Новые технологии нефтегазовому региону 2018 сборник

Закрыть ... [X]

1 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «ТЮМЕНСКИЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ НЕФТЕГАЗОВОМУ РЕГИОНУ Материалы Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых Том III Автоматика и управление в технических системах Биотехнические системы и технологии Повышение эффективности использования автомобильного транспорта в условиях Западной Сибири Проектирование, сооружение и эксплуатация систем транспорта и хранения нефти и газа Тюмень ТИУ 2016

2 УДК ББК Н 72 Ответственный редактор кандидат технических наук, доцент П. В. Евтин Редакционная коллегия: Д. В. Пяльченков, к. т. н., доцент (зам. отв. редактора); О. Н. Кузяков, д. т. н., профессор, Н. С. Захаров, д. т. н., профессор, Ш. М. Мерданов, д. т. н., профессор, С. М. Соколов, д. т. н., профессор Н 72 Новые технологии нефтегазовому региону : материалы Международной научно-практической конференции. Т. 3 нефтегазовому Тюмень : ТИУ, с. ISBN (т. 3) ISBN В издании опубликованы статьи и доклады, представленные на Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, в которых изложены результаты исследовательских и опытно-конструкторских работ по широкому кругу вопросов. В состав третьего тома вошли материалы работы секций: «Автоматика и управление в технических системах», «Биотехнические системы и технологии», «Повышение эффективности использования автомобильного транспорта в условиях Западной Сибири», «Проектирование, сооружение и эксплуатация систем транспорта и хранения нефти и газа». Издание предназначено для научных, социально-гуманитарных и инженерно-технических работников, а также аспирантов и студентов технических и гуманитарных вузов. УДК ББК ISBN (т. 3) ISBN Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Тюменский индустриальный университет»,

3 СОДЕРЖАНИЕ СЕКЦИЯ «АВТОМАТИКА И УПРАВЛЕНИЕ В ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ» Учебно-исследовательский комплекс выведения и стабилизации обратного маятника. 8 Динамика сорбции и растворения солей осложненного фонда скважин Влияние насыщения трансформаторов тока в переходных режимах короткого замыкания на работу дифференциальной защиты линий Повышение надежности работы тепловой сети Синтез нейросетевого регулятора для управления режимом работы погружного двигателя 17 Определение возгорания методами цифровой обработки изображения Алгоритм преобразования арифметических выражений в обратную польскую запись. 23 Новейшие разработки прототипа человеческой кожи Модернизация статического анализатора кода в отделе SIS компании Schlumberger Частотное управление электростартером холодной прокрутки газотурбинных установок в составе газотурбинных электростанций Автоматизированная информационная система анализа и принятия решений на бирже Опыт применения метода бинарного дерева при заполнении таблиц идентификаторов компилятора Применение имитационной модели печи ПТБ-10 в задачах исследования качества регулирования Кодирование информации в сетях ЭВМ с реализацией алгоритма хемминга Применение АЧХ-эквалайзеров в линейных оптических усилителях при компенсации потерь мощности сигнала в ВОЛС Применение микропроцессорного контроллера atmel Atmega328p-PU в целях обеспечения безопасного доступа и идентификации Применение пакета визуального моделирования SIMULINK для исследования режимов работы центробежного насоса Исследование режимов работы нефтеперекачивающей станции с частотнорегулируемым приводом насосных агрегатов Нейросетевая идентификация модели УЭЦН Разработка системы управления и автоматизированного технологического оборудования для проведения отделочных работ Разработка и применение компьютерной ролевой игры Разработка автоматизированной системы обработки заявок Файловая архитектура веб-системы организации ООО «Строительный двор» Реализация алгоритма ПИД-регулирования для управления технологическим объектом на базе контроллера компании B&R Заполнение таблиц идентификаторов с использованием алгоритма хеш-адресации Функциональная модель системы математического моделирования газотранспортной системы Использование нейросетевых регуляторов для управления объектами нефтегазовой отрасли Использование программного пакета SIMULINK для имитационного моделирования гидравлической системы

if ($this->show_pages_images && $page_num doc['images_node_id']) { continue; } // $snip = Library::get_smart_snippet($text, DocShare_Docs::CHARS_LIMIT_PAGE_IMAGE_TITLE); $snips = Library::get_text_chunks($text, 4);?>

4 Применение нечеткой логики для управления магистральным насосным агрегатом нефтеперекачивающей станции Применение языка UML для описания действия современных систем автоматизированного управления Автоматизированная информационная система анализа и принятия решений на бирже СЕКЦИЯ «БИОМЕДИЦИНСКИЕ СИСТЕМЫ И ТЕХНОЛОГИИ» Нафтеновые углеводороды с угловым магнитным моментом Западной Сибири Оптимизация использования и расширение лечебных возможностей пролонгированной гормональной контрацепции (LARC) у женщин О влиянии низкоэнергетического лазерного излучения высокой интенсивности на Drimiopsis maculata Выделение групп лиц с предрасположенностью к наркомании методом дерматоглифики Разработка устройства регистрации магнитного поля для магнитоэнцефалографа Состояние коагуляционного звена гемостаза на фоне медикаментозного прерывания неразвивающейся беременности раннего срока Оценка психофизиологических параметров организма студентов и влияние их на процесс адаптации к обучению в вузе Использование экспресс-тестов SERATEC HemDirect в качестве объекта молекулярногенетического исследования с применением индивидуализирующих систем ПДАФ-типа 118 Биометрические показатели агрессивного поведения человека Биомедицинские системы и технологии Применение искусственных нейронных сетей в моделировании заключения о положении электрической оси сердца Аппаратная диагностика степени отморожений биологической ткани Разработка математической модели воздействия лазерного излучения на биообъект 132 Использование микрофлюидных систем для оценки гематологических показателей 138 Изучение возможности использования модели лазер-индуцированного тромбоза для доклинического исследования прямых антикоагулянтов Социально-биологические особенности женщин, прервавших регрессирующую беременность в первом триместре фармакологическим способом Влияние характера питания на распространенность гиперхолестеринемии у коренных и пришлых народов г. Надыма и Надымского района Питание студентов как фактор здорового образа жизни Биотехническая система медицинского назначения для проведения неогенезиса слоев сетчатки глаза СЕКЦИЯ «ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АВТОМОБИЛЬНОГО ТРАНСПОРТА В УСЛОВИЯХ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ» Проблемы общественного транспорта г. Тюмени Приспособленность автомобилей к высокотемпературным условиям К вопросу об аварийности на улично-дорожной сети города Тюмени Анализ и сравнение аварийности в г. Тюмени за гг

5 Предпусковая подготовка ДВС легкового автомобиля LADA Granta в низкотемпературных условиях Сезонное изменение объема текущего ремонта полноприводных автомобилей КамАЗ ОАО «Сургутнефтегаз» УТТ НГДУ «Быстринскнефть» Выбор объекта локального исследования в целях повышения эффективности организации дорожного движения в центре крупного города Использование имитационной модели участка УДС при проектировании выделенных полос для общественного пассажирского транспорта Варианты реконструкции улиц Мельникайте-50 лет Октября г.тюмени, выполненные при помощи имитационной модели перекрестка. Вариант 1 надземный путепровод Проектирование реконструкции перекрестка улиц Мельникайте-50 лет Октября г.тюмени, выполненное при помощи имитационной модели перекрестка. Варианты 2 и Оценка влияния сезонных условий на интенсивность отказов грузовых автомобилей УРАЛ Анализ рабочих параметров гравитационных бетоносмесителей Утилизация как часть экологической безопасности автомобилей Влияние различных факторов на техническое состояние автобусов Оценка эффективности введения в эксплуатацию путепровода по ул. Запольная Оптимизация транспортных потоков на основе макромоделирования движения транспорта Тюменский индустриальный университет, г. Тюмень Оптимизация перевозочной деятельности на предприятии Исследование состава транспортного потока по гендерному признаку Методы улучшения экономических и мощностных показателей двигателей внутреннего сгорания Влияние природно-климатических условий на отказы автомобилей КамАЗ ОАО «Сургутнефтегаз» К вопросу о повышении безопасности движения на пересечении улиц Ветеранов труда Ватутина Оценка эффективности регулируемых пересечений в г. Тюмени путём использования показателя транспортной очереди Интенсивный и экстенсивный пути развития улично-дорожной сети в мировой практике 225 Применение технологии имитационного моделирования для проектирования выделения полосы непрерывного движения транспорта на магистральных улицах города Перевод дизельных автомобилей на газ Распределение интенсивности эксплуатации автомобилей частных владельцев Особенности зимней эксплуатации транспортных машин с использованием биотоплива Влияние холодных климатических условий на эксплуатацию автомобилей КамАЗ Утилизация и переработка автотранспортных отходов в г. Тюмени Влияние уровня заряженности аккумуляторной батареи на пуск двигателя легковых автомобилей в зимний период Методы оценки фактической ёмкости автомобильных аккумуляторных батарей при отрицательных температурах

6 Определение себестоимости при техническом обеспечении предприятия строительно-дорожной техники Оценка риска несохранности груза на автомобильном транспорте Повышения экологической безопасности автомобилей в полном жизненном цикле Некоторые экологические требования к организации дорожного движения в городах Республики Таджикистан Повышение эффективности пассажирских перевозок на маршруте 21 г.тюмени Расширение использования природного газа на автобусах малой вместимости, работающих на маршрутах регулярного сообщения Исследование вклада водителей разных возрастных категорий в формирование автотранспортной аварийности с тяжелыми последствиями (гибелью людей) Анализ состояния аварийности грузовых автомобилей в России СЕКЦИЯ «ПРОЕКТИРОВАНИЕ, СООРУЖЕНИЕ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ СИСТЕМ ТРАНСПОРТА И ХРАНЕНИЯ НЕФТИ И ГАЗА» Подготовка грунтового основания резервуара для хранения жидких углеводородов в условиях Крайнего Севера Определение оптимальной периодичности пропуска очистительного устройства по МН Уточнение классификации способов бестраншейной прокладки трубопроводов на основе патентного анализа К вопросу обеспечения безопасной эксплуатации магистральных газопроводов Анализ факторов, влияющих на объем аварийных выбросов на нефте-и нефтепродуктопроводах Эксплуатационная надежность магистральных трубопроводов как направление инновационной деятельности нефтяных компаний Анализ режимов работы магистрального нефтепровода по установкам Повышение энергоэффективности при транспорте углеводородного сырья Рекомендации по применению технологии кустового сброса воды Проектирование систем газоснабжения жилых домов Импортозамещение в газоснабжении Проблемы использования ГТД на газокомпрессорных станциях. Текущее состояние ГТД, методы повышения КПД Разработка водосберегающей технологии для гальванического процесса Исследование влияния факторов на надежность и долговечность трубопроводного транспорта Оценка возможности применения вторичных энергетических ресурсов при транспорте природного газа Проблемы транспортировки газового конденсата ачимовских залежей Совершенствование устройства для бестраншейной прокладки полиэтиленовых трубопроводов Мониторинг подводных трубопроводов беспилотным управляемым роботом Исследование влияния различных факторов на оценку опасности дефектов магистральных трубопроводов Прогнозирование развития коррозионных повреждений стенки газопроводов методами геотехнического мониторинга

