpit@mail.ru
СТРУКТУРНАЯ МОДЕЛЬ ОБЛАЧНОЙ СИСТЕМЫ
С ПОДДЕРЖКОЙ ПРОГРАММНОКОНФИГУРИРУЕМЫХ СЕТЕЙ И КОНТЕЙНЕРОВ
В работе описывается структурная модель облачной
системы, включающая физический уровень центра обработки
данных и уровень виртуализации. Отличительной особенностью
модели является описание программно-конфигурируемой сети и
контейнеров, используемых для размещения модулей облачных
приложений.
Программно-конфигурируемые сети; OpenFlow; облачные
вычисления; контейнеры; Docker.
В настоящее время облачные системы используются
компаниями с целью размещения собственных бизнесприложений, что снижает стоимость их эксплуатации и
сопровождения, а также позволяет потреблять и оплачивать
только необходимые вычислительные и сетевые ресурсы.
Другой актуальной технологией, активно используемой в
настоящее время, являются программно-конфигурируемые сети
(ПКС, Software Defined Networks) [1]. Основная их идея
заключается в отделении уровня управления от уровня передачи
данных на сетевых устройствах и вынесение уровня управления
на отдельный сервер, называемый контроллером. ПО данного
сервера (контроллер OpenFlow) предоставляет некоторый
высокоуровневый
API,
позволяющий
разрабатывать
собственные сетевые приложения, включая алгоритмы
маршрутизации и балансировки нагрузки [2, 3, 4].
Технология контейнеров позволяет на уровне ОС Linux
запускать приложения в изолированных окружениях с
изолированной файловой системой, памятью, квотами и
собственной сетью. В отличие от тяжеловесной технологии
виртуализации, контейнеры используют общее ядро Linux и
являются очень легковесными в плане издержек потребления
149
оперативной памяти и процессорного времени. Одной из
активно используемых в настоящее время технологий
контейнеризации приложений является Docker [5].
Данная статья призвана описать структурную модель
облачной системы с поддержкой вышеупомянутых технологий.
Модель будет использована в дальнейшем для создания
эффективных алгоритмов управления облачными системами,
включая алгоритмы планирования виртуальных машин,
облачных приложений и сервисов, а также проактивные методы
маршрутизации сетевого трафика.
На физическом уровне центр обработки данных (ЦОД)
может быть описан в виде взвешенного ориентированного
мультиграфа следующего вида:
DataCenter  (Devices, Links).
Здесь множество вершин представляет собой объединение
множеств серверов, коммутаторов с поддержкой OpenFlow,
интернет-шлюзов,
СХД
и
контроллеров
OpenFlow:
Devices  Servers  Switches  Gateways  Storages  Controllers .
Множество дуг Links представляет собой направленные
сетевые связи между устройствами. Причем, т.к. все сетевые
соединения дуплексные, то для каждой дуги l  Links есть
противоположно направленная дуга l  Links . Между двумя
устройствами может быть несколько параллельных дуг.
Поверх физического уровня DataCenter работает уровень
виртуализации, который представляет собой облачную систему,
развернутую в ЦОД:
Cloud  ( DataCenter , Components, Flavors, CloudState ( t )).
Она
характеризуется
набором
ее
компонент
(например,
модуль
управления
виртуальными


Components  C i
машинами, модуль управления сетью, модуль хранилища и т.п.),
развернутых на конкретных серверах Servers , набором типов
виртуальных машин Flavors  {Flavori } , а также текущим
состоянием на момент времени t, которое может быть описано
следующим вектором:
CloudState( t )  (VMGroups(t ), Containers(t ),
Services(t ), Apps(t ), VM Im ages(t ), C Im ages( t )).
150
Здесь VMGroups( t )  {VMGroup i } – множество запущенных
групп виртуальных машин, Containers ( t )  {Containeri } –
контейнеров, развернутых внутри виртуальных машин,
Services( t )  {Service i } – сервисов, существующих в облачной
системе (например, сервис СУБД, сервис хранения BLOB,
сервис Hadoop) и развернутых внутри виртуальных машин,
Apps( t )  {App i } – множество запущенных внутри контейнеров
VM Im ages( t )  {VM Im age i }
–
облачных
приложений,
множество
дисковых
образов
виртуальных
машин,
C Im ages( t )  {C Im age i } – множество образов контейнеров.
Каждая группа виртуальных машин VMGroupi  {VMij }
представляет набор однотипных или разнотипных виртуальных
машин одного пользователя. Каждая из них характеризуется
следующими параметрами:
VM ij  (Flavorij , VM Im age ij , AssignedServerij ( t ),
State ij ( t ), Containersij ( t )),
где Flavorij  (RAMij , HDDij , Coresij )  Flavors – тип виртуальной
машины ( RAMij и HDDij – соответственно размеры оперативной и дисковой памяти, Coresij – количество вычислительных
ядер), VM Imageij  VM Image(t ) – используемый дисковый образ,
AssignedServerij (t )  Servers – назначенный сервер в момент
времени t (может меняться, например, при миграции
виртуальной машины), Stateij (t )  (mij (t ), d ij (t ), u ij (t )) – текущее
состояние ресурсов виртуальной машины ( m ij (t ) и d ij (t ) –
размеры потребляемой оперативной и дисковой памяти в
момент времени t , u ij ( t )  ( u ij1 ( t ),..., u ij Cores ij ( t )) – вектор
загруженности вычислительных ядер в момент времени t ),
Containersij (t )  {Containerijk } – запущенные контейнеры в
Каждый
кортежем:
контейнер
может
быть
следующим
Containerijk  (C Im ageijk , Modulesijk ) ,
где C Im ageijk  C Im ages – используемый образ контейнера,
Modulesijk  {Moduleijkl} – набор модулей облачных приложений,
запускаемых внутри контейнера.
Разработанная модель позволяет описать структуру
современных
виртуализированных
облачных
сред,
ориентированных на использование контейнеров и программноконфигурируемых сетей.
Исследования выполнены при поддержке РФФИ (проекты
№ 15-07-06071 и № 15-47-02686), Президента Российской
Федерации, стипендии для молодых ученых и аспирантов (СП2179.2015.5).
Библиографический список:
1. Konnov A.L., Legashev L.V., Polezhaev P.N., Shukhman A.E. Concept
of Cloud Educational Resource Datacenters for Remote Access to Software
// Proceedings of 11th International Conference on Remote Engineering and
Virtual Instrumentation. – 2014. – PP.246-247.
2. Полежаев П.Н., Ушаков Ю.А., Поляк Р.И., Миронов А.П.
Применение методов муравьиной колонии в разработке эффективных
алгоритмов маршрутизации и обеспечения QoS для корпоративных
программно-конфигурируемых сетей // Интеллект. Инновации.
Инвестиции, 2014. – №4. – C. 106-113.
3. Полежаев П.Н., Бахарева Н.Ф., Шухман А.Е. Разработка
эффективного генетического алгоритма маршрутизации и обеспечения
качества обслуживания для программно-конфигурируемой сети. –
Вестник Оренбургского государственного университета. – 2015. – № 1
(176). С. 213-217.
4. Polezhaev P., Shukhman A., Konnov A. Development of educational
resource datacenters based on software defined networks // Proceedings of
2014 International Science and Technology Conference “Modern
Networking Technologies”, 2014. – PP. 133-139.
5. Docker - Build, Ship, and Run Any App, Anywhere.
https://www.docker.com/
момент времени t .
151
описан
152
Севастьянов С.А.
Северо-Кавказский федеральный университет, г. Ставрополь
drag2662@yandex.ru
СОЗДАНИЕ АКТИВНОЙ МОБИЛЬНОЙ (БИЛИНГОВОЙ)
IT СИСТЕМЫ С ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ ДЛЯ
ОБЕСПЕЧЕНИЯ МОНИТОРИНГА ТУРИСТИЧЕСКОЙ
БЕЗОПАСНОСТИ, В ОТДЕЛЬНО ВЗЯТОМ КЛАСТЕРЕ
Статья посвящена организации безопасности отдыха
туристов с помощью обратной билинговой системы.
Туристический кластер; смс-анкета; безопасность
туриста; мониторинг безопасности в туристическом
кластере.
В условиях туристического кластера Северного Кавказа
ценным потребительским свойством товара «Туристическая
услуга» будет являться - безопасность туриста при въезде на
территорию курорта и на всем временном промежутке его
пребывания в кластере. У туриста должно возникнуть
«комфортное» ощущение - он под присмотром службы
безопасности курорта по всем направлениям туруслуги.
При этом проектом предусматривается иерархия (уровни)
Присмотра за туристом, приехавшим в кластер:
- легкий уровень – высылается туристу на его сотовый
телефон минимальное количество (1 раз в сутки)
вопросительных смс-анкета, на которые турист в режиме
бинарного ответа нажимает цифру (от 2 до 5) на своем
мобильном телефоне и отвечает на вопрос:
- оцените Ваш уровень безопасности? Все ли у Вас в
порядке? (от 2 до 5);
- средний среднее количество (2 раза в сутки)
вопросительных смс-анкет, на которые турист в режиме
бинарного ответа нажатием цифры (от 2 до 5) на своем
мобильном телефоне отвечает на вопросы:
- оцените уровень отдыха ? (от 2 до 5);
- оцените уровень безопасности? (от 2 до 5);
- высший уровень - высылается туристу на его сотовый
телефон определённое количество (до 5 раз в сутки)
153
вопрросительных смс-анкета, на котторые в режиме бинарного
отвеета турист нажаттием цифры (от 2 до 5) на своем
м мобильном
телеефоне отвечает на вопросы:
- оцените уровен
нь отдыха ? (от 2 до 5);
- оцените уровен
нь питания? (от 2 до 5);
- оцените уровен
нь обслуживанияя? (от 2 до 5);
- оцените уровен
нь экологии (чисстоты)? (от 2 до 55);
- оцените уровен
нь безопасности? (от 2 до 5);
- оцените уровен
нь комфорта? (отт 2 до 5).
В результате об
бработки анкетны
ых смс-вопросовв и сведения
их в единую базу даанных по курорттам главному ин
нспектору по
безоопасности
турристов
курортта
и
заинтеересованным
рукооводителям вывоодится оценка «О
Общая средняя б
безопасность
отды
ыха туристов в ц
целом по курортаам Северного Каавказа» так и
ницам или
отдеельно взятым базам отдых
ха или гостин
панссионатам. Оценкка состояния вар
рьируется от 2 доо 5, качества
безоопасности предосставления туристтической услуги..
Схема туристи
ического кластеера горнолыжноого поселка
Дом
мбай Северного Кавказа и ви
ид монитора б
безопасности
турууслуг показан на рис. 1.
Рис. 1. Туриистический класстер Северного К
Кавказа –
горнолыжный ппоселок Домбай и монитор безопасности
туруслугг
По факту ооценки от 2 до 5 главный
й инспектор
безоопасности класттера принимаетт решение об экстренной
154
4
реакции на полученную оценку 2 в виде выезда на место
бригады специалистов туристической полиции для сглаживания
и восстановления имиджа курорта, воздействия на виновных лиц
в обслуживании туристов.
Просто наличие реакции туристов (на уровне 70% от
общего количества отдыхающих) и такого разно-уровневого
«присмотра» со стороны службы безопасности дает туристу
ощущение «Важного участника» курортной безопасности,
сопричастности к культурной ценности – отдых на Северном
Кавказе, и создаст предпосылки повторного приезда в кластер
Северный Кавказ, что согласуется с миссией и стратегией
любого курорта - повторный отдых.
Библиографический список:
1. http://www.icontext.ru/info/possibilities/geo-targeting/
Селуянов М.Г., Семенова И.И.
Владимирский государственный университет, г. Владимир
m.seluyanov@gmail.com
АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ИНФОРМАЦИОННОТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫХ СИСТЕМ С ЦЕЛЬЮ
ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ И ДОСТОВЕРНОСТИ
ИНФОРМАЦИОННЫХ РЕСУРСОВ
Рассматриваются задачи безопасности информационнотелекоммуникационных систем и формирования экспертной
системы по сценариям атак и противодействия им с целью
сохранения надлежащего уровня достоверности информации в
системе. В работе предложена методика формирования базы
знаний экспертной системы.
Информационно-телекоммуникационная система; атака;
экспертная система; информационные ресурсы; извлечение
знаний; уязвимость; достоверность информации.
Современное развитие информационных технологий с
интеграцией, как в повседневную жизнь, так и в бизнес155
процессы
предприятий
послужило
формированию
информационно-телекоммуникационных систем (ИТКС). ИТКС
–
совокупность
информационных
ресурсов,
средств
вычислительной техники, телекоммуникаций, программного
обеспечения и персонала, предназначенная для того, чтобы
обеспечивать потребителей (пользователей) надлежащим
информационным обслуживанием [1].
В работе любой ИТКС важнейшим показателем работы
системы является достоверность информации. Информация –
один из самых ценных ресурсов, а значит, ее защита должна
быть обеспечена в самой высокой степени, так как существует
множество факторов негативного воздействия, способных
нанести ей вред, в том числе достоверности информации. К
факторам негативного воздействия относятся действия
злоумышленников, направленные на незаконное извлечение
информации, нарушение ее целостности и достоверности, а
также технические сбои и ошибки в работе программных
средств и операторов.
В области обеспечения безопасности ИТКС, оператору
указанной системы необходимо обеспечить своевременное
предупреждение атак различного рода.
Рассматривая функциональные особенности ИТКС можно
выделить следующие направления обеспечения безопасности:
- обеспечение
конфиденциальности
хранимых,
обрабатываемых и передаваемых по каналам связи
информационных ресурсов;
- обеспечение
целостности
и
идентификации
информационных ресурсов;
- предотвращение утечки информационных ресурсов;
- исключение
несанкционированного
доступа
к
информационным ресурсам при их хранении и обработке;
- предотвращение стороннего программного воздействия на
информационные ресурсы используемые ИТКС.
Здесь оператору необходимо произвести детальный аудит
ИТКС с целью определения уязвимостей в имеющихся
программных и аппаратных платформах для ранжирования
возможных рисков и угроз. Наибольшую популярность у
специалистов, занимающихся аудитом информационных систем,
156
имеет общая система учета уязвимостей (ОСУУ). ОСУУ состоит
из трех групп показателей: базовой, временной и
инфраструктурной.
Базовая
группа
показателей
отражает
основные
неотъемлемые свойства уязвимости системы, которые остаются
неизменными с течением времени и не зависят от конкретной
инфраструктуры. В нее входят: вектор доступа, сложность,
необходимость аутентификации, урон конфиденциальности,
урон целостности, урон доступности.
Временная группа показателей отражает характеристики
уязвимости, которые меняются со временем, но не зависят от
конкретной инфраструктуры. В нее входят: возможность
эксплуатации, сложность закрытия, уверенность при докладе.
Группа
инфраструктурных
показателей
отражает
характеристики уязвимости, которые проявляют себя на
конкретной инфраструктуре. В нее входят: сопряженный ущерб,
требования конфиденциальности, требование целостности,
требования доступности, распределение целей.
Целью базовой группы показателей ОСУУ является
определение основных характеристик уязвимости. Объективный
подход к характеристике уязвимостей предоставляет оператору
четкий и интуитивно понятный образ уязвимости. Оператор
может рассчитать временные и инфраструктурные показатели
для более точной оценки риска в каждом конкретном случае.
Это позволяет принимать более взвешенные решения для
снижения риска, создаваемого уязвимостями.
Но использование методик типа ОСУУ не позволяет на сто
процентов исключить возможность реализации атаки на ИТКС.
Оператору/администратору безопасности ИТКС приходится
сталкиваться с необходимостью противодействия атакам, для
чего в арсенале специалиста должны быть инструменты и
знания по возможным сценариям проведения атак, опыт
распознания атак, знания сценариев защиты. Так как развития
технологий не стоит на месте, то существует потребность у
специалиста в поддержке своей базы знаний и ее развитии.
Такой поддержкой может стать экспертная система по
сценариям атак и противодействия им с целью сохранения
надлежащего уровня достоверности информации в системе.
157
Ключом к построению качественной экспертной системы
является проработанная методика извлечения и формирования
базы знаний по сценариям атак и противодействию им из
различных технических, инженерных и научных источников, так
как пока на текущий момент нет формализованной базы знаний
таких сценариев. В качестве источников могут выступать:
российские и международные стандарты, учебная литература по
теме, научные статьи, технические статьи по конкретным
сценариям атак, инструкции и регламентирующие документы по
безопасности
в
ИТКС
конкретного
предприятия,
сопроводительная документация на средства защиты и т.п.
При использовании источников необходимо давать оценку
аутентичности, полноты, достоверности предоставляемой
информации. Эта оценка должна войти как показатель в
итоговую комплексную оценку качества извлеченных из
источника знаний.
Методика формирования базы знаний экспертной системы:
- формирование онтологии по возможным типам атак, в
качестве основы можно использовать классификацию,
предложенную в ОСУУ;
- поиск релевантных источников по ключевым словам и
ранжирование
по
оценкам
аутентичности,
полноты,
достоверности предоставляемой информации;
- извлечение знаний на основе методик извлечения знаний
на естественном языке;
- привлечение эксперта по проверке извлеченных знаний.
- полнение базы знаний с проверкой на противоречивость.
В рамках описанной методики ведется работа по созданию
онтологии и определению критериев для поиска релевантных
источников по описанной тематике. Промежуточные результаты
показывают возможность формирования базы знаний по
описанным выше типам источников информации и
перспективность разработки экспертной системы в целом.
Библиографический список:
1. Модель управления процессом обеспечения достоверности
информационных ресурсов в информационно-телекоммуникационных
системах / Монахов М.Ю., Монахов Ю.М, Семенова И.И. //
158
Проектирование и технология электронных средств. – 2014.–№ 3.– С.
34-40.
2. Концепция управления процессом обеспечения достоверности
информации в ИТКС в условиях информационного противодействия /
Монахов М.Ю., Полянский Д.А., Монахов Ю.М., Семенова И.И. //
Фундаментальные исследования. – 2014. – № 9 (часть 11). – С. 23972402.
Алехин Р.В., Косенко О.В.
ИРТСУ ЮФУ, г. Таганрог
o_kosenko@mail.ru
АНАЛИЗ ВАРИАЦИЙ ТРАНСПОРТНЫХ ЗАДАЧ
Рассматривается постановка классической транспортной
задачи, обобщение трехиндексных задач и возможное решение
четырехиндексных транспортных задач.
Транспортная задача; потребление; производство; метод
потенциалов; оптимальность.
Классическая транспортная задача - это задача о наиболее
экономном плане перевозок однородного продукта из пунктов
отправления (производства) в пункты назначения (потребления),
которая формулируется следующим образом: имеется m пунктов
производства A1,…,Am однородного продукта и n пунктов
потребления B1,…,Bn. Заданы объемы производства ai каждого
пункта производства, размеры спроса bj каждого пункта
потребления, а также издержки (расходы) cij, связанные с
перевозкой единицы продукции из пункта Ai в пункт Bj.
Необходимо составить план перевозок, обеспечивающий
наиболее экономным путем удовлетворения спроса всех пунктов
потребления за счет реализации всей продукции, произведенной
всеми пунктами производства.
Математическая модель классической сбалансированной
транспортной задачи имеет вид:
m n
    с x  min ,
i 1 j 1
ij
ij
159
при ограничениях:
 n x  a (i  1, m ),
ij
i

j 1
m
 xij  b j ( j  1, n ),
 j 1
xij  0 (i  1, m ; j  1, n ) .
В настоящее время известно несколько методов
(алгоритмов) решения транспортной задачи линейного
программирования. Решение транспортных задач часто
усложняется разного рода дополнениями и условиями.
Первые работы об оптимизации перевозок относятся к
середине 30-x годов XX века и связаны с именами советских
математиков А.С. Толстого и Л.В. Канторовича. Задача
нахождения оптимального плана перевозок, позволяющего
минимизировать суммарный километраж, была представлена в
работе А.С. Толстого в 1930 году. В 1949 году Л.В. Канторович
совместно с М.К. Гавуриным разработали метод потенциалов
для решения транспортных задач [1].
В основе метода потенциалов лежит следующая теорема:
для того, чтобы некоторый план X=[xij]mxn транспортной задачи
был оптимальным, необходимо и достаточно, чтобы ему
соответствовала такая система m+n чисел u1, u2, um; v1,v2,…vn,
для которой выполняются условия:
(1)
v j  ui  cij , i  1, m, j  1, n ,
v j  u i  cij , xij  0 ,
(2)
где ui и vj - потенциалы соответствующих пунктов отправления и
пунктов потребления.
Условия (1), (2) называются условиями потенциальности.
План X будет является потенциальным, если для него
существует система ui и vj, удовлетворяющая (1), (2).
Метод потенциалов, состоящий из следующих этапов:
1) проверка сбалансированности запасов и потребностей;
2) разработка исходного опорного плана;
3) проверка вырожденности опорного плана;
4) расчет потенциалов;
5) проверка плана на оптимальность;
160
6) поиск «вершины максимальной неоптимальности»;
7) построение контура перераспределения поставок;
8) определение минимального элемента в контуре
перераспределения и перераспределение поставок по контуру;
9) получение нового опорного плана.
Этапы 3-9 повторяются, пока не будет найдено оптимальное
решение.
Недостатком классической транспортной задачи является
то, что модель перевозок не учитывает неоднородность грузов и
транспортных средств. Неоднородность перевозимых грузов и
типы автотранспортных средств можно учесть путем
рассмотрения многоиндексных транспортных задач. Реализация
данных задач обеспечивается решением трипланарной и
триаксиальной транспортных задач. Их решение позволяет
получить оптимальный план транспортировки разных типов
грузов разными типами автотранспортных средств. [2]. Задача
становится еще более сложной, когда неоднородная продукция
перевозится разнородным транспортом.
Четырехиндексные задачи являются естественным и
необходимым обобщением рассмотренных ранее трехиндексных
транспортных
моделей.
Для
нахождения
решения
четырехиндексных задач необходимо свести структуру условий
четырехиндексной задачи к классической двухиндексной задаче.
Суть преобразования будет состоять в том, что каждый пункт,
потребляющий m различных грузов, рассматривается как группа
из m разных пунктов, а автохозяйство с r типами машин
учитывается как r автохозяйств. Таким образом, определяются
потребности каждого пункта назначения и возможности каждого
транспортного подразделения [3].
Библиографический список:
1. Киселева Э.В. Соловьева С.И. Математическое программирование. –
Новосибирск: НГАСУ, 2002. – 130c.
2. Борисова Е.А., Финаев В.И. Триаксиальная распределительная
задача с нечеткими параметрами//Материалы международной научнотехнической
конференции
«Интеллектуальные
системы,
«Интеллектуальные САПР». – М.: Физматлит, 2006. -С. 219-225.
3. Юдин Д.Б., Гольштейн Е.Г. Задачи линейного программирования
транспортного типа. – М.: Наука, 1969. – 535 с.
161
Антипин С.О., Березкин А.С., Косенко Е.Ю., Косенко О.В.
ИРТСУ ЮФУ, г. Таганрог
kocuoneu@gmail.com
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ УДАЛЕННОГО ETHERNET
УПРАВЛЕНИЯ МИКРОКОНТРОЛЛЕРНЫМИ
СИСТЕМАМИ АВТОМАТИЗАЦИИ
Для реализации эффективного удаленного управления и
мониторинга параметров систем управления на основе
платформы Arduino необходима реализация сетевого
управления по сети Internet. В данной работе рассматриваются
преимущества, недостатки и алгоритм реализации управления
системой с помощью сети Internet.
Ethernet; Internet; Arduino; Raspberry PI; удаленное
управление.
Интернет технологии в наши дни развиваются в темпах
геометрической прогрессии, как интенсивно, так и экстенсивно.
В связи с этим при построении многих систем управления
конструктору необходимо ввести интегрированную подсистему
вывода данных в сеть для удаленного мониторинга и
управления. Такой подход в сравнении с локальными методами
управления (передача данных непосредственно на ЭВМ
оператора) имеет ряд преимуществ:
- неограниченная дальность передачи;
- сокращение затрат на оборудование локального
управления;
- более широкий охват автоматизированной базы;
- возможность оперативного реагирования в случае
неполадок на разных рабочих точках;
- возможность работы оператора на любой ЭВМ
подключенной к интернету.
Но при всех возможных достоинствах имеется и несколько
очевидных изъянов, связанных с использованием данного
подхода: небольшая задержка между отправкой и получением
162
данных (так называемый ping); при неполадках провайдера
и/или сети автоматика остается без контроля.
При выборе качественного провайдера и метода
предоставления услуг доступа в интернет недостатки сводятся к
минимуму. Если первый минус некритичен во многих системах,
то для устранения второго понадобится серьезное программное
или аппаратное решение.
Одним из самых очевидных решений является наличие
резервного канала от другого провайдера. Это наиболее простое
и качественное решение проблем с подключением на данный
момент, которым пользуется подавляющее большинство
организаций, для которых постоянное подключение к сети
критически важно. Другим методом решения может стать
наличие небольшой автономной системы резервного управления
на рабочей точке до момента повторного подключения к сети.
Наиболее целесообразно использовать оба подхода в том или
ином виде с более выявленным акцентом в один из них.
Чтобы подключить управляющую плату к сети интернет,
необходим модуль подключения. Рекомендуется использовать
проводные интерфейсы передачи данных в сеть, таких как
Ethernet. Для реализации подключения на примере платы
автоматизации [1] необходим 1 из имеющихся вариантов:
- установка модуля Ethernet shield/Ethernet shield 2;
- замена управляющей платы на комбинированную
(включающую в себя плату и модуль) плату вроде Arduino
Leonardo ETH или Arduino YUN [2];
- подключение управляющей платы к микрокомпьютеру для
работы с сетью вроде семейства Raspberry Pi [3].
Алгоритм методов работы для всех вариантов в той или
иной мере схож по принципу действия. При выборе
микрокомпьютера измениться лишь формат передачи, т. е.
данные с микроконтроллерной платы переконвертируются в
формат, удобный для передачи по выбранному интерфейсу
связи между платой и компьютером.
Плата/модуль связи/микрокомпьютер регулярно проверяет
выделенный сервер на наличие команд управления, в то время
как управляющая плата постоянно отправляет через него/нее
контролируемые параметры в сеть. При поступлении
163
управляющей команды с сервера она преобразуется в
необходимый вид и отправляется на микроконтроллерную
плату. Для большего удобства при работе с режимами
переключения рекомендуется использовать дополнительные
промежуточные переменные, отражающие текущее положение
субъекта управления.
При основном режиме работы микроконтроллерные платы
на рабочих точках производят съем контролируемых
параметров, отправляют их на сервер мониторинга и производят
автоматическое управление по предписанным инструкциям.
Оператор следит за состоянием управляющего сервера удаленно
и в случае критического изменения параметров или аварийной
ситуации
производит
непосредственную
корректировку
посредством отправки управляющих команд.
Таким образом, имеется разветвленная сеть рабочих
автоматизированных
точек,
удаленно
управляемых
централизованным сервером. При должной организации
топологии сети фактор потери информации снижается до нуля, а
при наличии качественных провайдеров будет обеспечена
бесперебойная система контроля.
Библиографический список:
1. Антипин С.О., Березкин А.С., Косенко Е.Ю. Использование
протокола BLUETOOTH для управления системами домашней
автоматизации // Проблемы автоматизации. Региональное управление.
Связь и автоматика. – ПАРУСА-2014/ Сборник трудов III
Всероссийской научной конференции молодых ученых, аспирантов и
студентов. – Таганрог: Изд-во ЮФУ, 2014. – Т.1. - 420 с.
2. Березкин А.С., Косенко Е.Ю. Обзор функциональных возможностей
модуля Arduino YUN для задач автоматизации // Проблемы
автоматизации. Региональное управление. Связь и автоматика. –
ПАРУСА-2014/ Сборник трудов III Всероссийской научной
конференции молодых ученых, аспирантов и студентов. –Таганрог:
Изд-во ЮФУ, 2014. – Т.1. - 420 с.
3. Антипин С.О., Косенко Е.Ю. Выбор аппаратной платформы для
создания автоматизированной системы управления «Умный дом» //
Информационные технологии, системный анализ и управление –
ИТСАиУ-2013/ Сборник трудов XI Всероссийской научной
конференции молодых ученых, аспирантов и студентов. – Таганрог:
Изд-во ЮФУ, 2013. - 317 с.
164
Перцовский Т.А., Кирильчик С.В.
Филиал ЮФУ в г. Геленджике, г. Геленджик
tpertsovskiy@gmail.com
К ВОПРОСУ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПЛАТНОГО
ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ НА ПРЕДПРИЯТИИ
Рассмотрена проблема, возникающая при
установке
платного программного обеспечения (далее – по), остро
стоящая в наше время для государственных предприятий и для
частного бизнеса. Предложено альтернативное решение –
использование ОС Linux, описан опыт практической реализации.
Программное обеспечение; государственные предприятия;
операционная система; Linux.
Многие пользователи не осознают факт преступления и не
понимают меру ответственности за использование пиратского
софта. По сути использование пиратcкого софта приравнивается
к воровству. Сегодня законодательство РФ предусматривает ряд
карательных мер по предотвращению развития пиратства на
территории нашей страны. В первую очередь ответственность
несет исполнитель, выполнивший установку и настройку
пиратского ПО.
Существует 3 вида ответственности за нарушение авторских
прав: административная (ст.7.12, 14.33 КоАП РФ), уголовная
(ст.146 УК РФ) и гражданско-правовая (ст. 12, 1252, 1301 ГК
РФ). Наказание за нарушение данных статей предусмотрено в
виде штрафа от 1500 руб. до 500000 руб. Также возможно
лишение свободы на срок до шести лет.
Альтернативой
установки
платного
ПО
является
использование ОС Linux.
Linux - это операционная система, являющаяся одним из
вариантов (клонов) операционной системы типа Unix. В своем
первоначальном виде она была создана Линусом Торвальдсом
(Linus Torvalds) как версия ОС UNIX для IBM-совместимых
персональных ЭВМ. При этом Торвальдс опубликовал исходные
коды своей системы в Интернет (файлы первого варианта ОС
165
Linux, опубликованные Торвальдсом в Интернет, датированы 17
сентября 1991 года), и к развитию системы подключилось
большое число независимых разработчиков. Благодаря этому на
сегодняшний момент Linux — самая современная, устойчивая и
быстро развивающаяся система, почти мгновенно вбирающая в
себя самые последние технологические новшества. Данная ОС
может использоваться как в качестве серверной ОС, так и на
сетевых рабочих станциях или персональных компьютерах.
Сегодня пользователей Linux насчитывается более 20,000,000.
Под
Linux
существует
множество
приложений,
предназначенных как для домашнего использования, так и для
полностью функциональных рабочих станций UNIX и серверов
Internet.
С самого начала ОС Linux распространяется на условиях
свободно распространяемого программного обеспечения (проект
GNU), то есть является практически бесплатной для
пользователей (в большинстве случаев для того, чтобы получить
ее, Вы должны заплатить только за диск CDROM с ПО или за
трафик выхода в Интернет). ОС Linux может работать на всех
версиях Intel-овских микропроцессорах, начиная с 386 и
заканчивая многопроцессорными системами на самых
последних разработках AMD и Intel.
Практический опыт использования альтернативной ОС на
предприятии.
На большинстве рабочих станций предприятия «Стройторг»
стояла ОС Windows ХР, поддержка которой закончилась еще 8
апреля 2014года. Понимая, что закупка новой ОС обойдется в
кругленькую сумму, было предложено перейти на свободное
программное обеспечение. В качестве основного дистрибутива
на рабочие места был выбран Ubuntu 14.04 LTS, т‚ к. данный
дистрибутив имеет хорошую базу технической поддержки и
прост в настройке и использовании.
Сразу встал вопрос согласования Ubuntu с основной
программой организации — «1С Предприятие». Оказалось, что с
версии 8.3 в «1С» включили полноценную поддержку ОС Linux.
Установка и настройка занимает не больше времени, чем в
Windows. Процесс установки и настройки довольно прост и
166
занимает порядка 20 минут с условием наличия хорошего
интернета.
Скачав нужный дистрибутив с официального сайта
Ubuntu.ru и записав его на флешку утилитой unetbootin, можно
загрузить с неё полноценную систему с предложением
установить Ubuntu. После заполнения основных данных (логин,
пароль, раздел, куда нужно установить ОС, часовой пояс и пр.),
в течение 5 — 10 минут установка будет завершена, в процессе
установки можно зайти в интернет, поиграть в стандартные
игрушки, в принципе, можно делать всё, т. к. перед вами
полноценная ОС.