7 Теория оценки геотехнического состояния магистральных газопроводов в сложных инженерно-геологических условиях Направления повышения эффективности строительства систем геотехнического мониторинга на объектах газотранспортной отрасли Эксплуатация магистрального нефтепровода Тарельчатый виброизолятор с малой (квазинулевой) жесткостью Анализ методов борьбы с АСПО на участке промыслового трубопровода от КП 13 до УПЗ 2 Кальчинского месторождения Исследование характеристик резервуара с днищем, выполненным в виде конуса с уклоном к центру Актуальность применения композитных материалов при хранении нефти и нефтепродуктов в условиях низких температур

8 СЕКЦИЯ «АВТОМАТИКА И УПРАВЛЕНИЕ В ТЕХНИЧЕСКИХ СИ- СТЕМАХ» Учебно-исследовательский комплекс выведения и стабилизации обратного маятника Андреева М.А., Тюменский индустриальный университет, г. Тюмень Проблема управления объектами маятникого типа является фундаментальной для ряда областей науки. Обратный маятник неустойчивый физический объект, обладающий двумя положениями равновесия: в нижней и верхней точках. Задача выведения маятника в крайнее верхнее положение равновесия может быть решена при использовании лабораторного стенда ТР-802 фирмы Festo (Германия) [1] в качестве задатчика крайнего верхнего положения маятника. Модель системы выражается следующими уравнениями: sin cos 0, sin cos где m масса маятника, l длина подвеса маятника, J момент инерции маятника, θ угол наклона маятника от вертикали, u ускорение движения точки подвеса маятника (каретки), g ускорение свободного падения. Для выведения обратного маятника его потенциальная энергия должна достичь значения 2, где mp масса маятника, l длина маятника, g ускорение свободное падения, то есть при mp = 0,06 кг, l = 0,25 м, g = 10 м/с 2 для решения поставленной задачи она должна стать равной Ep = 0,3 Дж. Для вывода маятника в крайнее верхнее положение равновесия, с учетом [2, 3], был разработан алгоритм, представленный на рис.1. При этом принято: (1) каретка движется по оси Ox между точками X = 0 мм и X = 300 мм; (2) исходное положение каретки координата X = 150 мм; (3) N величина (в мм) смещения каретки от исходного положения, (4) K задаваемое приращение (в мм) смещения каретки от этого положения. Кинетическая энергия движения каретки Eк превращается в потенциальную энергию движения маятника Ep. Допустим, N = 50 мм, К = 50 мм. Масса каретки M = 0,45 кг, ускорение каретки a = 4 м/с 2. Тогда величина потенциальной энергии маятника после первого смещения каретки к = 0,09 Дж, после второго 2 = 0,27 Дж. Таким образом, после трех движений каретки потенциальная энергия маятника должна превысить требуемую для вывода его в верхнее положение равновесия. 8

9 На практике оказалось, что ввиду значительных потерь энергии с целью вывода маятника в крайнее верхнее положение равновесия кареткой должно быть совершено большее число движений. Начало 1 N = 50, K = 50 Установка отрицательного направления движения каретки Перемещение каретки в исходное положение 1 да Конец Перемещение каретки на величину N мм в заданном направлении N = N + K Изменить направление движения на противоположное Маятник в верхней точке? нет Рис. 1. Алгоритм выведения маятника в крайнее верхнее положение Листинг программы выведения маятника в крайнее верхнее положение, разработанной в ходе эксперимента над системой «каретка-маятник» с использованием программного приложения Festo WinPisa 4.41 [4], представлен ниже. Комментарии с пояснением кода программы приведены напротив соответствующих строк после знака «;». N000 G01 X150 FX10 N001 G00 G91 X-50 N002 G00 G91 X+100 N003 G00 G91 X-150 N004 G00 G91 X+200 N005 G00 G91 X-250 N006 G00 G91 X+300 N007 G00 G91 X+30 N008 G00 G91 X-30 N009 M02 ;Перемещение каретки в исходное положение. ;Строки N001 N006 ;горизонтальные колебания каретки и ;вертикальные колебания маятника ;с нарастающими амплитудами ;недолговременная фиксация маятника в ;верхнем положении равновесия ;конец программы После выведения обратного маятника управление движения системой «каретка-маятник» переходит к разработанной системе стабилизации, один из важных компонентов которой оптическое устройство для контроля перемещений, описанное в работе [5]. На каретке, перемещающейся по оси Х, закреплен маятник, состоящий из жесткого стержня и груза, содержащего излучатель света. Каретка жестко связана с шаговым двигателем, управляемым контроллером позиционирования, посредством линейного электроме- 9

10 ханического привода. Компьютер управляет работой излучателя света и дешифратора, на входы которого поступают сигналы с фотоприемников, расположенных вдоль верхней части траектории движения маятника. Алгоритм стабилизации маятника с использованием лабораторного стенда Festo ТР-802 представлен на рис.2. На центральном фотоприемнике в момент вертикального положения маятника формируется сигнал, который программно фиксируется, что соответствует крайнему верхнему положению маятника. При отклонении маятника системой устанавливаются его координаты и направление отклонения. С учетом этого формируется управляющее воздействие для контроллера позиционирования: сдвинуть каретку в сторону отклонения маятника на определенное число шагов. Начало 2 нет Инициализация системы Подпрограмма выведения маятника в верхнее положение да 2 Определение знака и величины отклонения Формирование сигнала на перемещение каретки с учетом знака и величины отклонения Рис. 2 - Алгоритм стабилизации обратного маятника 3 3 Таким образом, были разработаны алгоритм и соответствующая ему подпрограмма выведения маятника в крайнее верхнее положение равновесия с последующей его стабилизацией, предложены принципы построения учебно-исследовательского комплекса. Список литературы 1. Positioning system. Smart Positioning Controller SPC200. Manual. Festo AG & Co. KG, Dept. KI-TD p. 2. Bradshaw A., Shao J., Swing-up control of the inverted pendulum systems. Robotica. Vol.14, pp Astrom K. J., Furuta K., Swinging up a pendulum by energy control, Automatica. Vol.36, pp SPC200 Smart Positioning Controller. WinPISA software package. Festo AG & Co. KG, p. 5. Макаров А.В., Кузяков О.Н. Устройство для контроля перемещений // Патент России Бюл. 15. Научный руководитель: Кузяков О.Н., д.т.н., заведующий кафедрой Кибернетических систем. 10

11 Динамика сорбции и растворения солей осложненного фонда скважин С.С. Белашевский, Тюменский индустриальный университет, г. Тюмень Отложение неорганических солей в процессе разработки и эксплуатации нефтяных месторождений России и мира является одной из важнейших причин снижения эффективности добычи углеводородного сырья. Процесс солеотложения наблюдается при всех способах эксплуатации скважин, однако особенно актуальна данная проблема на механизированном фонде скважин, оборудованных УЭЦН. С одной стороны, это объясняется тяжестью последствий возникновения солевых осадков: уменьшение проходных сечений НКТ, забивание каналов в рабочих колесах и направляющих аппаратов насоса, и как следствие снижение КПД установки или же нарушение теплообмена, заклинивание или поломка вала, ведущие в порче дорогостоящего оборудования. С другой стороны, именно при применении данного способа внутри скважины создаются благоприятные для образования солевого осадка условия значительные изменения температуры и давления [1]. В текущих условиях эффективность мер борьбы с отложением соли при добыче нефти зависит от комплексного подхода к решению данной проблемы. Сегодня неотъемлемой частью данных мер является прогнозирование выпадения солей при различных условиях эксплуатации. При этом возрастает роль создания инструментальных средств, основанных на операционных моделях (ОМ). Такие модели строятся на упрощенных гидродинамических корреляциях между ключевыми (контрольными) точками скважинной системы (СС), однако их точности хватает для принятия оперативных решений. К данному классу относится рассматриваемая далее модель, расчетные соотношения которой отражают объемные балансы для сорбированных и растворенных солей, обусловленных минерализованными потоками попутной воды в интервалах подъемника с возмущенными равновесными условиями. Объектом рассматриваемой модели является интервал НКТ с возмущенными равновесными условиями, где явно выражены массообменные процессы сорбции и растворения. Входные объемные расходы: q ( t ) приток с забоя скважины, q Н 1 (t) объемный расход нефти, q В (t) объемный расход попутной воды, q ZS (t) объемный расход растворенных сорбентов. С учетом введенных обозначений можно записать: q ( ) ( ) ( ) ( ) (1 ) ( ) 1 ( ) ( ) 1 t qн t qв t qzs t q1 t ZS q1 t ZSq1 t, (1) где объемная обводненность притока, концентрация водного раствора солей во входном потоке. ZS Вторая входная переменная q e (t) объемный расход ингибитора, доставляемого через устьевой дозатор. С точностью до малой доли объемной 11

12 динамики сорбирования на выходе сегмента трубы имеем суммарный расход жидкости: q( t) q ( t) q ( t). 1 e (2) Тогда концентрация объемной доли водного раствора солей на входе трубы оценивается соотношением ( t) q ( t) /( q ( t) q ( t)), (3) S 0 ZS 1 1 e а концентрация водного раствора ингибитора как e ( t) qe ( t) /( q1( t) qe ( t)) (4) Выходными переменными конструируемой модели являются (t) S расчетная концентрация водного раствора солей на выходе трубы и S (t) уровень (высота) осадка на поверхности трубы. Если V - объем контрольного сегмента трубы, а S - площадь его внутренней поверхности, то объем воды V ( t ), растворенных солей V (t ) и 0 S 1 отсортированных солей (t) на поверхности трубы площадью S будет оцениваться следующим образом S 1 V0 ( t) ( V S ( t)), VS ( t) S ( t) V0 ( t), ( t) S ( t), (5) S S Тогда с учетом высокоскоростной динамики обновления раствора солей и длительный период осадконакопления искомая расчетная модель принимает вид: ( q1( t) qe ( t))( S 0 ( t) RS ( t)) ( t) ( t) S RS q ( t) q ( t) 1 V ( t) ( ) (1 1 ) S ( ) ( ( t)) 1 e e 0 S e S S 1, если ( t) 0 S 0 RS 1 e, (6) 0, иначе S ( t) ( q ( t) q ( t))( ( t) ( t)) 1 e S 0 S где термобарическая концентрация равновесного состояния водного раствора солей аппроксимируется линейной формой ( t) a a ( t) a P( t) a ( t), RS R 0 R1 R 2 R 3 e (7) в которой (t), P (t) средние температура и давление в сегменте трубы, a,.., a, настроечные параметры, а смещение уровня равновесных значений регулируется подачей ингибитора q e R 0 R3 (t), обеспечивающего фоновую долю e (t) своего присутствия в воде. Здесь скоростные параметры сорбции ( ) ( ( t) s), (8) S S 0 S 2 S 2 растворения ( ) S 3 S 4 ( t), (9) S равно, как и индикатор покрытия ( t)) ( ( t) ( ( t) S) ) / S (10) ( S S S 12