После установки и загрузки новой системы нужно выбрать
среду окружения, которых в Linux большое количество в
отличии от Window. В стандартной установке (или как говорят
линуксоиды «Из коробки») стоит среда Unity, которая
разработана для удобной работы на сенсорных устройствах,
поэтому был выбран XFCE — довольно нетребовательная среда
окружения с большим количеством настроек и возможностью
максимально приблизить к среде Windows.
Установка 1С Предприятия заключается в следующем:
скачиваются установочные файлы с официального сайта «1С» с
последующей установкой их в командной строке или в GUIприложении. Далее, необходимо добавить базы данных,
необходимые для работы, и «1С» запускается, при этом
работает на порядок быстрее и стабильнее, чем в Windows.
Чтобы не проводить все эти действия вручную на каждом
компьютере есть специальная утилита, называется remastersys,
которая создаёт установочный образ в формате ISO со всеми
установленными на данный момент пакетами и обновлениями.
Записав этот образ на флешку всё той же утилитой unetbootin,
производим установку и получаем систему с рабочим столом
ХFСЕ и установленным «1С предприятие».
Для
проверки
корректности
работы
необходимо
протестировать систему и ПО.
ОС Linux была установлена на 5 компьютеров в торговый
зал. Наблюдая за их работой в течение нескольких дней, особых
проблем не обнаружилось, заисключением небольших сбоев в
настройках периферийного оборудования.
167
Убедившись, что проблем нет, Linux был установлен в
бухгалтерии и менеджерам. Установка была произведена с того
же образа, который был сделан утилитой remastersys. На
OpenOffice предприятие работает уже давно и довольно
успешно. Поэтому переход на другое ПО многие пережили
спокойно, т.к. чаще всего в работе используют только «офис»,
1С и почту.
Конечно, полностью от ОС Windows не избавиться, т.к. есть
государственные программы отчётности, которые не работают
на ОС Linux. В виду этого пришлось оставлять некоторые
рабочие станции на ОС Windows.
В ближайшем будущем предприятие планирует перевести
сервер с базой данных на Linux и оставить один сервер с
Windows для запуска нужных приложений, не работающих в
ОС Linux. Также планируется написать интерфейс мониторинга
и администрирования сети предприятия. Перевод предприятия
на Linux очень упростит эту задачу. Система мониторинга будет
представлять собой веб страницу с визуализированным планом
сети и расстановки компьютеров, которые могут быть в режиме
онлайн (когда он включен) и оффлайн (выключен). У онлайн
компьютера есть дополнительные функции, такие как
перезагрузить компьютер, перезапустить службу печати,
подключиться по RDP / VNC, и прочая информация о
компьютере (установленная ОС, процессор, память, дата
последнего обновления, и другие данные).
Таким образом, переход на ОС Linux позволит значительно
снизить расходы на ПО и операционную систему, в частности,
приблизив их фактически к нулю.
ОС Linux незаменимый инструмент любого современного
системного администратора. Для любителей игр он, конечно, не
подходит, но для обычного домашнего или рабочего
пользования - вполне выгодное решение.
168
Кошкальда Я.Ю., Косенко О.В.
ИТА ЮФУ, г. Таганрог
o_kosenko@mail.ru
МЕТОДЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ РАЗМЕЩЕНИЯ
ПРОМЕЖУТОЧНЫХ ЦЕНТРОВ
Описаны основные методы, применяемые для решения
задачи наилучшего размещения промежуточных центров.
Проанализированы ключевые моменты, а также определены
недостатки при их реализации на практике.
Промежуточный центр; ресурсы; метод.
Промежуточные центры, через которые осуществляется
распределение
товаропотока,
являются
одним
из
основополагающих элементов логистической структуры.
Анализ показывает, что промежуточные центры обычно
создаются по следующим причинам: большие потери
материальных и трудовых ресурсов; слабая информационная
поддержка сбытовой деятельности; отсутствие опыта в
управлении материальными потоками; потери, связанные с
рассредоточением товаров.
При изменении количества и месторасположения
промежуточных центров издержки на доставку товаров к
потребителям значительно снижается, следовательно, вопрос о
рациональном расположении и количестве промежуточных
центров является принципиальным. Для решения вопроса о
размещение промежуточных центров применимы методы.
Метод пробной точки. Предлагаемый метод позволяет
определить оптимальное место размещения промежуточного
центра в случае прямоугольной конфигурации сети
автомобильных дорог на обслуживаемом участке.
На примере линейного участка транспортной сети разберем
суть метода. Пусть на участке дороги произвольной длины
(участок АH, рис. 1) имеется 8 потребителей материального
потока: А, В, С, D, E, F, G и H. Месячный объем завоза товаров к
каждому из них указан в скобках. Оптимальное место
расположения промежуточного центра легко определить по
методу, который можно назвать методом пробной точки.
169
Р
Рис. 1. Разбиениее линейного учасстка транспортной сети
Суть метода сосстоит в последоввательной провеерке каждого
отреезка обслуживаеемого участка. Введем поняттие пробной
точкки отрезка, а таккже понятия лево
ого и правого поо отношению
к этоой точке объема завоза товаров.
Левый по отн
ношению к про
обной точке об
бъем завоза
товааров - товаропоток к потребителлям, расположенн
ным на всем
учасстке обслуживан
ния слева от этой
й точки. Правый
й от пробной
точкки объем завозаа товаров - товаропоток к поотребителям,
расп
положенным справа от нее.
живания провер
Участок обслуж
ряют, начиная с крайнего
левоого конца. Вначчале анализирую
ют первый отреезок участка
(отрезок АВ). На д
данном отрезке ставится пробн
ная точка и
подссчитывается сум
мма объемов заво
оза товаров к поотребителям,
нахоодящимся слева и справа от посттавленной точки. Если объем
завооза к потребиттелям, находящ
щимся справа, больше, то
провверяется следующий отрезок. Ессли меньше, то п
принимается
решеение о размещ
щении промежу
уточного центраа в начале
аналлизируемого отреезка.
Перенос пробны
ых точек продоллжается до тех п
пор, пока не
появвится точка, д
для которой сумма
с
объемовв завоза к
потрребителям с леввой стороны нее превысит сум
мму объемов
завооза к потребителяям с правой стор
роны. Промежуточный центр
мож
жет размещаться в начале этого
о отрезка, то ессть слева от
проб
бной точки. В п
примере это точ
чка F [1]. Для определения
метоодом пробной тоочки оптимальн
ного узла трансп
портной сети
прям
моугольной коонфигурации и размещенияя в нем
пром
межуточного цен
нтра следует нан
нести на карту кооординатные
оси, ориентирован
нные параллелльно дорогам. Определив
ителей, необходи
имо на каждой кооординатной
кооррдинаты потреби
170
0
оси найти методом пробной точки оптимальное место
расположения координаты Х и координаты Y искомого узла.
Метод
“центра
тяжести.
При
нахождении
промежуточного центра по методу "центра тяжести" на
координатную сетку наносят места расположения объектов.
Выбор системы координат совершенно произвольный. Целью
является установление относительных расстояний между
местами расположения объектов.
Центр тяжести находят с помощью вычисления координат X
и Y, что приводит к минимизации транспортных затрат. При
этом используют такие формулы [2]:
Cx 
 d xV ;
V
i
i
Cy 
i
 d yV ;
V
i
Кузнецов М.В., Косенко О.В.
ИТА ЮФУ, г. Таганрог
o_kosenko@mail.ru
i
i
где Cx - координата Х центра тяжести; yx - координата Y центра
тяжести; dix - координата X i-гo места расположения;
diy - координата Y i-гo места расположения; Vi - объем товаров,
ввозимых или вывозимых из i-гo места расположения.
Метод "центра тяжести" используется для размещения
отдельных новых объектов. Он учитывает расположение уже
существующих объектов, расстояние между ними и объемы
транспортируемых товаров.
Каждый из рассмотренных методов предполагает наличие
достоинств и недостатков при решении определенных задач [3].
Недостатком метода пробной точки на практике считается
время обработки данных при наличии множества вариантов
решения задачи и необходимость наличия надежной и
вариативной транспортной системы для нахождения более
точного решения. Но при малых вариантах расположения
промежуточного центра и наличии развитой транспортной
системы данный метод будет наиболее эффективен.
Метод определения центра тяжести имеет два ограничения.
Во-первых, расстояние от пункта потребления грузового потока
до места размещения распределительного центра или склада
учитывается по прямой. А во-вторых, рассчитанное
местоположение склада на деле может оказаться совершенно не
пригодным для его строительства [4].
171
Библиографический список:
1. Гаджинский А.М. Логистика: Учебник. – М.: Дашков и Ко, 2008. –
484с.
2. Научная библиотека, web: http:// www.sernam.ru/
3. Научная электронная библиотека «КиберЛенинка», web http://
www.cyberleninka.ru
4. Профессиональное издательство, web http://www.profiz.ru/
АНАЛИЗ АКТУАЛЬНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ
НЕЧЕТКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ В ОБЛАСТИ
ПРИКЛАДНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
Приведено
обоснование необходимости применения
методов теории нечетких множеств при формализации
переменных моделей в условиях неопределённости.
Нечёткость; формалихация; нечёткое множество;
нечёткий интервал; функция принадлежности.
В последнее время нечеткое моделирование является одной
из наиболее активных и перспективных направлений
прикладных исследований в области управления и принятия
решений. Нечеткое моделирование оказывается особенно
полезным, когда в описании технических систем и бизнеспроцессов присутствует неопределенность, которая затрудняет
или даже исключает применение точных количественных
методов и подходов [1].
При управления техническими системами нечеткое
моделирование позволяет получать более
адекватные
результаты по сравнению с результатами при использовании
традиционных аналитических моделей. Диапазон применения
нечетких методов с каждым годом расширяется, охватывая
такие области, как проектирование промышленных роботов и
бытовых электроприборов, управление доменными печами и
172
движением поездов метро, автоматическое распознавание речи и
изображений.
Нечеткая логика, которая служит основой для реализации
методов
нечеткого
управления,
описывает
характер
человеческого мышления и его рассуждения, чем традиционные
формально-логические системы. Поэтому использование
математических средств представления нечеткой исходной
информации позволяет строить модели, которые наиболее
адекватно отражают различные аспекты неопределенности [2].
Достоинство теории нечетких множеств, определяющее
целесообразность ее практическое применение для исследования
систем, функционирующих в условиях неопределенности,
основывается на возможности адекватного представления
переменных с использованием этих множеств. Нечеткое
моделирование основывается на количественном представлении
входных и выходных параметров задачи в виде нечетких
множеств. Для описания переменных системы используют
различные специальные нечеткие множества (рис. 1).
НЕЧЕТКОЕ МНОЖЕСТВО
НЕЧЕТКАЯ ВЕЛИЧИНА
НЕЧЕТКИЙ ИНТЕРВАЛ
НЕЧЕТКОЕ ЧИСЛО
Рис. 1. Классификация нечетких множеств
Нечеткой величиной называется произвольное нечеткое
множество
заданное
на
множестве
Q  {x, Q ( x)} ,
действительных чисел R. Функция принадлежности нечеткой
величины является отображение Q(x):R[0,1].
Конкретизацией общего понятия нечеткая величина
являются понятия нечеткий интервал и нечеткое число.
Нечетким интервалом называется нечеткая величина с выпуклой
функцией принадлежности. Нечетким числом называется
нечеткая величина, имеющая нормальную и выпуклую функцию
принадлежности, является частным случаем нечеткого
173
интервала. Если справедливо supQ(x)=1, то нечеткое множество
называется нормальным.
Использование методов нечеткой логики позволяет
облегчить разработку управляющей системы, осуществлять
управление системой в особых точках, там, где управление с
использованием обычных алгоритмов невозможно или
управление не удовлетворяет требуемым параметрам качества.
Библиографический список:
1. http://www.studmed.ru/docs/document1792?view=2
2. http://www.neuch.ru/referat/106050.html
Фомин А.А., Косенко Е.Ю.
ИРТСУ ЮФУ, г. Таганрог
aafomin@gmail.com
МНОГОУРОВНЕВАЯ СИСТЕМА КОНТРОЛЯ И УЧЕТА
ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
Представлено одно из возможных решений реализации
многоуровневой системы автоматизации контроля и учета
энергосбережения промышленных предприятий. Определены
принципы интеграции и взаимодействия элементов для каждого
уровня
Учет и контроль; электропотребление; многоуровневая
структура; автоматизированная система
Постоянное удорожание энергоресурсов требует от
промышленных предприятий разработки и внедрения комплекса
мероприятий по энергосбережению, включающих жесткий
контроль поставки/потребления всех видов энергоресурсов,
ограничение и снижение их доли в себестоимости продукции.
Современная автоматизированная система контроля и учета
электроэнергии
(АСКУЭ)
является
измерительным
инструментом, позволяющим экономически обоснованно
разрабатывать, осуществлять комплекс мероприятий по
энергосбережению,
своевременно
его
корректировать,
174
обеспечивая
динамическую
оптимизацию
затрат
на
энергоресурсы в условиях изменяющейся экономической среды,
т.о. АСКУЭ является основой системы энергосбережения
промышленных предприятий.
Первый и самый необходимый шаг в этом направлении - это
внедрить
автоматизированный
учет
энергоресурсов,
позволяющий учитывать и контролировать параметры всех
энергоносителей по всей структурной иерархии предприятия с
доведением этого контроля до каждого рабочего места. Будут
сведены к минимуму производственные и непроизводственные
затраты на энергоресурсы, это позволит решать спорные
вопросы между поставщиком и потребителем энергоресурсов не
волевыми, директивными мерами, а объективно на основании
объективного автоматизированного учета [1].
Решение проблем энергоучета на предприятии требует
создания многоуровневых АСКУЭ (см. рис. 1), в структуре
которых в общем случае можно выделить четыре уровня:
первый уровень - первичные измерительные приборы
(ПИП), осуществляющие непрерывно или с минимальным
интервалом усреднения измерение параметров энергоучета
потребителейпо точкам учета;
второй уровень - устройства сбора и подготовки данных
(УСПД), специализированные измерительные системы или
многофункциональные программируемые преобразователи со
встроенным
программным
обеспечением
энергоучета,
осуществляющие в заданном цикле интервала усреднения
круглосуточный сбор измерительных данных с территориально
распределенных ПИП, накопление, обработку и передачу этих
данных на верхние уровни;
третий уровень - персональный компьютер (ПК) или сервер
центра сбора и обработки данных со специализированным
программным обеспечением АСКУЭ, осуществляющий сбор
информации с УСПД (или группы УСПД), итоговую обработку
этой информации как по точкам учета, так и по их группам - по
подразделениям и объектам предприятия, документирование и
отображение данных учета в виде, удобном для анализа и
принятия решений оперативным персоналом службы главного
энергетика и руководством предприятия;
175
четвертый уровень - сервер центра сбора и обработки
данных со специализированным программным обеспечением
АСКУЭ, осуществляющий сбор информации с ПК и/или группы
серверов центров сбора и обработки данных третьего уровня,
дополнительное агрегирование и структурирование информации
по группам объектов учета, документирование и отображение
данных учета в виде, удобном для анализа и принятия решений
персоналом службы главного энергетика и руководством
территориально
распределенных
средних
и
крупных
предприятий или энергосистем, ведение договоров на поставку
энергоресурсов и формирование платежных документов для
расчетов за энергоресурсы.
Рис. 1. Общий вид системы контроля и учета электроэнергии
Все уровни АСКУЭ связаны между собой каналами связи.
Для связи уровней ПИП и УСПД или центров сбора данных, как
правило, используется прямое соединение по стандартным
интерфейсам (типа RS-485, ИРПС и т.п.). УСПД с центрами
сбора данных 3-го уровня, центры сбора данных 3-го и 4-го
уровней
могут
быть
соединены
по
выделенными,
коммутируемыми каналам связи или по локальной сети.
176
Библиографический список:
1. А.Гуртовцев "Комплексная автоматизация энергоучета на
промышленных предприятиях и хозяйственных объектах" журнал
"СТА", №3, 1999. - с.44-45
Харченко С.Н., Косенко Е.Ю.
ИРТСУ ЮФУ, г. Таганрог
harchenko_s_n@mail.ru
ФОРМАЛИЗАЦИЯ ЗАДАЧИ КЛАССИФИКАЦИИ
СЕТЕВОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ СТРУКТУРЫ
ПРЕДПРИЯТИЯ
Описана формализованная процедура классификации
сетевой информационной структуры предприятия с учетом
результатов экспертного опроса заказчиков и будущих
пользователей системы автоматизации предприятия
Автоматизация производства; сетевая информационная
структура; формализация; повышение производительности.
Состояние вычислительных сетей можно определить
термином «движение к совершенству». Нельзя предугадать, как
они будут выглядеть в будущем, сколько поколений сетей и
технологий предстоит еще пройти. Но уже сегодня видны
первые наработки: мощные сети передач и коммутации пакетов,
высокоскоростные
линии
доступа,
оптические
телекоммуникационные технологии и т.д. В этой связи задача
классификации
сетевой
информационной
структуры
предприятия (СИСП) является наиболее важной, так как
позволит
сформулировать
общесистемные
направления
совершенствования информационного обмена на основе
комбинаций отдельных функций (функционала).
Поскольку
информационный
обмен
процесс
многофункциональный, то классификацию целесообразно
разделить на уровни. К каждому уровню относится группа
родственных функций. Для правильного взаимодействия узлов
различных вычислительных сетей их архитектура должна быть
177
открытой. Этим целям служат унификация и стандартизация в
области телекоммуникаций и вычислительных сетей.
При определении положения СИСП в отдельной
классификации
следует
находить
компромисс
между
потребностями предприятия в автоматизированной обработки
информации,
его
финансовыми
возможностями
и
возможностями сетевых и информационных технологий.
Оценить СИСП по данным показателям в строго
формализованном виде невозможно. Данные показатели будут
оцениваться каждым разработчиком по-разному. При разработке
методов и моделей для проектирования сети нельзя
использовать только формальные методы, следует уделять
внимание
человеческим
измерениям
эвристическим
соображениям, интуиции, широкому применению экспертных
знаний.
Методология классификации сетевых информационных
структур предприятия представлена на рис.1 и формально
определена следующим образом.
Множество классов СИСП S={s1, s2, …,sm}
Множество признаков классификации P={P1, P2, …,Pk}
Множество требований от заказчика T={t1, t2, …,tn}
Метод опроса
Пользователи СИСП
Рис. 1 Классификации сетевых информационных структур
Путем экспертного опроса заказчиков и будущих
пользователей сети предприятия формируется некоторое
множество требований к проектируемой системе T={t1,t2,…,tn}.
Это могут быть и стратегии, т.к. применительно к стратегиям
должен осуществляться выбор класса (типа) сетевой структуры.
178
Каждому элементу ti из множества T сопоставим множество
Pi={p1i,p2i,…,pki},
принадлежащее
множеству
признаков
классификации P={P1P2…Pk}. Каждое множество Pi может
рассматриваться как множество некоторого критерия ki, на
достижение которого направлено требование ti. Тогда между
множеством признаков классификации P и множеством классов
(типов) сетевых структур S построим взаимнооднозначное
соответствие (отображение) задаваемое двойкой Si=(Pi,ti) и
классифицируем
систему
из
множества
классов
S={S1S2…Sm}.
Таким образом, можно реализовать механизм эффективной
классификации СИСП в соответствии всех требований
заказчика.
Чемес О.М., Хасан Абдулла М. Ф., КосенкоО.В., Косенко Е.Ю.
ИРТСУ ЮФУ, г. Таганрог
o_kosenko@mail.ru
АНАЛИЗ СПОСОБОВ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ
НЕДЕТЕРМИНИРОВАННЫХ ВЕЛИЧИН
Проводится анализ существующих неопределенностей,
определяется форма описания недетерминированных величин с
соответствующим заданием параметров и факторов области
исследования.
Неопределенность; стохастический; фактор; модель;
объект; информация.
В отличие от детерминированных закономерностей, когда
при осуществлении некоторых условий обязательно наступит
определенное событие, то есть величины связаны между собой
так, что значения одних величин определяют значения других,
недетерминированность характеризуется неопределенностью.
Неопределенность возникает из-за недостатка знаний,
относящихся к появлению некоторого события. Важно отметить,
что во многих научных теориях термин «неопределенность»
является эквивалентным «недетерминированности» [1].
179
НЕОПРЕДЕЛЕННОСТЬ
СТОХАСТИЧЕСКАЯ
СТАТИСТИЧЕСКАЯ
ИНТЕРВАЛЬНАЯ
НЕЧЕТКАЯ
Рис 1. Классификация неопределенности
На рис. 1 представлена классификация неопределенностей,
в соответствии с которой можно определить следующие формы
описания недетерминированных задач:
1. Стохастическая.
Применяется,
когда
факторам
неопределенности можно приписать вероятностный, случайный
характер. Случайные факторы полностью стохастически
описаны, если задана их плотность вероятности, которая
является исчерпывающей характеристикой случайных величин и
объективная оценкой доли случаев их появления. Случайность
представляет собой один из видов неопределенности, которая
применима лишь к массовым событиям, или к событиям,
которые могут быть осуществлены неограниченное количество
раз, да еще и в неизменных условиях.
2. Статистическая. Применяется, когда модель объекта
определяется по результатам выборочных экспериментов в
условиях действия случайных помех и ошибок. Принципиально
отличается от стохастической формы тем, что в условиях
ограниченного
эксперимента
удается
получить
лишь
выборочные оценки параметров плотности распределения.
3. Интервальная. Применяется, когда нет оснований или
недостаточно информации для того, чтобы рассматривать
факторы неопределенности как случайные, когда отсутствует
возможность многократного проведения эксперимента. Это
приводит к необходимости учета неопределенности, когда
известно лишь их свойство быть ограниченными, путем задания
диапазонов возможных значений переменных или зависимостей.
4. Нечеткая. Применяется, когда информация о параметрах
задачи задается экспертом вербальным языком, то есть задается
не точное значение параметра, а некоторое множество
возможных его значений. Для описания параметров используют
180
методы нечетких множеств, основной характеристикой которых
является функция принадлежности [2].
В
работе
[3]
определены
значимые
моменты
неопределённости:
- неопределённость рассматривается как мера информации.
В [4] неопределенность внешней среды является функцией
количества информации, которой располагает лицо по поводу
конкретного фактора, а также функцией уверенности в этой
информации. Неопределенность неотделима от системы и
является ее неотъемлемой составляющей;
- неопределённость воспринимается как возможность
выбора альтернатив и множественность данного выбора
(вариативность выбора). С одной стороны, множественность
вызвана разнообразием вариантов; с другой стороны, в условиях
неопределённости установить чёткие критерии оптимальности и
эффективности достаточно сложно;
- неопределённость определяет качество информации
(достоверность, полнота, ценность, актуальность, ясность).
Анализ понятий неопределённости показал, что содержательно
группа понятий включает большее количество определений,
которые тем или иным способом дают оценку информации.
Чаще всего оценка информации в контексте неопределённости
связана с достоверностью сведений и данных, их полнотой и
объективностью;
- неопределённость
предполагает
неоднозначность
реализации событий, порождаемая факторами неизвестной
природы.
В работе Мескона М., Альберта М. и Хедоури Ф. [4] даётся
чёткое определение того, что «решение принимается в условиях
неопределённости, когда невозможно оценить вероятность
потенциальных результатов. Это должно иметь место, когда
требующие учёта факторы настолько новы и сложны, что насчёт
них
невозможно
получить
достаточно
релевантной
информации». Таким образом, неопределённость и создаёт
множественность результатов, которые в дальнейшем
подвергаются взвешенной оценке при анализе рисков.
Согласно [3], неопределенность системы – это ситуация
возникновения неоднозначных
событий или явлений,
181
предполагающая возникновения множества альтернатив их
реализации, сопровождающихся низким качеством информации
и противопоставлением детерминированности развития.
Библиографический список:
1. Недугов Г.В., Недугова В.В Вероятностные аналитические
технологии в судебной медицине: базовые математические модели и
практические приложения Publication in electronic media: 24.06.2010
under
http://journal.forens-lit.ru/node/176
Publication
in
print
media: - Самара: Офорт, 2009. – 241 с.
2. Вощинин А.П., Сотиров Г.Р. Оптимизация в условиях
неопределенности. - М.: МЭИ - София: Техника, 1989 — 224 с.
3. Кузьмин Е.А. Организационно-экономические системы в условиях
неопределённости и определённости: оценка значений энтропии и
негэнтропии // Управленец. 2012. №11-12. - С. 44-54.
4. Мескон М., Альберт М., Хедоури Ф.М. Основы менеджмента. - М.:
Дело, 1997. - 704 с.
Хасан Абдулла М.Ф., Косенко Е.Ю.
ИРТСУ ЮФУ, г. Таганрог
ekosenko@sfedu.ru
РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ РАСЧЕТА ТРЕБУЕМОГО
ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ЗАДАЧ
АВТОМАТИЗАЦИИ
Рассмотрен один из возможных подходов к построению
методики предварительного расчета параметров ЭВМ на
начальных этапах автоматизации технологических процессов и
производств.
Автоматизация производства; расчет параметров ЭВМ;
повышение производительности.
В последние несколько лет задачи промышленной
автоматизации значительно усложнились. Раньше было
достаточно собрать с какого-то объекта информацию и просто
вывести на пульт или монитор оператора. Современные же
системы автоматизации должны иметь многоуровневую,
182
иерархическую структуру с применением распределенных
принципов построения.
Появление распределенных систем приема и передачи
информации породило необходимость разработки специальных
аппаратных решений, ориентированных на эксплуатацию в
промышленных условиях.
При
расчете
необходимого
количества.
ЭВМ,
обеспечивающих переработку информации в заданном
интервале времени Тдоп, используем метод, основанный на
определении необходимого машинного времени для решения
задач. По этому методу тип ЭВМ и их количество определяют
исходя из справедливости неравенства [1]: Т общ  1  1 .
Т доп
При наличии в системе задач всех трех классов средние
значения величин Т 'j , определяются следующим образом. Время
обслуживания задач 1-го класса в интервале времени ТДОП
определяете из соотношения:
(1)
Т1'  1Т доп ,
где 1  1 характеризует загрузку ЭВМ задачами данного
1
класса. Среднее время обслуживания задач 2-го класса
определяется формуле:
Т k
(2)
Т 2'  i max в ,
k ГП k МП
где Timax - максимальное время, необходимое для решения задач
данного класса в наиболее загруженный период цикла; kГП –
коэффициент
готовности
программ,
поступающих
на
обслуживание; kМП – коэффициент мультипрограммности
обработки задач; kв - коэффициент, характеризующий
возможные повторения расчетов. Затраты машинного времени
на решение задач 3-го класса определятся формулой:
(3)
Т3'  3Т доп ,
Формулы (1) - (3) применяют в том случае, когда
информация о задачах неполная, взятая из опыта решения
подобных задач другими системами. Если информация о задачах
183
достаточная,
то
для
определения
Т 'j
лучше
применить
выражение:
R



2(1
rr )(1   ) 

М

r 1
(4)
Т13    в 
,
R
M 1
 1  2 (1    ) 

m
r r


r 1
где m – время работы процессора при обслуживании m-й задачи
i-го класса без учета времени обслуживания прерываний; r –
интенсивность возникновения прерываний r-го типа в процессе
решения m-й задачи i-ro класса, после обслуживания которой
решение прерванной задачи продолжается с прерванного места;
r - интенсивность их обслуживания;  - интенсивность
поступления прерываний, требующих начать обслуживание m-й
задачи;  - интенсивность обслуживания прерываний;
R - количество типов прерываний, поступивших при решении mй задачи; М - число задач, решаемых в рассматриваемый период
цикла.
Задавшись значениями С, 1, 3 и Тдоп, при известных Timax,
kГП, krc и kС находим значения Tj и Тобщ. Взяв отношение Т общ
Т доп
определим число ЭВМ, обеспечивающее решение всех задач в
пределах Тдоп [2]:
Т общ Т1'  Т 2'  Т 3'
.

Т доп
СkrcТ доп
При I1 все задачи системы будут обслужены ЭВМ в
заданный период времени Тдоп. При I>1 необходимо увеличивать
С до тех пор, пока не будет выполнено условие I1. Если
окажется, что для обеспечения условия I1 требуется большое
число ЭВМ определенного типа, то для повышения
эффективности решения задач и упрощения комплексирования
ЭВМ
целесообразно
использовать
более
высокопроизводительные ЭВМ, что позволит уменьшить их
общее количество. Потребуется снова определить значения
c
учетом быстродействия устройств новой ЭВМ.
184
Объем оперативной памяти (ОП) вычислительной системы
определим из следующих соображений. При работе ЭВМ в
мультипрограммном режиме для эффективного использования
мощности размещается N программ, готовых к обслуживанию
их процессором. При наличии в системе п пользователей,
работающих в режиме диалога, в ОП следует размещать
соответствующее количество программ. Также в ОП
необходимо разместить определенный объем данных и
программы ОС ЭВМ. Тогда общий объем ОП определится
формулой:
QОП(QПОС+QП+QN+MМД+QРП),
(5)
где QПОС - общий объем ОП, выделенный для размещения
программ ОС; QП - объем ОП для хранения запросов
пользователей и программ, обслуживающих эти запросы;
QN - объем ОП для хранения N системных программ, MМД –
объем массива данных, обеспечивающего функционирование
n+N программ; QРП - объем рабочего поля ОП.
Объем внешней памяти на магнитных носителях зависит от
объема массивов данных программ соответствующих классов и
определяется как сумма объемов памяти, необходимой для
хранения всех программ ОС (QПОС), программ обслуживания
пользователей в режиме оперативного взаимодействия (QОВ),
программ системных задач (QПСА), a также как объем рабочего
поля (QРП) для временного хранения текущей информации:
QВНП(QПОС+QОВ+QПСА+ QРП),
(5)
Все эти данные подсчитываются на основе реальных
объектов задач и характеристик математического обеспечения
ЭВМ.
Библиографический список:
1. Макаров С.С., Финаев В.И., Косенко Е.Ю. Разработка и
исследование
методов
проектирования
распределенных
информационно-управляющих систем. - Ростов-на-Дону. Изд-во РГУ.
2004. - 198 с.
2. Костюк В.И. Основы построения АСУ. Учебное пособие для
вузов. - М.: Сов. радио, 1977.
185
Заргарян Е.В., Заргарян Ю.А., Коринец А.Д., Зеленков М.А.
ИТРСУ ЮФУ, г. Таганрог
e.zargaryan@gmail.com
ПРИНЦИП ФОРМИРОВАНИЯ ЭКСПЕРТНОЙ ГРУППЫ
ДЛЯ ПРИНЯТИЯ МНОГОКРИТЕРИАЛЬНЫХ РЕШЕНИЙ
Рассматривается принцип формирования экспертной
группы для принятия решений при представлении параметров
задачи в виде нечетких оценок.
Экспертная группа, принятие решений, самооценка
При формировании экспертной группы целесообразно
провести тестирование, взаимооценку экспертов и проверку
согласованности мнений. Тестирование состоит в решении
экспертами задач, с известными организаторам тестирования, но
неизвестными экспертам результатами, и проверке по критерию
Фишера гипотезы о принадлежности оценок разных экспертов к
одной и той же генеральной совокупности оценок [1].
Самооценка состоит в том, что каждый эксперт в
ограниченное время отвечает на вопросы специально
составленной анкеты. Такое испытание проводят на компьютере
и затем получают балльную оценку. Эксперты могут оценивать
и друг друга, но для этого необходима доверительная обстановка
и опыт совместной работы. Согласованность мнения экспертов
можно оценивать по величине коэффициента конкордации:
W
12S
;
n 2 (m 3  m )
где S - сумма квадратов отклонений всех оценок рангов каждого
объекта экспертизы от среднего значения; n - число экспертов;
m - число объектов экспертизы.
Коэффициент конкордации изменяется в диапазоне 0<W<1,
причем 0 - полная несогласованность, 1 - полное единодушие.
Различают также индивидуальное и коллективное мнение
экспертов, последнее считают более точным, а главное,
согласованным. В роли экспертов могут выступать люди со
186
специальной подготовкой, потенциальные потребители и
изготовители продукции [2].
Выводы, делаемые на основе числовых данных, носят
качественный характер. На практике часто конечной целью
исследования являются качественные выводы, например,
классификация или ранжирование пациентов по совокупности
клинических признаков.
Библиографический список:
1. Саати Т.Л. Принятие решений. Метод анализа иерархий / Саати Т.Л.
– М.: Радио и связь, 1993. – 320 c.
2. Заргарян Е.В. Формализация параметров задач в условиях
неопределенности с применением теории рисков. Известия ЮФУ.
Технические науки. Тематический выпуск. «Методы и средства
адаптивного управления в электроэнергетике». – Таганрог: Изд-во ТТИ
ЮФУ, № 2 (115), 2011. – С. 161-166.
Заргарян Е.В., Заргарян Ю.А., Коринец А.Д., Зеленков М.А.
ИТРСУ ЮФУ, г. Таганрог
e.zargaryan@gmail.com
МЕТОД АНАЛИЗА ИЕРАРХИЙ НА ОСНОВЕ
НЕЧЕТКИХ ЭКСПЕРТНЫХ ОЦЕНОК
Рассматривается постановка задачи принятия решения
при анализе взаимозависимых компонент модифицированным
методом анализа иерархий на основе нечетких экспертный
оценок.
Метод
иерархий;
анализ;
принятие
решений;
неопределённость; нечеткость; экспертные оценки; лицо
принимающее решения.
При принятии управленческих решений и прогнозировании
возможных результатов лицо, принимающее решение (ЛПР)
обычно сталкивается со сложной системой взаимозависимых
компонент (ресурсы, желаемые исходы или цели), которую
нужно проанализировать.
187
Классический
метод
анализа
иерархии
(МАИ),
предложенный Т.Л. Саати [1], сводит исследование сложных
систем к последовательности попарных сравнений их отдельных
составляющих.
Один из наиболее существенных недостатков классического
МАИ – возможность обработки лишь точечных экспертных
оценок, что в большинстве случаев неприемлемо при решении
практических задач, которые характеризуются наличием
существенной степени концептуальной неопределенности и
многофакторных рисков [2].
Неточность в оценках экспертов и связанные с ней риски
можно выразить следующими способами:
- с помощью точечных оценок и функции распределения
вероятности;
- с помощью интервальных оценок без распределения
вероятностей.
Вероятностное представление точечных оценок и функций
распределения обеспечивает создание нескольких модификаций
МАИ, названных стохастическими МАИ. Второй способ
представления неточности оценок ЛПР приводит к
необходимости применения интервальных и нечетких методов
нахождения
весов
и,
следовательно,
к
разработке
модифицированных МАИ на основе нечетких экспертных
оценок.
Модифицированный МАИ на основе нечетких экспертных
оценок - синтез классического МАИ и методов нечетких
множеств. Субъективные и качественные знания ЛПР можно
формализовать при привлечении аппарата теории нечетких
множеств. Поэтому предлагается представлять суждения ЛПР в
виде нечетких треугольных или трапециевидных чисел,
поскольку существует большое количество методов сравнения и
ранжирования нечетких чисел [2].
Библиографический список:
1. Саати Т.Л. Принятие решений. Метод анализа иерархий / Саати Т.Л.
– М.: Радио и связь, 1993. – 320 c.
2. Заргарян Ю.А. Разработка и исследование методов принятия
решений в условиях неполноты данных при нечетком описании
параметров моделей. Диссертация на соискание ученой степени
188
кандидата технических наук: 05.13.17. – Ростов-на-Дону. Библиотека
ЮФУ, 2012.
Клюкин С.А., Шель Е.А., Белоглазов Д.А., Евтушенко В.Ю.
ИТРСУ ЮФУ, г. Таганрог
d.beloglazov@gmail.com
РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ
УЧЕТА ПОТРЕБЛЕНИЯ РЕСУРСОВ
ДЛЯ ПРЕДПРИЯТИЙ ЖКХ
Рассматривается задача разработки информационного
обеспечения для учета потребления газа, энергии и воды в
системе ЖКХ.
Учёт; ресурсы; предприятие; жилищно-хозяйственный
комплекс; автоматизация.
Одной из многочисленных проблем сферы жилищнокоммунального хозяйства (ЖКХ) является отсутствие точных
данных об объемах потребления ресурсов в определенный
момент времени абонентами [1]. Это осложняет решение задачи
поиска и устранения хищений поставляемых ресурсов
потребителями. В результате наносится непоправимый вред
законопослушным
потребителям,
создается
постоянный
дефицит финансовых средств поставщиков.
На сегодняшний день наблюдается развитие системного
кризиса в отрасли ЖКХ, невозможности обеспечения
самоокупаемости предприятий поставщиков электрической
энергии, воды потребителям, сложности с обслуживанием
распределяющих сетей, поддержании в рабочем состоянии,
обновления оборудования, задержки выплат сотрудникам и т.д.
Решением указанной проблемы является поиск способов
обеспечения наличия полных сведений о структуре потребления
ресурсов каждым из абонентов. Наиболее удобным
представляется
создание,
внедрение
и
практическое
использование специализированных программных средств,
способных обеспечить получение, обработку, хранение и выдачу
пользователю сведений о потребляемых ресурсах каждым из
189
абон
нентов. Предлагааемый подход нееобходимо рассм
матривать как
один
н из элементов комплексного подхода решен
ния проблем
сферры ЖКХ.
Работа являетсяя актуальной т.к.
т
в ней рассм
матриваются
вопрросы организации системы уч
чета потреблени
ия ресурсов
сферры ЖХК. Работта является обосснованной, т.к. обеспечение
свед
дений о структурре потребления ресурсов позволит выявить
недообросовестных аб
бонентов.
совокупностьь
ЖКХ
предстаавляет
собой
отраслей
экон
номики, назначчением которо
ой является обеспечение
функкционирования инженерной инфраструктурры зданий,
насееленных пунктоов и создание условий комфоортабельного
прож
живания и нахож
ждения в них люд
дей.
Для решения прроблемы учета по
отребления ресуурсов в сфере
ЖКХ
Х разработано информационно
ой обеспечение, интерфейс
котоорого представлеен на рис. 1.
Рис. 1.Интеррфейс информац
ционного обеспеччения
190
0
Библиографический список:
1. Бохмат И.С, Воротницкий В.Э., Татаринов Е.П.
коммерческих
потерь
в
электроэнергетических
Электрические станции, 2008.
Снижение
системах.
Крашенинников Н.Н., Капустина О.С.,
Белоглазов Д.А., Соловьев В.В.
ИТРСУ ЮФУ, г. Таганрог
d.beloglazov@gmail.com
РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ
МОНИТОРИНГА СОСТОЯНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ
СРЕДЫ
Рассматривается задача разработки информационного
обеспечения для мониторинга экологического состояния
окружающей среды.
Мониторинг;
экология;
окружающая
среда;
автоматизированная система; информационное обеспечение.
Экологическое состояние окружающей среды в последнее
время постоянно находится в сфере повышенного внимания
общественности и государства. Такая тенденция объясняется
прежде всего тем, что экологическая обстановка ухудшается год
от года, особенно это утверждение справедливо для крупных
городов и промышленных районов, т.е. центров сосредоточения
различных производств, автотранспорта и т.д.
Причины тому конечно, не только в бесконтрольной
техногенной деятельности, но и в отсутствии достоверных
данных о состоянии окружающей среды. Получение, обработка
и распределение этой информации по заинтересованным
организациям и органам власти входят в задачи систем сбора
экологической информации.
Загрязнение природной среды газообразными, жидкими и
твердыми веществами, отходами производства вызывает
ухудшение окружающей среды обитания и наносит ущерб
здоровью населения, а потому остается наиболее острой
191
экологической проблемой, имеющей приоритетное социальное и
экономическое значение.
Нужно полностью понимать то, что процесс ухудшения
состояния окружающей среды не может не сказываться на
здоровье населения, как отдельного города, так и всей планеты в
целом. Совершенно ясно, что загрязнение, произошедшее в
одной точке земного шара рано или поздно скажется на всех.
Существующие на сегодняшний день системы сбора
экологической информации и их методы безнадежно устарели
вследствие большой технической отсталости, отсутствия
системного подхода. Можно говорить, что в настоящий очень
сложно составить полную картину обстановки окружающей
среды, а это в свою очередь не позволяет вовремя реагировать на
нарушения
экологической
безопасности,
вести
профилактическую работу.
Работа является актуальной т.к. в ней рассматриваются
вопросы создания автоматизированной информационной
системы мониторинга состояния экологической обстановки, что
является одной из частей системного подхода к защите экологии
нашей страны.
Работа является обоснованной, т.к. правильный и точный
сбор экологических данных позволит вовремя выявить
негативные тенденции, происходящие в окружающей среде под
воздействием
деятельности
человека
и
принять
соответствующие меры.
Целью работы является разработка автоматизированной
информационной
системы
мониторинга
экологического
состояния окружающей среды.
Для решения задачи мониторинга состояния окружающей
среды разработано информационное обеспечение, интерфейс
которого представлен на рис. 1 [1, 2].
192
Рис. 1 Интерф
фейс системы мо
ониторинга сост
тояния
окружающей среды
Библиографически
ий список:
1. Маазур И.И., Молдааванов О.И., Шиш
шов В.Н. Инженеррная экология
Общ
щий курс: В 2 т. Т.1. Теоретические основы инженерн
ной экологии:
Учеб
б. Пособие для вттузов/ Под ред. И.И.
И
Мазура. - М.: Высш. шк.,
19966.
2. htttp://www.unece.orgg/env/pp/
Лаврик М.Ю., Гладков
Г
Л.А., Гл
ладкова Н.В.
ИКТИБ ЮФУ
У, г. Таганрог
leo_gladdkov@mail.ru
РЕШЕНИ
ИЕ ЗАДАЧИ ПЛ
ЛАНИРОВАНИ
ИЯ
ПРО
ОИЗВОДСТВА
А НА ОСНОВЕ ГИБРИДНОГО
О МЕТОДА
Рассматривает
тся задача оп
перативного ппланирования
проиизводства. Описсаны основные критерии и эвр
вристические
праввила, используеемые при оп
перативном плланировании.
Привводится описанние используемыхх логическим коонтроллером
праввил, структуры ппредложенного алгоритма.
а
логический
нечеткий
Оперативное
планирование;
конт
троллер; эволюциионные вычисленния; генетическиий алгоритм.
Введение. При
и массовом производстве не исключены
ситууации, когда в одно и то же время оборудование
попееременно используется для производства по разным
задача
планирования
техн
нологиям.
П
Появляетсят
193
3
производственных операций при изготовлении продукции на
имеющемся
оборудовании
с
заданными
временными
ограничениями на каждое задание или партию.
Планирование производства в рассматриваемом масштабе
называется оперативным планированием производства, и
встречается во многих видах производства. Задача оперативного
планирования заключается в распределении операций,
относящихся к одному или нескольким заданиям, по
имеющимся машинам и упорядочивание операций на каждой
машине. Эта задача относится к задачам теории расписания [1].
Постановка задачи. Входной информацией для решения
задачи планирования производства является [2]:
- набор станков, на которых будут выполняться операции;
- набор заданий на выполнение (каждое задание состоит из
множества операций, каждая из которой может быть выполнена
только на определенном типе оборудования);
- для каждой операции – время, за которое она может быть
выполнена на каждой машине;
- набор временных ограничений на задания (например, к
какому времени они должны быть выполнены).
Сложность планирования заключается в том, что каждая
операция может быть выполнена за разное время на разных
машинах. Каждое i-тое задание характеризуется:
- вектором m (m[j] – время выполнения задания i на машине
j без учета переналадки оборудования);
- моментом появления готового к выполнению задания в
системе (r), т.е. минимально возможным временем начала
первой операций i-го задания;
- величиной
планового
(директивного)
срок
исполнения - величина представляет собой момент, к которому
i-е задание должно быть выполнено; di представляет собой
директивное время окончания последней операции i-го задания
и определяется внешними по отношению к рассматриваемой
системе причинами;
- моментом окончания (T) задания i, т.е. моментом
завершения его последней операции.
Временное смещение Li работы i равно Li = Ti - di.
194
Запаздывание Zi и опережение Ei работы i рассчитываемое
следующим образом: Zi=max(0; Li), Ei =max(0; -Li).
Часто выполняемые работы имеют разную важность, и
чтобы отразить это на критерии оценки расписания для каждой
работы задается так называемый вес – величина ui,
характеризующая ее относительную важность (приоритет).
Для каждой машины задается матрица времени P[i][j] –
время, необходимое для переналадки оборудования машины с
выполнения задания i на задание j. На выходе должно быть
получено для каждого задания начало и конец времени его
выполнения и номер линии, на которой оно будет выполнено.
Основным
критерием
является
выполнение
производственных заданий точно в срок с минимизацией
запаздывания и опережения (Just in Time ("точно-в-срок")
подход). Термин «точно-в-срок» (just-in-time - JIT) используется
по отношению к промышленным системам, в которых
перемещение изделий в процессе производства и поставки от
поставщиков тщательно спланированы во времени — так, что на
каждом этапе процесса следующая (обычно небольшая) партия
прибывает для обработки точно в тот момент, когда предыдущая
партия завершена. Отсюда и название just-in-time (точно в срок,
только вовремя). В результате получается система, в которой
отсутствуют любые пассивные единицы, ожидающие обработки,
а также простаивающие рабочие или оборудование, ожидающие
изделия для обработки [3].
Нечеткий логический контроллер. Нечеткий логический
контроллер реализует правила, по которым изменяются
параметры генетического алгоритма для того, чтобы избежать
преждевременной сходимости. Эти правила оперируют
характеристиками популяции, которые описаны ниже:
- разнообразие фенотипа VF [0,1]; фенотип особи – это
значение ее функции пригодности. Разнообразие фенотипа
рассчитывается по следующей формуле:
VF = abs(fbest – fave) / fbest,
где fbest, fave – лучшее и среднее значение функции пригодности.
- скорость роста среднего значения функции пригодности
по популяции – SA [0, 1]. Она говорит нам о том, насколько
195
быстро происходит развитие особей в популяции. Вычисляется
по следующей формуле:
SA = (fave – favep) / fave,
где fave, favep – среднее значение функции.
Структура алгоритма. Структуру модифицированного
генетического алгоритма с использованием НЛК можно описать
следующим образом:
1. Инициализация.
2. Ввод исходных данных.
3. Инициализация параметров алгоритма – Pm, Pc, T, M.
4. Генерация начальной популяции решений.
5. Подсчет ЦФ всех особей.
6. Цикл по поколениям t=1, tmax.
7. Цикл по всем решениям k=1,m.
8. Цикл по всем решениям s=1,m.
9. C вероятностью Pc выполнить оператор кроссинговера
для решений ks.
10. Конец цикла по особям.
11. C вероятностью Pm выполнить мутацию особи k.
12. Конец цикла по всем особям.
13. Расчет ЦФ всей популяции.
14. Оператор отбора.
15. Оператор редукции.
16. Подсчет среднего и максимального значения ЦФ.
17. Расчет параметров НЛК.
18. Применение имеющихся правил для изменения
вероятностей Pm и Pc и типа мутации.
19. Конец цикла по поколениям.
20. Вывод лучшего решения.
Вывод. При решении задачи формирования команды
следует учитывать «человеческий фактор», как слабоформализуемые показатели, определяющие эффективность работы
команды. Например, индивидуальная квалификация членов
команды, наличие
опыта
практической работы по
специальности, социальная и психологическая совместимость
кандидатов и т.д. Большинство из перечисленных факторов
является нечеткими или вероятностными понятиями и
необходим
соответствующий
инструментарий
для
196
формализации и оперирования этими величинами. В этом
смысле представляется эффективным использование таких
методов решения задач оптимизации и управления, как нечеткие
генетические алгоритмы.
Библиографический список:
1. Лазарев А.А. Теория расписаний: задачи и алгоритмы. – Изд-во
МГУ, 2011.
2. Высочин С.В. Принципы построения систем для расчета
производственных расписаний. // САПР и графика. – 2008. – №9. – c.
57-59.
3. Gladkov L.A., Gladkova N.V., Leiba S.N. Manufacturing Scheduling
Problem Based on Fuzzy Genetic Algorithm. // Proceedings of IEEE EastWest Design & Test Symposium (EWDTS’2014). Kiev, Ukraine,
September 26 – 29, 2014. – p. 209 – 213.
Мох О.С., Гладков Л.А., Гладкова Н.В.
ИКТИБ ЮФУ, г. Таганрог
leo_gladkov@mail.ru
ЭВОЛЮЦИОННЫЙ АЛГОРИТМ УПАКОВКИ
РАЗНОГАБАРИТНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ
Рассматривается
задача
трехмерной
упаковки
разногабаритных
элементов.
Разработана
методика
кодирования/декодирования
решений.
Описан
процесс
кодирования
и
декодирования
решения.
Разработан
эволюционный алгоритм решения поставленной задачи.
Упаковка разногабаритных элементов; генетический
поиск; эволюционный алгоритм; методика кодирования.
Введение.
Актуальным
предприятием,
требующим
автоматизации, является складское хозяйство, также задачи
логистики и транспортные задачи, задачи упаковки. Такого рода
задачи являются NP-полными. Поэтому необходима разработка
эвристических методов решения данного класса задач.
Результатом поиска эффективных методов решения задачи
упаковки
стало
использование
биоинспирированных
алгоритмов: эволюционные вычисления, генетические и
197
эволюционные алгоритмы. Эти методы осуществляют поиск
баланса между эффективностью и качеством решений за счет
«выживания сильнейших альтернативных решений», в том числе
в неопределенных и нечетких условиях [1].
Постановка
задачи. Рассмотрим
решение задачи
размещения грузов в ограниченном трехмерном пространстве.
Дана область трехмерного пространства шириной W, длиной H и
высотой D. Также дано множество N блоков А = {аi}, i=1, …, N.
Множество блоков разбито на множество типов T = {tj}, причем
каждый j-й тип имеет строго определенные габаритные размеры
блоков. Таким образом, задача упаковки блоков в трехмерном
пространстве может быть сформулирована следующим образом:
необходимо разместить заданное множество А блоков T
различных типоразмеров общим числом N в контейнере,
пространство которого ограничено параллелепипедом М таким
образом, чтобы выполнялись все ограничения и значение
целевой функции было наилучшим с точки зрения
используемого критерия оптимизации. Результат представляется
в виде плана размещения блоков в контейнере.
В
качестве
критерия
оптимизации
предлагается
использовать
суммарный
объем,
занимаемый
грузом.
Оптимизация значения критерия позволит снизить расходы на
транспортировку грузов, поскольку за счет большей плотности
можно за один рейс перевезти большее количество товара, чем
раньше. Количество совершаемых рейсов уменьшается, а значит
и уменьшается и стоимость грузоперевозок. Каждый тип груза
характеризуется кортежем <xi, yi, zi> длины три, где xi, yi, zi –
габаритные размеры элемента. В ходе решения задачи
положение элементов, обозначенное заданным типом, в
пространстве задается множеством S={si(<x1i, y1i, z1i>, <x2i, y2i,
z2i>) | i = 1, 2, …, n}, где <x1i, y1i, z1i>, <x2i, y2i, z2i> – координаты
углов элемента – самого близкого к началу осей координат и
самого
удаленного
соответственно.
Так
же
задан
параллелепипед M={mx, my, mz}, где mx, my, mz – габаритные
размеры области упаковки [2].
Критерием
оптимизации
является
величина,
характеризующая объем пространства, занимаемлого блоками.
Целевая функция имеет вид:
198
F
V
V
бл
1,
кон
где Vбл – объем каждого блока; Vкон - объем контейнера.
Это означает, что необходимо стремиться к уменьшению
пустот в области упаковки. В идеальном случае, когда целевая
функция равна 1, область упаковки заполнена на 100% [3].
Методика
кодирования.
Рассмотрим
процедуру
кодирования-декодирования
решений.
Для
кодирования
решения применим векторную хромосому, ген которой задается
кортежем (ki, ai), где ki – номер i-го ящика, ai – вариант поворота
i-го ящика. Хромосома устанавливает порядок рассмотрения
блоков при декодировании. Для каждой фигуры при подсчете
числа вариантов размещения рассматриваются все возможные
положения в пространстве. Т.к. номер блока является целым
неотрицательным числом, то целесообразно кодировать
варианты поворота отрицательными числами от -1 до -6.
Начальное
решение
для
предложенного
способа
кодирования будут формироваться на основе последовательного
алгоритма размещения элементов. На первом этапе заданное
множество блоков сортируется в порядке убывания объема
каждого из них, т.е. первым элементом в списке буде стоять
самый большой элемент. На втором этапе из списка выбирается
первый элемент, который помещается в начало координат, затем
выбирается второй из списка элемент, который размещается
далее. Таким образом, заполняется весь контейнер. Полученное
решение является элементом начальной популяции. Для
создания всей оставшейся популяции предлагается взять за
основу созданную популяцию и поменять в ней лишь угол
поворота фигуры, т.к. хромосома кодируется не только номером
блока, но и углом его поворота, учитывая ограничения. На этом
процесс создания начальной популяции завершается, что
обеспечивает разнообразие генетического материала для
дальнейшего нахождения оптимального решения.
Структурная схема алгоритма. Опишем эволюционный
алгоритм упаковки. Укрупненная схема эволюционного
алгоритма представлена на рис 1.
199
Алгоритм начинает работу, инициализируя множество
начальных решений (бл. 1), сгенерированных с помощью
последовательной эвристики. На основе входных данных
определяется ЦФ (бл. 2). На основе ЦФ производится анализ
популяции альтернативных решений, и селекция хромосом для
дальнейшего поиска оптимальных решений задачи упаковки (бл.
3). В алгоритме используется «элитная» селекция. Далее они
вступают в разные преобразования, после которых снова
выбираются элитные элементы. Процесс продолжается до тех
пор, пока продолжают появляться элитные элементы.
Рис. 1. Структурная схема эволюционного алгоритма упаковки
В эволюционном алгоритме новые решения в популяции
формируются модифицированным оператором мутации (бл.
200
4 - 6), после применения, которого производится расчет ЦФ (бл.
7). Далее выполняется оператор редукции (бл. 9), после которого
происходит уменьшение размера популяции до заданного за
счет устранения неудачных решений. Процедура повторяется
итерационно до достижения критерия останова (бл. 99).
Выводы. Предложенный эволюционный алгоритм упаковки,
позволяет получать наборы квазиоптимальных и оптимальных
решений, за полиномиальное время и позволяет частично
решать проблему предварительной сходимости.
Библиографический список:
1. Гладков Л.А. Решение задач и оптимизации решений на основе
нечетких генетических алгоритмов и многоагентных подходов //
Известия ТРТУ. Тематический выпуск «Интеллектуальные САПР». Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2006. №8(63). – С. 83-88.
2. Курейчик В.В., Потарусов Р.В., Гонкалвес Ж. Бионические методы
упаковки блоков. - Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2009.
3. Нужнов Е.В., Барлит А.В. Трехмерная упаковка несвязных
элементов на основе эвристических процедур. - Таганрог: Изд-во
ТРТУ, 2002. – 23с.
ее хрранения, представления, формаллизации и систем
матизации, а
такж
же автоматическкой обработки. Растет интерес к базам
знан
ний, которые при
именяют для разлличных практичческих целей.
На ф
фоне вновь возн
никающих потреебностей развивааются новые
техн
нологии, призван
нные решить заяввленные проблем
мы. Наряду с
Worrld Wide Web п
появляется его расширение,
р
Seemantic Web.
Неоттъемлемым ком
мпонентом Semaantic Web являеется понятие
онтоологии, описываю
ющее смысл сем
мантической разм
метки [1].
Под онтологией
й понимается система
с
понятий
й некоторой
как набор
пред
дметной областти, которая представляется
п
сущн
ностей, соединен
нных различным
ми отношениями
и. Онтологии
испоользуются для формальной спецификации понятий и
отноошений, которы
ые характеризую
ют определенн
ную область
знан
ний [2]. Онтологии сильно разли
ичаются по ряду параметров,
и и
исследователи ввыделяют различные основан
ния для их
класссификации. Кллассификация онтологий по различным
осноованиям приведеена на рис. 1 [3].
Семенова А.В.
ИКТИБ ЮФУ, г. Таганрог
alexaforum@rambler.ru
РАЗРАБОТКА ЛИНГВИСТИЧЕСКОЙ ОНТОЛОГИИ
УЗКОЙ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ
Рассмотрен подход к построению лингвистической
онтологии. Предложено использовать небольшой набор
отношений, сопоставимый с набором отношений в
традиционных информационно-поисковых тезаурусах.
Онтология; лингвистическая онтология; Protege; классы;
экземпляры; отношения; WordNet; семантика.
Развитие наукоемких областей сопровождается ростом роли
компьютерных технологий. Значительно увеличился поток
информации, появилась необходимость поиска новых способов
201
тологий
Рис. 1. Виды онт
Чтобы применить онтологию длля автоматическоой обработки
тексстов, т.е. решени
ия лингвистичесских задач, в чаастности для
решеения задач инфоормационного по
оиска, необходим
мо понятиям
202
2
онтологии сопоставить набор языковых выражений, которыми
понятия могут выражаться в тексте.
Лингвистические онтологии отличаются от формальных
онтологий по степени формализации. Главной характеристикой
лингвистических онтологий является то, что они связаны со
значениями (“are bound to the semantics”) языковых выражений.
Элементами формальных онтологий являются понятия,
экземпляры онтологии, атрибуты, отношения и аксиомы. Классы
(или понятия) являются общими категориями, которые могут
быть упорядочены иерархически. Каждый класс описывает
группу индивидуальных сущностей, которые объединены на
основании наличия общих свойств. Понятия могут быть связаны
различного рода отношениями, которые связывают воедино
классы и описывают их.
Определением онтологий может служить выражение [4]:
О = <C, E, At, R, A>
где С – понятия (классы) онтологии), E – экземпляры онтологии,
At – атрибуты понятий и экземпляров онтологии, R – отношения
между понятиями, А – аксиомы онтологии.
Лингвистическая
онтология
предметной
области
представляет собой базу знаний онтологического типа о
понятийной системе и лексико-терминологическом составе
предметной области. Одной из формальных моделей
лингвистической онтологии является модель, включающая
словарь онтологии, содержащий набор лексических единиц для
понятий и набор знаков для отношений; набор отношений и
набор аксиом онтологии [4].
O = <L, C, F, G, H, R, A>
где L – словарь онтологии, содержащий набор лексических
единиц; С – набор понятий онтологии; F и G – связывают
наборы лексических единиц с наборами понятий и отношений
данной онтологии; Н – фиксирует таксономический характер
отношений, при котором понятия онтологии связаны
нерефлексивными,
ациклическими,
транзитивными
отношениями; R – нетаксономические отношений между
понятиями онтологии; А – набор аксиом онтологии.
Рассматриваемая в работе онтолгия имеет уровни,
показанные на рис. 2.
203
нтология относиттся к онтологии предметной
Создаваемая он
облаасти нижнего уроовня. Для лексиккализации поняттий за основу
выбррана лингвистичческая онтологияя верхнего уроввня WordNet.
На д
данном этапе сооздания можно говорить об одн
ноязычности
нашей онтологии. В дальнейш
шем планируеттся связать
англлийские языковы
ые выражения с русскими.
р
Разработку пред
дметной онтологгии предлагаетсяя выполнить
на основе лингви
истической онто
ологии WordNeet. Основой
WorrdNet являются синсеты – множества
м
словв-синонимов,
обоззначающие один и тот же концеп
пт в заданном кон
нтексте.
Р
Рис. 2. Уровни прредставления зна
аний в системе оонтологий
Синсет обозначчает класс или зн
начение группы терминов. В
состтав словаря вход
дят лексемы, отн
носящиеся к четы
ырем частям
речи
и: прилагательн
ное, существитеельное, глагол и наречие.
Лекссемы различныхх частей речи храанятся отдельно и описания,
сооттветствующие ккаждой части речи, имеют различную
струуктуру. Иерархияя классов WordN
Net в OWL пред
дставлена на
рис. 3.
204
4
Рис. 3. И
Иерархия классовв WordNet в OWL
L
она выглядит, будуучи формализовванной в редактторе Protégé.
Созд
данная концептууализация былаа формализован
на на языке
OWL
L в виде онтологгии.
После создани
ия таксономии, важным этапоом является
задаание бинарных оотношений, так называемых сем
мантических
связей [5].
Были заданы ттакие семантичееских отношени
ий как: Is-a;
hasA
Aspect; Part_Of; vvalue_of.
Целью следующ
щего этапа являлось описание ввсех свойств
экземпляров, которы
ые включены в словарь
с
понятий
й с помощью
табллицы свойств экзземпляров.
Рассмотрим посстроение онтологгии для предметтной области
«Теххнические парааметры в авио
онике». Реализаация этапов
выпоолнена в средее визуального проектированияя онтологий
Proteege. Она включалла 7 этапов (рис.. 4).
На первом этап
пе был проведен
н анализ научныхх текстов по
авиаационной электрронике и были
и определены п
понятия для
онтоологии предметн
ной области.
Р
Рис. 4. Этапы раззработки онтоло
огии предметнойй области
При составлен
нии глоссарияя создаваемой онтологии
испоользовался руссский и англи
ийский язык, тогда как
послледующая форм
мализация на яззыке OWL была сделана с
испоользованием словв английского яззыка.
На основании
и созданного глоссария бы
ыла создана
конц
цептуализация п
предметной облаасти в виде такссономии. На
рис. 5 приведена даанная таксономи
ия на английском
м языке, как
205
5
Риис. 5. Построениее таксономическких связей между
ду классами
(фрагмент
т)
206
6
После того, какк завершено созздание концептууалиазации –
созд
дан тезаурус и ззаданы бинарны
ые отношения – следующим
этап
пом разработки оонтологии являеттся формализация.
Как уже было ссказано выше, формализация
ф
прроводилась в
онтоологическом редакторе Protégé. Основной
О
синтакксис данного
редаактора – это ззадания классовв, свойств и ээкземпляров.
Акси
иомой называетсся любое объявлление класса или
и экземпляра,
но в OWL принято оотдельно выделятть три типа аксиом – задание
экви
ивалетного классса, задание под
дкласса и задан
ние класса с
непеересекающимисяя экстенсионалам
ми. Класс задаеттся как набор
экземпляров. Бинаррное отношение предстает в яззыке OWL в
видее свойства [6]. С помощью плаги
ина для визуализзации можно
увид
деть, как выгляядит иерархия старших класссов. Пример
отоб
бражаемой внутрренней иерархии
и для класса AppplicationLayer
покаазан на рис. 6.
Рис. 7. Онт
тограф, полученнный в среде Proteege
Рис. 6. Внутреенняя иерархия класса
к
Applicationn Level
Онтограф разработанной онтоло
огии показан на ррис. 7.
Заключительным этапом раб
боты является связывание
разрработанной онттологии с ли
ингвистической онтологией
WorrdNet. Каждый ээлемент онтологи
ии предметной области был
связан с одним или более лексическким из WordNett с помощью
свой
йства hasLexicalE
Entry (см. рис. 8) [7].
Риис. 8. Схема объеединения онтоло
огии предметнойй области с
лингвистической онтологией
о
Таким образом
м, предложен подход для построения
онтоологии предметн
ной области дляя решения линггвистических
задаач. Формальный п
подход к постро
оению онтологий
й предметной
онтологии
облаасти
был
д
дополнен
лин
нгвистическим:
207
7
208
8
выстраиваются на основе корпуса текстов, а термины явно
связаны с их дефинициями.
Принципиальным отличием предлагаемого
подхода
построения
онтологии
предметной
области
является
соотнесение
значений
многосоставных
терминов
на
естественном языке с единицами лингвистической онтологии
WordNet. С этой целью синсет WordNet связывается с каждым
элементом многосоставного термина, а таксономические
отношения
связывают
элементы-заголовки
каждого
многосоставного термина.
Библиографический список:
1. Development and Alignment of a Domain-Specific Ontology for
Question Answering / S. Ou, V. Pekar, C. Orasan et al. // Artificial
Intelligence. – 2008. – Pp. 2221–2228
2. Protege:
The
protege
ontology
editor.
Available
at
http://protege.stanford.edu. [13 April 2011]
3. Копайгородский А.Н. Применение онтологий в семантических
информационных системах. Онтология проектирования №4(14),
2014. - С. 90-98
4. Кучуганов В.Н. Концептуальное проектирование информационных
систем: Учебное пособие. – Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2009. – 130 с.
5. Ной Наталья Ф., Макгинесс Дебора Л. Разработка онтологий 01:
руководство по созданию вашей первой онтологии. Электронный
ресурс: http://ifets.ieee.org/russian/depository/ontology101_rus.doc
6. Ной Н.Ф., МакГиннесс Д.Л. Разработка онтологий 101: руководство
по созданию Вашей первой онтологии [текст]: руководство.
Стэнфордский университет, 2001г. – 23 с.
7. Онтологические методы и средства обработки предметных знаний:
монография / А.В. Палагин, С.Л. Крывый, Н.Г. Петренко. – Луганск:
изд-во ВНУ им. В. Даля, 2012. – 324 с.
209
Тацкий А.С., Гладков Л.А., Гладкова Н.В.