13 представлены кусочно-линейными графиками на рис. 1, где в первом приближении скорость восходящего потока оценивается по выражению 2 ( t) q( t) / ( R ( t)) S. (11) В данных выражениях R внутренний радиус сегмента трубы, S 0,,,,, S, S настроечные параметры модели. S 2 S 3 S 4 S1 Рис. 1. Графики скоростных характеристик процессов массообмена Представленная здесь модель описывает общие механизмы кинетики процессов сорбирования и растворения солей и прочих полютантов восходящего газожидкостного (ГЖС) потока в скважинах. Это важно для задач контроля режимов эксплуатации осложненного фонда скважин и оптимизации регламента очистки проходных сечений подъемника периодически и/или непрерывным способом. Приведенные выражения дополняют модель, изложенную в работе [2] для проведения вычислительного анализа гидродинамики нефтедобычи в осложненных условиях. Список литературы 1. Кащавцев В. Е., Мищенко И. Т. Солеобразование при добыче нефти - М: ОрбитаМ, 2004 г стр. 2. Соловьев И.Г. Эволюция состояния и динамика освоения ресурса ЭЦН при действии осложняющих факторов эксплуатации / И.Г. Соловьев, Д.Н. Субарев // НТЖ Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности С Научный руководитель: Соловьев И.Г., к.т.н., доцент. Влияние насыщения трансформаторов тока в переходных режимах короткого замыкания на работу дифференциальной защиты линий Березовой Е.С., Тюменский индустриальный университет, г. Тюмень Для совершенства дифференциальной защиты линии должны выполняться условия устойчивости ее функционирования, что обеспечивается сохранением основных свойств релейной защиты. Существуют особенности, приводящие к ошибочным значениям входных сигналов, к которым отно- 13

14 сятся электромагнитные переходные процессы, имеющие место при коротких замыканиях [1]. При внутренних коротких замыканиях для дифференциальной защиты необходимы свойства чувствительности и быстродействия, при внешних селективности. Трудность в обеспечении селективности связана с искажением входных токов из-за насыщения электромагнитных трансформаторов тока в переходных режимах короткого замыкания, что и проводит к неселективному срабатыванию защиты. Быстродействие, чувствительность и селективность находятся в тесном взаимодействии друг с другом. Селективность дифференциальных защит при внешних коротких замыканиях выполняется снижением ее первых двух свойств. Соответственно, очень важной проблемой является уменьшение зависимости основных свойств защиты друг от друга. Рабочий сигнал образуется суммой токов, которые были замерены на границах зоны дифференциальной защиты (дифференциальный ток) и сравнивается с током срабатывания. Для того чтобы добиться в дифференциальных защитах более высокого уровня чувствительности, применяется торможение. Основным его недостатком является то, что тормозной сигнал, который нужен в неповрежденном объекте, в режиме его повреждения все равно существует и может противостоять срабатыванию защиты. При коротких замыканиях вне защищаемой зоны ток в реле теоретических должен быть равен нулю, но на практике он равен току небаланса. Недостаток способа формирования тормозного сигнала заключается в снижении его величины в переходных процессах короткого замыкания при насыщении трансформаторов тока, то есть когда возрастает ток небаланса, что может привести к неселективной работе защиты. Использование общеизвестных признаков аварийных режимов (дифференциального и тормозного сигналов) для определения повреждений не обладает достаточной устойчивостью функционирования в переходных режимах короткого замыкания. Необходимо нахождение дополнительных параметров, способных отличать внешние и внутренние короткие замыкания [2]. Разумеется, этот вопрос заслуживает более детального исследования. Список литературы 1. Циглер Г. Цифровая дифференциальная защита. Принципы и область применения. М.: Знак, с. 2. Дони Н.А., Гарке В.Г., Иванов И.Ю. Повышение технического совершенства дифференциальной защиты линий электропередачи напряжением кв [Текст] // Релейная защита и автоматизация, 2012, С Научный руководитель: Паутов Д.Н., к.т.н. 14

15 Повышение надежности работы тепловой сети Гирняк М.Е., Тюменский индустриальный университет, г. Тюмень В России общая протяженность тепловых сетей более 260 тыс. км (в двухтрубном исчислении). Именно тепловые сети являются наиболее уязвимым звеном в централизованном теплоснабжении. Неудовлетворительное их состояние приводит к увеличению количества отказов на трубопроводах, в том числе с тяжелыми экологическими последствиями. Из-за интенсивности процессов старения теплопроводов 60% теплотрасс уже выработало свой амортизационный ресурс. Поэтому большая часть аварий в системах теплоснабжения связана с их повреждением и приводит к большим потерям при транспортировки теплоносителя[1]. Основные причины снижения надежности на теплосетях: 1. Наружная коррозия стальных трубопроводов. 2. Износ теплофикационного оборудования в котельных и ТЭЦ. 3. Гидроудары. Обеспечение эффективной и надежной работы систем теплоснабжения является комплексным процессом, охватывающим все фазы создания теплосети[2]: 1. Проектирование; 2. Заводское изготовление конструктивных элементов системы; 3. Транспортировка и хранение; 4. Монтаж; 5. Приемка строительно-монтажных работ; 6. Пуско-наладочные работы; 7. Эксплуатация. Для реализации мероприятий, направленных на повышение эффективности и надежности функционирования систем теплоснабжения в России, способствует принятие Федерального Закона 261 «Об энергосбережении» от г. и Федерального Закона 192 «О теплоснабжении» от г. С целью повышения надежности эксплуатации тепловых сетей необходимо: организовывать своевременное проведение диагностики состояния трубопроводов своевременными способами без вскрытия тепловых сетей (акустический, магнитный, тепловизионный и др.); регулярно производить испытания с целью определения фактических тепловых потерь и реального состояния трубопроводов, выявления и оперативного устранения нарушений; проводить резервирование подачи теплоты потребителям за счет организации совместной работы нескольких источников теплоты; резервиро- 15

16 вания тепловых сетей смежных районов; устройства трубопроводных связей (перемычек) между магистралями тепловых сетей при подземной прокладке. Задачи по повышению эффективности и надежности функционирования систем теплоснабжения сложны и многофакторны. Наиболее действенное их решение в современных условиях возможно только в рамках тесного сотрудничества специалистов. В 2003 году было создано Некоммерческое Партнерство «Российское теплоснабжение», которое объединяет 150 организаций и занимается решением конкретных задач в теплоснабжении, в том числе внедрением на территорию России «Системы качества в теплоснабжении». В рамках которой производится работа по созданию группы стандартов организации НП «РТ», включающих в себя повышенные требования к проектированию, монтажу, эксплуатации и ремонту теплосетей по сравнению с требованиями в существующих нормативных документах. Сейчас переходят к использованию бесканальной прокладке (рис.1) стальных трубопроводов в заводской пенополиуретановой изоляции и полиэтиленовой оболочке[3]. Они более долговечны и их прокладка обходится дешевле. Срок службы 6-8лет. Рис. 1. Бесканальная прокладка тепловых сетей: 1 грунт; 2 изолированный трубопровод; 3 песчаная подготовка; 4 бетонное основание Представительными конструкциями, помимо теплопроводов в полиэтиленовой (ППУ) теплоизоляции, следует рассматривать теплопроводы заводского изготовления в пенополиминеральной (ППМ) или армопенобетонной (АПБ) теплоизоляции. Особенностью конструкции стальных трубопроводов в заводской ППУ-изоляции является наличие системы оперативно-дистанционного контроля (ОДК). Принцип работы системы ОДК основан на измерении электрического сопротивления ППУ-изоляции, которое изменяется при появлении влаги в ней. Контролируя величину электрического сопротивления изоляции, контролируют состояние изоляции теплосети. 16

17 Трубы, арматуру и фасонные изделия из стали и чугуна для тепловых сетей следует принимать в соответствии с Правилами устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды ПБ Госнадзора России[4]. Для трубопроводов тепловых сетей следует предусматривать стальные прямошовные электросварные или стальные бесшовные трубопроводы. На сегодняшний день наиболее чаще используют бесканальную прокладку теплосетей с системой ОДК. Срок службы 30 лет и более; стоимость дешевле; при использовании ППУ-изоляции не требуется устройство попутного дренажа. Список литературы 1. Теплоснабжение [Текст] : учебное пособие / Н.В.Высоцкая. 2-е изд., перераб. и доп. Ухта : УГТУ, с. 2. РД-7-ВЭП. Руководящий документ по расчету систем централизованного теплоснабжения с учетом требований надежности : ввод. в действие М. : ОАО «ВНИПИэнергопром», с. 3. СП Проектирование и строительство тепловых сетей бесканальной прокладки из стальных труб с индустриальной тепловой изоляцией из пенополиуретана в полиэтиленовой оболочке : одобрен постановлением Госстроя России г. Изд. офиц. М. : ГУП ЦПП, с. 4. ПБ Правила устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды : утв. постановлением Госгортехнадзора России от М. : ПИО ОБТ, с. Научный руководитель: Логачев В.Г., д.т.н., профессор. УДК Синтез нейросетевого регулятора для управления режимом работы погружного двигателя Билинский Ю.А., Тюменский индустриальный университет, г. Тюмень Основная доля добычи нефти в России осуществляется установками электроцентробежных насосов (УЭЦН). Для Тюменской области, по-прежнему остающейся основным регионом добычи нефти, данный способ является значительным, как по объему добываемой продукции, так и по количеству эксплуатационного фонда скважин. Так, в регионе УЭЦН обеспечивает 70 % объема добычи, фонд скважин, эксплуатируемых УЭЦН составляет около 60%.[1] Погружной центробежный насос для добычи нефти представляет собой высоконапорный многоступенчатый насос вертикального исполнения, 17

18 предназначенный для работы с погружением его под уровень добываемой жидкости в скважине. Выпускаемые для нефтяной отрасли насосы содержат от 130 до 415 ступеней, размещаемых внутри корпусов секций, соединенных между собой посредством фланцевых соединений. Выпускаются насосы в двух-, трех- и четырех секционных исполнении.[2] Для решения задачи эффективной эксплуатации УЭЦН требуется ее стабилизация, которая обычно выполняется по такому параметру как дебит. В настоящее время это обеспечивается следующими методами: - выбор типоразмера оборудования, - применение сужающих устройств на устье скважины, -применение преобразователя частоты для управления скоростью вращения вала насоса. Эти методы имеют ряд недостатков, основным из которых являются следующие: 1) Недостаток исходных данных зачастую приводит к неправильному выбору типоразмера насоса. Неправильно выбранный насос может работать за пределами своего эксплуатационного диапазона, что приводит к недогрузке или перегрузке электродвигателя, либо к быстрому дренированию скважины 2) Слабое информационное обеспечение процесса управления. Если УЭЦН не оборудована термоманометрической системой, то управление сводится к поддержанию заданного режима вплоть до отказа установки без возможности диагностики и прогнозирования состояния системы 3) Требуется постоянный контроль и вмешательство человека в процесс управления В силу указанных недостатков, в качестве альтернативного подхода, предлагается углубить интеллектуальность скважины, применив технологии нейронных сетей.[3,4,5] Нейронная сеть это громадный распределенный процессор, состоящий из элементарных единиц обработки информации, накапливающих экспериментальные знания и предоставляющих их для последующей обработки. Достоинствами нейронных сетей являются: 1) Решение задач при неизвестных закономерностях. 2) Устойчивость к шумам во входных данных. 3) Адаптация к изменениям окружающей среды и параметров самого объекта. 4) Потенциальное сверхвысокое быстродействие. 5) Отказоустойчивость при аппаратной реализации нейронной сети. 6)Эффективность для нелинейных объектов. 18