ИКТИБ ЮФУ, г. Таганрог
leo_glfdkov@mail.ru
РЕШЕНИЕ МНОГОКРИТЕРИАЛЬНОЙ ЗАДАЧИ
О НАЗНАЧЕНИЯХ НА ОСНОВЕ ГИБРИДНОГО
МЕТОДА
В работе рассматривается гибридный метод решения
многокритериальной задачи о назначениях. Приведена схема
разработанного двухуровневого эволюционного алгоритма.
Задача о назначениях; многокритериальная оптимизация;
гибридные методы; нечеткий генетический алгоритм.
Введение. Задача о назначениях формулируется следующим
образом. Пусть имеется n работников, которые претендуют на n
вакансий. Каждый из работников может выполнять только одну
работу. Эффективность выполнения i-м работником j-й работы
различна. Она зависит от квалификации работника и задается
матрицей стоимостей C=||cij||n×n. Надо распределить работников
по видам работ так, чтобы суммарная эффективность
выполнения всех видов работ была максимальной.
На практике часто приходится решать более сложную
задачу, когда необходимо не просто распределить работников по
работам, а сформировать некие группы (команды) работников,
эффективность работы которых непосредственно зависит от
сочетаемости работников, входящих в ту или иную группу
(членов команды). При этом каждая команда должна включать
строго определенное количество работников, заданной
номенклатуры специальностей.
Постановка задачи. Подобные задачи часто называют
многокритериальными задачами о назначениях. Постановка
многокритериальной задачи о назначениях может быть
сформулирована следующим образом [1].
Заданы два множества одинаковой размерности, каждый из
элементов которых характеризуется совокупностью оценок по N
параметрам. В соответствии с некоторым критерием (который
формируется либо на основе экспертных оценок, либо
210
предпочтений лица, принимающего решение) сформировать
область допустимых решений и найти в этой области
эффективное решение задачи с максимально возможным числом
наилучших, с точки зрения принятого критерия, назначений.
При решении задачи формирования команды необходимо
учитывать также «человеческий фактор», то есть ряд
слабоформализуемых
показателей,
определяющих
эффективность работы сформированной команды. Например,
индивидуальная квалификация членов команды, наличие опыта
практической работы по специальности, социальная и
психологическая
совместимость
кандидатов
и
т.д.
Большинство из перечисленных факторов является нечеткими
или вероятностными понятиями и необходим соответствующий
инструментарий для формализации и оперирования этими
величинами. В этом смысле представляется эффективным
использование таких методов решения задач оптимизации и
управления, как нечеткие генетические алгоритмы.
На основании приведенных выше соображений можно
использовать следующий комплексный критерий оценки
эффективности работы i-й команды [2]:
Ei = (ai + bi + ci + di + …)  pi1  pi2  pi3  pi4  pi5  …
где ai,bi,ci,di, … - эффективность работы членов i-той команды;
pi1,pi2,pi3,pi4,pi5, … - изменяющиеся коэффициенты i-того модуля,
которые определяют учитываемые нечеткие показатели.
При этом должно соблюдаться условие:
pi1  pi2  pi3  pi4  pi5  … ≥ 1 .
Целевая функция для задачи формирования команд может
быть записана следующим образом:
n
f ( x)  max  Ei .
i 1
Модифицированные генетические операторы. Для решения
поставленной задачи предлагается использовать нечеткий
логический контроллер (НЛК), на входе которого - комбинация
критериев качества работы ГА или текущих параметров
контроля, а на выходе скорректированные значения
контрольных параметров ГА. Возможен вариант, когда НЛК
определяет вероятность кроссинговера и мутации на основе
211
анализа не всей популяции, а выборки решений учитывающей
значения функции пригодности и разнообразие популяции.
Также могут использоваться несколько НЛК [3].
Нечеткий
логический
контроллер
оперирует
лингвистическими переменными, такими как, NL (negative
large)
«значительное
ухудшение»,
NS
(negative
small) - «незначительное ухудшение», ZE (zero) - «частичное
изменение», PS (positive small) - «незначительное улучшение»,
PL (positive large) - «значительное улучшение».
Структура
алгоритма.
Предложенную
структуру
нечеткого генетического алгоритма можно описать в виде
следующего псевдокода:
Начало НГА
t = 0 Iteration counter
Формирование начальной популяции P(t)
Расчет ЦФ популяции P(t)
Пока (не выполнено условие останова)
{
t=t+l
Оператор селекции
Оператор кроссинговера
Оператор мутации
Расчет ЦФ популяции P(t)
Отбор P(t)
Регулировка параметров ГА
{
Нечеткий Логический Контроллер (e1, e2)
Обновление значений параметров ГА
}
}
Конец работы НГА
Выводы. При решении практических задач управления и
оптимизации приходится сталкиваться с тем, что необходимо
оперировать нечеткими или вероятностными величинами, кроме
того необходимо учитывать также проблему неполноты,
противоречивости или отсутствия достоверной информации.
Одним из направлений решения подобных проблем
является разработка новых гибридных методов, сочетающих,
212
например, средства генетических поиска для эффективного
нахождения приближенных решений многовариантных задач
оптимизации и возможности оперирования нечеткими
величинами и переменными.
Кроме
того,
использование
нечетких
логических
контроллеров, позволяет решать проблему преждевременной
сходимости к единственному решению, которое является
субоптимальным. Один из подходов к решению этой проблемы –
это возможность динамического изменения управляющих
параметров алгоритма в ходе эволюции.
Библиографический список:
1. Ларичев О.И. Теория и методы принятия решений. – М.: Логос, 2000.
2. Hongbo Liu, Zhanguo Xu, Ajith Abraham. Hybrid Fuzzy-Genetic
Algorithm Approach for Crew Grouping. – Source unknown.
3. Herrera F., Lozano M. Adaptation of genetic algorithm parameters based
on fuzzy logic controllers. In: F. Herrera, J. L. Verdegay (eds.) Genetic
Algorithms and Soft Computing, Physica-Verlag, Heidelberg, 1996. - pp.
95-124.
Троянов Д.А., Белоглазов Д.А.,
Шадрина В.В., Коренко Е.А.
ИТРСУ ЮФУ, г.Таганрог
d.beloglazov@gmail.com
ГЕНЕТИЧЕСКИЕ АЛГОРИТМЫ КАК ИНСТРУМЕНТ
РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ АВТОМАТИЗАЦИИ
Рассматриваются особенности применения генетических
алгоритмов для решения трудноформализуемых задач
автоматического и автоматизированного управления.
Генетика; алгоритм; оператор; автоматизация; эволюция.
Генетические алгоритмы применяются для решения разных
научных и технических задач в экологии, иммунология,
экономика, электроника, политика и др. Главной особенностью
ГА является использование оператора «скрещивания», который
выполняет операцию рекомбинации решений-кандидатов [1].
213
Работа генетического алгоритма может быть представлена в
виде последовательности простых шагов.
Шаг 1. Создание
новой
популяции.
Создается
первоначальная популяция, которая может не содержать
конечных решений, но с большой вероятностью послужит
источником генетического материала. Критерием получения
положительного результата является увеличение степени
приспособленности популяции с каждой итерацией алгоритма.
Шаг 2. Размножение. Способ размножения зависит от
особенностей
представления
данных
алгоритма.
Для
размножения может быть выбрана любая из хромосом
алгоритма. Это позволяет сохранять разнообразие популяции.
Если это условие не соблюдается, то вероятность попадания
алгоритма в локальный оптимум существенно увеличивается.
Шаг 3. Мутация. Выполняемые действия схожи с
размножением. Для мутации выбирают некое количество особей
ГА и изменяют их в соответствии с заранее определенным
способом.
Шаг 4. Отбор. Выполняется отбор хромосом из популяции
для определения состава новой популяции. Доля «выживших»
хромосом определяется до начала операции отбора. Особи не
прошедшие отбор уничтожаются [2, 3].
Эволюционная модель, применяемая в генетических
алгоритмах, упрощена в сравнении с природным аналогом.
Генетические алгоритмы не гарантируют решения за заданное
время. Но при этом они способны найти «неплохое решение» за
небольшой промежуток времени [3]. Сильной стороной ГА
является то, что они могут применяться для решения трудных
задач, для которых нет специальных методов решения.
В задачах автоматизации генетические алгоритмы могут
быть использованы для настройки параметров регуляторов:
ПИД, нечетких и др.
Библиографический список:
1. Рутковская Д., Пилиньский М., Рутковский Л. Нейронные сети,
генетические алгоритмы и нечеткие системы/Пер. с польского. И.Д.
Рудинского. - М.: Горячая линия - Телеком, 2006. - 452 c.
2. Генетические алгоритмы. http://dic.academic.ru
3. Популярно о генетических алгоритмах http://algolist.manual.ru/
214
Троянов Д.А., Белоглазов Д.А.,
Евтушенко В.Ю., Коренко Е.А.
ИТРСУ ЮФУ, г.Таганрог
d.beloglazov@gmail.com
АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР БЕСПРОВОДНЫХ
СЕНСОРНЫХ СЕТЕЙ
Приведён обзор и краткий анализ беспроводная сенсорных
сетей для передачи информации в труднодоступных средах.
Связь; сенсоры; радиоканал; информация; передача;
труднодоступные места.
Беспроводная сенсорная сеть (БСС) – сеть датчиков и
исполнительных
устройств,
объеденных
средствами
радиоканалов, распределенных по некоторой территории с
целью сбора данных о каком-либо процессе. Зона покрытия БСС
может составлять от нескольких метров до нескольких
километров. В большинстве случаев БСС реализуются с
помощью протокола 802.15.4 так же известного, как ZigBee.
Беспроводная сенсорная сеть состоит из небольших
вычислительных устройств – мотов, снабженных сенсорами и
трансиверами, работающими в заданном радиодиапазоне.
Каждый узел может иметь в своем составе сенсоры,
микрокомпьютер (МК) и радиоприемопередатчик. Наличие МК
позволяет проводить первоначальные расчеты, что снижает
нагрузку на центр сети. Данная технология является
беспроводной, при помощи которой можно решить задачи
мониторинга и контроля процессов, которые критичны к
времени работы датчиков [1].
Преимущество беспроводных сенсорных сетей над
различными проводными решениями очевидно. БСС легче
устанавливать в труднодоступных местах, их монтаж
осуществляется гораздо быстрее и проще.
Данный вид сетей намного надежнее, так как при выходе из
строя одного датчика, информацию могут собирать соседние
устройства. К плюсам можно отнести и скорость развертывания
сетей данного типа [2, 3].
215
Беспроводные сенсорные сети могут использоваться в
различных сферах человеческой деятельности. Возможно
внедрение БСС на предприятиях для сбора данных о ходе
технологического процесса, выявления неисправностей в
оборудовании,
путем
регистрирования
нежелательных
колебаний, оценку качества изготавливаемой продукции и т.п.
Возможно применение данных сетей для инвентаризации и
учета в складских помещениях и в хранилищах.
В БСС выделяют три вида узлов.
1. Сетевой координатор (NCD — Network Coordination
Device). Осуществляет общую координацию, организацию и
установку параметров сети. Данный вид наиболее сложный из
всех устройств сети. Он требует наибольшего объёма памяти.
2. Устройство с полным набором функций (FFD — Fully
Function Device) реализует поддержку протокола 802.15.4.
Содержит дополнительную память, что позволяет выполнять
роль координатора сети. Осуществляет поддержку всех типов
топологий («точка-точка», «звезда», «дерево», «ячеистая сеть»).
Способен обращаться к другим устройствам в сети.
3. Устройство с ограниченным набором функций (RFD —
Reduced Function Device) может работать с ограниченным набор
функций протокола 802.15.4. Способно осуществлять поддержку
топологий «точка-точка», «звезда». Данный узел не может
выполняет функции координатора сети. Возможно обращение к
координатору сети и маршрутизатору.
На сегодня тематика БСС еще не достаточно изучена,
имеются нерешенные проблемы и ограничения.
Библиографический список:
1. Технология. Беспроводные сенсорные сети. Материалы сайта
http://www.meshlogic.ru/.
2. Беспроводные распределенные сенсорные сети. Материалы
сайта http://wiki.laser.ru/.
3. Электронный журнал «Молодежный научно-технический
вестник».
216
Чемес О.М
М., Алехин Р.В., КосенкоО.В., К
Косенко Е.Ю.
ИРТСУ ЮФУ
У, г. Таганрог
o_koseenko@mail.ru
помоощью которого нечеткий интеервал можно прредставить в
линееаризованном ви
иде.
Существует три
и типа нечетки
их интервалов, оотражающих
режи
имные параметры
ы (рис. 1).
ЗАДАНИЕ П
ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМЫ В В
ВИДЕ
НЕ
ЕЧЕТКОГО ИН
НТЕРВАЛА
Показана
целесообразно
ость
прредставления
конт
тролируемых паараметров в виде
в
нечетких интервалов.
Сфор
ормированы споссобы оценки конт
тролируемых парраметров.
Технологическиее параметры; контроль;
к
процессс; нечеткий
интеервал.
правления, в ко
оторых изменени
ие ситуации
В процессах уп
постоянно
имееет
непрерывны
ый
характер,
необходимо
конттролировать параметры. Следоваательно, чтобы осуществить
данн
ный контроль, необходимо раззработать инфоррмационную
базуу, которая будетт описывать сосстояние системы
ы в текущий
момент времени.
Надежность системы в процесссе эксплуатаци
ии отражают
режи
имные параметрры, которых сущ
ществует достаточчно много, и
обраазующие многом
мерное пространсство вида:
Rн = (Rт, Rв, Rэл, Rу, Rпр…)
где Rт, Rв, Rэл, Rу, Rпр – режимные параметры
(тем
мпературного, ви
ибрационного, электрического
э
состояний и
т.д.).
Все контролирууемые параметр
ры, которые сосставляют Rн,
след
дует представитть в виде нечеткого интервала. Контроль
парааметра Пi Rн вводится авто
оматически. Оп
пределенный
диап
пазон изменени
ия параметра характеризует нормальное
состтояние контролирруемого элементта, а ухудшение его значения
до автоматического отключения можно предсставить, как
носи
итель нечеткости
и этого интервалаа.
Для того чтоб
бы упростить расчет нечетких интервалов
испоользуется спосооб настройки автоматических датчиков, с
217
7
Риис. 1. Виды нечет
тких интерваловв, описывающие состояние
ппараметра П опрределенной сист
темы: а) невозрасстающий
интервал, б) неуубывающий интеервал, в)трапецииевидный
интервалл.
Вид нечеткого интервала опрееделяется в зави
исимости от
тогоо, в какую сторон
ну (увеличения или
и уменьшения)) происходит
измеенение параметтра относительн
но номинальногго значения,
привводящее к ухудш
шению работы об
борудования [1].
Представим н
нечеткий интер
рвал для неуубывающего
интеервала с позиции
и управления. На
Н рисунке 2 смооделированы
этап
пы управления в зависимостти от значени
ия функции
прин
надлежности.
Рисс. 2. Моделироваание управления процессами
п
в вид
де нечетких
множест
тв
Контролируемы
ых параметры им
меют разную раазмерность и
диап
пазон изменени
ия значений, тааким образом, необходимо
сфоррмировать единуую шкалу, для того чтобы в дальнейшем
218
8
реаллизовать сравн
нение нечетких
х интервалов с целью
опрееделения их приооритетности.
Для поставлен
нной цели неч
четкие интерваллы, следует
взвесить и промассштабировать унифицированны
у
ым образом.
Парааметры описани
ия первого типаа (Рисунок 1 а) могут быть
полуучены следующи
им образом:
Параметры для нечетких интерввалов второго ти
ипа (рисунок
1б) ррассчитываются как:
Совокупность интервалов первого
п
и втоорого типа
опрееделяют нечетки
ий интервал третььего типа (рисун
нок 1в).
Базовая оценка (оценка важности) режимных параметров,
(несет информациоонную ценностьь для принятияя решения),
опрееделяемая
стеепенью
ответсственности
коонтроля
и
незаависящая от текуущей ситуации.
В(Пi)=(Rн,i=1
1,..,n)
где i - номер конттролируемого параметра
п
П, оп
писывающий
эксп
плуатационную н
надежность.
Данная оценка определяет сттепень важности
и параметра
состтояния, уровен
нь его приоритетности срееди общего
коли
ичества параметтров контроля. Чем
Ч
эта оценкаа выше, тем
откллонение этого параметра от номинального диапазона,
опасснее.
как
произзведено
После
того
масш
штабирование
униф
фицированным образом нечеткких интервалов,, появляется
возм
можность прои
извести их упор
рядочение и ран
нжировку на
осноове двух численн
ных мер: Pos(Y1≥Y
≥ 2)– мера возмож
жности того,
что наибольшие знаачения параметраа Y1 будут по мееньшей мере
равн
Y2
ны
наименьшим
значениям
м
параметра
для
невоозрастающих неечетких интерввалов; Pos(Y1›Y2) –
мера
возм
можности того, ччто наибольшие значения
з
парамеетра Y1 будут
болььше наибольшихх значений парааметра Y2 для нееубывающих
нечеетких интерваалов; для тр
рапециевидного интервала
расссчитываются обе численные меры
ы [2].
219
9
Непосредственно задача вычисления значений этих мер
сводится к поиску точек пересечения соответствующих функций
принадлежности [3].
Базовая оценка i–го параметра определяется по выражению:
Posбi(Y1›Y2)=max(0,min(1, Posi-1; Posi-1; …,Posi-2;…;Posi-j, …Posi-N ))
где Posi-j определяются путем попарного сравнения параметров
друг с другом, N-общее количество параметров контроля.
Определение
данным
способом
численных
мер
возможностей позволяют рассчитывать шкалу приоритетности
контроля
эксплуатационные
параметры,
получать
количественную и объективную оценку информационной
значимости
контролируемых
параметров.
Множество
параметров можно упорядочить по значениям таких
показателей:
B(Пi)=( Posб1, Posб2, …PosбN ), где i=1,…N.
Полученная информацию следует использовать, когда
осуществляется оперативное управление объектами с участием
человека принимающего решение. Оценка важности укажет на
параметры контроля, на которые при отклонении необходимо в
первую очередь обратить внимание, так как чем базовая оценка
выше, тем отклонение этого параметра от номинала, опаснее.
Библиографический список:
1. Дымова Л., Севастьянов Д. Применение методов теории нечетких
множеств для оценки эффективности инвестиций // Финансы, учет,
аудит.1997. № 3. С. 34-38
2. Жданович А.А. Исследование параметров эксплуатационной
надежности гидроагрегата с помощью теории нечетких множеств / А.
А. Жданович, Ю. А. Секретарев // Научный Вестник НГТУ,
Новосибирск: Издательство НГТУ, 2010. -№ 1 (38) - С. 145-159.
3. Ротштейн
А.П.,
Штовба
С.Д.
Нечеткая
надежность
алгоритмических процессов Винница: Континент-ПРИМ, 1997. - 142с
220
Чемес О.М., Косенко О.В.
ИРТСУ ЮФУ, г. Таганрог
o_kosenko@mail.ru
ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ ПРОЦЕССОВ ОПЕРАТИВНОГО
УПРАВЛЕНИЯ
Показана целесообразность использования подсистемы
интеллектуальной
поддержки
принятия
решений.
Сформированы
принципы
построения
подсистемы
интеллектуальной поддержки принятия решения при
оперативном управлении.
Технологические параметры; контроль; управление;
система.
В системах управления, в которых изменение ситуации
имеет непрерывный характер, необходимо улучшение
адаптационных свойств моделей управления.
В
основном,
оперативное
управление
объектами
осуществляется с участием человека. Следовательно, возможна
недооценка одних ситуаций и переоценка других, что может
привести к снижению уровня надежности и экономичности
работающего оборудования, а в некоторых случаях, к
катастрофе.
Управление режимами и составом работающего на станции
оборудования
является
основной
задачей,
решаемой
оперативным персоналом и подразумевает использование
комплексной оценки ситуации в текущий момент времени.
Такая оценка может быть получена на основе контроля и
мониторинга оборудования и является важным, элементом
поддержки принятия решений при управлении режимом и
составом оборудования.
Для осуществления контроля, следует произвести
разработку
моделей
описания
параметров
контроля
эксплуатационного состояния системы, создать на их основе
информационную базу, адекватно описывающую текущую
ситуацию, и разработку принципов построения подсистемы
221
интееллектуальной п
поддержки приняятия решений ооперативного
перссонала.
Использования
теории
неечетких
множ
жеств
для
упраавляющих систем
м, позволит сфор
рмировать подхоод к единому
описсанию информац
ции о контролиру
уемых параметраах.
Для достиженияя данной цели сформулированы
с
ы следующие
задаачи:
1.Разработать
математическу
ую
базу
дляя
единого
инфоормационного описания мн
ногочисленных параметров
конттроля эксплуатаационного состтояния на осн
нове теории
нечеетких множеств.
2.Оценить степеень взаимного вллияния параметрров контроля
с цеелью определени
ия причинно-слеедственной связи
и ухудшения
эксп
плуатационного ссостояния.
подсистемы
3.Создать
п
программный
комплекс
интееллектуальной пооддержки приняттия решений.
Высокий уровен
нь эффективностти управления доостигается за
счетт объединения оотдельных часттей производствва в единый
упраавляющий ком
мплекс с исп
пользованием п
программнотехн
нических средствв и развития аввтоматизированн
ной системы
упраавления, и контроля технологичееского процесса.
Каждый этап п
процесса управлления, начиная оот выбора и
прин
нятия решения и заканчивая фор
рмированием уп
правляющего
возд
действия
на
объект
упраавления,
требуует
своего
спец
цифического урровня (языка) описания ситтуации. Это
подрразумевает не единый уровен
нь описания, а некоторый
класстер этих уровней
й (рис. 1)
Рис. 1. Инфоррмация при ситууационном управллении.
Организовать рааботу такой подссистемы возможно в контуре
преввентивного упрравления, являю
ющегося одним
м из видов
222
2
оперативного управления. Этот вид управления подразумевает
принятие решения на временном отрезке, когда изменение
параметра вышло из номинального диапазона, но не достигло
критического значения, при котором происходит аварийное
отключение. В этом контуре процесс принятия и реализации
прогнозируемых управленческих решений направлены на
предотвращение аварийной ситуации.
Для работы в контуре превентивного управления
необходима систематизация информации о показателях
эксплуатационного состояния оборудования и оперативная
комплексная оценка всех факторов. Причем представление этой
информации должно быть понятным для человека. Это
доказывает целесообразность создания подсистемы ИНПОР,
которая могла бы на базе получаемой информации выдавать
«совет» по изменению текущей ситуации на этапе выбора и
принятия решений.
Построение подсистемы базируется на теории нечетких
множеств, что даст возможность единого описания всех
эксплуатационных параметров при изменении режима работы
станции.
Реализация программного комплекса подсистемы ИНПОР
осуществляется совместно с информационно-технологическим
управлением АСУ ТПЭС.
Использование такой подсистемы с применением
компьютерных технологий сбора и обработки информации
обеспечивает непрерывность контроля мониторинга и дает
возможность анализа динамики развития процесса, а также
позволяет повысить эффективность оперативного управления за
счет принятия решений, полученных при анализе наиболее
рациональных вариантов.
Библиографический список:
1. Жданович А.А. Исследование параметров эксплуатационной
надежности гидроагрегата с помощью теории нечетких множеств / А.
А. Жданович, Ю. А. Секретарев // Научный Вестник НГТУ,
Новосибирск: Издательство НГТУ, 2010. -№ 1 (38) - С. 145-159 2. Ротштейн А.П., Штовба С.Д. Нечеткая надежность алгоритмических
процессов Винница: Континент-ПРИМ, 1997. - 142с. 223
III. СЕКЦИЯ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ РАБОТ
ДОВУЗОВСКОЙ МОДОДЕЖИ
1
1
Васильева Н., 2,3Фоменко В.А.
МБОУ СОШ №3, Филиал ЮФУ в г. Геленджике,
3
ГНЦ «Южморгеология», г. Геленджик
2
НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ КОСМОГЕННОГО
ВЛИЯНИЯ НА РИТМЫ ЗЕМЛИ
Рассмотрены особенности влияния космических эффектов
на природу Северного Кавказа, в частности в регионе
г. Геленджик.
Космос; сейсмические события; явления; Северный Кавказ
Сезоны года приносят в нашу повседневность перемены.
Ежедневно мы встречаем и провожаем солнце. Луна оббегает
нашу Землю вокруг, не показывая обратной стороны. И так
многие миллиарды лет. Наша Земля находится в постоянном
движении во Вселенной. Земля, вращаясь вокруг Солнца в
течении года, испытывает нагрузки, находясь в апогеях осенью
и весной. Луна с Солнцем изменяют гравитационный фон.
Приливы и отливы, а также мы ежедневно поднимаемся и
опускаемся на 0,5 метра вверх-вниз. Казалось бы, все
размеренно, и что в этом космическом пространстве может
произойти. Но если присмотреться повнимательнее, то окажется,
что происходит нечто невероятное. Энергетическое влияние
Вселенной подчиняет все наши ритмы и законы жизни. Если
рассмотреть поподробнее основные влияния Космоса, то
происходит некоторое следующее.
Количество сейсмических событий в мире, в том числе и в
районе северо-западного Кавказа, где расположен г. Геленджик,
возрастает осенью и весной, что показано на рис. 1 (по данным
ГНЦ « Южморгеология»).
224
Риис. 1. Количествоо землетрясений
й в пределах Чернноморского
побережья помесячно за пери
иод с 2005 по 2012 гг.
Земля, вращаяссь вокруг собсственной оси, находясь в
осен
ннем или весеннем апогеях, испы
ытывает влияние известного
всем
ми ускорения К
Кориолиса. Ось Земли медленн
но начинает
прец
цессировать, а п
попросту немногго, незаметно поошатываться.
Это известное явлен
ние и не удивляетт уже никого.
Но наиболее слоожное взаимодей
йствие наступаетт, когда Луна
и Соолнце, находясь во взаимодейсттвии с Землей, оказывают на
нее более сложноее гравитационн
ное влияние. С
Сумма таких
взаи
имодействий явлляется сложной, но вполне расссчитываемой.
Мы в наших рассуж
ждениях огранич
чиваемся в осноовном этими
влияяниями.
Если проанализировать совокуп
пность космическких явлений,
то м
мы обнаружим, что именно веесной и осенью происходит
переегруппировка зем
мных событий, к примеру:
- увеличение кооличества сейсми
ических событий
й на Земле в
целоом;
225
5
- рост имущественного ущерба от стихийных бедствий;
- увеличение количества заболеваний;
- рост числа отказов технических систем;
- наблюдаются отказы радиоэлектронных средств;
- отклонения в психоэмоциональном состоянии людей;
- ярко выраженный рост террористических настроений.
В целом весенне-осенний периоды должны учитываться в
проектировании жизненного уклада нашей планеты.
Если продолжить аналогию влияния Космоса в целом на
«жизнь», микрорадиокомпонетов, то и здесь обнаружится такое
влияние. Это и понятно: при сколь угодно малом влиянии на
атомы,
молекулы
и
электроны,
можно
высказать
предположение, что Р/N переходы в больших интегральных
схемах, в виду их колоссальной интеграции, работают на грани
режима устойчивости. А если их триллионы, то тогда возникает
эффект их взаимовлияния, и при некоторых сверху наложенных
гравитационных обстоятельствах электронная схема также
может оказаться на грани устойчивости. Следует ожидать, что
сбои даже обычных компьютеров и энергетических объектов в
осенне-весенние периоды будут также увеличиваться. По крайне
мере, мои наблюдение в отдельно взятой школе тому
подтверждение своих дальнейших изысканиях хочу понять
взаимодействие и других факторов, к примеру, влияние нагрева
поверхности Земли и постепенное остывание в эти периоды.
Когда происходит накопление энергии, отдача тепла на
поверхности
Земли.
Закономерно
должны
возникать
деформационные и усталостные процессы в результате
расширения огромных пространств поверхности и их сжатия.
В итоге, получается матрица взаимодействия различных
космических эффектов, которые сегодня приблизительно можно
описать с математической и физической суперпозиции.
Нахождение определителя этой матрицы будет являться неким
ключом к нашему пониманию всех происходящих процессов на
Земли или по крайне мере Ойкумене.
А может быть и совершенно иначе, все зависит от того,
насколько мы понимаем взаимовлияние всех процессов.
Однозначно, что не только мне предстоит большая и серьезная
работа в этом направлении.
226
Хотелось бы отметить следующее, что ни в одной
инструкции по безопасности не отражается влияние «весень»
(ввожу понятие) на периодичности катастроф, опасных
геологических процессов, инфарктов, инсультов и просто
дорожно-транспортных происшествий. Это касается и нашего
пешеходного перехода около школы.
Деревенец Е.Н., Залетова В.К.
МАОУ ДО «Центр дополнительного
образования детей «Эрудит», г. Геленджик
svderevenets@yandex.ru
КОММУНАЛЬНЫЕ КОТЕЛЬНЫЕ – ПРОБЛЕМЫ
ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ
Рассмотрено влияние котельных разных типов на экологию
Геленджика,
приведены
данные,
подтвержденные
экономическими расчетами, рекомендации по переходу
некоторых предприятий на газовое топливо и способы
энергосбережения на них.
Экология; газ; энергосбережение.
Геленджик - город-курорт, в нем нет промышленных
предприятий. Основным антропогенным фактором является
автотранспорт и котельные. В качестве топлива для котельных
установок используется твердое топливо, газ и мазут. В НИР
«Коммунальные котельные – проблемы и способы их решения»
изучали влияние котельных на экологию нашего города.
По результатам исследований самыми экологически
чистыми являются газовые котельные. Перевод котельных
других типов на газ позволит улучшить экологическую
обстановку в городе и уменьшат затраты на их содержание. По
данным ООО «Геленджиктеплоэнерго» за 2012 год для
котельной №21 стоимость топлива составила – 2 млн. 660200
руб., при переходе на газ затраты составят – 985000 руб.
Экономия 1675200 руб. С учетом затрат на обслуживание и
заработную плату экономический эффект составит 2216000 руб.
227
Для улучшения экологической обстановки в районах
мазутных котельных, возможна, установка диспергаторов и
внедрение ингибиторов, которые также уменьшают выбросы.
Проблемой
энергосбережения
озабочены
и
на
предприятии - ООО «Геленджиктеплоэнерго», где проводили
исследования. На предприятии, с целью сбережения энергии,
ведется
замена
оборудования
и
руководство
«Геленджиктеплоэнерго»,
предложило
нам
провести
сравнительный анализ работы реконструированных и не
реконструированных котельных. Целью наших исследований
стало определение эффективности способа энергосбережения на
предприятии, ООО «Геленджиктеплоэнерго».
Поставлены задачи: изучение способов энергосбережения в
котельных; мониторинг работы предприятия (проведение
измерений с помощью существующих узлов учета и
переносными приборами); обработка и анализ результатов;
проведение сравнительного и математического анализа
энергозатрат. Методика исследований: инструментальные
исследования; математический и сравнительный анализ.
Из первичной энергии, получаемой мировой экономикой
80% приходится на традиционные носители энергии - нефть,
уголь и газ. В большинстве случаев их просто сжигают в
котельных установках, поэтому вопросы, связанные с экономией
энергоресурсов в этих установках, чрезвычайно актуальны на
сегодняшний день [1]. Котельные установки, потребляют
электрическую энергию, мощностью 1 – 5% от тепловой
мощности этих установок. Если учесть, что электрическая
энергия, в среднем, в три раза дороже тепловой, то
целесообразность внедрения энергосберегающих технологий не
вызывает сомнений [2]. Учитывая то, что котельные вынуждены,
будут вместо дорогостоящего газа использовать уголь, мазут и
т.д., то потребление электроэнергии на подготовку к сжиганию
этого топлива значительно возрастет, что заставит экономить
электроэнергию, а соответственно и топливо [7].
В котельных Геленджика для перекачки холодной и горячей
воды (до 80С) в используются насосы типа К (Катайский завод)
и Км. Коэффициент полезного действия насосов К, Км
составляет от 35 до 71% [6]. В связи с неравномерностью
228
потребления воды населением в ночное и дневное время и в
часы пик предприятия тепловых сетей и водоканалов
устанавливают на электродвигатели частотные преобразователи.
За счет изменения частоты вращения элетродвигателя и насоса
меняется потребляемая насосным агрегатом электроэнергия. Во
время уменьшения потребления воды, насос вращается
медленнее, потребление электроэнергии снижается: N:N1=(n:n1)
в кубе, где N – мощность насоса, n – число оборотов насоса.
Например: мощность насоса 2К – 6 составляет при числе
оборотов 2900 об/мин N=4 кВт, при уменьшении числа оборотов
до 1500: N1=4 (2900:1500)=0,5564 кВт.
Работники предприятия нашли более выгодный вариант –
установка насосов фирмы Grundfos (Грундфос) разной
производительности для ночного времени и пиковой нагрузки в
вечерние и утренние часы, когда происходит максимальный
водоразбор. КПД насосов ТР выше КПД насосов типа К и
составляет до 85%. Например, в котельной №5, вместо
питательных насосов ЦНСГ-60 мощностью электродвигателя 55
кВт, с учетом фактической нагрузки котлов ДУ16-141Гм
установлены насосы фирмы Грундфос СR-15 с мощностью
электродвигателя 15кВт. После установки насосов ТР в
некоторых котельных предприятия (сентябрь 2014), наладку
тепловых сетей проводили на основании ряда замеров.
Температуру обратных трубопроводов горячей воды
замеряли
пирометром
TemPro550
прибором
для
бесконтактного измерения температуры тел. Принцип его
действия - измерение мощности теплового излучения объекта
преимущественно в диапазонах инфракрасного излучения и
видимого света, и провели анализ потребления электроэнергии.
После первичных замеров, было ограничено потребления
горячей воды путем установки шайб в ближайшие от ЦТП и
котельных, дома. Затем провели вторичные замеры температуры
обратной воды из жилых домов с помощью пирометра
(температура в обратном трубопроводе должна составлять 4046С, при температуре в подающем трубопроводе 60С).
По результатам замеров диаметр установленных шайб был
откорректирован. Установка частичных преобразователей была
проведена после проведения ремонтной - наладки котлов на
229
низких летних нагрузках, необходимые замеры проводили
портативным газоанализатором KANE 425.
Анализ эффективности проведенных энергосберегающих
Все
описанные
выше
преобразования
мероприятий.
проводились
для
более
эффективного
использования
оборудования и экономии электроэнергии. Для проверки
правильности решений принятых работниками предприятия мы
сравнили показатели по энергозатратам в октябре 2014 г., с
затратами в октябре 2013 г. (см. табл. 1)
Таблица 1
№
котельной
№5 ЦТП 2
№10
№3
№17
№26
№7
Модернизированные котельные
Затраты электроэнергии в кВт.
2013г.
2014г.
8548
2917
12687
5647
61463
28984
20266
8942
Немодернизированные котельные
12640
13747
989
2170
Выводы. Согласно проведенным исследованиям, затраты
электроэнергии, всего за октябрь 2013 г. составили 548 900
(кВт), за октябрь 2014 г. - 345 248 кВт. Удельный расход
электроэнергии снижен с 100,59 кВт/Гкал в 2013 г, до 50,040
кВт/Гкал в 2014 г., т.е., практически, в 2 раза.
Несмотря на то, что отопительный сезон в 2014 году
начался раньше чем в 2013, расход электроэнергии в котельных,
с установленными насосами Грундфос, по сравнению с
прошлым годом, был значительно снижен. Следовательно,
установка насосов фирмы Grundfos разной производительности,
оправдывает себя и может быть рекомендована для установки в
других котельных предприятия.
Библиографический список:
1. http://terion.su/post/Teplosnabzhenie.html
2. http://terion.su/post/Teplosnabzhenie.html
3. http://ru.wikipedia.org/wiki/Теплоснабжение
230
4. Марков А.Р.Повышение эффективности систем централизованного
теплоснабжения / Электронный журнал энергосервисной компании
«Экологические системы». - №11. - 2008. http://www.politerm.com.ru/)
5. Марков А.Р.Повышение эффективности систем централизованного
теплоснабжения / Электронный журнал энергосервисной компании
«Экологические системы». - №11. - 2008. http://www.politerm.com.ru/
6. Панин В.И. Cправочное пособие: Теплоэнергетика жилищнокоммунального хозяйства. – М.: 1970. - С. 161-162
7. Кожевников В.А. Энергоаудит систем теплоснабжения. О некоторых
аспектах. Интернет – Доклад.. – М.: МЭИ (ТУ). 2008.
Дунаевска Я.Н., Козырь С.А.
МАОУ ДО «Центр дополнительного
образования детей «Эрудит», г. Геленджик
skozis@mail.ru
ИЗУЧЕНИЕ ЗАПАСОВ ДИКОПЛОДОВЫХ
И ЛЕКАРСТВЕННЫХ РАСТЕНИЙ ЩЕЛИ ОЛЬХОВАЯ
Рассмотрены задачи организации добывательского
туризма на территории горных лесов курорта Геленджик. В
результате ресурсоведческих исследования выявлены и
определены запасы пищевых дикорастущих и лекарственных
растений цели Ольховая.
Туризм; ресурсоведческие исследования; дикорастущие
растения; урожайность; заготовки; запас лекарственных
растений.
Рекреационная деятельность в горных лесах курорта
Геленджик в последние годы активно развивается. В этих условиях
большое значение приобретает использование недревесных
ресурсов леса. Считаем, что значительно расширить сферу
туристической деятельности в населенных пунктах удаленных, от
моря способен добывательский туризм, а именно сбор ягод,
плодов, грибов, лекарственных растений и других пищевых
ресурсов. Это вид отдыха позволяет рационально использовать
лесные богатства, развивать природосберегающий туризм.
231
Цель работы - изучение запасов пищевых дикорастущих и
лекарственных растений щели Ольхова Геленджикского лесхоза.
Задачи: определение видового состава дикорастущих
пищевых и лекарственных растений; выявление территорий с
наибольшей
насыщенностью
естественных
насаждений
пищевыми дикорастущими растениями; оценка запасов этих
растений в осенние периоды 2013 и 2014 году; оценка запасов
травянистых лекарственных растений летнего периода 2014
года.
Изучение состояния и распространения пищевых и
лекарственных
дикорастущих
растений
в
пределах
Геленджикского лесхоза проводили на учетной площадке в щели
Ольховая, что начинается у места слияния рек Догуаб и
Ольховая к северу от села Михайловский перевал и далее
тянется в направлении Главного Кавказского хребта до г. Отрез.
На площади в три гектара производили изучение древостоя
по следующим показателям: состав, возраст, бонитет, густота,
сомкнутость, средний диаметр и высота, повреждения.
Устанавливали флористический состав подлеска, травяного
покрова, внеярусных растений.
В качестве исходного картографического материала
использовали «План лесонасаждений Геленджикского лесхоза».
Местонахождения зарослей устанавливали в ходе маршрутов на
местности, используя опросы лесников и местного населения.
Выявленные заросли и массивы наносили на карту с помощью
системы условных знаков и обозначений.
Определяли запасы пищевых дикорастущих растений
осеннего периода, используя метод «Определение урожайности
методом модельных экземпляров». При оценке урожайности
лекарственных растений летнего периода пользовались методом
учетных площадок.
В результате ресурсоведческих исследований выявлено 14
видов дикорастущих пищевых растений: груша кавказская,
яблоня восточная, боярышник мелколистный, боярышник
однопестичный,
боярышник
пятистолбиковый,
лещина
обыкновенная, терн (слива колючая), алыча, кизил мужской,
мушмула германская, роза собачья, ежевика кавказская, ежевика
сизая, бузина травянистая.
232
У 9-ти видов из этого списка плодоношение наступает в
осенний период. Дикоплодные осеннего периода по товарной
группировке представлены семечковые - 6 видами, косточковые
– 2, 1 – представитель других групп.
Созревание плодов на территории Ольховой щели наступает
с 20 августа (кизил) и длится до конца октября (яблоня, груша,
боярышник, шиповник), во 2-ой половины октября созревают
плоды терна, завершается цикл созреванием мушмулы (ноябрь).
Наибольшее количество видов дикоплодных отмечено в
центральной части ущелья и на склонах южных экспозиций. На
склонах северных экспозиций - вытесняются из лесных
насаждений, занимая преимущественно опушечные участки.
Основные крупные заросли сосредоточены на северо-восточной
и юго-восточной территориях ущелья. В зависимости от
величины урожайности все виды исследуемых растений были
разделены на три группы: 1) урожайность свыше 0,5 т (яблоня,
груша); 2) от 0,15 до 0,3 т (боярышник, кизил, шиповник); 3)
менее 0,09 т (мушмула, тёрн). Виды, входящих в первую и
вторую группы могут быть рекомендованы для промышленных
заготовок согласно «Методике выявления дикорастущих
сырьевых ресурсов при лесоустройстве».
К числу господствующих видов, которые определяют
основную массу урожая, относится яблоня и груша. На их долю
приходится 62% от всего урожая; кизил, боярышник, шиповник
составляют 30%, мушмула, терн - 8%.
При сравнении данных полевых исследований 2013, 2014
годах с литературными величинами урожайности (региональные
таблицы ВНИИЛМ, 2003) наиболее высокие значения
урожайности установлены у исследуемых видов в 2003 году.
Исключение составляет кизил – максимальные значения
урожайности в 2013 году и шиповник – 2014 год. Наименьшая
урожайность зафиксирована в 2014 году у всех видов, кроме
шиповника. Средние значения эксплуатационного запаса по
расчетным данным составляет т/га: груша - 0,5; яблоня - 0,4;
кизил – 0,2; боярышник и шиповник - 0,1; тёрн - 0,07; мушмула
– 0,013.
233
В
результате
рекогносцировочного
обследования
территории установлен список лекарственных растений, сроки
сбора которых приходятся на летний период. Всего 10 видов.
В количественном отношении виды лекарственных
растений примерно равномерно распространены по территории
ущелья. Наиболее крупные заросли выявлены в центральной
части ущелья. Эксплуатационный запас лекарственных растений
составляет: зверобой продырявленный – 6,6 кг; крапива
двудомная – 10 кг; подорожник большой – 5,6 к; полынь горькая
- 6,7 кг; тысячелистник обыкновенный – 9,7 кг; мелиса
лекарственная – 13,7 кг; мята длиннолистная – 27,1 кг; хвощ
полевой -18,2 кг. Выход воздушно-сухого сырья по расчетным
данным составляет (кг): мята – 6,7; хвощ – 4,5; мелиса – 3,4;
тысячелистник – 2,1; крапивы – 2; зверобой – 1,9, полынь – 1,5;
подорожник – 1,1.
Обилие видов дикорастущих пищевых растений и
лекарственных, высока урожайность, ландшафтная доступность
зарослей, наличие лесных тропинок и дорог - все это указывает
на возможность организации на территории Ольховой щели
маршрутов добывательского туризма в осеннее-летний период.
Библиографический список:
1. Амирханов М.М. Природные рекреационные ресурсы, состояние
окружающей среды и экономико-правовой статус прибрежных
курортов. - М.: 1997.
2. Зернов А.С. Определитель сосудистых растений севера Российского
Причерноморья. – Москва, 2002.
3. Калинина А.В. Дикоплодовые леса / «Растительные ресурсы». Ч. 1.
Леса. – Ростов-на-Дону: Изд-во РГУ, 1980. - С. 159-171.
4. Калинина А.В. Методические указания по выявлению недревесной
продукции леса при лесоустроительных работах в лесах Северного
Кавказа. Проект. - М.: 1984. - 28 с.
5. Неронов В.В. Полевая практика по геоботанике в средней полосе
Европейской России: Методическое пособие. - М.: 2002. - 139 с.
6. Плоды, орехи и ягоды дикие. Методы определения урожая и
ресурсов. ГОСТ 17268-71.
7. Методика выявления дикорастущих сырьевых ресурсов при
лесоустройстве. - М.: ЦБНТИ Гослесхоза СССР, 1987.
234
8. Шевченко И.А., Шевченко Е.А Город. Лес. Отдых. // сб.докладов.
«Рекреационное
использование
лесов
на
урбанизованных
территориях». - М.: Товарищество научных изданий КМК, 2009.
временную принадлежность археологических объектов. На
рис. 1 показана фотография из космоса окрестностей
г. Геленджика, а на рис. 2 – фотография хребта Туапхат.
Крыленко С.В., Залетова В.К.
МАОУ ДО «Центр дополнительного
образования детей «Эрудит», г. Геленджик
krylenkoserg@mail.ru
МОГИЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС НА ХРЕБТЕ ТУАПХАТ
Изучался могильный комплекс на хребте Туапхат.
Обследовано около 60 захоронений. Составлена карта,
проведена идентификация и датировка захоронений.
Захоронение;
расположение;
тип;
возраст;
принадлежность.
При исследовании погребения требуется особое внимание и
тщательное изучение всех деталей на месте: зарисовать и
сфотографировать, описать. Этот вид археологической работы
требует совокупности методических приемов [2, 3]. Прежде
всего, нужно неукоснительно соблюдать правила комплексного
изучения, изучать могилу в целом. Описание места
расположения курганов с обязательной привязкой к каким-то
ориентирам; данные о самих курганах, их количестве, системе
расположения, устройстве по внешним признакам и размерам;
сведения о подъемном материале на курганном иоле, в
разрушенных частях курганов. Необходимо иметь фотоснимки
курганного могильника с разных точек до раскопок [6].
Разобрать могилу аккуратно, вынуть кости и предметы - дело
довольно простое; труднее могилу изучить и оформить ее как
археологический источник.
Основная задача раскопок - реконструировать полную
картину захоронения. Это усложняется тем, что многие
предметы сохраняются в виде ничтожных следов, которые могут
быть определены лишь лабораторным исследованием [4]. Во
время изучения захоронений очень важно определить тип
235
Рис. 1. Фотография из космоса окрестностей г. Геленджика
Рис. 2. Фотография из космоса хребта Туапхат
236
На Северном Кавказе вплоть до XIX века, были
распространены
древнее
погребальное
сооружение
прямоугольной формы, стены и кровля которого сложены
каменными плитами. Создавались в широком ареале в эпоху
бронзы для захоронения одного человека или группы, и были
известны у различных археологических культур. Над ящиком
мог устраиваться курган, или он возводился как
самостоятельное сооружение [1,5].
В раннем средневековье данный участок побережья
занимали племена зихов, именно они оставили известный
Борисовский могильник V-IX веков. После распада зихского
племенного союза из его недр выделяются отдельные племена,
на основе которых начинает складываться адыгейская
народность.
В
окрестностях
Геленджика
известно
множество
средневековых адыгейских могильников и поселений. В
VII - середине XIX веков на территории современного курорта
проживали адыгейские племена натухайцев и шапсугов.
Исследуемый могильник находится севернее Борисовского
могильника, в южной части плоской вершины хребта Туапхат
(между Геленджиком и Кабардинкой). Его точные координаты
44°35’02.58'' восточной долготы 37°58'21.58”северной широты.
Памятник представляет собой курганный могильник. На
обследованной территории было обнаружено более 60,
покрытых дерном, насыпей, причем это число достаточно,
условно.
Стройной системы в могильном комплексе не наблюдается,
расположение захоронений хаотичное. Почвы в районе
могильника мергелиево-карбонатные, легкие, по механическому
составу – каменистые. Насыпи пологие, расплывшиеся у
основания, поскольку почти все захоронения были разграблены
в разное время (судя по их состоянию, достаточно давно), часть
гробниц обнажено, остается только предполагать, что верхние
части захоронений, были более крутыми. Обнажение гробниц
способствует беспрепятственному осмотру захоронений без
раскопок.
В
профиле,
большая
часть
захоронений,
ассиметрична.
Каждая
насыпь
содержала
каменную
конструкцию, основу которой составляла округлая или
237
подквадратная оградка в основании кургана из поставленных
наклонно к центру насыпи камней. В ряде случаев, ее дополняла
каменная наброска. Большей частью захоронения представляют
собой каменные ящики. Судя по следам раскопов грабителей, в
части
Большая часть захоронений, после варварских раскопок
черными археологами, выглядят так: раскоп в верхней части
кургана, плиты каменного ящика разбросаны рядом.
Поскольку захоронения этого могильного комплекса, в
основном, однотипные, мы решили произвести обследование
лишь некоторых из них.
В запасниках Геленджикского историко-краеведческого
музея хранятся фотодокументы, связанные с раскопками
Борисовского могильника (артефакты были утрачены во время
ВОВ), раскопок захоронений в Пшаде, в долине реки Жанэ.
Сравнивая форму и размер, найденных на хребте Туапхат,
каменных ящиков с фотографиями, сделанными при раскопках
курганного захоронения в районе села Пшада, можно
утверждать, что они однотипны.
Захоронение №3. Курган с каменным ящиком. Координаты.
44 35'03,1", 37 58'25,3", точка 010. Могильник №3 сильно
отличается от основной массы захоронений. Верхняя плита
захоронения осталась нетронутой, разграбление происходило,
путем разрушения торцовой плиты (с востока). Благодаря
осыпанию грунта, образовалась щель, через которую оказалось
возможным сделать достаточно четкий снимок погребальной
камеры. Размеры кургана: (высота) H=121 см, (радиус) R=455
см. Размеры каменного ящика: (длина) l=85 см, (ширина) s=65
см, (высота каменных плит) h=30 см. Головная часть
захоронения ориентирована на восток. Обнаружены кости.
С восточной стороны кургана грунт осел, что говорит о
произведенном когда-то вскрытии захоронения. В этой осыпи
были обнаружены древние кости, вероятно, извлеченные из
погребения во время ограбления. Образовавшееся отверстие,
позволило сделать снимок погребальной камеры. По
очертаниям, она напоминает внутренность дольмена. Поскольку
к камере нет прямого доступа, ее размеры могут быть не
точными. В верхней части передней плиты – пробито небольшое
238
отверстие, которое позволило грабителям попасть внутрь, но не
дает возможности грунту ссыпаться внутрь погребальной
камеры. Пяточный камень просматривается плохо из-за
покрывающего его слоя листвы и веток.
Обследование
могильного
комплекса
проводилось
поверхностное, без раскопок, но поскольку, практически все
захоронения были вскрыты и доступ к ним был открыт, в части
захоронений были обнаружены фрагменты костяков, а в отвалах
нам удалось обнаружить некоторые предметы, вероятно
находящиеся когда-то в захоронениях (рис. 3). Определить
точную принадлежность находок к тому или иному
захоронению не представляется возможным. Мы можем только
указать место, где они найдены и теоретически «привязать» их к
ближайшему кургану.
Рис. 3. Находки
Найдены предметы:
- наконечники стрел были найдены недалеко от
захоронений;
- стремя;
- подкова была найдена в намывном слое почвы, ниже по
склону от кургана № 5;
- топорик найден в намывном слое почвы, ниже по склону
от кургана № 5;
- наконечник копья найден в размыве грунта, примерно в 15
метрах от могильника № 4;
239
Есть предметы, найденные на территории могильного
комплекса, найденные при раскопках в районе Геленджика,
идентичные нашим находкам на хребте Туапхат.
Выводы. Форма каменных ящиков и обнаруженные
фрагменты костяков, позволяют предполагать, что, эти
захоронения относятся к раннему средневековью, примерно V –
VII вв НЭ, поскольку в более поздний период (с VIII по
середину XIX вв) проживающие здесь адыгейские племена
натухайцев и шапсугов чаще при погребениях совершали обряд
урнового трупосожжения (Добровольская, 2010г; Успенский,
2012г). Сравнивая наши находки с артефактами музейной
экспозиции, пришли к выводу, что они вполне могут относиться
именно к этому времени (V – VII вв.).
Поскольку могильный комплекс на хребте Туапхат не
изучался археологами, то есть смысл продолжить исследования
для определения его границы. По нашему мнению этот
могильный комлекс значительно больше, чем в нашем описании.
Проводить раскопки на территории могильного комплекса,
видимо не целесообразно, поскольку захоронения в каменных
ящиках в наших местах, довольно хорошо изучены и будет
достаточно определения его истинных границ.
Библиографический список:
1. Блаватский
В.Д.
Античная
археология
Северного
Причерноморья. - М., 1961.
2. Добровольская М.В., К методике изучения материалов кремации //
КСИА. Вып. 224. 2010.
3. Каховский Б.В. (сост.) Методика полевых археологических
исследований.
4. Методические указания к полевой практике / Чувашский гос. ун-т
им. И.Н. Ульянова.
5. Клейн Л.С. Принципы археологии. - СПб.: 2001.
6. Мартынов
А.И.,
Шер
Я.А.
Методы
археологического
исследования. - М.: Высшая школа, 2002.
7. Ростовцев М.И. Скифия и Боспор. - Л.: 1925.
8. Успенский П.С, Некоторые итоги и перспективы изучения
кремационных погребений Северо-Западного Кавказа VIII-XIII вв. //
КСИА. Вып. 226. - 2012.
9. Шелов Д.Б. Методика полевых археологических исследований
//Методика полевых археологических исследований. М. – 1989г
240
Сары Э.Д., Гладких Э.Н.
МАОУ ДО «Центр дополнительного
образования детей «Эрудит», г. Геленджик
eleonorasary@yandex.ru
КАК ПОВЕРНУТЬ КОСМИЧЕСКИЙ АППАРАТ
Описывается новый способ ориентации и стабилизации
космический аппаратов в пространстве, который может
стать дополнением к ныне известным системам ориентации.
Активная система ориентации; стабилизации космических
аппаратов в пространстве.
Одной
из
особенностей
присущих
космическому
пространству, является трудность поворота и стабилизации
космических аппаратов в пространстве. В пустоте, в отличие от
привычных земных условий не во что упереться для поворота
аппарата и его фиксации в пространстве.
Одной из главных систем ориентации на сегодняшний день
является активная система ориентации. Это система, в которой
управляющие
моменты
ориентирующие
аппарат
вырабатываются устройствами, питающимися от бортовых
источников энергии.
Для создания управляющего момента в системах активной
ориентации чаще всего применяют реактивные микродвигатели,
работающие на сжатом газе или химическом топливе.
Восстанавливающий момент в этой системе возникает при
выбросе массы рабочего тела из сопла небольшого реактивного
двигателя, ось которого не проходит через центр масс
космического корабля. Еще одна система ориентации с
помощью маховиков. Маховик - массивное вращающееся
колесо, установленное на борту летательного аппарата,
посредством которого можно управлять движением аппарата
вокруг центра масс. Три таких маховика, установленные на
борту космического аппарата обеспечивают полную трёх осевую
стабилизацию космического аппарата вокруг центра масс.
Развитием этой системы является использование не трех
отдельных маховиков, а одного сферического маховика
241
попросту шара с электродвигателем, имеющем три взаимноортогональные обмотки. Сферическому маховику не нужны
подшибники, а подвеску можно осуществить с помощью
магнитного или электростатического поля, либо на газовой
подушке аппаратов.
Главная проблема нынешних систем ориентации - это
потеря рабочего тела при работе реактивных двигателей
системы. Предлагается новый способ ориентации космических
станций. Он заключается в том, что в космическом аппарате есть
баки с жидким топливом, баки с питьевой водой для экипажа,
жидкость в этих баках можно вращать, и согласно закону
сохранения момента импульса сам космический аппарат начнет
вращаться в обратную сторону. Жидкость в баке можно вращать
небольшой турбиной с электродвигателем. Для этого, с
внутренней стороны бака, непосредственно внутри жидкости,
необходимо установить электродвигатель с турбиной. Когда
будем приводить его в движение, турбина начнет вращаться и
будет раскручивать жидкость в каком-то направлении,
соответственно бак и сам космический аппарат начнут
вращаться в обратную сторону. Суть метода показана на рис. 1.
Рис. 1. Поянение к способу ориентации космических станций
242
Электродвигатеель с турбиной должен иметь ввозможность
вращ
щаться вокруг ооси перпендикуллярной оси турб
бины. Когда
будеем вращаться ээлектродвигатель вокруг оси, то сможем
расккручивать жидкоость, а соответсственно и сам ккосмический
аппаарат в любом н
нужном нам нааправлении. Когда турбина
преккратит свое враащение, то жи
идкость вследсттвие вязкого
трен
ния остановитсяя, остановит свое
с
вращение по закону
сохрранения моментаа импульса и сам
м космический ааппарат, но в
новоом пространствен
нном направлени
ии.
Итак, космичесский аппарат по
овернулся, рабоччее тело при
этом
м из космическоого корабля не выброшено. Чтообы оценить
предложенногго
проведены
рабоотоспособность
способа,
вычи
исления: найдеем, во сколько
о раз отличаюттся угловая
скоррость вращения ккосмического ап
ппарата от угловвой скорости
вращ
щения жидкости
и в баке. Для эттого воспользуем
мся законом
сохрранения моментта импульса, согласно которрому сумма
импуульсов тел, сосставляющих зам
мкнутую систем
му, остается
посттоянной. На рис. 2 приведены реззультаты расчётоов.
Риис. 2. Результаты
ы расчётов
Получен резулльтат, из котор
рого видно, ччто угловые
скоррости отличаются примерно в 1500 раз. Допустим, что
вращ
щаем жидкость в баке с частото
ой в один обороот в секунду,
243
3
тогда космический аппарат сделает один полный оборот за 1500
секунд то есть за 25 минут. Результат вполне приемлемый для
плавных неторопливых поворотов.
Предложенный способ ориентации попутно решает еще
одну проблему. На большинстве современных космических
станций стоят жидкостные ракетные двигатели, в условиях
невесомости непросто обеспечить устойчивую подачу топлива к
двигателям, отсутствии сил тяжести, под влиянием сил
поверхностного натяжения любая жидкость стремится принять
форму шара, в результате чего в двигатели образуется
множество плавающих шаров жидкости. Вследствие этого
топливо будет поступать неравномерно, чередуясь с газом,
заполняющим пустоты, горение будет неустойчивым, двигатель
может заглохнуть или вообще взорваться. Чтобы этого избежать,
необходимо прижимать топливо к заборным устройствам,
отделив жидкость от газа. Сейчас это делают так. Либо
включают вспомогательные двигатели, работающие на сжатом
газе, или ставят сетчатый экран, который будет удерживать
часть топлива для запуска двигателя. Либо заливают топливо в
сетчатые мешки, помещенные внутрь бака, после чего
закачивают в баки газ.
Предложенный способ как раз решает эту проблему. Если
жидкость в баке вращать, то она центробежными силами будет
прижиматься к топливозаборным устройствам на переферии
бака. Тем самым, обеспечиваем устойчивую подачу топлива к
двигателям. Итак, предложенная система ориентации вполне
работоспособна. Сможет ли она полностью заменить ныне
известные системы ориентации - покажет опыт и практика, но
она может стать прекрасным дополнением и помощником.
Воплотить и проверить её на практике достаточно просто,
возможно это будет осуществлено.
Библиографический список:
1. http://www.mcc.rsa.ru/mks.htm;
2. http://www.walkinspace.ru/index/0-888;
3. http://www.mcc.rsa.ru/ATV.htm;
4. http://astronaut.ru/bookcase/books/denisov/text/04.htm;
5. http://spacegid.com/pryamaya-onlayn-translyatsiya-s-mks.html;
6. Пинский А. А. Физика -10. - М.: - 1993.
244
7. Пинский А. А.,Физика -11. - М.; 1993;
8. Мякишев Г.Я. Физика классический курс – 10. - М.: 2013.
1
Федорец И.В., 1Тунников Е.А,
2,3
Фоменко В.А., 1Козырь С.А.
1
МАОУ ДО «Центр дополнительного образования детей
«Эрудит», 2Филиал ЮФУ в г. Геленджике,
3
ГНЦ «Южморгеология», г. Геленджик
skozis@mail.ru
СОЗДАНИЕ РАБОЧЕГО МАКЕТА
КЕРЧЕНСКОГО МОСТА
Статья посвящена вопросам проектирования рабочего
макета керченского моста из элементов конструктора «Лего».
Мост; Курченский пролив; строительство; рабочий макет.
Проблема транспортного сообщения между полуостровом
Крым и материковой частью России существовала всегда.
Пользование имеющимися дорогами, проходящими через
территорию Украины, с недавнего времени, стало невозможным.
Единственная паромная переправа, не может обеспечить
нарастающий поток транспорта и грузов. Решить эту проблему
может только строительство современного и надежного моста
через Керченский пролив. Кроме прямого транспортного
сообщения (автомобильного и железнодорожного), мост
позволит наладить бесперебойную подачу электроэнергии и
воды из Краснодарского края в Крым.
Цель работы: собрать рабочий макет Керченского моста и
произвести его испытание.
Задачи: по литературным источникам изучить и обобщить
информацию о различных проектах Керченского моста;
составить гидрологическую, геологическую и климатическую
характеристику района; собрать из элементов конструктора
«Лего» макет моста и провести его испытание на прочность.
Среди множества предложенных проектов мостового
перехода через Керченский пролив, наиболее оптимальным
245
является Южный (Тузлинский) вариант. На этом участке
значительная часть мостового перехода будет проложена вдоль
острова Тузла и Тузлинской косы. Преимущество тузлинского
варианта - и в более стабильных грунтово-геологических и
гидротехнических
условиях
предполагаемого
района
строительства,
поскольку
коса
Чушка
периодически
затапливается «нагонами» морской воды.
Предлагаемый проект предусматривает строительство
комбинированного мостового перехода, общей протяженностью
19 км. Участки моста от Таманского полуострова до о. Тузла,
протяженностью 1,4 км, и участок от о. Тузла до п-о. Крым,
протяженностью 6,1 км, может быть ферменной конструкции на
железобетонных опорах. Для обеспечения судоходства через
глубоководный фарватер пролива, часть моста, предлагается
сделать вантовой системы на двух пилонах с расположением
вант по системе «арфа». Положительный опыт применения
подобной схемы имеется при строительстве моста на о. Русский
и многих других мостов по всему миру.
Основные проблемы при строительстве моста через
Керченский пролив связаны с природно-климатическими,
гидрологическими и геологическими особенностями района. В
числе неблагоприятных условий, осложняющих строительство,
илистое дно, тектонический разлом, сейсмологическая
активность в проливе и частые оползни по берегам.
На основе анализа литературы установили, что при
проектировании данного объекта необходимо учитывать
следующие исходные данные:
- судоходный габарит по Керчь - Еникальскому каналу не
менее 45 метров по высоте и 200 м. по ширине;
- сейсмичность площадки составляет 9 баллов;
- залегание в кровле коренных пород на глубинах до 45
метров;
- нагрузки от ледовых полей с учетом торосов с толщиной
до 2 метров, при скоростях течения до 2м/с, и скоростях ветра до
25 м/с.
Расчетным путем установили:
246
- чтобы мост выдержал нагрузку железнодорожных
составов, расстояния между опорами моста должны быть не
более 400 м, то есть их придется установить достаточно много;
- уровень коренных пород, пригодных для установки свай,
находится на глубине до 60 м; чтобы их установить, строителям
нужно будет бурить скважины на глубину 70 м;
- изучив
особенности
проектирования
сваи
для
строительства мостов, установили, что в целесообразнее
применять сейсмоустойчивые сваи шатрового типа, что не
позволит опорам моста уходить в дно.
От обледенения на уровне моря сваи будут защищены
бетонными отражателями.
Используя элементы конструктора «Лего» собрали первый
вариант моста и провели его испытание на прочность.
Произведено два опыта с нагрузкой на основной пролёт
моста. В качестве нагрузки были использованы кубок весом
около 500 грамм и гантель весом 1,5 кг. В результате испытаний
выяснено что, при нагрузках до 1 килограмма пролёт моста не
прогибается (см. рис. 1).
целях. В поcледующих этапах работы над проектом
предполагается создание макета, конструктивно похожего на
реальный мост.
Следующим этапом работы будет создание конструкции
«умного»
моста,
которая
предполагает
управление
безопасностью с видеонаблюдением, проводкой автомобиля от
начала до конца моста, определения массы транспортного
средства. Предусматриваются системы пожаротушения и
эвакуации автомобиля, а также метеостанция. Впереди еще
долгий процесс расчетов и экспериментов.
Библиографический список:
1. Еремеев В.Н., Иванов В.А., Ильин Ю.П. Океанографические условия
и экологические проблемы Керченского пролива. Морський
екологічний журнал, № 3, Т.II. 2003.
2. Колотов Н.М., Вейнблат Б.М. Строительство мостов. - М.:
Транспорт, 1981.
3. Camp.pp.ua
1
1
Черемисин Д., 2,3Фоменко В.А.
МБОУ СОШ №3, Филиал ЮФУ в г. Геленджике,
3
ГНЦ «Южморгеология», г. Геленджик
2
ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО РАЗРАБОТКЕ СИСТЕМЫ ДОБЫЧИ
ЖЕЛЕЗОМАРГАНЦЕВЫХ КОНКРЕЦИЙ (ЖМК)
В МИРОВОМ ОКЕАНЕ
Рассматриваются задачи добычи железомарганцевых
конкреций на морском дне. Определены способы и задачи
добычи конкреций.
Морское дно; конкреции; добыча; железо; никель; кобальт.
Рис. 1. Испытание моста под нагрузкой
Конечно, этот макет является пробным и не позволяет
рассчитать и учесть все параметры будущего моста.