19 Рис. 1. Базовая структура нейронной сети Каждый нейрон в нейронной сети осуществляет преобразование входных сигналов в выходной сигнал и связан с другими нейронами. Входные нейроны формируют так называемый интерфейс нейронной сети. Нейронная сеть, показанная на рис. 1, имеет слой, принимающий входные сигналы, и слой, генерирующий выходные сигналы. Информация вводится в нейронную сеть через входной слой. Все слои нейронной сети обрабатывают эти сигналы до тех пор, пока они не достигнут выходного слоя. Задача нейронной сети - преобразование информации требуемым образом. Для этого сеть предварительно обучается. При обучении используются идеальные (эталонные) значения пар <входы-выходы> или <учитель>, который оценивает поведение нейронной сети. Для обучения используется так называемый обучающий алгоритм. Ненастроенная нейронная сеть не способна отображать желаемого поведения. Обучающий алгоритм модифицирует отдельные нейроны сети и веса ее связей таким образом, чтобы поведение сети соответствовало желаемому поведению [6]. В рамках данной работы предлагается включить нейронную сеть в систему регулирования дебита скважины в соответствии со структурной схемой, показанной на рис.2. Суть такого подхода состоит в том, что нейронная сеть, обученная определенным образом, должна корректировать поведение регулятора, обеспечивая с одной стороны оптимальные значения его настроек в рамках заданных показателей качества и с другой стороны задание оптимальной для данных условий уставки [7]. 19

20 Рисунок 2 Таким образом, такая адаптивная система позволит максимально исключить оператора из процесса управления на этапе квазистационарной работы установки ЭЦН, так как она будет самостоятельно корректировать свои настройки в зависимости от состояния глубинного оборудования, пласта и прочих факторов. Список литературы 1. Особенности применения погружных электроцентробежных насосов на нефтяных месторождениях среднего приобья. Ведерников В.А., Гапанович В.С., Козлов В.В. Вестник кибернетики С Оперативное управление погружными установками добычи нефти с учетом ресурса изоляции электродвигателя. Козлов В.В. Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук / Тюменский государственный нефтегазовый университет. Тюмень, Богданов А.А. Погружные центробежные электронасосы для добычи нефти. М., Недра, С Бочарников В.Ф. Погружные скважинные центробежные насосы с электроприводом. Тюмень, Вектор Бук, с. 5. Муравьев И.М. Эксплуатация погружных центробежных электронасосов в вязких жидкостях и газожидкостных смесях./ Муравьев И.М., Мищенко И.Г.// М.: Недра, с. 6. Медведев В.С., Потемкин В.Г. Нейронные сети. М.: ДИАЛОГ- МИФИ, с. ISBN К стратегии управления системой «Скважина - УЭЦН», содержащей преобразователь частоты Ведерников В.А., Гапанович B.C., Козлов В.В. Известия высших учебных заведений. Нефть и газ С Научный руководитель: Козлов В.В., к.т.н. 20

21 Определение возгорания методами цифровой обработки изображения Минин И.В., Тюменский индустриальный университет, г. Тюмень В противоположность датчикам огня и дыма, методы визуального обнаружения могут быть использованы на открытых площадках, где нет возможности устанавливать датчики. Также, в отличие от датчиков, системы, основанные на методах визуального обнаружения могут выдавать значительно больше информации о типе возгорания, его месторасположении и динамике. Следовательно, определение возгорания камерой малого беспилотного имеет значительную перспективу практического использования. Обнаружение возгорания может быть реализовано с использованием следующих цветовых пространств: CIE Lab [1], RGB [2], YCbCr [3], или HSI [1]. Используемый подход заключается в использовании характеристик текстур пламени. Несмотря на значительный прогресс в области распознавания возгорания на изображении, до сих пор отсутствует интегрированное решение, которое возможно использовать совместно с БПЛА. Следовательно, проблемы визуального обнаружения возгорания сводятся к: 1. корректной обработке резкого изменения фона изображения; 2. корректной цветовой классификации возгорания; 3. определение и отслеживание потенциально-ложных срабатываний; 4. интеграция в систему SLAM для возможности составления карты возгораний и их последующей локализации. Все вышеперечисленные требования требуют оптимального выбора, интеграции и адаптации наиболее значимых работ в области определения пламени на изображении, в связи с повышенными требованиями к надежности и вычислительной сложности. Общая структура метода. Первый этап заключается в получении стабилизированного [4, 5] изображения с камеры квадрокоптера, для определения регионов, внутри которых находятся объекты в движении. В результате тестирования было определено, что наиболее оптимальным с точки зрения качества работы и вычислительной сложности является метод, состоящий из трех компонентов: анализ изображения на основании цветовой классификации; вычитание фона с последующим отслеживанием объекта, обнаруженного цветовой классификацией. В итоге получается бинарная маска. Нахождение пламени. Анализ на основании цвета. Процесс нахождения пламени выполняется на основании моделей классификации пламени [1, 2, 3]. Метод, описанный в [2] основан на RGB-модели, метод [3] на модели YCbCr и метод [1] на модели HSI. В дальнейшем они будут называться R-метод, Y-метод и H-метод соответственно. Две новые комбинации этих 21

22 трех оригинальных методов рассматриваются в данной работе. Первая из них в дальнейшем будем называть ее как HYR-метод классифицирует пиксели как пламя, если все три метода подтверждают это. Вторая предполагает наличие двух методов HY. Если оба данных метода классифицируют пиксель как пламя, то можно с высокой долей вероятности утверждать, что возгорание присутствует. Вычитание фона. Используется стандартная смешанная Гауссовская модель, которая встроена в пакет обработки изображений OpenCV. Рис. 1. Результаты работы системы обнаружения возгорания с использованием набора произвольных видеозаписей из Интернета Отслеживание объекта. Для этого был применен фильтр Калмана, аналогичный используемому в задаче стабилизации квадрокоптера. Если результат наблюдается на протяжении нескольких кадров, то можно с высокой долей вероятности утверждать, что пламя присутствует на данном видео. В дальнейшем информация передается в систему SLAM для последующей регистрации и локализации нахождения пламени, а также позиции квадрокоптера по отношению к нему. Результаты тестирования с использованием видеозаписей, найденных в сети Интернет представлены на рисунке 1. Список литературы 1. Celik T., Demirel H. Fire detection in video sequences using a generic color model //Fire Safety Journal Т С Chen J., He Y., Wang J. Multi-feature fusion based fast video flame detection //Building and Environment Т С

23 3. Horng W. B., Peng J. W., Chen C. Y. A new image-based real-time flame detection method using color analysis //Networking, Sensing and Control, Proceedings IEEE. IEEE, С Логачев В.Г. Метод стабилизации положения и управления квадрокоптером в пространстве с использованием данных инерциальных и визуальных сенсоров / В.Г. Логачев, И.В. Минин // Фундаментальные исследования С Минин И.В. Противопожарный мониторинг объектов нефтехимической промышленности малыми автономными беспилотными летательными аппаратами / И.В. Минин // Фундаментальные исследования С УДК 004.4'418 Алгоритм преобразования арифметических выражений в обратную польскую запись Расулов В.Е., Рахимова Ю.М., Тюменский индустриальный университет, г. Тюмень Внутреннее представление программы во время процесса интерпретации осуществляется в виде обратной польской записи. Обратная польская запись это постфиксная запись операций. Знаки операций записываются непосредственно за операндами. По сравнению с обычной записью операций в польской записи операнды следуют в том же порядке, а знаки операций строго в порядке их выполнения. Тот факт, что в этой форме записи все операции выполняются в том порядке, в котором они записаны, делает ее чрезвычайно удобной для вычисления выражений на компьютере. Польская запись не требует учитывать приоритет операций, в ней не употребляются скобки, и в этом ее основное преимущество. [1] Обратная польская запись эффективна в тех случаях, когда для вычислений используется стек абстрактный тип данных, представляющий собой список элементов, организованных по принципу LIFO [2-3]. В данной статье рассматривается алгоритм вычисления выражений с использованием этой структуры данных, и реализация его на объектно-ориентированном языке программирования С++. При программной реализации отдельно были созданы стек операций и результирующая очередь. Каждому ограничителю, который может встретиться в выражении присваивается приоритет. Приоритет ограничителей представлен в таблице 1. Таблица 1 Приоритет ограничителей. ( 0 = 1 ) 3 / 3 23

24 Словесное описание алгоритма: входными данными для программы является арифметическое выражение. 1) помещаем выражение в переменную типа string, так же создаем стек операций и выходную очередь; 2) в цикле поочередно проверяем символы исходного выражения, используя правила: - если символ является операндом, то он переписывается в выходную очередь. - если символ является знаком операции, то сравнивается его приоритет с приоритетом знака, находящегося в вершине стека: Если приоритет входного знака больше приоритета знака, находящегося в вершине стека, то входной знак записывается в вершину стека, ничего не выталкивая. Если приоритет входного знака меньше или равен приоритету знака, находящегося в вершине стека, то сначала из стека выталкивается знак в выходную строку и все последующие знаки, удовлетворяющие этому условию, после чего входной знак записывается в вершину стека. Особым образом обрабатываются скобки: открывающая скобка записывается в вершину стека, ничего не выталкивая, закрывающая скобка последовательно выталкивает в выходную ленту все операторы, предшествующие открывающей скобке, с которой взаимно уничтожаются. По окончанию входной строки, из стека все операторы последовательно переписываются в результирующую строку. Алгоритм преобразования арифметических выражений в обратную польскую запись представлен на рисунке 1. Рис. 1. Алгоритм преобразования в обратную польскую запись 24

25 Применение обратной польской записи не ограничивается записью арифметических выражений. В компиляторе можно порождать код в форме обратной польской записи для вычисления практически любых выражений. Для этого достаточно ввести знаки, предусматривающие вычисление соответствующих операций. В том числе, можно ввести операции условного и безусловного перехода, предполагающие изменение последовательности хода вычислений и перемещение вперед или назад на некоторое количество шагов в зависимости от результата на верхушке стека [4]. Такой подход позволяет очень широко применять форму обратной польской записи. Список литературы 1. Гордеев А.В., Молчанов А.Ю. Системное программное обеспечение. СПб.: Питер, с. 2. Ахо А., Хопкрофт Д., Ульман Дж. Структуры данных и алгоритмы. М. : Издательский дом «Вильямс», с. 3. Вирт Н. Алгоритмы и структуры данных. М.: Мир, с Ахо А., Ульман Дж. Теория синтаксического анализа, перевода и компиляции. М.: Мир, т с. т.2, 487 с. Научный руководитель: Лаптева У.В., старший преподаватель УДК Новейшие разработки прототипа человеческой кожи Игнатьева А.О., Репецкая О.В. Тюменский индустриальный университет г. Тюмень Одной из задач робототехники на сегодняшний день является оснащение роботов средствами, позволяющими получать тактильную информацию из окружающего мира. Существует небольшое различие между термином «сенсор» и «датчик». Сенсор воспринимает входную величину и формирует измерительный сигнал, а датчик формирует и выдает измерительный сигнал. Практически сенсор и датчик выполняют одну и ту же функцию восприятия входной величины и формирования измерительного сигнала [1]. Специалисты не раз сталкивались с проблемой отсутствия у роботов тактильных сенсоров. Например, наличие тактильных сенсоров у марсоходов позволит операторам быстро определять характер поверхности и направлять аппарат по нужному направлению, во избежание поломки. Или другой пример: при расчистке завалов или пожаре роботы смогли бы извлекать раненых людей, ведь использование только камер не дает точного пред- 25