Нагрузочные опыты так же были проведены в ознакомительных
247
В мире наметилась тенденция истощения запасов в
месторождениях железа, никеля, кобальта - основных металлов
для создания технических средств. Кобальт и никель являются
металлами придающими железу необычно полезные свойства.
Ученые обратили внимание на огромные запасы ЖМК,
которые находятся на дне морей и большей степени на больших
248
глубинах в океанах. На дне Мирового океана запасы
полиметаллических руд в виде ЖМК составляют не менее 300
млрд. т. запасы трех океанов составляют 200 млрд. т., в
Атлантическом океане содержится 45 млрд. т., в Тихом - 112
млрд. т., в Индийском океане - 41 млрд. т. Большая часть
месторождений залегает на глубине от 3600 до 6000 метров.
Конкреции обнаруживаются также в северо-западной части
Тихого океана на глубине от 4500 до 5400 метров, на берегу
США недалеко от зоны сбросов «Мендесино» между широты на
глубине больше, чем 3200 метров. На дне Мирового океана
сосредоточены марганцевые конкреции, кобальтовые корки и
сульфидные руды «черных курильщиков». Рис 1.
Рис. 1. Распределение запасов полиметаллических руд в
Мировом океане
Сегодня Япония и другие страны, в основном небогатые
месторождениями полиметаллов, предпринимают попытки их
опытной добычи. Больше всего запасов полиметаллов находится
в месторождениях ЖМК и в ближайшее будущее предстоит
решать задачу их добычи.
ЖМК своеобразное природное образование. Удельный вес
ЖМК примерено 1,25 , а воды 1. Фотография ЖМК показана на
рис.2.
Добыча ЖМК сопряжена с невероятными трудностями, это
огромное давление на глубине 6000 метров до 600 атм.,
отсутствие света, низкая, но постоянная температура - всего
плюс 4 градуса.
249
Рис. 2. Фотогграфия железома
арганцевых конккреций
Самое главное, каким образом
м их собрать в контейнер и
опраавлять наверх на добычное судно.
с
Основнаая проблема
состтоит в способе ихх сбора, соскреб
бать или собиратть поштучно.
ЖМК достаточно хррупки, их можно
о поломать просттым усилием
сжаттия кисти руки.. При первом способе
с
более ээкономичном
возн
никает ряд проб
блем с их отд
делением от поодстилающих
осад
дков - мельчайш
шей в своей осн
нове пелитовой глине и как
след
дствие огромны
ые облака ее взвеси,
в
которая не оседает
на дне, так и
длиттельное время и может погубитьь все живое, как н
в вводе. Такая см
месь тончайши
их пелитовых частиц по
набллюдениям учены
ых оседает годами
и.
Предлагается вы
ыбрать почти соввершенный способ – систему
интееллектуального сбора, когда каждую ЖМК бережно с
помоощью серии м
манипуляторов (механическая
(
ррука) будут
отдеелять от дна и укладывать в контейнер. С этой целью
выпоолнен эксперим
мент. Для этого
о было измерен
на величина
усиллия для отделления ЖМК отт дна, опредеелен способ
извллечения и уклад
дки. Сегодня этто возможно осууществить с
методов. К
помоощью робототеехнических и математических
м
прим
меру, сканируетсся поверхность дна,
д на которой ррасположены
ЖМК, а, как известтно, их распред
деление на дне подчиняется
норм
мальному законуу распределенияя, что облегчаетт программу
для рраспознавания образов ЖМК и их
и укладку на дне.
В памяти системы добычи, в интеллектуальн
ной матрице
хран
нится и обновляяется по мере их сбора их уукладка. Ряд
мехаанических рук бережно их собирают,
с
не н
нанося вред
прирроде, примерно как сортируют яблоки сегодняя на фермах.
Сейччас работаю над
д образом роботтизированной м
механической
руки
и и системой управления. Думаю, что болльшая часть
250
0
матеематического об
беспечения уже разработана до меня и мне
остаается выбрать, ууже из разработаанного. Сначалаа смастерить
опыттную руку, исп
пытать, а затем возможно и заапатентовать.
Мои
ими изысканиям
ми заинтересоваались коллеги. Думаю, что
такоое решение задаччи будет правилььным.
IV. СЕКЦИЯ ПЕДАГОГИКИ И СОВРЕМЕННЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ В ОБРАЗОВАНИИ
Чуприна К.А., Демьянова Е.В.
Филиал ЮФУ в г. Геленджике, г. Геленджик
ksjuscha.tchuprina@yandex.ru
ОБОСНОВАНИЕ НЕОБХОДИМОСТИ ПЕРЕХОДА ВУЗА
НА ЭЛЕКТРОННЫЙ ДОКУМЕНТООБОРОТ
КАК ИНСТРУМЕНТ РЕАЛИЗАЦИИ ПРИНЦИПОВ
КОРПОРАТИВНОЙ СОЦИАЛЬНОЙ
ОТВЕТСТВЕННОСТИ
В данной работе представлен анализ достоинств и
недостатков перехода ВУЗа на электронный документооборот
как инструмент реализации принципов корпоративной
социальной ответственности.
Бумага; экология; анализ; электронный документооборот;
университет.
На данный момент человечество агрессивно использует
блага природы, в связи с этим с каждым годом экологическая
обстановка в мире катастрофически ухудшается.
Проблема чрезмерного использования бумаги в больших
организациях, а в частности в высших учебных заведениях,
обусловило выбор темы данного исследования, так как, на наш
взгляд, переход на электронный документооборот является
неоспоримо актуальным в данных сложившихся условиях в
соответствии с принципами корпоративной социальной
ответственности.
Цель исследования: проанализировать достоинства и
недостатки перехода на электронный документооборот для
уменьшения нанесения вреда окружающей среде, за счет
максимального снижения количества используемой бумаги в
организации, на примере конкретного высшего учебного
заведения.
251
252
Достоверно известно, что для производства бумаги в мире
ежегодно вырубается более 125 миллионов деревьев. Для
производства тонны бумаги необходимо спилить 24 дерева, в
связи с тем что на производство стандартного листа А4, вес
которого составляет 5 грамм, необходимо израсходовать от 15
до 21 грамма леса. При этом по расчетам ученых, которые
изучали данную проблему, сотрудник офиса в среднем
производит около 160 кг бумажных отходов в год. Это
обуславливает актуальность перехода с бумажных носителей на
электронные
крупных
организаций
с
большим
документооборотом, к которым так же относятся учебные
заведения. [1]
Сущность проблемы сводится к тому, что внедрение
электронного документооборота, столь важного с точки зрения
социальной ответственности перед обществом, связано с рядом
ограничений и сложностями для самой организации, как с
экономической, так и с организационной точек зрения. В связи с
этим, необходимым является анализ всех достоинств и
недостатков
перехода
на
электронную
систему
документооборота на примере конкретного учебного заведения.
Южный федеральный университет является одной из
крупнейших организаций Южного федерального округа.
Численность студентов данного ВУЗа насчитывает более 49 тыс.
человек. Учитывая общее количество работников в данном
университете более 8500 человек и учитывая приведённые выше
данные
о
ежегодном
расходовании
бумаги
среднестатистическим
офисным
работником,
скорректированные с учетом того, что университет уже
частично перешел на электронный документооборот, рассчитаем
общее
количество
бумажных
отходов,
производимых
сотрудниками ЮФУ из расчета 50 кг в год на одного
сотрудника.
Соответственно, перемножив вышеприведенные данные
получаем приблизительную цифру в 425000 кг или 85 000 000
листов бумаги формата А4., ежегодно превращаемых в
бумажные отходы сотрудниками университета.[2]
Кроме сотрудников в университете присутствует такая
категория как студенты, рефераты, контрольные, курсовые и
253
дипломные работы которых, также являются немаловажной
составляющей документооборота ВУЗа. Исходя из того, что в
соответствии
с
рабочими
учебными
планами
среднестатистический студент в год изучает около 17
дисциплин, по каждой из которой он обязательно предоставляет
письменную работу в среднем на 30 листов формата А4, с
учетом черновиков и конспектов, можно рассчитать
приблизительное ежегодное количество используемой бумаги
среднестатистическим студентом ВУЗа (510 листов формата А4
или 2,5 кг). Учитывая общее количество учащихся в ЮФУ – 49
тыс. человек, студенты используют около 122 500 кг бумаги или
24 500 000 листов в год.
В год университетом используется 109 500 000 листов
бумаги. Известно что из одного дерева производится 12500
листов офисной бумаги. Из этого следует, чтобы обеспечить
годовое потребление бумаги ЮФУ, будет уничтожено
приблизительно13 140 дерева.
Способы уменьшения использования бумаги:
1) переход на электронный документооборот;
2) переход на вторичную печать.
Современный цивилизованный человек уже давно осознает,
что необходимо собирать макулатуру и сдавать бумагу на
вторичную переработку. Это неоспоримо позволит сохранить
природу, нетронутыми окажется больше диких мест с
множеством редких деревьев растений, что в свою очередь будет
способствовать сохранению биоразнообразия. Но вторичная
переработка бумаги способна лишь частично решить проблему
вырубки деревьев для производства бумаги, но на наш взгляд
радикальным решением проблемы является переход на
электронный документооборот, что позволит сократить расход
бумаги до минимума, а в последствии, и вообще отказаться от
бумажных носителей информации.
Таким образом, сохранив все документы на электронных
носителях, уменьшаться затраты организаций на снабжение
работников
офисной бумагой. Еще одним важным
преимуществом является то, что организациям не придется
содержать отдел для хранения многочисленных папок с
документами и нанимать специалиста по ведению архива. При
254
упразднении этого отдела значительно сократятся расходы
предприятия.
По нашим расчетам ЮФУ, на базе которого проводились
исследования, ежегодно требуется 170 000 пачек бумаги
формата А4. Учитывая среднюю стоимость пачки бумаги (200
руб.) ежегодные затраты на бумагу учреждением составляют
34 000 000 рублей.
Учитывая сумму затрат на снабжение университета
бумагой, на наш взгляд экономически целесообразным является
переоснащение технического фонда университета для хранения
и работы с информацией в электронном виде. Учитывая то, что
материально-техническая база подразделений ЮФУ на данный
момент достаточно хорошо оснащена компьютерной техникой,
на наш взгляд в рамках полного перехода на электронный
документооборот достаточно приобрести около 90 сканеров и 90
стационарных компьютеров, что в сумме составляет около 3 150
000 рублей. Даже на первый взгляд сравнение приведенных
выше статей затрат, следует, что выгоднее обновить имеющееся
в организации оборудование для перевода информации в
электронный вид, нежели хранение столь объемного количества
бумажных носителей информации.
В результате анализа достоинств и недостатков перехода на
электронный документооборот выяснилось, что с точки зрения
организации данного процесса в исследуемом ВУЗе нет
серьезных ограничений. Кроме всего прочего, это позволит
сократить
архив
как
зачастую
крайне
затратную
организационную единицу.
Что неоспоримо доказывает социальную, экономическую и
организационную обоснованность перехода данного ВУЗа на
электронный документооборот.
1.
2.
Библиографический список:
http://www.docflow.ru
http://www.eau-msu.ru
255
1
1
Финаева Н.Н., 2Брандина О.Г.
МОБУ СОШ №8, им. А.Г. Ломакина,
2
МАОУ СОШ №10, г. Таганрог
finaev_val_iv@tsure.ru
ИНДИВИДУАЛЬНАЯ РАБОТА УЧАЩИХСЯ ПРИ
РЕШЕНИИ ЗАДАЧ
В данной работе рассматривается принцип организации
обучения физике в старших классах на основе преподнесения
информации логическими блоками.
Физика в старших классах; учащиеся; учебная программа;
методы решения задач; индивидуальная работа.
Совершенствование процессов и метордв решения задач по
предмету «физика» в школе связано, прежде всего, с
рациональным
планированием
и
организацией
такой
действенной формы обучения, как индивидуальная работа
школьников непосредственно на уроках.
Как результат многолетнего опыта преподавания предмета
«физика», предлагаем применять вариативную методику
исполнения индивидуальной работы. Основой методического
обеспечения является применение дидактических пособий,
назначение которых состоит в помощи учителю реализации
индивидуального похода в обущения для каждого учащегося.
Индивидуальность подхода основана также на учёте
возможности темпа освоения материала за счёт правильного
подбора содержания и сложности заданий, а также адресного
оказания ученикам разной помощи в освоении учебного
материала [1 - 3].
Учебный материал, предлагаемый ученикам отличается
единой логической структурой, созданной на основе учета
индивидуальных способностей и проявляетмых учеником
особенностей характера. Учебный материал определяется
следующими дидактическими положениями:
- предлагается ориентировочная основа формирования
общего метода решений задач;
- обеспечивается первичное (начальное) закрепление
изучаемого метода в виде решения задачи по аналогиям;
256
- применение
учебного
материала
направлено
на
уменьшение степени помощи учащимся при решении задач;
- сложность заданий последовательно увеличивается;
- предусмотрено варьирование не только содержания, но и
степени сложности заданий;
- на заключительном этапе выполняется решение
творческих заданий.
Логическая структура учебного материала показана
схематически на рис. 1.
1. Типовая задача с подробным объяснением метода
решения
2. Аналогичная задача с планом решения и необходимой
дополнительной помощью
3. Задача со свернутым планом или указаниями для решения
(степень помощи уменьшается)
4. Несколько задач для самостоятельного решения,
различных по содержанию и сложности
5. Творческие задания
Рис. 1. Логическая структура предоставления учебного
материала
Как пример, рассмотрим методику организации учебной
работы с дидактическим пособием. В пособие включена система
задач по выбранной теме курса «физика».
Учителем выбирается некоторый пример типовой задачи.
Учитель производит объяснения: подробность возможного
257
подхода к решени. задачи, какие методы и приемы решения
можно применять.
Учитель обращает внимание на вариации в исходных
условиях и объясняет их теоретическое и практическое
значение.
Такой подход обеспечивает возможность правильной
ориентации учеников в возможных алгоритмах решения задачи,
а также позволяет наиболее рационально обучить всех учащихся
выбранным методам решения физических задач, независимо от
того, это слабо или среднеуспевающий ученик.
Если ученик не до конца понял отдельные этапы решения,
то
дидактическое пособие обеспечивает
возможность
повторного обращения к непонятному материалу. При решении
первой задачи можно применить такой подход, как беседа,
направленна на активные привлечение учащихся к решению, а
также и самостоятельное изучение учащимися метода решения
типовой задачи.
Дальнейшую самостоятельную работу учащихся, конечно,
определяет уровень подготовленности, выявляемый при
решении первой задачи. Слабым ученикам предлагается решать
все задачи пособия, причём, по порядку. При решении возможна
разная помощь, например, предписания, выдача дополнительной
информацию, указаний, а также предоставление ответовы при
промежуточной и итоговой самопроверки. Не исключается
повторное обращение к типовой задаче и прочее.
Среднеуспевающие и сильные ученики могут пропускать
некоторые этапы, осзнанно понимаемые ими. Они могуь в
гораздо меньшей степени пользоваться помощью, осуществлять
выбор достаточно сложных задач, а также быстрее начать
выполнение творческих заданий. Отличительная особенность
подхода состоит в том, что последовательность и характер
самостоятельной работы определяется не только учителем, но и
самими учениками.
Таким
образом,
задачи,
предназначенные
для
самостоятельного решения, отличают содержанием, характером,
и сложностью. Правильно подобранные задачи позволяют
закрепить выбранный метод решения, и научить школьников
практически применять это метод в рознообразных условиях.
258
Школьникам можно в качестве творческих заданий предложить
составить новые задачи. Школьникам можно предложить
решить нестандартные задачи, состовить аналитическое
обобщение, а также даже сконструировать прибор на основе
модели физического явления.
Рассмотренная методика обучения вписывается в общую
систему работы учителя физики на уроке, и сочетается с
другими методами и формами обучения. Методика может
оказать большую помощь учащимся в домашней работе и при
самоподготовке.
Библиографический список:
1. Гинзбург В.Л. О науке, о себе и о других (2-е издание). - М.: Наука,
2006.
2. Драбович К.Н., Макаров В.А., Чесноков С.С. Физика. Практический
курс для поступающих в университеты. – М.: Физматлит, 2009 – 544 с.
3. Материалы журнала «Квант» в интернете: http://kvant.mccme.ru/
Балабан Е.Г., Щемелева Ю.Б.
Филиал ЮФУ в г. Геленджике, г. Геленджик
keitrin777@mail.ru
ГЕРОИ НАШЕГО ВРЕМЕНИ – ГОРДОСТЬ СТРАНЫ!
Обозначены великие российские достижения в разрезе
патриотического воспитания молодежи.
Патриотизм; Россия; наука; воспитание.
Тема патриотизма в целом и патриотического воспитания в
частности всегда является актуальной. Рассматривая эту тему,
можно избрать разные подходы, обозначить различные ракурсы
и нюансы. Наше восприятие этой темы основано на результатах
социологического опроса, касающегося патриотического
воспитания.
В ходе проведенного нами в социальных сетях опроса,
затронувшего около 2000 респондентов, выяснилось, что многие
представители молодежи не имеют представления об открытиях,
259
совершенных российскими учеными в новом столетии. И это
позволяет им утверждать, что патриотизм нынче не моден, что
«патриотизм по отношению к нынешней стране может
проявляться только к её прошлому». [1].
Мы задумались о том, что знают они, в основном, заслуги
гениев минувшего времени (Пушкина А., Циолковского К.,
Гагарина Ю.) и великие победы (Великая Отечественная Война).
А что им известно о современных заслугах наших
соотечественников?
Отсюда возникла цель нашей работы: показать всем, что
Россия в любые времена - самая продуктивная и Великая страна.
Исходя из озвученной цели, нами были поставлены и
решены следующие задачи:
- изучить открытия, совершенные в 21 веке, и раскрыть их
значимость для страны и всего мира.
- показать, насколько интеллектуально сильна наша страна.
Показав нынешнему поколению достижения российских
ученых, совершенных в 21 веке, мы решаем задачу
патриотического воспитания, заставляя людей гордиться
современными гениями и гордиться взрастившей их страной.
Нами были найдены сведения о наиболее значимых
открытиях и научных достижениях 21-го века, которые
позволили мировой науке совершить глобальный скачок. И
сегодня мы представляем их вам.
Одним из ярких примеров современных российских гениев
является Григорий Перельман, ученый-математик, доказавший
гипотезу Пуанкаре, одну из семи «задач тысячелетия» из списка
Математического института Клэя. Эта гипотеза была
сформулирована еще в 1904 году. Суть её сводилась к тому, что
трехмерный объект без сквозных отверстий топологически
эквивалентен сфере. Мировую известность российский
математик приобрел, когда отказался от премии в 1 миллион
долларов от Института Клэя.
В постсоветскую эпоху именно российские ученые
вырвались вперед в гонке за открытие сверхтяжелых элементов
таблицы Менделеева. С 2000 по 2010 год физики из лаборатории
имени
Флерова
Объединенного
института
ядерных
исследований в подмосковной Дубне впервые синтезировали
260
шесть самых тяжелых элементов с атомными номерами со 113
по 118. Два из них уже официально признаны Международным
союзом чистой и прикладной химии (ИЮПАК) и получили
имена флеровий (114) и ливерморий (116).
Хотя в постсоветский период России не удавалось
осуществить успешных самостоятельных межпланетных
миссий, российские научные приборы на американских и
европейских зондах и наземные наблюдения российских
астрономов принесли уникальные данные о других планетах. В
частности, весьма достойным примером научного героизма
можно назвать Владимира Краснопольского, который совместно
со своими коллегами впервые зарегистрировал линии
поглощения метана на Марсе, благодаря чему позже было
доказано (под руководством российского же ученого Игоря
Митрофанова), что на красной планете есть огромные запасы
водяного льда.
Именно в России создана технология, которая позволяет
получить самое мощное световое излучение на Земле. В 2006
году в нижегородском Институте прикладной физики РАН была
построена установка PEARL (PEtawatt pARametric Laser),
основанная на технологии параметрического усиления света в
нелинейно-оптических кристаллах. Эта установка выдала
импульс мощностью 0,56 петаватта, что в сотни раз превосходит
мощность всех электростанций Земли. Эти лазерные системы
позволят в дальнейшем исследовать экстремальные физические
процессы. Помимо этого, с их помощью можно будет
инициировать термоядерные реакции, на их основе можно
создавать лазерные источники нейтронов с уникальными
свойствами.
Именно Российским ученым принадлежит, возможно,
последнее крупное географическое открытие на Земле —
обнаружение подледного озера Восток в Антарктиде. В 1996
году совместно с британскими коллегами они открыли его с
помощью сейсмического зондирования и радарных наблюдений.
Бурение скважины на станции Восток позволило российским
ученым получить уникальные данные о климате на Земле за
последние полмиллиона лет. Они смогли определить, как
менялась температура и концентрация углекислого газа в
261
далеком прошлом. В 2012 году российским полярником удалось
первыми проникнуть в это реликтовое озеро, которое было
изолировано от внешнего мира около миллиона лет.
Исследование образцов воды из него, возможно, приведет к
открытию абсолютно уникальных микроорганизмов и позволит
сделать выводы о возможности существования жизни за
пределами Земли — например, на спутнике Юпитера Европе.
Не будем далеко ходить и обратимся к геленджикской
научной организации «Южморгеология». Ее сотрудниками был
разработан уникальный подводный аппарат, аналога которому
нет во всём мире. Вообще «Южморгеология», уже
отпраздновавшая свой 55-летний юбилей, является одной из
ведущих научных организаций России, участвующих в
федеральных и международных программах и соглашениях в
сфере морской геофизической индустрии.
Исходя из вышесказанного, можно сказать, что наука в
России не стоит на месте. Она развивается. Достижения наших
ученых давно уже вышли за границы нашей необъятной Родины.
Любой гражданин нашей страны с гордостью может
сказать: «Научные открытия России – достижения века!». А
также передать свои знания настоящему и будущему
поколениям, тем самым воспитывая настоящих патриотов своей
страны. Гордость нации берет свои истоки с Крещения Руси и
продолжает свой победоносный путь в XXI веке.
А в подтверждение наших выводов хотим привести слова
российского президента Путина В.В.: «Идеалы патриотизма
настолько глубоки и сильны, что никому и никогда не удавалось
и не удастся перекодировать Россию, перекодировать,
переделать под свои форматы. Нас невозможно отлучить,
оторвать, изолировать от родных корней и истоков. Великая
история нашей страны, ее богатейшее цивилизационное
наследие и сегодня питают наши чувства, вдохновляют граждан
России на новые свершения, открытия, триумфы и победы».
Библиографический список:
1. Материалы
краевой
научно-практической
конференции
«Патриотизм российской молодежи: традиции и современность».
Балабан Е.Г., Логинов А.В., н.р. Щемелева Ю.Б. «Трактовка понятие
«патриотизм» современной молодежью»
262
2. http://21russia.ru/article/science/2014-04-07/desyat-samykh-vazhnykhotkrytii-rossiiskikh-uchenykh-za-20-let URL: 28.10.2015
3. : http://www.ntv.ru/novosti/1423898/?fb#ixzz3prjfuB5I
URL:
28.10.2015
Борисова Л.А., Евченко И.В., Чередникова А.Ю.
Филиал ЮФУ в г. Геленджике, г. Геленджик
cat.borisovs@mail.ru
ПАТРИОТИЗМ И НАЦИОНАЛИЗМ В СОВРЕМЕННОЙ
РОССИИ: СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ПОНЯТИЙ
В настоящей работе представлен сравнительный анализ
двух понятий, осуществлено выявление конкретных различий и
сходства
между
ними.
Предпринята
попытка
охарактеризовать содержание этих понятий применительно к
ситуации, сложившейся в современной России.
Патриотизм; национализм; самосознание нации.
Мы
избрали
темой
исследования
сравнительную
характеристику двух важных политологических терминов –
национализм и патриотизм, - не случайно. События,
происходящие в соседней Украине, обрушившиеся на братский
украинский народ, заставляют прицельно и под разными углами
взглянуть на понятийный диссонанс. Актуальность темы
определяется насущностью проблемы и ее практическим
воплощением. Действительно, подмена терминов и понимания
их сути и, следовательно, содержания явления приводит к тому,
что национализм нередко выступает под эгидой патриотизма, а
националистическая, человеконенавистническая риторика и
пропаганда так называемых «ура-патриотов» представляется
лейтмотивом «дорожной карты» страны. Известно, что данные
понятия рассмотрены большим количеством концепций и
идеологий. Проанализировав некоторые из них, мы попытались
дать свое видение проблемы.
Цель данной работы заключается в выявлении сущностных
характеристик понятий патриотизм и национализм, что позволит
263
молодому поколению – и украинцам, и россиянам, - адекватно
оценивать и анализировать происходящие события в стране и
мире.
Задачи:
1) дать характеристику терминам: национализм и
патриотизм;
2) соотнести эти понятия, выявить возможные сходства и
различия;
3) выяснить, чем же является патриотизм в современном
мире: модной тенденцией, исторической необходимостью или
же истинной природой человека и самосознанием нации?
«Патриотизм – это духовно-нравственное чувство, часть
общественного сознания, которое выражается в любви к Родине
и возможности поставить государственные интересы выше
собственных. Это не просто показной интерес к стране и участие
в патриотических акциях, а тонкое понимание истории
государства, его места в мире, желание продолжать дело своих
отцов и дедов, защищать землю от чужих посягательств» [1]. Как
сказал Николай Александрович Добролюбов: «В человеке
порядочном патриотизм есть не что иное, как желание трудиться
на пользу своей страны, и происходит не от чего другого, как от
желания делать добро, сколько возможно более и сколько
возможно лучше»[3].
«Национализм – это политическая идеология, основная цель
которой – защита интересов конкретной нации (народа), её
языка, традиций и обычаев. Понятие зарождается в условиях
борьбы с глобальными империями, где относительно небольшие
социальные общности «перемалываются» в жерновах имперских
интересов.
Отдельные
течения
национализма
противопоставляют свой этнос другим народам, считая его
более развитым и совершенным» [5].
Таким
образом,
выделяем
наиболее
явные
и
противоположные характеристики двух терминов и их
сущностного содержания:
1. Суть. Патриотизм строится на основе любви к Родине,
национализм – превознесении одной своей нации.
264
2. Отношение к другим народам. Патриотизм терпимо
относится к различным социальным общностям, отдельные
течения национализма дискриминируют их.
3. Отношение к согражданам. Патриотизм ставит на одну
ступень всех граждан страны, национализм – членов своего
этноса (народа). Неважно кто это, гражданин огромной страны
или чужеземец: если у него другой цвет кожи, произношение, то
он автоматически записывается в список потенциальных врагов.
4. Влияние на жизнь государства. Патриотизм создаёт
центростремительные процессы, национализм – центробежные.
Национализм провоцирует распад государства, патриотизм,
напротив, сплачивает его [5].
В этой связи возникает еще один вопрос: может ли патриот
быть националистом? Чтобы предметно рассуждать на данную
тему, нужно определиться и с ключевым понятием – понятием
Родины, Отечества. Очень понятно данный вопрос разъяснил
Патриарх Кирилл: «Когда в Великую Отечественную войну
погибали за Родину и воины, и мирные жители, они отдавали
жизнь свою не только за землю, за воду, за воздух, за деревья. И
не за фабрики, заводы или мосты они отдавали свою жизнь, ведь
и фабрики, и заводы, и мосты с легкостью взрывались и нашими
партизанами, и нашими войсками при отступлении, когда нужно
было помешать врагу действовать эффективно. Что же тогда
есть Родина? Родину осознавали как некую великую святыню, а
потому и были готовы отдать за нее жизнь. Родина
воспринималась, во-первых, как место, овеянное памятью о
родных и предках, населявших ее на протяжении веков, и вовторых, как место, где сформировалась нация, вернее, то
лучшее, что этой нации присуще, ведь худшему не поклоняются
и за худшее не отдают жизнь» [4]. То есть
патриот
националистом не может быть априори, тогда как националист
видит одной из составляющей своей идеологии патриотизм,
нередко бравирующий и показной.
Патриотизм – не историческая необходимость, и уж тем
более он не должен быть модной тенденцией. Патриотизм
является истинной природой человека и самосознанием
нации. Чувство патриотизма, самой любви к Родине, приходит к
нам только через осознание своей собственной значимости,
265
значимости своего рода, и, следовательно, значимости и
ценности своей страны. Патриотом может быть только человек,
уважающий и знающий себя, но не надо путать это с эгоизмом и
тем более, национализмом. Ведь патриот, обладая осознанием
ценности себя, уважая себя, ценит и уважает окружающих, так
как прекрасно понимает, что каждый ответственен за свою
жизнь сам, а неся ответственность за себя, мы вольно или
невольно, отвечаем за происходящее вокруг нас. Патриотизм
раскрывается через осознание себя и ценности своего труда, для
развития своего государства. Поэтому его нельзя ни внушить, ни
привить, ни сделать модным, есть только один шанс стать
патриотом - понять самого себя и работать над собой, изменяя
мир вокруг себя. Именно поэтому в наши дни часто можно
услышать слова, что патриотов сейчас крайне мало, люди
зациклены на себе, своих сиюминутных проблемах.
Эти чувства без сомнения необходимо воспитывать и
пестовать на разных уровнях: общественных и государственных.
Великий немецкий философ сказал Иоганн Фихте: «От всех
гнетущих нас бед спасти нас может одно только воспитание» [2].
Разумеется, речь идет не только о воспитании в семье, ведь не
каждый родитель обладает соответствующими навыками и
знаниями, да и что скрывать, не всегда есть и желание. Кроме
этого, предпочтения современного общества все чаще приводят
к замене родительского внимания воздействию всемирной Сети.
Патриотизм должен стать общегосударственной задачей,
охватывающей все гражданские и государственные институты.
Но прежде общество само должно прийти к пониманию этой
цели - и тогда государство, как организм воплощения
созидательной идеи общественного сознания, уже на
политическом уровне закрепит методы достижения цели, то есть
механизм развития патриотического просвещения.
Библиографический список:
1. Евг Кмита. Разница между национализмом и патриотизмом //
http://maxpark.com/community/5862/content/3529992 [URL 29.10.2015]
2. Иоганн
Фихте.
Речи
к
русской
нации
//
http://www.rhga.ru/science/conferences/rusm/stenogramms/fihte_tezisy.php
[URL 28.10.2015]
266
3. Николай
Александрович
Добролюбов.
Цитаты.
//
http://tsitaty.com/автор/николай-александрович-добролюбов
[URL
28.10.2015]
4. Патриарх Кирилл. Проповедь Святейшего Патриарха Кирилла по
окончании Литургии на Бутовском полигоне // http://ahtubaeparhia.ru/news-patriarchate/detail/84 [URL 28.10.2015]
5. Чем
отличается
патриотизм
и
национализм
//
http://www.liveinternet.ru/users/5134221/post372620975
[URL
29.10.2015]
Каребина К.Г., Щемелева Ю.Б.
Филиал ЮФУ в г. Геленджике, г. Геленджик
kupreevakristina@rambler.ru
ПОДГОТОВКА РЕБЕНКА К ШКОЛЕ КАК ПРОБЛЕМА
Рассмотрены вопросы подготовки ребенка к школе. особое
внимание уделено проблеме обучения письму и навыкам чтения в
дошкольном возрасте.
Дошкольный возраст; подготовка к школе; письмо; чтение;
навыки; умения.
Вопросы подготовки ребенка к школе являются
актуальными как в педагогической науке, так и в повседневной
жизни. Для каждого родителя эти вопросы встают очень остро в
определенный период времени. Стоит ли обучать ребенка
письму и чтению до школы? Какие плюсы и минусы от
приобретения этих навыков в таком возрасте? И какие
результаты и последствия можно ожидать в итоге?
Исходя из озвученных вопросов, целью нашего
исследования явилась выработка рекомендаций для родителей
дошкольников, а, следовательно, оказание методической
помощи при осуществлении правильного выбора стратегии
подготовки ребенка к школе.
Для осуществления поставленной цели нами были
поставлены и решены следующие задачи:
267
- ознакомиться
с
нормативными
документами,
регламентирующими
учебную
работу
в
дошкольных
образовательных учреждениях (ДОУ);
- изучить литературу по психологии дошкольного возраста;
- провести опрос в виде интервьюирования среди родителей
дошкольников;
- сформировать список основных навыков и умений,
важных для дошкольного образования и подготовки ребенка к
школе.
Дошкольный возраст и младший школьный возраст сильно
отличаются, несмотря на то, что эти этапы тесно взаимосвязаны.
Ведущей деятельностью дошкольного детства считается
сюжетно-ролевая игра (по Эльконину Д.Б.), в которой дети
моделируют деятельность и отношения взрослых. Психологи и
физиологи отмечают, что период раннего развития ребенка от
одного до семи лет - самый важный этап для подготовки к
будущей взрослой жизни. Именно в этом возрасте
закладываются основы мировоззрения, ценности, принципы,
формируются навыки здорового образа жизни.