26 ставления о том, что находится в руках у робота. Наличие у роботов осязания позволит еще более широко использовать их и в других областях, таких как медицина и промышленность. В общем случае передача тактильных ощущений требует технологии изготовления большого массива датчиков с высочайшей чувствительностью, разрешающей способностью и малым временем возврата к исходному состоянию [2]. Поэтому задача имитации человеческого восприятия при помощи электроники стала одной из самых сложных. Новаторская работа была проведена группой исследователей из Технологического университета штата Джорджии. Суть изобретения в следующем: сетка из нанопроволоки на основе оксида цинка под действием механического давления излучает свет, который и обрабатывается с помощью волоконно-оптического датчика с высокой чувствительностью 6300 точек на дюйм. Физическим принципом, положенным в основу изобретения является пьезоэлектрический эффект. Когда нанопроволоки из оксида цинка находятся под действием механического напряжения, на обоих концах нанопроволоки создается пьезоэлектрический заряд, который образует пьезоэлектрический потенциал. Наличие потенциала искажает зонную структуру в проводе, в результате чего электроны остаются в зоне р-n перехода дольше и повышают эффективность светодиода. Нанопроволоки прекращают излучать свет, когда давление снимается. Переключение с одного режима на другой занимает 90 миллисекунд и меньше. В настоящее время, изобретение используется для анализа отпечатков пальцев, обработки рукописных подписей. Не исключено, что в ближайшем будущем разработка будет использоваться для создания прототипа человеческой кожи у роботов [3]. Исследовательская группа в университете Южной Калифорнии создала роботизированный датчик BioTac, который имитирует человеческий палец. Конструкция состоит из мягкой, гибкой оболочки с жидким заполнением. Такой датчик, может воспринимать силу, вибрацию и температуру. Поведенные исследования показали, что из ста семнадцати материалов датчик может определить текстуру выбранного случайно материала с точностью до 95% [4]. Это достигается использованием гидрофона (подводного микрофона), который обнаруживает вибрации, когда робот-палец проходит вдоль поверхности. Недостатком этого датчика является низкая скорость определения типа текстуры. Другая команда, из Калифорнийского университета Беркли объявила, что они создали электронную кожу, которая загорается при прикосновении. Давление вызывает реакцию в коже, вследствие чего специальный светодиод загорается, синим, желтым или зеленым цветом, а при увеличении давления цвет становится ярче. Материал состоит из синтетического каучука 26

27 толщиной меньше, чем лист бумаги. Такая кожа состоит из сотен схем, каждая из которых содержит датчик давления, транзистор и крошечный светодиод. Давление изменяет сопротивление датчика, таким образом, изменяя количество электричества, протекающего через светодиод [4]. Гораздо дальше продвинулась группа ученых из Южной Кореи. Их изобретением стала искусственная кожа, укомплектованная электронными датчиками, изготовленными из взаимосвязанных искусственных волосков, которые имеют чувствительность, сопоставимую с человеческой кожей [5]. Исследователи обнаружили, что такая искусственная кожа может выдержать такие сложные операции, как рукопожатие, нажатие на клавиши, захват мяча, держание горячих или холодных напитков, касание других людей. Искусственная кожа является достаточно чувствительной и может ощутить широкий спектр данных, таких как информация о температуре, влажности, растяжении и давлении. Искусственная кожа использует датчики, изготовленные из силиконовых лент, которые имеют волнистую, форму. Эта форма позволяет датчикам выдерживать большое растяжение, не нарушая конструкцию датчиков, что и позволяет им измерить большой диапазон данных. Команда инженеров из Стэндфордского университета ставит перед собой еще более глобальную цель. Команда создала искусственную кожу из очень тонких слоев пластика, обнаруживающих давление через датчик, который затем доставляет электрический сигнал на нейроны человеческого мозга. Такая искусственная кожа состоит из трех компонентов: датчика, гибкой схемы для передачи электронных сигналов и неврологического распознавания сигнала [5]. Но проблема заключается в том, что электронный сигнал еще должен быть признан мозгом через биологический нейрон. Исследователи пришли к выводу, что необходимо переводить электронные импульсы из искусственной кожи в световые импульсы, которые в последствие будут активировать нейроны [5]. Таким образом, можно сказать, что наука не стоит на месте, и открытия, связанные с изобретением и применением искусственной кожи, возможно, обеспечат развитие робототехники в новом направлении. В перспективе, искусственная кожа в скором времени найдет применение и в технике при создании новых человеко-машинных интерфейсов; в создании протезов, способных передавать максимальных спектр ощущений для людей, лишившихся конечностей; в космических аппаратах. Список литературы 1. Музипов, Х. Н. Микроэлектронные датчики и оптические средства контроля. /Х.Н. Музипов, О.Н. Кузяков/ Тюмень: Изд. юмгнгу с. 27

28 2. Васильков, А. Искусственная кожа: как научить роботов чувствовать и зачем это делать [Электронный ресурс]. А. Васильков/ Компьютерра. Режим доступа: 3. Электронная кожа [Электронный ресурс]. Официальный сайт газеты «Оракул». Режим доступа: 4. Создана искусственная кожа из нанопроволок [Электронный ресурс]. Интернет журнал о коммерческих биотехнологиях. Режим доступа. 5. Прикосновения к искусственной коже научились передавать в мозг [Электронный ресурс]/n+1 Интернет-издание. Режим доступа: https://nplus1.ru/theme/metahistor Научный руководитель: Музипов Х.Н., доцент кафедры КС УДК Модернизация статического анализатора кода в отделе SIS компании Schlumberger Земеров А.Г., Тюменский индустриальный университет», г. Тюмень Статический анализ кода - анализ программного обеспечения, производимый без выполнения исследуемых программ. Анализ может производится как над исходным кодом, так и над каким-нибудь видом объектного кода, например P-код или код на MSIL. Термин применяют к анализу, производимому специальным программным обеспечением, которое называют статическим анализатором кода [1]. Типы ошибок, обнаруживаемых статическими анализаторами: неопределённое поведение неинициализированные переменные, обращение к NULL-указателям. О простейших случаях сигнализируют и компиляторы; нарушение алгоритма пользования библиотекой. Например, для каждого fopen нужен fclose. И если файловая переменная теряется раньше, чем файл закрывается, анализатор может сообщить об ошибке; типичные сценарии, приводящие к недокументированному поведению. Стандартная библиотека языка Си известна большим количеством неудачных технических решений. Некоторые функции, например, gets, в принципе небезопасны. sprintf и strcpy безопасны лишь при определённых условиях; переполнение буфера когда компьютерная программа записывает данные за пределами выделенного в памяти буфера; типичные сценарии, мешающие кроссплатформенности; 28

29 повторяющийся код. Многие программы исполняют несколько раз одно и то же с разными аргументами. Обычно повторяющиеся фрагменты не пишут с нуля, а размножают и исправляют; ошибки форматных строк в функциях наподобие printf могут быть ошибки с несоответствием форматной строки реальному типу параметров; неизменный параметр, передаваемый в функцию признак изменившихся требований к программе. Когда-то параметр был задействован, но сейчас он уже не нужен. В таком случае программист может вообще избавиться от этого параметра и от связанной с ним логики; прочие ошибки многие функции из стандартных библиотек не имеют побочного эффекта, и вызов их как процедур не имеет смысла [1]. Инженерные задачи, такие как: рефакторинг, оценка качества кода, поиск и исправление ошибок, требуют выделения синтаксически или семантически схожих фрагментов исходного кода, обычно называемых клонами (software clones). Клоны это фрагменты кода, которые точно или приближенно совпадают с другими фрагментами. Фактически, в больших программных продуктах значительная часть кода (от 5% до 50%) дублируется. Существование дубликатов объясняется сложившейся практикой программирования, когда разработчики, для того чтобы быстро добавить некоторую функциональность, предпочитают скопировать часть кода (copy/paste), а не видоизменить и повторно использовать первоначальный код. Присутствие дубликатов в коде приводит к необоснованному увеличению его объёма, что в свою очередь вынуждает программистов контролировать и отлаживать больше кода, чем нужно. Кроме того, возрастает время на компиляцию проекта. Следствием этого становятся увеличивающиеся затраты на поддержку и развитие программного продукта, и в целом, как правило, суммарное снижение его качества. В связи с этим возникает задача своевременного обнаружения дублирующегося кода (detecting duplicated code) и его последующего удаления. Постановка задачи. В статическом анализаторе кода для поиска дубликатов кода в отделе SIS компании Schlumberger. Используется Duplo приложение, для поиска дублирующихся блоков кода. При использовании данного приложения были выявлены три основные проблемы: 1. Данное приложение написано на C++, в то время как статический анализатор кода написан на языке C#. Из-за чего данные от одного приложения к другому передаются при помощи файлов, что очень плохо влияет на производительность; 2. Нет возможности группировать найденные блоки, что плохо влияет как на качество, так и на производительность; 29

30 3. Duplo выпускается под лицензией GNU General Public License, что не позволяет использовать Duplo в программных продуктах выпускаемых под другой лицензией [2]. В результате анализа проблем, руководителем отдела было принято решение разработать приложение для поиска повторяющихся блоков кода, устраняющее названные проблемы и обладающее следующими признаками: приложение написано на языке C#; приложение группирует найденные блоки кода; Разработка приложения. Для сравнения блоков кода используется сравнение хэш-функции взятых от данных блоков. Для нахождения хэш-функции используется алгоритм MD5 (англ. Message Digest 5) т.к. это 128-битный алгоритм хеширования, следовательно, уменьшается вероятность коллизий [3]. Все хэш-функции хранятся в хэш-таблице для более быстрой работы приложения [4]. При совпадении хэш-функций, проверяется, совпадали ли хэш-функции блока, который находится на одну строку кода выше, если да, то это означает что данный блок кода необходимо расширить. Приложение обладает некоторыми настройками: минимальное количество строк дублирующегося блока кода; минимальная длинна строки, которую можно считать повторяющейся; список правил для определения строк-исключений (например: #include, using, #region и т.д.). Разработанное приложение прошло тестирование и используется отделом SIS компании Schlumberger. Так же приложение вошло в состав программного продукта компании Schlumberger, Ocean For Techlog SDK. Список литературы 1. Статический анализ кода [Электронный ресурс] // Википедия.- Режим доступа: (дата обращения: 28 февраля 2016). 2. GNU General Public License [Электронный ресурс] // Википедия.- Режим доступа: (дата обращения: 17 декабря 2015). 3. Boer B. d., Bosselaers A. Collisions for the compression function of MD5 // Advances in Cryptology EUROCRYPT 93: Workshop on the Theory and Application of Cryptographic Techniques Lofthus, Norway, May 23 27, 1993 Proceedings 1 Berlin: Springer Berlin Heidelberg, P p. (Lecture Notes in Computer Science; Vol. 765) 4. Кормен, Т., Лейзерсон, Ч., Ривест, Р., Штайн, К. Глава 11. Хештаблицы. // Алгоритмы: построение и анализ = Introduction to Algorithms / 30

31 Под ред. И. В. Красикова. 2-е изд. М.: Вильямс, с. Научный руководитель: Прозорова Г.В., к.п.н., старший преподаватель каф. Прикладной геофизики ТИУ. Частотное управление электростартером холодной прокрутки газотурбинных установок в составе газотурбинных электростанций Иордан В.А., Тюменский индустриальный университет, г.тюмень В настоящее время для снабжения потребителей нефтегазового сектора электроэнергией, наиболее экономичным способом ее генерации остаются газотурбинные электростанции. В целях утилизации попутного нефтяного газа, газовые турбинные электростанции (ГТЭС) могут стать основой развития энергетического комплекса малой, децентрализованной генерации на месторождениях. Актуальность внедрения и использования ГТЭС, можно рассматривать с точки зрения природоохранных электротехнологий и эффективного использования попутно получаемого сырья. Самый важный элемент ГТЭС это газотурбинный двигатель, конструктивные особенности которого требуют тонкого настраиваемого управления для выхода на технологический режим работы. Одним из важнейших эксплуатационных режимов является запуск газотурбинного двигателя. От динамики пуска двигателя зависит не только надежность выхода ГТЭС на технологический режим работы, но и ряд других эксплуатационных характеристик. [1] Газовая турбина запускается с помощью пускового электродвигателя (электростартера). Электростартер обеспечивает раскрутку ротора турбокомпрессора до частоты вращения холодной прокрутки и последующего запуска ГТУ. Наиболее оптимальный способ управления вращением ГТУ частотные регулирование и контроль возбуждения пускового электродвигателя. Этот способ заключается в преобразовании сетевого напряжения (3х380 В, 50 Гц) в регулируемое напряжение частотой от 0,1 до 400 Гц для питания электродвигателя. К преимуществам управления системы возбуждения электростартера относятся безопасность эксплуатации, взрывобезопасность, экологическая чистота; высокий КПД всей системы запуска (до 0,8...0,9); отсутствие ограничений по времени вращения двигателя в режиме холодной прокрутки, что дает возможность высокоэффективной промывки газовоздушного тракта двигателя; обеспечение точного согласования характеристик электростартера и двигателя путем регулирования частоты питающего напряжения электростартера. Частотный способ запуска ГТУ позволяет производить холодную прокрутку и запуск одного или последовательно нескольких газотурбинных двигателей в составе ГТЭС. В процессе раскрутки двигателя выполняется 31

32 автоматическое управление процессами холодной прокрутки и запуска по сигналам системы автоматического управления газотурбинной установки и системы автоматического управления верхнего уровня. Наиболее тяжелым режимом работы электростартера является промывка ГТУ: проведение холодной прокрутки с периодичностью в 3 цикла. Каждый цикл состоит из 5 включений. Длительность каждого включения 1,67 мин. Перерывы между включениями 5 мин, перерывы между циклами 30 мин.[2] Исходя их таких сложных требований к запуску, выходу на режим и остановке электропривода электростартера актуально применение частотного управления. В среде MATLAB Simulink разработана имитационная модель системы электропривода ГТУ в составе ГТЭС. Результаты моделирования приведены на рис. 1. Рис. 1. Тахограмма частоты вращения ротора ГТУ в процессе запуска Широкое распространения способа частотного управления электростартером холодной прокрутки газотурбинных установок в составе ГТЭС, позволит увеличить рабочий ресурс; повысить ремонтопригодность ГТУ; увеличить межремонтный период; снизить количество обслуживающего персонала; повысить ресурсоэффективность использования ГТУ. В условиях постоянно дорожающей электроэнергии, применение частотно-регулируемого электростартера позволит уменьшить эксплуатационные затраты, и повысить надёжность ГТЭС. Список литературы 1. Ольховский Г.Г., Казарян В.А., Столяровский А.Я. Воздушно-аккумулирующие газотурбинные электростанции (ВАГТЭ). М.: Институт компьютерных исследований, c. 32

33 2. Цанев С.В., Буров В.Д., Ремезов А.Н. Газотурбинные и парогазовые установки тепловых электростанций. М.: МЭИ, с., ил. 3. Портнягин А.Л., Лысова О.А., Хмара Г.А. Автоматизированный электропривод: Учебное пособие. Тюмень: ТюмГНГУ, с. Научный руководитель: Смирнов О В, д.т.н., профессор. Автоматизированная информационная система анализа и принятия решений на бирже Карпинский С.Р. Тюменский индустриальный университет, г.тюмень В связи с бурным развитием автоматизированных информационных систем, информационный ресурс на бирже стал одним из приоритетных. Применение компьютерных технологий расширяют круг участников, обеспечивают высокую скорость проведения операций, существенно ускоряют информационный обмен и уменьшают риски. В автоматизированных информационных системах анализа и принятия решений на бирже успешно решаются проблемы оперативной работы с информацией и проблемы анализа финансового рынка при выработке и принятии решений. Автоматизированные информационные системы при использовании с рабочего места удаленного доступа предоставляют пользователю возможность при работе в диалоговом режиме с системой оперативно решать текущие задачи, анализировать текущую и историческую ситуацию на рынке, вызывать нужную для обработки информацию. Фактически, сегодня существует проблема не в отсутствии автоматизированных информационных систем анализа и принятия решений на бирже, а в их дороговизне при использовании, и как следствие, недоступности для начинающих участников биржевого рынка. В связи с этим была поставлена задача разработки АИС для анализа и принятия решений на бирже с использованием бесплатного, общедоступного программного обеспечения для проведения быстрого и качественного анализа рынка начинающему трейдеру. Для достижения поставленной цели работы были: - определены структура и составляющие АИС анализа и принятия решений на бирже; - рассмотрены фундаментальный и технический анализы как основные составляющие анализа биржевого рынка; - осуществлен обзор программного обеспечения для проведения технического анализа, рассмотрены информационно-торговые системы используемые на бирже и программы советники; 33

34 - исследовано взаимодействие между составляющими автоматизированной информационной системы, обеспечивающее полноценное проведение анализа ситуации на биржевом рынке и помогающее в принятии оптимального и верного инвестиционного решения. В процессе решения поставленных задач были проанализированы назначение, встроенные индикаторы технического анализа, возможность дополнения собственных индикаторов, встроенные графические возможности и особенности Omega Research, ELWAVE, Esignal, FX Accucharts, Fibonacci Trader, Reuters Graphics Professional. Как правило проведение анализа и принятие решения происходит по схеме: Информационно-торговая программа Программа для выполнения технического анализа Программа-советник для принятия решения Формирования приказа в информационно-торговой программе. Таким образом, комплексное использование программ для технического анализа, информационно-торговых систем и интеллектуальных программ для принятия торговых решений облегчает работу, связанную с инвестированием и торговлей, помогая получать более высокие доходы при различных ситуациях на бирже. При разработке собственной АИС анализа и принятия решений на бирже за основу был взял тот факт, что начинающему трейдеру и инвестору практически невозможно использовать специализированное программное обеспечение для проведения технического анализа, программы-советники и программы-роботы в связи с очень высокой абонентской платой за использование. Поэтому были рассмотрены методы анализа ситуаций на бирже в общедоступной программе MS Excel и бесплатно предоставляемой информационно-торговой системе QUIK. Для разработки и анализа плана исполнения работ по проекту была использована диаграмма Ганта. Для разработки АИС анализа и принятия решений на бирже использовался системный структурный подход. Модели АИС согласно методологии представляются в виде иерархически упорядоченных диаграмм. Основные бизнес-процессы анализа и принятия решений отображены на диаграммах модели, построенных с использованием CASE-средств BPWin, поддерживающие методологии: IDEF0 (функциональная модель), DFD (диаграмма потоков данных), IDEF3 (диаграмма потоков работ). В разработанной АИС, вся информация, необходимая для проведения анализа биржевого рынка, предоставляется программой QUIK. Все данные в виде таблиц инструментов, заявок и сделок автоматически экспортируются для проведения технического анализа в программу MS Excel. Общедоступная программа MS Excel дает возможность сделать торговлю на бирже ясной и логичной. С помощью программы Excel можно проводить индикаторный технический анализ и анализ данных таблиц котировок, формировать инвестиционный портфель. 34

35 С помощью программы MS Excel были выполнены следующие расчеты: - индикатор MACD, который помогает определить, в каком направлении может пойти цена, либо рост либо падение, потенциальную силу этого движения, а также вероятность разворота тренда; - модель САРМ устанавливает зависимость между риском актива и его ожидаемой доходностью. Эта модель позволяет составить прибыльный инвестиционный портфель; - бэк-тест, который позволяет понять, какие сделки приносят прибыль, а какие - дополнительный риск; - расчет индексной торговли на рынке ценных бумаг позволяющий выбрать доходные акций для инвестиционного портфеля; - автоматизированный расчёт VaR, который позволяет оценить риски инвестиций. Разработанная АИС анализа и принятия решений на бирже имеет как достоинства, так и недостатки. Достоинством, данного проекта, по разработке АИС анализа и принятия решений на бирже, является то, что в разработанной АИС используются бесплатные, общедоступные программы. К недостаткам, системы, можно отнести, отсутствия методов фундаментального анализа, но это связано с тем, что использование одновременно фундаментального и технического анализов приведет к ухудшению качества прогнозов вопреки ожидаемому улучшению, поскольку эти виды анализа основаны на взаимоисключающих факторах. Список литературы 1. Бердникова, Т. Б. Рынок ценных бумаг и биржевое дело: Учебное пособие. М.: Изд-во ИНФРА-М, Рынок ценных бумаг: Учебник для бакалавров/ В.А. Зверев, А.В. Зверева, С.Г. Евсюков, А.В. Макеев. М.: Издательско-торговая корпорация «Дашков и К», с. 3. Сафин В.И. Кому светят японские свечи. СПб.: Питер, с.: ил. 4. Фуфаев, Д. Э. Разработка и эксплуатация автоматизированных информационных систем [Текст]: учебник для студ. учреждений сред. проф. образования / Д.Э. Фуфаев, Э. В. Фуфаев. М. : Издательский центр «Академия», с. 5. Ясене, В.Н. Автоматизированные информационные системы в экономике [Текст]: учебно- методическое пособие. Н. Новгород, с. Научный руководитель: Аханова М. А., к.с.н, доцент, Тюменский индустриальный университет УДК : 004.4'417 35

36 Опыт применения метода бинарного дерева при заполнении таблиц идентификаторов компилятора Князев С.М., Юрченко А.А., Ябров Н.И., Тюменский индустриальный университет, Тюмень В процессе трансляции исходного текста программы возникает необходимость, во-первых, разместить во внутренних структурах (таблицах) транслятора семантические атомарные единицы - лексемы или токены, к которым относятся и идентификаторы. А, во-вторых, при трансляции приходится многократно обращаться к внутренним структурам для поиска в них нужного элемента. Время, затраченное на размещение и поиск нужной семантической единицы во внутренней структуре данных, влияет на быстродействие работы транслятора. Как известно, идентификаторы (или обозначения) это имена, которые даются переменным, типам, функциям и меткам в программе [1]. Их выявление происходят на стадии лексического анализа в трансляторе. Лексический анализ - первая фаза процесса трансляции, предназначенная для группировки символов входной цепочки в более крупные конструкции, называемые лексемами. Транслятор должен хранить все найденные идентификаторы в течение всего процесса трансляции. Для этой задачи используются специальные хранилища данных, которые называются таблицы идентификаторов [2]. Существует несколько способов заполнения таблиц лексем: простейший, бинарного дерева, метод цепочек [3]. При простейшем способе организации таблицы идентификаторов элементы в таблицу добавляются в порядке их поступления. Соответственно, получается неупорядоченный массив информации. Поиск нужного элемента в таком массиве будет осуществляться посредством последовательного сравнения каждого элемента таблицы с искомым элементом, пока не найдется подходящий. Это потребует значительных затрат времени, если число элементов в таблице достаточно велико. Из практического опыта можно сделать вывод, что время, затраченное на размещение и поиск элементов, будет соответствовать сумме элементов по основанию 2 n, где n количество элементов. При организации таблицы методом бинарного дерева временная сложность алгоритма вставки и поиска вершины будут рассчитываться по формуле O(log(n)), где n высота дерева, т.е. количество уровней. В худшем случае временная сложность алгоритма вставки и поиска вершины будет рассчитываться по формуле O(n). В нашем случае n=8(количество уровней),o(log(8))=0,903; O(8)=8. Компилятор должен иметь возможность быстрого поиска нужного ему элемента[4]. Поиск будет более эффективен, если элементы в таблице будут отсортированы, следовательно, организация таблицы методом бинарного дерева является одним из эффективных методов. 36