В декабре 2012 года «Закон об образовании» установил, что
дошкольное образование становится отдельным, полноценным
уровнем образования наравне со школьным или высшим. После
принятия
в
России
Федерального
Государственного
Образовательного Стандарта (ФГОС) главной задачей детского
сада стали сохранение и укрепление здоровья ребёнка,
корректировка нарушений в развитии, подготовка к обучению в
школе, развитие коммуникативных способностей.
Вопрос остается актуальным: все-таки, каким же образом
готовить ребенка к школе? Для того чтобы обучать каким-либо
навыкам
ребенка,
необходимо
изучить
критерии,
соответствующие
данному
этапу
физического
и
психологического развития. Конечно, для человека несведущего
картина умилительна, когда двух-трех годовалый малыш
воспроизводит алфавит. Однако, всему свое время! Ребенок
готов учиться чтению только тогда, когда он может выполнять
определенные операции, например, рассказать, что изображено
на картинке, четко говорить, строить подходящие по смыслу
предложения, выявлять причинно-следственные связи.
268
В настоящее время многие родители считают, что нужно
обучать ребенка до школы чтению и письму, аргументируя свою
позицию тем, что в школе он не будет успевать за программой.
Однако, многие педагоги начальной школы, напротив,
приветствуют первоклашек, которые впитывают новую для них
информацию как «губка», и с огромным удовольствием
«грызут» гранит науки.
Наряду с ранним обучением чтению, некоторые родители
пытаются обучить своих детей в дошкольном возрасте письму. В
этом случае можно столкнуться с множеством проблем, которые
родители не берут во внимание. Как правило, они не являются
педагогами соответствующего профиля, и, следовательно, учить писать лучше и не начинать, поскольку переучивать
учителю будет намного сложнее, чем обучать. Мускулатура и
строение кисти в этом возрасте еще не готовы к такой точной
операции. Именно к семи годам полностью формируется
физиологическая база. Это аналогично тому, что в три месяца
ребенок не готов сидеть или в полгода - ходить. Вместо того
чтобы обучать письму, необходимо развивать мелкую моторику
рук: ребенок должен уметь раскрашивать рисунки, не заходя за
контур, лепить крупные и мелкие детали из пластилина,
штриховать. Это позволит ему в дальнейшем научиться писать
без особых проблем и приучить кисти рук к точным операциям.
Великие психологи и педагоги считали, что важно не
столько
раннее,
сколько
своевременное
развитие,
соответствующее возрасту. Результаты исследований российских
ученых говорят о том, что раннее обучение письму и чтению
бесполезно, а иногда и просто вредно.
Нами были систематизированы и обозначены различные
умения и навыки, которые, по нашему мнению, помогут ребенку
успешно влиться в школьную программу. К ним следует
отнести:
- умение составить рассказ по картинке;
- умение рассказать о себе (ФИО, адрес, имена родителей
и т.д.);
- знания об окружающем мире (флора, фауна);
- знание простейших геометрических фигур;
- знание цветовой гаммы;
269
- достаточно развитая мелкая моторика рук;
- социально-коммуникативный
навык
поведения
в обществе;
- развитое абстрактное мышление и умение выявлять
причинно-следственные связи.
Но истина такова, что одним из ключевых навыков в
подготовке детей к школе, многие родители считают умение
читать и писать. Это, в частности, подтверждено результатами
проведенного нами интервьюирования родителей в ДОУ
г. Геленджика. В результате опроса, мы выявили, что родители
дошкольников ошибочно полагают, что, обучив своего ребенка
чтению и письму, они создадут благодатную почву для
дальнейшего развития и облегчат ему путь по тернистой дороге
к получению знаний.
Исходя из выше изложенного, можно сделать следующие
выводы:
- ранее обучение чтению может негативно повлиять на
успеваемость ребенка в школе - ему будет просто скучно на
уроках, к тому же он будет саботировать учебный процесс. Так
же следует заметить, что ребенок в таком возрасте не понимает
значения многих слов и, следовательно, он читает, не осознавая
смысла прочитанного текста;
- без подготовки руки к письму ребенку очень сложно сразу
выводить буквы в прописях. Родители, не осознавая всей
серьезности своей ошибки, пытаются добиться от дошкольника
чистописания, а ведь это может пагубно отразиться на
правильности написания букв, их наклона, и, в дальнейшем, на
общем количестве помарок и ошибок.
Мы считаем, что ребенка нужно развивать всесторонне. На
этом этапе стоит уделить больше внимания обогащению общей
эрудиции, формированию словарного запаса, умению четко
выражать свои мысли с помощью слов, а так же развитию
абстрактного мышления.
Все вышеперечисленное, на наш взгляд, необходимо свести
в единое федеральное издание, в разработке которого приняли
бы участие ведущие педагоги и психологи нашей страны, так
как на сегодняшний день подобные рекомендации существуют
лишь разрозненно и зачастую противоречат друг другу.
270
Макаров И.В., Орфаниди Х.Е.
Филиал ЮФУ в г. Геленджике, г. Геленджик
hristofor7@gmail.com
УЛУЧШЕНИЕ КОМФОРТНО-ПСИХОЛОГИЧЕСКОГО
ПРЕБЫВАНИЯ СТУДЕНТОВ В УЧЕБНОМ ЗАВЕДЕНИИ
В данной статье будет проанализированы основные
психотипы студентов с целью выявления оптимального
сочетания способностей и особенностей обучающихся для
более продуктивного учебного процесса и развития личностных
качеств.
Психотип; комфортно-психологическое пребывание.
Создание для студентов условий, способствующих их
максимально быстрой адаптации в различных сферах жизни и
деятельности сообществ учебного заведения, а также
комфортного пребыванию в нем, является актуальной
проблемой для повышения качества образования.
Для решения обозначенной проблемы были выделены
следующие задачи, которые представлены на слайде:
Самообразование и желание получать знания с целью их
дальнейшего применения - вот приоритетные функции
обучаемого. В случаях, когда по тем или иным причинам даже
одна из этих функций в сознании отсутствует или слабо
выражена, эффективность процесса обучения резко снижается.
Создание комфортных условий для психо-эмоционального
состояния студента будет способствовать осознанному желанию
обучаться.
В студенческие годы у молодежи проявляются знания и
умения, связанные с их внутренним миром. Кто-то может
познавать науку инженера-строителя и параллельно успешно
принимать участие в работе и выступлениях команды КВН, ктото, получая профессию педагога, с не меньшей активностью
погружается в сферу графического искусства, и т.д. В связи с
этим,
необходимо
классифицировать
основные
ярко
выраженные психотипы, встречающиеся в обществе студентов в
271
соответствии с их базовыми жизненными позициями и
приоритетами. На наш взгляд, в любой студенческой среде
можно выделить следующие психотипы студентов: ботаник;
спортсмен; неформал и трудяга.
Ботаник.
Массу времени проводит в процессе обучения. Для него
паталогическая жажда знаний - своеобразный наркотик для
мозга. И даже если эти знания не усваиваются в положенном
порядке, он готов их силой поместить в центр умственной
деятельности. В основе своей эти люди грамотные теоретики,
связанные в выборе профессии с точными науками. Не редко
встречаются и «размышлители», но вот только безыдейные,
потому как опираются не на собственный опыт и чувства, а на
«книжные знания», которые в свою очередь, могут быть просто
неактуальны. В дальнейшем, на практике, перегруженный
избытком знаний во многих направлениях специалист, может
ярко показать себя в работе, связанной с консолидацией и
обобщением того, что раньше являлось не стыкуемым. Но
проблема заключается в том, что так же быстро он может и
растерять свой потенциал, если не будет превращать знания в
умения и самосовершенствоваться. А это достаточно тяжелый
труд. Не каждый его осилит.
Спортсмен.
Быстрее, выше, сильнее. Такой девиз по жизни порой
наталкивает на мысль о полном отсутствии у этого человека
страха и инстинкта самосохранения. Но все познается в
сравнении. Жизненный принцип побеждать делает из этих
людей успешных бизнесменов и политиков, если, конечно, они
не доходят до крайности и свое будущее ассоциируют
исключительно со спортом. В реалии век чемпиона весьма
короток, и после всех, потрясающих умы фанатов, достижений,
герой-спортсмен забывается очень быстро. Напротив, "железная
воля", внутренний стержень и желание быть первым делают
свое дело в реализации лидерских качеств управленца, если это
опирается на фундамент знаний в конкретной области.
Неформал.
Свобода действий и помыслов зачастую приводит к
неожиданным
инновационным
эффектам.
Постоянная
272
активность поиска истины и социально-направленная жизненная
позиция, не дают зачерстветь и остановиться ни мыслям, ни
действиям. Да, не всегда эти действия правильные. Но вопрос. А
кто определил правила? Хаос рождает систему. Под любые
условия жизни этот человек легко адаптируется и создание для
него искусственно комфортных условий может лишь породить
лень, которая в скором времени превращается в апатию. Он и
без помощи достигнет своей точки комфорта. Такие студенты штучный товар. Зачастую являются неформальными лидерами
практически во всех сферах общения и деятельности обществ.
Трудяга.
Желание выжить при любых обстоятельствах является
приоритетным, и заключается в постоянной работе над
распознаванием и устранением собственных недостатков. Это
приводит зачастую к замкнутости личности. Но стоит ему
начать действовать - складывается ощущение, что удачу он из
рук никогда не выпускал и качественная реализация его умений
не знает границ. Работает на результат. Вот только стимул и
мотивация к достижению той или иной цели ему необходима,
как воздух.
В основе проблемы комфортного пребывания студентов в
ВУЗе лежит, ряд причин, которые впоследствии влияют на
снижение посещаемости и успеваемости. Вот определяющие
факторы, которые негативно влияют на степень комфортнопсихологического пребывания студентов в учебном заведении.
Они могут быть как внешние, так и внутренние, как глобальные,
так и личностные. И все же, согласно результатам исследований,
проведенных сотрудниками лаборатории НИИ психологии
обучения
и
социологии
образования
Современного
гуманитарного университета, они таковы:
Приходит, как не странно, на ум, мысль о том, что в основе
решения задачи лежит принцип синергии интересов. Еще раз, не
деления на "кружки по увлечениям", а именно объединения
качеств, с целью скорейшего качественного получения
результата от деятельности каждого студента.
Стоит еще раз отметить, что желание обучаться появится
только при активной самомотивации и возможности
самостоятельного развития, расстановке приоритетов обучения
273
и отсутствия боязни непознанного. Возможно, это идеальные
условия, создать достаточно сложно.
Определение
влияния
негативных
факторов
на
психоэмоциональное состояние студентов представлены в
таблице 1.
Таблица 1.
Степень воздействия негативных факторов влияющих на
комфортно-психологическое пребывание в учебном заведении
различных психотипов студентов
Личностные и
профессионал
ьные качества
преподавателя
Отсутствие
мотивации
к обучению
(лень)
Совмещен
ие учебы и
работы
Недосып
ание и
болезни
Слабая
тех.оснаще
нность
ВУЗа
Ботаник
1
3
2
4
1
Спортсмен
3
4
3
1
2
Неформал
4
2
1
2
3
Трудяга
2
1
4
3
4
Психотипы
студентов
1 – слабое, 2 – умеренное, 3 – сильное, 4 - критическое
Вследствие объединения в группы студентов с психотипом
на, которых в соответствие с данными, представленными на
рисунке 1, наблюдается противоположное, соответственно
критическое и слабое влияния факторов комфортнопсихологического пребывания в учебном заведении студентов,
возможно добиться снижения критичности уровня, данного
воздействия. Более подробно рассмотрим цель, процесс и
результат такого взаимодействия для различного сочетания
противоположных психотипов студентов в таблице 2.
274
Таблица 2. Цель, процесс и результат взаимодействия
различного сочетания противоположных психотипов студентов
Пол
Цель
Ботаник
+
Неформа
л
Снижение
критического
влияния
личностных и
профессиональных
качеств
преподавателя на
восприятие
информации от
него Неформалом
на почве
осознанного
желания обучаться
Спортсм
ен +
Трудяга
Снижение
критического
влияния
отсутствия
мотивации и лени
на понимание
процесса обучения
Спортсменом за
счет проявления
усердия
Ботаник
+
Спортсме
н
Снижение
критического
влияния
недосыпания и
болезней на
Ботаника с
помощью
мотивированного
волевого подхода
к делу
Процесс
взаимодействия
Ботаник
подсказывает
Неформалу каким
образом и для чего
необходимо
распознавать и
выявлять суть
преподаваемого
материала в
независимости от
способа его
подачи и личного
отношения к
преподавателю
Трудяга
разъясняет более
доступным языком
Спортсмену
основы
систематической
усердной работы и
грамотного
подхода к
образованию для
достижения успеха
в дальнейшей
жизни
Спортсмен
показывает и
доказывает
Ботанику правило
"Хочешь быть
здоровым - будь
им", наставляя и
стимулируя его
желание "всегда
оставаться в
седле"
275
Пол
Цель
Процесс
взаимодействия
Снижение
критического
влияния проблемы
совмещения учебы
и работы на
Трудягу
посредством
неформального
подхода
Неформал делится
с Трудягой
мыслями о том,
каким образом и за
счет чего, с его
точки зрения
возможно,
изыскать
эффективные
источники
заработка, не
влияющие на
процесс обучения
(или наоборот)
Трудяга
оптимизирует и
перераспределяет
свои усилия в двух
направлениях
(получается и
успевать обучатся и
зарабатывать), в
свою очередь
Неформал осознает
возможности
проявления себя в
сферах
деятельности,
связанных с
управлением
Трудягами
Снижение
критического
влияния слабой
тех. оснащенности
ВУЗа на Трудягу
направленное на
поиск и освоение
знаний
альтернативными
методами
Ботаник знает и
делится с
Трудягой
методами
быстрого и
качественного
приема и
обработки
информации в
процессе
самообразования в
независимости от
источника
получения знаний
В связи с более
эффективным
процессом
самообучения у
Трудяги остается
время на иные
занятия, Ботаник, в
свою очередь
находит все новые и
новые способы
получения
информации для
саморазвития
Результат
Процесс
эффективного
усвоения
информации
от
преподавателя
Неформалом
улучшается, в свою
очередь
Ботаник
проявляет лидерские
качества
Спортсмен
нарабатывает
навыки
систематического
подхода к обучению
и
планированию
собственной
в
деятельности,
свою
очередь
Трудяга
учится
стремлению всегда
быть первым
Ботаник все меньше
и меньше тратит
драгоценное для
самообразования
время на лечение
своих болячек и
развивается
физически,
Спортсмен в свою
очередь, проявляет
лидерские качества
на практике
Неформа
л+
Трудяга
Трудяга
+
Ботаник
Результат
Исходя из представленных в таблице 2 данных, можно
сделать вывод о том, что в каждом примере синергии
психотипов обе стороны остаются в выигрыше, что дает им
возможность дальнейшего развития. Но при этом ни в коем
случае не стоит забывать о саморегуляции процесса обучения со
стороны студента в аспектах: планирования деятельности;
276
моделирования процессов; всестороннего анализа и оценки
результатов.
В результате исследования были получены следующие
результаты:
Исходя из поведения в студенческом сообществе, а также
базовых жизненных позиций и приоритетов, была предложена
авторская классификация психотипов студентов, обучающихся в
учебном заведении.
Было проанализирована степень воздействия негативных
факторов, которые влияют на комфортно-психологическое
пребывание в учебном заведении различных психотипов
студентов.
Для снижения критичности уровня воздействия данных
факторов, было предложено объединить студентов с
противоположными по степени влияния психотипами. Затем
представлены цель, процесс и результат такого рода синергии
для каждого из рекомендуемых сочетаний противоположных
психотипов.
Орлова Л.Г., Королев В.А.
Филиал ЮФУ в г. Геленджике, г. Геленджик
lgorlova@sfedu.ru
САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТОВ
Работа посвящена проблемам самостоятельного и
дистанционного метода обучения студентов. Рассмотрены
процессы организации внеаудиторной самостоятельной
работы студентов.
Обучение
студентов;
дистанционный
метод;
самостоятельная работа студентов.
Обучение в университете состоит из аудиторной и
самостоятельной подготовки, причем в гораздо большей степени
студент должен учиться самостоятельно или в общении с
товарищами.
Самостоятельная подготовка предусматривает:
277
- внимательное чтение и продумывание лекций, решение
задач и выполнение различных упражнений;
- библиотечную работу с разнообразной литературой,
ведение записей, конспектов;
- обсуждение учебного материала с другими студентами;
- выполнение различных самостоятельных работ, написание
рефератов, подготовку докладов и т.д. Свою внеаудиторную
самостоятельную работу так, чтобы она наилучшим образом
готовила его к восприятию очередной лекции, к выступлению на
семинаре, эффективной работе на практическом занятии, зачете,
экзамене и т.д. Это значит также уметь в ходе аудиторной
работы (лекции, семинара) организовать дело так, чтобы в
наибольшей
степени
облегчить
себе
последующую
самостоятельную работу
Многие первокурсники во время лекции испытывают
большие трудности. Так, среди проблем, с которыми
сталкиваются многие студенты, можно назвать следующие:
1) большой объем учебного материала. Одна лекция может
содержать информацию в объеме 5–10 школьных уроков;
2) сложный язык лекционного материала. Первокурсники не
всегда подготовлены к восприятию материала на таком уровне
сложности и в такой форме;
3) многие первокурсники испытывают большие трудности
при восприятии материала в течение двухчасовой лекции;
4) в процессе лекции некоторые студенты часто
отвлекаются и могут сконцентрировать свое внимание лишь на
непродолжительное время;
5) во время лекции некоторые студенты «отключаются»,
погружаются в свои мысли и с трудом понимают, о чем говорит
лектор;
6) учащиеся не могут заставить себя сосредоточиться на
лекции, если содержание ее показалось неинтересным или не
понравился лектор;
7) многие студенты, хотя и внимательно слушают, но не
успевают записывать весь материал лекции или допускают
существенные ошибки в своих конспектах, что может привести
к большим проблемам при подготовке к практическим занятиям,
экзаменам;
278
8) большинство студентов хотя и успевают записывать
лекцию, но не могут ее осмыслить. Если такие студенты не
делают попыток самостоятельно разобраться в материале после
лекции, то за семестр накапливается много недоработанного
лекционного материала;
9) некоторые студенты испытывают трудности при
попытках применить теоретические знания, полученные на
лекции, для решения задач, при подготовке к практическим или
семинарским занятиям.
Работа студента на лекции – сложный процесс, сочетающий
в себе три вида деятельности: слушание, осмысливание и
собственно конспектирование (запись).
Исследования показали, что студенты, умеющие составлять
толковые конспекты лекций, учатся гораздо лучше тех, кто их
пишет либо только для проформы – для преподавателя, либо
списывает у других студентов.
Во-первых, конспект – это запись материала лекции или
учебника, сделанная вами самостоятельно.
Во-вторых, конспект помогает восстановить в памяти все
содержание лекции или книги.
В-третьих,
составление
конспекта
дисциплинирует
студента, не дает ему расслабляться: завтра будет новый
материал, и его надо будет тоже законспектировать.
В-четвертых, работа над составлением конспекта – это
очень важный прием обучения.
Самостоятельная работа студентов (СРС) является одним из
видов учебной работы, включающим активные формы и методы
обучения. СРС может быть как аудиторной, то есть
выполняемой в ходе аудиторных занятий по расписанию, так и
внеаудиторной. Основными принципами организации СРС
являются:
максимальная
индивидуализированность,
систематичность, непрерывность, сотрудничество преподавателя
и студента, дифференциация по степени сложности на каждом
этапе освоения основной образовательной программы [1,2].
Целью самостоятельной работы студентов является
приобретение новых знаний, систематизация и закрепление
полученных теоретических знаний и практических умений
студентов.
279
СРС направлена на решение следующих задач:
- углубление и расширение теоретических знаний;
- формирование умений использовать нормативную,
правовую, справочную документацию и специальную
литературу;
- развитие познавательных способностей и активности
студентов,
творческой
инициативы,
самостоятельности,
ответственности и организованности;
- формирование
самостоятельности
мышления,
способностей к саморазвитию, самосовершенствованию и
самореализации;
- развитие исследовательских умений;
- формирование потребности в непрерывном образовании.
Для организации Внеаудиторной СРС необходимы
следующие условия:
- разъяснение студентам целей, задач и форм организации
ВСРС;
- наличие и доступность необходимого учебнометодического и справочного материала;
- система регулярного контроля качества выполненной
самостоятельной работы;
- консультационная помощь.
Процесс организации внеаудиторной самостоятельной
работы студентов включает в себя следующие этапы:
Первый этап – подготовительный. Включает в себя
составление рабочей программы с выделением тем и заданий
для ВСРС; сквозное планирование ВСРС на семестр; подготовку
учебно-методических
материалов;
диагностику
уровня
подготовленности студентов.
Второй этап – организационный. На этом этапе
определяются цели индивидуальной и групповой работы
студентов; проводятся индивидуально-групповые установочные
консультации; устанавливаются сроки и формы представления
промежуточных результатов.
Третий этап – мотивационно - деятельностный.
Преподаватель
на
этом
этапе
должен
обеспечить
положительную мотивацию индивидуальной и групповой
деятельности;
проверку
промежуточных
результатов;
280
организацию самоконтроля и самокоррекции; взаимообмен и
взаимопроверку в соответствии с выбранной целью.
Четвертый этап – контрольно-оценочный. Включает
индивидуальные и групповые отчеты и их оценку. Контроль
ВСРС может осуществляться при помощи промежуточного и
итогового тестирования, написания в аудитории письменных
контрольных работ, коллоквиумов, промежуточных зачетов др.
Задания на ВСРС выдаются преподавателем. При этом в
обязательном порядке проводится инструктаж по их
выполнению, включающий изложение цели задания, его
содержания, сроков выполнения, ориентировочного объема
работы, основных требований к результатам работы и к отчету
по ним, сведения о возможных ошибках и критериях оценки
выполнения работы. Инструктаж проводится преподавателем за
счет объема времени, отведенного на аудиторное изучение
дисциплины.
В ходе выполнения ВСРС студенты могут обращаться к
выдавшему задание преподавателю за консультацией.
ВСРС по усмотрению преподавателя может выполняться
студентами индивидуально или коллективно (творческими
группами), при этом преподаватель должен исходить из цели,
объема, конкретной тематики самостоятельной работы, уровня
сложности, уровня умений студентов.
Критериями оценки результатов ВСРС студента являются:
- уровень освоения учебного материала,
- умение
использовать
теоретические
знания
при
выполнении практических задач,
- полнота общеучебных представлений, знаний и умений по
изучаемой теме, к которой относится данная самостоятельная
работа,
- обоснованность и четкость изложения ответа на
поставленный по внеаудиторной самостоятельной работе
вопрос,
- оформление отчетного материала в соответствии с
известными или заданными преподавателем требованиями,
предъявляемыми к подобного рода материалам.
Методическое обеспечение ВСРС
281
Обязательными условиями снижения аудиторной нагрузки
и увеличения доли самостоятельной работы студента являются:
- переработка учебных планов и программ в рамках
ФГОСов с целью увеличения доли самостоятельной работы
студента над изучаемым материалом, включение тем,
выносимых для самостоятельного изучения, в том числе и с
помощью компьютерных методических средств.
- оптимизация методов обучения, внедрение в учебный
процесс
новых
технологий
обучения,
повышающих
производительность
труда
преподавателя,
активное
использование информационных технологий, позволяющих
студенту в удобное для него время осваивать учебный материал;
- совершенствование системы текущего контроля работы
студентов, балльно-рейтинговой системы и широкое внедрение
компьютеризированного тестирования;
- совершенствование методики проведения практик и
научно-исследовательской работы студентов;
- модернизацию системы курсового и дипломного
проектирования, которая должна повышать роль студента в
подборе материала, поиске путей решения задач.
Преподаватель разрабатывает:
- учебно-методические комплексы, программы, пособия,
материалы, учебные пособия и учебники как в печатном, так и в
электронном варианте в соответствии с ФГОС ВПО;
- методические рекомендации, пособия по организации
самостоятельной работы студентов;
- задания для самостоятельной работы, включая темы
рефератов и докладов; темы курсовых и квалификационных
работ и проектов; вопросы к экзаменам и зачетам;
- образцы оформления индивидуальных заданий;
- инструкции и методические указания к выполнению
лабораторных работ, контрольных заданий и т.д.;
- предоставляет студентам сведения о наличии учебнометодической литературы, современных программных средств
по своей дисциплине.
Особо следует выделить возможности обеспечения учебной и
методической литературой дистанционное обучение (ДО) c
использованием информационных компьютерных технологий
282
(ИКТ), в частности, компьютерных образовательных сред
(КОС), специально построенных и организованных для
размещения учебных материалов с учетом педагогических и
дидактических требований.
Контроль ВСРС.
В качестве контроля ВСРС могут использоваться
следующие формы:
- итоговые семестровые зачеты и экзамены;
- индивидуальные
беседы
и
консультации
с
преподавателем;
- проверка рефератов и письменных текстов докладов;
- коллоквиумы;
- проверка письменных отчетов;
- тестирование;
- промежуточные зачеты;
- проведение групповых письменных контрольных работ с
их проверкой;
- проверка конспектов практических занятий, источников,
монографий и статей;
- защита курсовых работ;
- самоотчеты;
- тестирование по определенным заданиям и др.
Из различных форм СРС для практических занятий на
старших курсах наилучшим образом подходят “деловые игры”.
Тематика игры может быть связана с конкретными
производственными проблемами или носить прикладной
характер, включать задачи ситуационного моделирования по
актуальным проблемам и т.д. Цель деловой игры - в
имитационных
условиях
дать
студенту
возможность
разрабатывать и принимать решения.
При проведении лабораторного практикума необходимо
создать условия для максимально самостоятельного выполнения
лабораторных работ. Поэтому при выполнении работы
необходимо:
Провести экспресс-опрос (устно или в тестовой форме) по
теоретическому материалу, необходимому для выполнения
работы (с оценкой).
283
Проверить планы выполнения лабораторных работ,
подготовленные студентом дома (с оценкой).
Оценить работу студента в лаборатории и полученные им
данные (оценка).
Проверить
и
выставить
оценку
за
отчет.
Любая лабораторная работа должна включать глубокую
самостоятельную проработку теоретического материала,
изучение методик проведения и планирование эксперимента,
освоение измерительных средств, обработку и интерпретацию
экспериментальных данных. Для того, чтобы повысить
эффективность контроля за самостоятельной работой студентов
необходимо, чтобы преподаватели уделяли больше внимания
студентам на консультациях. Консультации предназначены для
оказания целесообразной помощи студентам в самостоятельной
работе по каждой дисциплине учебного плана, а также при
решении различных задач практического и теоретического
характера. Консультации помогают установить обратную
своеобразную связь, с помощью которой можно выяснить
степень усвоения студентами программного материала. Обычно
консультации связывают с лекционными, семинарскими и
практическими
занятиями,
лабораторными
работами,
подготовкой к зачетам и экзаменам. Для того, чтобы СРС была
эффективной необходимо, чтобы в учебной нагрузке
преподавателя были выделены часы для консультаций именно
по ее осуществлению, что позволит зафиксировать конкретные
часы
в
индивидуальных
планах
преподавателей
и
соответственно сделает возможным контролировать их
проведение и координацию со стороны заведующего кафедрой.
Библиографический список:
1.Баликаева М.Б. Учебно-методический комплекс в процессе развития
профессионального самообразования при многоуровневом обучении.
2. Исаева А.В. Форма организации самостоятельной работы студентов.
3. Мещерякова Е.А, Струнина Н.В.Использование современных ИКТ
для развития умений самостоятельной учебной деятельности.
4. Сипакова
И.Н. Проблемы обратной связи в дистанционном
обучении.
284
Каребина О.П.,, Жарук К.Б.
Филиал ЮФУ в г. Геленджике, гг. Геленджик
karebinna@yandex.ru
ГЕНДЕРН
НОЕ ВОСПИТА
АНИЕ ДЕТЕЙ В
ДОШ
ШКОЛЬНОМ О
ОБРАЗОВАТЕЛ
ЛЬНОМ УЧРЕЖ
ЖДЕНИИ
В статье кратко рассмотреены некоторые понятия и
пробблемы гендерноого воспитани
ия детей в дошкольном
обраазовательном уучреждении. Сууть гендерного подхода в
восппитании состоит в понимании детьми качест
тв, присущих
разнным полам и в ф
формировании то
олерантности у мальчиков и
девоочек по отношению друг к другу.
траансгендерная
Гендер;
генд
дерная;
цисгендерная;
иденнтичность; гендерный подход в воспитании.
в
Гендер, как извеестно, является сложным социоокультурным
явлеением, которое ааккумулирует сф
формировавшиесся в социуме
разлличия
в
роолях,
ментальных
и
эмооциональных
хараактеристиках и речевом поведеении мужчин и женщин [3,
с.1222].
Социальные иззменения, прои
исходящие в ссовременном
обществе, привели к разрушению традиционных стереотипов
муж
жского и женскоого поведения. Демократизацияя отношений
полоов повлекла за собой см
мешение половвых ролей,
феми
инизацию мужчи
ин и омужествлеение женщин. Сеейчас уже не
считтается из ряда вон выходящим
м сквернословиее и наличие
вред
дных привычек у представиттельниц прекрассного пола,
многгие из них сталли занимать лид
дирующие полож
жения среди
муж
жчин, стираются границы между «женскими» и «мужскими»
проф
фессиями. Некотторые мужчины, в свою очередь,, утрачивают
споссобность играть правильную ролль в браке, из «д
добытчиков»
они постепенно п
превращаются в «потребителеей», а все
обяззанности по вооспитанию детеей они переклаадывают на
женсские плечи.
Все эти процесссы, происходящи
ие в современноом обществе,
обуссловили актуалььность гендерно
ого подхода к воспитанию
285
5
подррастающего покколения, начин
ная с детскогоо сада, где
восп
питатели должн
ны правильно объяснить д
девочкам и
малььчикам их различчия и социальную
ю роль в общесттве.
Лексема «гендерр» в гносеологич
ческом плане прроисходит от
гречческого слова «ггенос» – «происсхождение» и сооответствует
руссскому понятию «род» как общ
щность, имеющеему в языке
нескколько значений
й. Но лингвисти
ическое пониман
ние перевода
словва «гендер» наа русский язык не передаёт его научное
толккование, которогго придерживаеется большинствво ученых в
этой
й области, как у нас, так и за рубежом. В их иссследованиях
генд
дер рассматриваеется как сложны
ый социальный конструкт, в
осноове которого леж
жат три группы характеристик:
х
1) биологически
ий пол;
2) полоролевыее стереотипы, рааспространенныее в том, или
ином
м обществе;
3) «гендерный
й дисплей» – многообразие проявлений,
связанных с предпи
исанными общесством нормами мужчинам и
женщ
щинам действия и взаимодействи
ия» [2, с.84].
Биологический пол дается человеку
ч
при ррождении, а
соци
иальный пол формируется под
п
влиянием социальных
фактторов. Не вссегда биологич
ческий пол ссовпадает с
соци
иальным,
поэттому
гендер,
социально-би
иологическая
хараактеристика, с помощью котторой дается определение
«муж
жчина» и «женщ
щина», влечет заа собой рассмоттрение таких
поняятий, как «ген
ндерная иденти
ичность», «цисггендерная и
подход
в
тран
нсгендерная
идентичность»,
«гендерный
восп
питании».
Термин «иденти
ичность» впервы
ые детально был представлен
Э. Э
Эриксоном (E. E
Erikson). С его точки
т
зрения, и
идентичность
опиррается на осознаание временной протяженности
п
ссобственного
сущеествования,
п
предполагает
восприятие
собственной
целоостности, позволляет человеку определять степень своего
сход
дства с разными людьми при одновременном ви
идении своей
униккальности и непоовторимости [8].
Общепринятый подход к анали
изу процесса фоормирования
иден
нтичности малььчиков и дево
очек - теория полоролевой
соци
иализации, в пооследние годы подлежит
п
резкой
й критике за
испоользование
сооциальной
мод
дели
рекрутиррования
в
286
6
нормальные гендерные идентичности: с одной стороны ребенку
нужен контроль взрослых, с другой стороны - более
компетентные мальчики и девочки. В результате выбор
гендерной
идентичности
осуществляется
в
пользу
предопределенной анатомически половой идентичности [7].
Гендерная
идентичность
необязательно
совпадает
с
приписанным при рождении полом. Люди, чья гендерная
идентичность совпадает с приписанным при рождении полом,
называются цисгендерными, а те, у кого эти характеристики не
совпадают - трансгендерными.