37 Суть метода заключается в следующем: каждый узел дерева представляет собой элемент таблицы, причем корневой узел является первым элементом. При построении дерева элементы сравниваются между собой, и в зависимости от результатов, выбирается путь в дереве: левое поддерево, если элемент меньше текущего, если больше, то правое. В случае если текущий узел не является концевым, осуществляется переход в следующий узел (согласно выбранному направлению) и опять осуществляется сравнение добавляемого идентификатора с текущим. Для проведения эксперимента и получения аналитических данных метод был запрограммирован на языке C++[5]. Блок схема алгоритма реализации приведена на рисунке 1. Рис. 1. Блок схема алгоритма реализации Описание алгоритма: для начала считывается имя файла, которое пользователь ввел с клавиатуры. Проверяется корректность введенных данных, т.е. наличие данного файла в системе и синтаксис имени файла. Если введенные данные некорректны, то выводится сообщение об ошибке, предлагающее пользователю заново ввести данные. Если данные введены корректно, то проводится синтаксический анализ кода в считанном файле, и заполняем новый файл(output.txt) лексемами. Далее заполняется таблица идентификаторов по методу бинарного дерева до тех пор, пока не закончится входной файл. Иначе считывается с клавиатуры введенный пользователем идентификатор и осуществляется его поиск в таблице идентификаторов. Далее выводится имя найденного идентификатора. На рисунке 2 приведена иллюстрация дерева, а также результата поиска в нем. Количество означает уровень, на котором находится идентификатор. 37

38 Рисунок 2. Окно результатов Тестируя программное обеспечение при различных входных данных можно сделать вывод, что для данного метода число требуемых сравнений и форма получившегося дерева во многом зависят от того порядка, в котором поступают идентификаторы. Список литературы 1. Гордеев А.В., Молчанов А.Ю. Системное программное обеспечение, - СПб: Питер, с. 2. Карпов Ю. Г. Теория и технология программирования. Основы построения трансляторов. СПб: БХВ-Петербург, с. 3. Игнатьева А.О., Лаптева У.В. Анализ точности результатов вычислений алгебраических функций в различных инструментальных средах. Новые информационные технологии в нефтегазовой отрасли и образовании[текст]: материалы IV Всероссийской научно-технической конференции с международным участием; под редакцией O.Н. Кузякова. Тюмень: ТюмГНГУ, с.(с ). 4. Ахо, Альфред В., Лам, Моника С., Сети, Рави, Ульман, Джеффри Д. Компиляторы: принципы, технологии и инструментарий, 2-е изд. : Пер. с англ. М. : ООО «И.Д.Вильямс», с. 5. Литвиненко Н.А. Технология программирования на С++, СПб.: БХВ-Петербург, с. Научный руководитель: Лаптева У.В., старший преподаватель. 38

39 УДК Применение имитационной модели печи ПТБ-10 в задачах исследования качества регулирования Ябров Н.И., Распопов Р.С., Тюменский индустриальный университет, г.тюмень Задачей автоматического регулирования является поддержание значения определённого технологического параметра на заданном уровне. Процесс регулирования оказывает прямое влияние на качество получаемой продукции. В связи с этим, точность регулирования имеет ключевое значение для предприятий стратегических отраслей, особенно для добывающих углеводороды. Соответственно, одной из важнейших задач при проектировании современных АСУ ТП является определение настроек регулятора. Оптимальные настройки регулятора обеспечивают требуемое качество регулирования по заданным критериям. Данная статья посвящена выбору оптимальных параметров настройки регулятора температуры на выходе печи ПТБ-10А, и анализу устойчивости замкнутой системы автоматического регулирования. В работе [1] была получена математическая модель печи в виде передаточной функции, которая представляет собой совокупность трех апериодических звеньев с запаздыванием (таблица 1). вх - температура входного сырья - температура внешней среды вх, Таблица 1 Математическая модель печи ПТБ-10А Название воздействия Обозначениция Передаточная - расход топлива функ- Модель демонстрирует зависимость температуры нефти ( ) на выходе ПТБ-10А от входных управляющего ( ) и возмущающих воздействий ( вх и ). Если возмущающими воздействиями, влиянием которых по сравнению с управляющим воздействием, пренебречь, то можно перейти к расчету настроек регулятора температуры на выходе печи для объекта, представленного одним апериодическим звеном [1]. Из множества существующих методов расчета регулятора наиболее широко применяются эмпирические методы (Кэна-Куна и Зиглера-Ни- 39

40 кольса), частотные (ограничение на частотный показатель колебательности). Однако их применимость ограничена и результат не всегда обеспечивает требуемые показатели качества регулирования. Наиболее точным и надежным методом является автоматический расчет настроек регулятора в программном пакете Matlab Simulink при помощи встроенной функции "Tune". Такие настройки не всегда обеспечивают лучшее перерегулирование и время регулирования, но гарантированно предполагают наличие запаса устойчивости по амплитуде и по фазе, отсутствие статической ошибки и колебательного режима [2]. Расчет настроек проводится с использованием основной структурной схемы контура регулирования (рис.1.). Рис. 1. Основная структурная схема контура регулирования: Step - источник единичного ступенчатого воздействия; PID - передаточная функция ПИД-регулятора; Delay - звено чистого запаздывания; Scope - графопостроитель. Для определения оптимальных настроек используются показатели качества регулирования, определяемые по переходной характеристике процесса (рис. 2.) [3]. Рисунок 2. Переходные характеристики для разных настроек регулятора Ключевые показатели качества регулирования по настройкам, полученным вручную и автоматически, представлены в таблице 2. Из таблицы 2 видно, что перерегулирование по оптимальным настройкам равно 11,6%, время регулирования 2530с, что соответствует 3 4 T о. Также видно, что настройки, полученные эмпирическими методами, не обеспечивают запаса устойчивости по фазе, т.к. он превосходит 90, следовательно, за оптимальные настройки принимаются: 40

41 k 0,0026; T и 172с; Т д 0 с. Таблица 2 - Настройки регулятора и показатели качества регулирования Название показателя По настройкам регулятора, полученным: вручную автоматически kp 0,0366 0,0026 Настройки Ti Td 42 0 Перерегулирование, % 5,53 11,6 Время регулирования, с Пик ФЧХ 1,06 1,12 Запас по фазе, Нулевая постоянная дифференцирования свидетельствует о том, что предпочтительным является ПИ-регулятор [2]. С полученными настройками был проведен ряд экспериментов (рис. 3.): Рис. 3. Результаты экспериментов с настройками регулятора Список литературы 1. Ябров, Н.И. Моделирование процесса нагрева нефти в печи ПТБ-10а. / Н.И. Ябров, Р.С. Распопов, Ю.А. Ведерникова // Новые информацион- 41

42 ные технологии в нефтегазовой отрасли и образовании: материалы VIВсероссийской научно-технической конференции с международным участием. Тюмень: ТюмГНГУ, С В.П. Дьяконов. Matlab 6.5 SP1/7 + Simulink 5/6 в математике и моделировании. М.: СОЛОН-Пресс, с. 3. Бесекерский В. А. Теория систем автоматического управления [Текст]/ В. А. Бесекерский, Е. П. Попов. - [Изд. 4-е, перераб. и доп.]. - СПб.: Профессия, с. Научный руководитель: Ведерникова Ю.А., к.т.н. Кодирование информации в сетях ЭВМ с реализацией алгоритма хемминга Князев С.М., Тюменский индустриальный университет, г. Тюмень Актуальной задачей при записи (воспроизведении) данных с носителей ЭВМ, а также при передаче информации по линиям связи является помехозащищенное (корректирующее) кодирование. Оно направленно на контроль целостности данных. Кодирование может быть сопряжено с исправление ошибок (коррекцией ошибок) - восстановлением информации после чтения её из устройства хранения или канала связи. Первыми и наиболее известными из корректирующих кодов являются коды Хэмминга [1,2]. Коды, реализующие этот алгоритм, позволяют закодировать информационное сообщение, выявить ошибки после передачи и, при возможности, устранить возникшие искажения [3]. В данной работе рассмотрен алгоритм Хемминга, позволяющий выявлять и исправлять одиночные ошибки, а также предложена программная реализация данного алгоритма на языке программирования С++ Builder. Рассмотрим алгоритм на примере передачи информационного сообщения "ha". На начальном этапе производится кодирование данного сообщения. Осуществить это можно при помощи таблицы символов ASCII (рис.1). Рис. 1. Представление сообщения "ha" в бинарном виде с помощью таблицы символов ASCII Определившись с длиной информационного слова - 8 бит. Разделяем 42

43 исходное сообщение («ha») на блоки по 8 бит, которые кодируются отдельно друг от друга. Так как один символ занимает в памяти 8 бит, то в одно кодируемое слово помещается ровно один ASCII символ. Получаем две бинарные строки по 8 бит. После этого процесс кодирования распараллеливается, и две части сообщения («h» и «a») кодируются независимо друг от друга. Рассмотрим это на примере кодирования первого символа. Необходимо вставить контрольные биты. Они помещаются в позиции с номерами, равными степеням двойки. В нашем случае (при длине информационного слова в 8 бит) это будут позиции 1, 2, 4, 8. Соответственно, у нас получилось 4 контрольных бита (выделены красным цветом на рис.2). Рис. 2. Первая часть сообщения с контрольными символами Таким образом, длина всего сообщения увеличилась на 4 бита. До вычисления самих контрольных бит, мы присвоили им значение «0». Значение каждого контрольного бита зависит только от тех значений информационных бит, которые этот контрольный бит контролирует. Для того, чтобы понять, за какие биты отвечает каждый контрольный бит необходимо понять закономерность: контрольный бит с номером N контролирует все последующие N бит через каждые N бит, начиная с позиции N. Например, бит номер 12 контролируется битами с номерами 4 и 8. Для того чтобы узнать какими битами контролируется бит с номером N надо просто разложить N по степеням двойки. Значение каждого контрольного бита вычисляется следующим образом: берём каждый контрольный бит и анализируем, сколько среди контролируемых им битов единиц, получаем некоторое целое число и, если оно чётное, то ставим ноль, в противном случае ставим единицу. Можно и наоборот, если число чётное, то ставим единицу, в противном случае, ставим 0. Главное, чтобы в «кодирующей» и «декодирующей» частях алгоритм был одинаков. В данной работе использован первый вариант. Высчитав контрольные биты для нашего информационного слова, получаем две части сообщения, приведенные на рис.3. Рисунок 3. Две части закодированного сообщения с контрольными символами После вычисления контрольных символов и передачи информации по сети производится декодирование и выяснение корректности передачи. В 43

44 случае искажения производится исправление одиночной ошибки. При запуске программы открывается окно кодирования сообщения (рис.4). В этом окне нужно ввести сообщение, которое необходимо закодировать. Откроется новое окно программы для декодирования и результат кодирования поэтапно выведется на экран: Цифрой 1 на рисунке 9 обозначено поле, в которое выводится посимвольное кодирование символа с помощью таблицы ASCII; Цифрой 2 на рисунке 9 обозначено поле, в которое выводится кодированное сообщение со вставленными на определенные позиции контрольными символами; Цифрой 3 на рисунке 9 обозначено поле, которое выводит последний этап кодирования информации. Рис. 4. Форма кодирования сообщения Рис. 5. Форма декодирования сообщения В заключении следует отметить, несмотря на то, что в данном примере используется длина информационного сообщения 8 бит, реализация данного алгоритма позволяет осуществить корректировку сообщения любой длины. 44