Осознание гендерной идентичности детьми дошкольного
возраста не происходит само по себе. С точки зрения Л.
Колберга, формирование гендерного стереотипа в дошкольные
годы зависит от общего интеллектуального развития ребенка, и
этот процесс не является пассивным, возникающим под
влиянием социально подкрепляемых упражнений, а связан с
проявлением самокатегоризации. Дошкольник усваивает
представление о том, что значит быть мужчиной или женщиной,
затем определяет себя в качестве мальчика или девочки, после
чего старается согласовать поведение с представлениями о своей
гендерной идентичности [4].
Таблица 1.
Девочки
- любят задания на повторение;
- воспринимают все более
детализировано.
- быстрее схватывают новый
материал;
- легче усваивают алгоритмы и
правила;
-лучше обучаются
последовательно - “от простого к
сложному”;
- новую информацию анализируют
с помощью левого полушария.
Мальчики
- труднее выполняют сложные
(многоэтапные) поручения
взрослых;
- им важно понять смысл
задания и труднее
воспринимать объяснения «от
простого к сложному»;
- лучше выполняют задания на
сообразительность;
-не терпят однообразия [6].
Педагоги и психологи констатируют следующие различия
между мальчиками и девочками: на основе познавательных
стратегий и путей формирования познавательных функций,
287
темп
пов, способов переработки и усвоения инф
формации; в
повеедении; в мотиваации деятельностти и оценки досттижений.
При сравнении
и познавательно
ой деятельности
и девочек и
малььчиков установлеено (см.табл.1):
Различия в п
поведении детей видны, нап
пример, при
оргаанизации прогулкки в детском сад
ду (см. табл.2):
Таблица 2.
Девочки
- веедут себя тихо;
- лю
юбят общаться на прогулке
друуг с другом, однакоо для этого
им требуется, чтобы
воспитатель находиллся в
неп
посредственной бллизости и
тогд
да им будет спокоойно;
- лю
юбят помогать восспитателю
в тоом, чтобы «площад
дка нашей
грууппы стала самой ккрасивой,
под
дметают веранду и т.д.
- уд
дивляются цветущ
щим
расттениям;
- сттремятся подобратть образные
сравнения;
- оххотно собирают гербарий;
- гоотовят куличики и пирожки
из п
песка или снега
- хоорошо чувствуют ссебя в
рам
мках ограниченногго
проостранства (веранд
ды,
песочницы).
Мальчики
и
- треебуют какой-нибуд
дь идеи,
позвволяющей выплесснуть
нако
опившуюся двигаттельную
акти
ивность и реализоввать свою
потр
ребность в конкуреенции и
сопеерничестве.
- их увлекает сам проц
цесс работы
с ин
нструментами, напрример, с
граб
блями;
- инттересует наблюден
ние за
насеекомыми и стремление
сделлать при этом логи
ические
выво
оды;
- зан
нимают себя строи
ительством
или подвижными играами;
- усттраивают «автогон
нки»,
освааивая большие террритории,
просстранство игровой
й площадки
или участка детского сада;
му с ними
- беггают много, поэтом
нужно повторять праввила
безо
опасности;
-учи
ить прогнозироватьь свое
повеедение соответствеенно
ситу
уации [6].
Явными проявллениями гендер
рной идентичности ребенка
являяются одежда, ккоторую он стремится одевать и игрушки,
котоорыми он пред
дпочитает игратть. При создании игрушек
девоочки и мальчики также ведут себяя по-разному (см
м. табл.3):
288
8
Таблица 3.
Девочки
- созд
дают условия для
прояявления отношений
й,
поэтоому, прежде всегоо, создают
дейсттвующих лиц;
-пред
дпочитают природ
дный
материал (маленькие
корообочки, ткань, лентты, нитки,
тесьм
му, бумагу красивой
расцветки);
- люб
бят всё мелкое и и
изящное;
- доллго, терпеливо и акккуратно
масттерят свою игрушкку, забывая
о посследующей игре;
-«обж
живают» и обустрраивают
небоольшое пространсттво;
- при
и конфликте обращ
щаются за
помоощью к воспитателлю.
Мальчики
и
- созд
дают игрушки,
изобр
ражающие трансп
порт,
инстр
рументы, предметты,
необх
ходимые для игр;
- стреемятся быстро сдеелать
игруш
шку, чтобы начатьь игру,
поэто
ому часто не обращ
щают
вним
мания на аккуратноость;
- им нужно большое прространство
для развития
р
игры;
- ори
иентированы на раасширение
терри
итории и активноее
перем
мещение;
- хор
рошо осваивают веертикальное
просттранство;
- инттерес вызывает раззработка
прави
ил. В играх присуттствует
сореввновательное начаало, нередко
ссоры
ы и конфликты [6]].
Впервые предсставление о су
уществовании д
двух полов,
муж
жского и женскогго, появляется у детей
д
в два года.. Постепенно
дети
и, начинают отноосить себя к одн
ному из них, ф
формируются
такж
же представлени
ия о том, как нужно вести себя, чтобы
сооттветствовать свооему полу. Те дети, которые ведут себя
отли
ично от усвоен
нных остальным
ми детьми норм
м, могут не
прин
ниматься больш
шинством. Прояявлением этого становится
осуж
ждение и непрринятие мальч
чиками других мальчиков,
котоорые демонстррируют проявление женских признаков
повеедения. Точно таакже не принимааются девочками
и и те из них,
повеедение
которрых
соответтствует
малььчишечьему.
Отчууждаемые своим
ми группами, дети с легкостью вливаются в
те, ччье поведение они демонстрир
руют. Игры, прроводимые в
рамкках мероприяти
ий по гендерном
му воспитанию, позволяют
детяям впоследствии
и понимать, к какому именноо полу они
отноосятся.
Гендерное воспи
итание понимаеттся в современноой психолого
289
9
– педагогической науке как
 влияние на психическое и физическое развитие
мальчика и девочки, на отношения представителей разного пола
к своим социальным ролям в обществе;
 формирование у детей представлений о настоящих
мужчинах и женщинах, определенной модели их поведения;
 овладение культурой в сфере взаимоотношений полов и
личной жизни людей в семье;
 правильное понимание роли мужчины и роли женщины
в обществе.
Гендерный
подход
в
воспитании
дошкольников
предусматривает
наблюдение за поведением девочек и
мальчиков в различных ситуациях на территории ДОУ,
составление сравнительных характеристик по признаку пола в
воспитательно-образовательном
процессе
и
выяснение
поведенческих факторов отклонения. Суть гендерного подхода в
воспитании состоит не только в понимании детьми качеств,
присущих разным полам, но и в формировании толерантности у
мальчиков и девочек по отношению друг к другу.
Гендерный подход предусматривает и учет особенностей в
физическом воспитании дошкольников. Во время проведения
физических занятий в детсаду девочек и мальчиков
ориентируют на различные виды физической активности.
Мальчикам предлагают выполнять упражнения и играть в игры,
в ходе которых они бы могли демонстрировать свою скорость,
выдержку и силу. Речь идет о метании предметов, беге, борьбе.
Имеет значение, и количество повторений, и длительность
занятий. Что касается девочек, то их ориентируют на развитие
пластики, чувства ритма, гибкости. Лучшие спортивные снаряды
для них – это мяч, скакалка, ленты, хула-хуп. Во время занятий
по физкультуре девочкам в таки занятиях проявлять себя легче.
Это связано с повышенной частотой движения кистей рук у
девочек. (Известно, что у мальчиков кисть руки отстает в
развитии от девочек примерно на полтора года, поэтому им
труднее выполнять мелкую работу аккуратно) [1].
Подводя итог вышесказанному, можно сделать вывод, что
дошкольный возраст – это тот период, в процессе которого мы
290
долж
жны понять ребёёнка и помочь ем
му раскрывать тее уникальные
возм
можности, которрые даны ему своим полом. Мальчика и
девоочку ни в коем сллучае нельзя воспитывать одинакково, потому
что они по-разномуу смотрят и вид
дят, слушают и слышат, поразн
ному говорят и м
молчат, чувствую
ют и переживают..
Гендерное развитие следует пр
роводить целенааправленно и
учасствовать в нём должны педаго
оги, психологи и родители.
Важ
жно подсказать, показать и по
омочь находить красивое в
жизн
ни, в том числее – в человеке противоположно
п
ого пола [5].
Поэттому как образоовательный, так и воспитательн
ный процесс
долж
жен строиться с учетом всех перечисленных оособенностей
детеей обоего пола, с ориентацией на обе гендерныее подгруппы.
Все это, очевидно, должен знать и учитывать каж
ждый педагог
при организации свооих занятий и восспитательной работы.
Библиографически
ий список:
1. Г
Гендерное воспиттание детей дош
школьного возрааста. - URL:
(дата
http:///womanadvice.ru/ggendernoe-vospitan
nie-v-detskom-sadu
обраащения: 12.11.20155).
2. Зд
дравомыслова Е.А
А., Темкина А.А.Со
оциальная конструукция гендера
и ген
ндерная система в России // Матери
иалы Первой Росси
ийской летней
школлы по женским
м и гендерным исследованиям «Валдай-96».
М.:М
МЦГИ, 1997 (ци
ит. по Ерофееваа Н.Ю. Основны
ые категории
университета.
гендеерной
педагоггики//Вестник
Удмуртского
ия. Педагогика. Вы
Филоософия. Психологи
ып.2, 2009. - С.85--102).
3. Каребина М.С., Кааребина О.П. К вопросу
в
о языковвой гендерной
страттификации в проф
фессиональных но
оминациях спорти
ивно дискурса
// М
Мат-лы XXXIII мееждунар. науч.-пр
ракт. конф. «В м
мире науки и
искуусства: вопросы ф
филологии, искуссствоведения и кулльтурологии».
Новоосибирск, 2014 г.- С.122-127.
4. Коон И. С. Введени
ие в сексологию. Курс
К
лекций. Учеебное пособие
для ввузов. — М.: Олим
мп, Инфра-М, 1999
9. — 288 с.
5. К
Кумова О.М. Восспитание совремеенных девочек и мальчиков с
URL:
http:///doshkolnik.ru/
пози
иции
гендерногоо
подхода.
vospiitanie/14362-vospittanie-sovremennyh--devochek-i-malchiikov-s-poziciigenddernogo-podhoda.htm
ml (дата обращени
ия: 12.11.2015).
6. М
Матвеева О.Н. Генд
дерное воспитаниее в детском саду, что это и для
чего..
http://www.m
moi-detsad.ru/konsulltac/konsultac2698..html
(дата
обраащения: 28.10.20155).
7. Раадина Н.К.Гендерн
ная идентичность.. Словарь гендены
ых терминов. -
291
URL: http://www.owl.ru/gender/020.htm (дата обращения:12.11.2015).
8. Эриксон Э. Детство и общество. Спб., 2000. URL:
http://www.owl.ru/gender/020.htm ) (дата обращения: 12.11.2015).
Забородько С.В., Каребина О.П.
Филиал ЮФУ в г. Геленджике, г. Геленджик
missis.zaborodko@yandex.ru
ПРОЕКТНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ КАК ФАКТОР
РАЗВИТИЯ ПОЗНАВАТЕЛЬНОЙ ИНИЦИАТИВЫ
ДОШКОЛЬНИКОВ
Цель работы – выявление особенностей проектной
деятельности и этапов её реализации
в дошкольных
образовательных
учреждениях.
В
статье
также
рассматривается влияние метода проектов на когнитивную
деятельность детей.
Проект;
познавательная
инициатива;
реализация;
презентация; рефлексия; предметно-содержательная область.
В настоящее время государство поставило перед
образовательными учреждениями важную и достаточно ясную
задачу: подготовить как можно более активное и
любознательное молодое поколение.
В основных программах дошкольного образования
прописаны требования, которым на сегодняшний день должен
отвечать выпускник детского сада [3]. Федеральный
государственный образовательный стандарт дошкольного
образования (далее ФГОС ДО) указывает на то, что реализация
основных программ дошкольного образования происходит в
формах, специфических для детей, прежде всего в форме игры,
познавательной и исследовательской деятельности, в форме
творческой активности [1].
Цель педагога - научить ребенка стремлению получать
новые знания самостоятельно, по желанию, а не по
принуждению, поэтому в процессе воспитания любознательного
292
человека педагогу необходимо активно использовать проектную
деятельность. Важно также
понимать роль проектно исследовательской работы с детьми, в поддержке детской
познавательной инициативы. Этим обусловлена актуальность
исследования особенностей проектной деятельности и этапов её
реализации в дошкольных образовательных учреждениях.
Использование метода проекта в дошкольном образовании
позволяет значительно повысить самостоятельную активность
детей, развить творческое мышление, умение детей
самостоятельно разными способами находить информацию об
интересующем предмете или явлении и использовать эти знания
для создания новых объектов действительности. Кроме того,
проектная деятельность способствует тому, чтобы система
дошкольных образовательных учреждений (далее ДОУ) стала
открытой площадкой для активного участия родителей.
Именно проектная деятельность в ДОУ позволяет
превратить любой коллектив в сплоченную команду, члены
которой смогут сообща работать над решением даже самых
сложных и нетривиальных задач. В таких условиях каждый
ребенок может почувствовать себя нужным, заинтересованным в
выполнении важной задачи.
Что такое проект? Слово “проект”, позаимствованное из
классического латинского языка, означает в переводе на русский
“выброшенный вперёд”, “выступающий”, “бросающийся в
глаза”. Метод проектов возник в 1920-х годах в США и связан с
развитием гуманистического направления в философии и
образовании, начало которому положил американский философ,
психолог и педагог Дж. Дьюи. Он предлагал строить обучение
на основе целесообразной деятельности ученика, сообразуясь с
его личным интересом. Дальнейшее развитие метод получил в
работах В. Килпатрика и Э. Коллингса.
В ДОУ проект понимается, прежде всего, как способ
усвоения ребенком знаний об окружающем мире, при котором
он самостоятельно разыскивает информацию и готовит ее
оглашение перед сверстниками. Важно помнить, что проектная
деятельность в ДОУ обязательно должна подразумевать
получение социально значимого результата. Проще говоря, в
основе работы должна лежать некая проблема, для решения
293
которой нужен последовательный поиск, выяснение наиболее
ответственных моментов. Результаты этой деятельности
анализируются и объединяются в единое целое.
Любой проект обязательно должен иметь не только
познавательную, но и прагматическую ценность, а ребенок
должен понимать, какие конкретно данные он получает и где он
сможет их использовать на практике. Это основной тезис
технологии проектной деятельности в ДОУ. Сегодня такой
точки зрения придерживаются практически все современные
образовательные учреждения, которые стараются отыскать
разумный баланс между получением практических и
теоретических знаний.
Проекты могут быть разных видов и классифицируются по
разным основаниям.
1) По предметно-содержательной области:
- монопроекты;
- межпредметные проекты.
2) По характеру доминирующей в проекте детской
деятельности:
- творческо-игровые;
- исследовательско-творческие;
- информационно-практические;
- творческие;
- продуктивные.
3) По количеству участников:
- индивидуальные;
- групповые;
- парные;
- коллективные;
-массовые.
4) По длительности реализации:
- краткосрочные;
- среднесрочные;
- долгосрочные
Среднестатистический план работы над проектом. Чаще
всего творческая проектная деятельность в ДОУ организуется в
рамках специально отведенных занятий. Они имеют строго
определенную структуру и включают в себя следующие этапы:
294
создание положительной мотивации воспитанников; введение в
проблему и рассказ о ее важности; выработка поэтапного плана
решения задач, который реализуется в ходе исследовательской
деятельности. После этого происходит обсуждение результатов,
систематизация
полученных
данных,
изыскивается
возможность показа детьми полученных на практике навыков.
Специфика работы с дошкольниками. Чем же должен
характеризоваться любой метод проектной деятельности в ДОУ?
В большинстве случаев ребенка приходится «наводить» способствовать обнаружению проблемы, а иногда, даже ее
возникновению. Нужно постараться «затянуть» детей в какое-то
совместное предприятие, но крайне важно в этом случае не
переусердствовать с опекой.
На каждом из этапов необходимо использовать личностноориентированные технологии, так как способности одного
ребенка могут значительно отличаться от способностей другого,
что является причиной для обучения дошкольников так
распределять проект по определенному временному отрезку,
чтобы на решение каждого этапа проблемы оставалось
достаточное количество времени.
Итак, проектная деятельность в ДОУ характеризуется тем,
что учит детей четко распределять и планировать свое время.
Планирование проекта. С чего начинать планирование
проекта? Планирование любой проектной деятельности в
обязательном порядке должно начинаться с обсуждения и
обдумывания следующих вопросов: “Для чего вообще нужна эта
работа?”, “Ради чего ее стоит осуществлять?”, “Что станет с
конечным результатом труда после завершения работы?”, “В
какой форме следует реализовывать продукт?».
На
этапе планирования предстоит правильно и
обоснованно выбрать подходящую тему. В этом случае нужно
понимать, что углубленный выбор какой-то темы должен
осуществляться только совместно с ребенком. Конечно же, темы
проектной деятельности в ДОУ должны быть достаточно
простыми, способными заинтересовать каждого ребенка.
Работа над проектом. На первом этапе работы над
проектом важно правильно организовать процесс сбора
информации: эта работа должна быть увлекательной, она не
295
может утомлять детей. Воспитатель или педагог должны создать
такие условия, в которых детям было бы максимально
комфортно и необременительно работать.
Если педагог окажется способен организовать правильный
диалог с детьми, то он будет способствовать не только развитию
их самооценки, но и их способностей к оценке полученных
данных с точки зрения их пользы в повседневной
деятельности [2].
Реализация проекта. Необходимо помнить, что проектноисследовательская деятельность в ДОУ должна активно
использовать не только творческий метод познания. Очень
важны эксперименты, в ходе которых ребенок получает
бесценный научный опыт, который наверняка пригодится ему и
в дальнейшей жизни. Что же касается побудительных мотивов
исследовательской деятельности, то в таком амплуа должны
выступать обсуждения проблемной темы [2]. Это не только
помогает ребенку обнаруживать новые стороны и нюансы
интересующей его темы, но и позволяет вовлечь в обсуждение
весь коллектив. Это в любом случае очень полезно, так как
«совместный разум» может помочь в решении действительно
сложных задач.
Презентация. Заканчивается проектная деятельность
организацией презентации по пройденной теме. В ходе данного
мероприятия отлично раскрывается творческий потенциал
каждого дошкольника, а также находят практическое
применение все сведения, которые дети получили в ходе работы
над своим проектом. Задача воспитателя состоит в том, чтобы
каждый ребенок мог рассказать о проделанной им работе,
осмыслить все проделанное, а также испытать гордость за свои
успехи. Чрезвычайно важным является то обстоятельство, что
дети приобретают навыки выступления перед аудиторией, а
также осваивают невербальные средства общения (мимика,
жесты и прочее).
Рефлексия.
Исходя
из
положений
личностноориентированных способов обучения известно о том, что
вначале преподавателю принадлежит роль учителя и
организатора, а затем наставника и корректировщика, который
только направляет детские устремления в нужное русло. Так и в
296
проеектно-исследоваттельской работте по мере нарастания
акти
ивности ребенка,, позиция воспиттателя по отношению к нему
мож
жет изменятьсяя. Очень важ
жно всячески поощрять
самоостоятельные дей
йствия, как сами
их детей, так и их родителей,
котоорые могут исскать материалл путем самосстоятельного
«рассследования» в зааданной области
и.
Выводы. Итакк, в ходе реали
изации проекта у каждого
ребеенка формируеттся определеннаая позиция по кконкретному
вопрросу, вместе с тем, появляется возможность
в
расскрыть свою
творрческую жилку, показать всем свою
с
индивидуаальность, что
край
йне благоприяттно сказываетсяя на развитии
и личности,
споссобствует форми
ированию норм
мальной самооцеенки и, как
след
дствие, познаватеельной инициати
ивы дошкольникаа.
Библиографически
ий список:
1.Феедеральный
госсударственный
образовательный
й
стандарт
дошккольного образоваания (п.1.2, пп. 4)..
2. Веракса Н.Е., Вераакса А.Н. Органи
изация проектной деятельности
дошккольников. М.: «М
Мозаика-Синтез»,2
2008.-112 с.
3. Баабаева Т.И., Гогоб
беридзе А.Г. Детсттво: примерная обрразовательная
прогграмма дошкольн
ного образованияя. СПб.: ООО ««Издательство
«Деттство-Пресс»,2014. -321 с.
СОДЕРЖАНИЕ
I. СЕКЦИЯ ПЛЕНАРНЫХ ДОКЛАДОВ
Финаев В.И.
Системный подход к задачам автоматики и автоматизации……….…. 5
Прокопенко Н.Н., Югай В.Я.
Линейная алгебра – альтернативный аппарат синтеза
цифровых IP-блоков систем управления…………………………..…… 18
Косенко Е.Ю.
Основные подходы к совершенствованию системы
профессиональной подготовки кадров
для высокотехнологичных производств……………………………….. 33
Шарипова О.С., Попова Н.Н., Шарипова А.Г.
Механизм накопления и распределения инвестиционных
ресурсов в крупных интегрированных
предпринимательских структурах………………………….…..………. 38
Колчина О.А.
Формирование системы критериев определения
пространственных полюсов технологического развития……….…….. 47
II. СЕКЦИЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ИНФОРМАЦИОННОУПРАВЛЯЮЩИХ СИСТЕМ
Андриенко А.Н., Заргарян Е.В.
Система автоматизации углепогрузочного комплекса….................... 52
Белоглазов Д.А., Евтушенко В.Ю.,
Пушнина А.А., Жидченко Е.Н.
Разработка автоматизированной системы управления
зданием на основе искусственного интеллекта…………………...…… 54
Кононова Н.В., Барышев Д.М., Ходакова В.А.
Кузьменко Л.А., Колесников О.В.
Обзор основных типов современных DLP-систем…………………….. 56
.Кононова Н.В., Ходакова В.А., Маршанский Н.А.,
Кузьменко Л.А., Колесников О.В.
Анализ критериев выбора DLP-системы для обеспечения
информационной безопасности предприятия……………….…………. 60
Коппель Д.И., Финаев В.И.
Информационное обеспечение для анализа состояний
сетей распределения электроэнергии система…………………………. 63
297
7
298
Лапина М.А., Белоусов Р.Г., Антипов А.С.,
Колесников О.В., Евдокимов И.Р.
Обзор подходов к построению систем интеллекутального
управления на основе искуственного интеллекта……………...……… 65
Лапина М.А., Кузьменко Л.А., Маршанский Н.А.,
Барышев Д.М., Лобжанидзе Н.Д.
Особенности применения DLP-систем при работе
с персоналом в организации…………………………………………….. 69
Михайлов В.В., Шпакова А.М.
Метод прохождения сложного маршрута мобильным роботом…….... 73
Новогран И.С., Заргарян Ю.А.
Информационное обеспечение для исследования сетевых потоко..…. 77
Омелаев С. Д., Белебнев В.И., Федяев И.А.,
Фофанов Н.Н., Фоменко В.А
Исследовательский беспилотный надводный аппарат
для зон предельного мелководья…………………………….………….. 79
Пелешенко В.С. Евдокимов И.Р., Кузьменко Л.А.,
Колесников О.В. Масленников И.А.
Особенности построения системы «умный дом»……….......………… 82
Петренко В.И., Кузьминов Ю.В.,
Мирошников Д. А., Емельянов Е.А.
Обзор современных средств сетевой защиты информации………..…. 88
Петрищенко В.Н., Финаев В.И.
Информационное обеспечение для экспертной оценки
состояния оборудования предприятия…………………………………..83
Путовой В.А., Шадрина В.В.
Автоматизированная система учета электроэнергии
на железной дороге………………………………………………………. 90
Самсонова В.Д.
Компьютерное моделирование сетевых процессов…………..……….. 92
Соловьев В.В., Шадрина В.В., Ваарман В.В., Пак М.И.
Адаптивное управление транспортными потоками
на регулируемых пересечениях города……………..…………………..97
Фабре В.С., Омелаев С. Д., Кирильчик С.В.
Система распознавания образов и аудио информирования
лиц с нарушением зрения……………………………………………….101
Фофанов Н.Н., Михайлов В.В.
Фотоэлектрическая система для питания беспилотного
летательного аппарата типа мультикоптер………………..……..........106
299
Шестова Е.А., Синявская Е.Д., Степанков В.А.
Разработка автоматизированной системы управления
движением общественного транспорта…………………………….….109
Проскуряков А.В.
Разработка информационного и программного
обеспечения медицинской автоматизированной
диагностической информационной системы…….……………...…….113
Бурчаков С.С., Кирильчик С.В.
Проблема приватности и анонимности в сети Интернет……..……....122
Евченко И.В., Кирильчик С.В.
Проблемы поисковой оптимизации сайта в задачах
контекстной рекламы…………………………………………………...127
Зыкина М. В., Максимов А.В.
Медицинские информационные системы классификация
и цели создания………………………………………………….………130
Калмыков И.А., Гостев Д.В.
Применение модулярного кода для коррекции ошибок
в алгоритме шифрования AES, вызванных атаками
на основе сбоев……………………………………………………..........133
Калмыков И.А., Гостев Д.В.
Разработка протокола снятия со счета электронных
денежных средств……………………………………………….....……137
Клунникова Ю.В.
Разработка программного обеспечения для моделирования
различных стадий роста кристаллов сапфира………………..………..140
Кузьменко Н.А., Максимов А.В.
Информационная среда для визуализации
данных фотоплетизмографа…………………………………………….143
Малюков С.П., Клунникова Ю.В., Саенко А.В., Бакай А.Е.
Система поддержки принятия решения лазерного
управляемого термораскалывания сапфира…………………………...146
Полежаев П.Н.
Структурная модель облачной системы с поддержкой
программно-конфигурируемых сетей и контейнеров…………….…..149
Севастьянов С.А.
Создание активной мобильной (билинговой) IT системы
с обратной связью для обеспечения мониторинга
туристической безопасности, в отдельно взятом кластере……….…..153
300
Селуянов М.Г., Семенова И.И.
Анализ состояния информационно-телекоммуникационных
систем с целью обеспечения безопасности
и достоверности информационных ресурсов……………...…………..155
Алехин Р.В., Косенко О.В.
Анализ вариаций транспортных задач……………………...……….....159
Антипин С.О., Березкин А.С., Косенко Е.Ю., Косенко О.В.
Использование удаленного ETHERNET управления
микроконтроллерными системами автоматизации…………..….…....162
Перцовский Т.А., Кирильчик С.В.
К вопросу использования платного программного
обеспечения на предприятии……………………………………...……165
Кошкальда Я.Ю., КосенкоО.В.
Методы решения задачи размещения промежуточных центров……..169
Кузнецов М.В., Косенко О.В.
Анализ актуальности применения нечеткого моделирования
в области прикладных исследований………………………..…….…...172
Фомин А.А., Косенко Е.Ю.
Многоуровневая система контроля и учета электроэнергии…............174
Харченко С.Н., Косенко Е.Ю.
Формализация задачи классификации сетевой
информационной структуры предприятия……………..………..…….177
Чемес О.М., Хасан Абдулла М. Ф.,
КосенкоО.В., Косенко Е.Ю.
Анализ способов представления недетерминированных
величин………………………………………………………...…….......179
Хасан Абдулла М.Ф., Косенко Е.Ю.
Разработка методики расчета требуемого
вычислительного оборудования для задач автоматизации…...…...…182
Заргарян Е.В., Заргарян Ю.А., Коринец А.Д., Зеленков М.А.
Принцип формирования экспертной группы
для принятия многокритериальных решений…………..……………..186
Заргарян Е.В., Заргарян Ю.А., Коринец А.Д., Зеленков М.А.
Метод анализа иерархий на основе нечетких
экспертных оценок………………………………………………………187
Клюкин С.А., Шель Е.А., Белоглазов Д.А., Евтушенко В.Ю.
Разработка автоматизированной системы учета потребления
ресурсов для предприятий ЖКХ ………………..…………………......189
301
Крашенинников Н.Н., Капустина О.С.,
Белоглазов Д.А., Соловьев В.В.
Разработка автоматизированной системы мониторинга
состояния окружающей среды………………………………………….191
Лаврик М.Ю., Гладков Л.А., Гладкова Н.В.
Решение задачи планирования производства
на основе гибридного метода………………………………..…………193
Мох О.С., Гладков Л.А., Гладкова Н.В.
Эволюционный алгоритм упаковки разногабаритных
элементов…………………………………………………..…………….197
Семенова А.В.
Разработка лингвистической онтологии узкой
предметной области………………………………………….……...…..201
Тацкий А.С., Гладков Л.А., Гладкова Н.В.
Решение многокритериальной задачи о назначениях
на основе гибридного метода………………………..…………………210
Троянов Д.А., Белоглазов Д.А., Шадрина В.В., Коренко Е.А.
Генетические алгоритмы как инструмент решения
задач автоматизации………………………………………….…............213
Троянов Д.А., Белоглазов Д.А.,
Евтушенко В.Ю., Коренко Е.А.
Аналитический обзор беспроводных сенсорных сетей……...….……215
Чемес О.М., Алехин Р.В., Косенко О.В., Косенко Е.Ю.
Задание параметров системы в виде нечеткого интервала ……….…217
Чемес О.М., Косенко О.В.
Принципы работы процессов оперативного управления…...…221
III. СЕКЦИЯ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ РАБОТ
ДОВУЗОВСКОЙ МОДОДЕЖИ
Васильева Н., Фоменко В.А.
Некоторые вопросы космогенного влияния
на ритмы земли…………………………………………...……………..224
Деревенец Е.Н., Залетова В.К.
Коммунальные котельные – проблемы энергосбережения…..…..…..227
Дунаевска Я.Н., Козырь С.А.
Изучение запасов дикоплодовых и лекарственных растений
щели Ольховая………………………………………..…….…………..….231
Крыленко С.В., Залетова В.К.
Могильный комплекс на хребте Туапхат………..…………………….235
302
Сары Э.Д., Гладких Э.Н.
Как повернуть космический аппарат……………...…………….……..241
Федорец И.В., Тунников Е.А, Фоменко В.А., Козырь С.А.
Создание рабочего макета Керченского моста………………....……..245
Черемисин Д., Фоменко В.А.
Предложения по разработке системы добычи
железомарганцевых конкреций (ЖМК) в мировом океане………..…248
IV. СЕКЦИЯ ПЕДАГОГИКИ И СОВРЕМЕННЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ В ОБРАЗОВАНИИ
Чуприна К.А., Демьянова Е.В.
Обоснование необходимости перехода вуза на электронный
документооборот как инструмент реализации принципов
корпоративной социальной ответственности…………………………252
Финаева Н.Н., Брандина О.Г.
Индивидуальная работа учащихся при решении задач……………....256
Балабан Е.Г., н.р. Щемелева Ю.Б.
Герои нашего времени – гордость страны!............................................259
Борисова Л.А., Евченко И.В.
Патриотизм и национализм в современной России:
сравнительный анализ понятий………………………………….……..263
Каребина К.Г., Щемелева Ю.Б.
Подготовка ребенка к школе как проблема……………….……….…..267
Макаров И.В., Орфаниди Х.Е.
Улучшение комфортно-психологического пребывания
студентов в учебном заведении…………………………………….…..271
Орлова Л.Г., Королев В.А.
Самостоятельная работа студентов……………………………………277
Каребина О.П., Жарук К.Б.
Гендерное воспитание детей в дошкольном
образовательном учреждении …………………………………….……285
Забородько С.В.
Проектная деятельность как фактор развития
познавательной инициативы дошкольников…………………….……292
СОДЕРЖАНИЕ………………………………..………………………298
303
IV Всероссийская научная конференция молодых ученых,
аспирантов и студентов
ПРОБЛЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ.
РЕГИОНАЛЬНОЕ УПРАВЛЕНИЕ.
СВЯЗЬ И АВТОМАТИКА.
(ПАРУСА-2015)
Сборник трудов
ТОМ 1
Работа печатается в авторской редакции
ЛР № 020565 от 23.06.1997 г.
Подписано к печати __.___.2015 г.
Формат 60Х84 1/16.
Бумага офсетная.
Офсетная печать
Усл. п.л. – 19,15
Уч-изд. л. – 19,0.
Заказ №______
Тираж 75 экз.
Издательство Южного федерального университета
344091, г. Ростов-на-Дону, пр. Стачки, 200/1. Тел. (863)2478051
Отпечатано в Секторе обеспечения полиграфической продукцией
кампуса в г. Таганроге отдела полиграфической, корпоративной
и сувенирной продукции ИПК КИБИ МЕДИА ЦЕНТРА ЮФУ.
Тел. (8634)371717
304