45 Список литературы 1. Питерсон У. Коды, исправляющие ошибки. М.: МИР, пер. с англ. под ред. Р.Л.Добрушина и С.И.Самойленко, с. 2. Хэмминг Р. В. Коды с обнаружением и исправлением ошибок. М.: Ил, 1956, с https://habrahabr.ru/post/140611/. Научный руководитель: Андриянов А.М., к.т.н., доцент. Применение АЧХ-эквалайзеров в линейных оптических усилителях при компенсации потерь мощности сигнала в ВОЛС Коновалов Р.А., Тюменский индустриальный университет, г. Тюмень Технологии спектрального уплотнения, в частности CWDM и DWDM, позволили расширить пропускную способность имеющихся сетей связи и избавили от необходимости финансировать расширение инфраструктуры ВОЛС. В сегментах сети, в которых расстояния между узлами не большие, доминирующее положение заняли пассивные системы спектрального уплотнения (CWDM). Мощности передатчиков и чувствительности приёмников оптических трансиверов при эксплуатации таких систем достаточно для обеспечения работоспособности линии связи и компенсации затухания в волокне и на компонентах системы [1]. Однако когда возникает задача спектрального уплотнения линии большой протяженности, то возникает главная проблема при развертывании данных систем - проявление нелинейных эффектов в оптическом волокне, искажение передаваемого сигнала, ухудшение качества связи в целом на технологическом участке развертывания оптической системы. Интерпретация проявления нелинейных эффектов показана на рисунке 1. Данная проблема решается применением на определенных участках ВОЛС (участках регенерации) линейных оптических усилителей или регенераторов. При выборе способа усиления сигнала предпочтение отдается оптическим усилителям: в отличие от регенераторов они не осуществляют оптоэлектронных преобразований сигнала и достаточно просты в исполнении. Большую популярность в оптических сетях DWDM получили усилители EDFA (Erbium-Doped Fiber Amplifier): оптический усилитель легированный эрбием). Длины волн усиливаемых простыми EDFA оптических сигналов лежат в диапазоне от 1525нм до 1565нм, что идеально подходит для усиления мощности излучения в «С-диапазоне» DWDM систем. Для усиления сигналов из «L-диапазона» используются длинноволновые 45

46 LWEDFA (Long Wavelength EDFA), работающие в диапазоне от 1570нм до 1605нм. Однако данные усилители позволяют лишь частично снизить влияние на волоконно-оптический тракт таких нелинейных эффектов, как стимулированное Рэлеевское (SRLS) и Рамановское рассеяние (SRS), увеличить длину регенерационного участка связи, при этом в определенном выбранном рабочем частотном диапазоне остается неравномерность амплитудночастотной характеристики (АЧХ), что может вызвать случайное наложение одной длины продуцируемой оптической волны на другую, приводя к смешиванию оптического спектра и проявлению четырехволнового смешения (ЧВС) и, как следствие, дополнительное искажение передаваемого сигнала в целом [2]. Амплитудная мощность, dbm Длина волны, нм Рэлеевское рассеяние Рамановское рассеяние Рис. 1. Спектрограмма проявления нелинейных эффектов в ВОЛС при нормальной работе оптического передатчика DWDM В обычных условиях Рэлеевское рассеяние преобладает над Рамановским и, в основном, эти виды рассеяния обусловлены потерями мощности оптического сигнала при его распространении в ОВ. Рэлеевское рассеяние иногда называют упругим, так как, сталкиваясь с микрочастицами вещества, фотоны не теряют своей энергии, а только изменяют траекторию своего движения. В результате же Рамановского рассеяния фотоны не только изменяют свою траекторию, но и отдают часть своей энергии микрочастице в соответствии с соотношением: E C hν hω h(ν ω ) (1) H M H M где ν ν ν C H M - Стоксова частота (частота нового фотона), ν H - частота начального (исходного) фотона, ω M - частота собственных колебаний микрочастицы. 46

47 Данные потери вызваны неравномерностью АЧХ и проявлением ЧВС в частотном диапазоне. Для компенсации потерь мощности можно применять специальные АЧХ-эквалайзеры, которые позволяют корректировать частотный диапазон и выравнивать АЧХ [3]. При применении эквалайзера совместно с EDFA после прохождения процесса взаимодействия исходного фотона с частотой ν не только рождается новый фотон Стокса, частота которого сдвинута на ωm в область более длинных волн, но при этом микроча- H стица приобретает новое состояние поляризации, она переходит на более высокий уровень колебательной энергии, становится возбужденной. При встрече с фотоном с частотойω M, эта микрочастица не может больше поглощать такую же порцию энергии. Увеличивая мощность начального излучения, можно тем самым увеличить количество фотонов с энергией hν H. Введение излучения сигнала с частотой ν C в возбужденную среду (процедура накачки) стимулирует рождение Стоксовых фотонов, частота, фаза и направление которых совпадает с такими же параметрами сигнальных фотонов, которые при этом своей энергии не теряют. Таким образом, в оптически изотропной среде, созданной излучением накачки, происходит не только компенсация потерь энергии излучения сигнала из-за Рэлеевского или Рамановского рассеяния, но и его усиление. Для увеличения полосы пропускания и выравнивания АЧХ, накачку производят на 2-3 частотах (длинах волн). Для перекрытия всего диапазона нм накачка осуществляется на длинах 1445, 1456, 1427 и 1462 нм. Для получения мощности накачки 0,5-0,8 Вт используют многокаскадные схемы преобразования излучения от эрбиевых волоконных лазеров мощностью в несколько Ватт в Стоксовое излучение на требуемых длинах волн. В волоконных усилителях, предназначенных для применения в ВОЛС и DWDM, неравномерность АЧХ не должна превышать ±1 db согласно рекомендации ITU-T G.692. АЧХ-эквалайзеры позволяют уменьшить суммарную неравномерность АЧХ до ±0,5 db. Список литературы 1. Листвин А.В., Листвин В.Н., Швырков Д.В. Оптические волокна для линий связи, М., «ЛЕСАРарт», 2003, с ; 2. Коновалов Р.А., Музипов Х.Н. Нелинейные воздействия в ВОЛС// Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности, выпуск 10/ гл. редактор Г.С. Абрамов. - М.: ОАО "ВНИИОЭНГ", с ; 3. Скляров О.К. Волоконно-оптические сети и системы связи, М., «Солон- Пресс», 2004, с Научный руководитель: Логачев В.Г., д.т.н., профессор. 47

48 Защита конфиденциальной информации в организации на примере коммерческого банка Кузнецова О.В., Тюменский индустриальный университет, г. Тюмень С развитием ИТ-индустрии все более актуальной становится тема защиты конфиденциальных данных. Коммерческая тайна это право на определенную свободу предпринимательства, защиту своих интересов во взаимоотношениях с государством и другими субъектами рыночных отношений. Право на коммерческую тайну это ограничение государственных возможностей командовать в экономике [1]. С каждым годом регистрируется все больше и больше случаев утечки конфиденциальной информации в крупных организациях, так как сотрудники не уделяют должного внимания проблеме информационной безопасности. Согласно отчету Аналитического центра InfoWatch за I полугодие 2015 года было зарегистрировано 723 случая утечки конфиденциальной информации, что превышает на 10% количество утечек, зарегистрированных за аналогичный период 2014 года [2]. При разглашении коммерческой тайны предприятие или фирма может сильно ухудшить свою экономическую ситуацию. Компания InformationSecurity составила рейтинг наиболее громких инцидентов 2014 года, связанных с утечками конфиденциальной информации. В данном рейтинге можно выделить такие известные корпорации как Макдональдс, HTC, Microsoft и др. [3]. Проблема утечек конфиденциальной информации касается так же и небольших отделов компаний. Практика показывает, что не уделяется должного внимания защите конфиденциальных данных, так как компании не могут нанять грамотных специалистов по информационной безопасности. Таким образом, актуальной задачей является разработка универсального подхода к защите информации в отделе разработки программного обеспечения. Рассмотрим вопрос защиты конфиденциальной информации в отделе разработки программного обеспечения. Отметим, что такая задача является актуальной, учитывая особенности деятельности такого отдела, связанной с разработкой и развитием программного обеспечения организации [4, 5], используемого в различных целях, в т.ч. для оптимизации технологических процессов [6, 7]. В данном же случае вопрос будет рассмотрен на примере такого отдела одного из коммерческих банков. Первым шагом на пути к решению задачи будет построение модели угроз. По вектору воздействия угрозы можно разделить на 3 группы: внешние атаки, внутренние атаки и в третью группу относятся атаки, которые невозможно отследить. 48

49 Проанализировав графики воздействия угроз, указанные в отчете Аналитического центра InfoWatch, можно прийти к выводу о том, что в 2015 году повысилось число внешних атак, а число внутренних сократилось. Следовательно, требуется больше внимания уделять к внешним угрозам. Основными причинами большинства внутренних угроз являются обида, корысть, месть, некомпетентность сотрудников и также принуждение сотрудников сторонними организациями. «Бомбой замедленного действия» может стать сотрудник, получивший более привлекательное предложение от конкурентов. Большинство внешних угроз случается из-за неправильной настройки систем информационной безопасности, либо из-за человеческого фактора. Примером может служить атака Stegosploit. Данная атака открыта в 2015 году индийским исследователем безопасности Саумилом Шахом. Атака заключается в сокрытии исполняемого вредоносного кода в пикселе изображения и если пользователь решит загрузить изображение в браузер, то он скомпрометирует систему. На данный момент, в рассматриваемом в качестве примера отделе компании, положение о коммерческой тайне и конфиденциальной информации, а также система обеспечения защиты конфиденциальной информации могут негативно сказаться на информационной безопасности. Так как компания предоставляет свои услуги уже много лет, то можно судить о большом объеме данных, которые требуется защитить. Предлагаемое решение защиты коммерческой тайны заключается в комплексе следующих мероприятий: 1. сформировать Положение о Коммерческой тайне и конфиденциальной информации, в котором явным образом будут указаны мероприятия по обеспечению защиты коммерческой тайны и конфиденциальной информации, ответственность за разглашение конфиденциальной информации, а также органы предприятия, обеспечивающие реализацию Положения; 2. вписать в Трудовой договор сведения, касаемые коммерческой тайны, а также под роспись ознакомить сотрудников организации о введении режима коммерческой тайны; 3. проанализировать угрозы информационной безопасности и построить модель угроз и модель нарушителя; 4. произвести установку и настройку программных средств, реализующих защиту конфиденциальной информации от различных угроз. Следует отметить, что важно правильно соотнести стоимость информации, которую нужно защищать, с той стоимостью, которая требуется для ее защиты. Для обеспечения информационной безопасности в отделе организации, приведенной в примере, достаточно будет установки SecretnetStudio на сервер и АРМ ы c такими компонентами как защита от 49

50 несанкционированного доступа, контроль устройств, защита диска и шифрование контейнеров, межсетевой экран, антивирус, обнаружение и предотвращение вторжений, шифрование трафика. Таким образом, в данной работе был проведен анализ универсального подхода к защите информации в отделе разработки программного обеспечения. Предлагаемый подход с минимальными потерями позволяет защитить отдел от большинства актуальных угроз информационной безопасности, что в свою очередь сказывается на работе всей организации в целом. Список литературы 1. Кавеладзе И. Т. Практика защиты коммерческой тайны в США (руководство по защите вашей деловой информации) //М.: Изд-во «ЭКО-консалтинг, 13 с. 2. Исследование утечек информации за первое полугодие 2015 года [Электронный ресурс] URL: (Дата обращения: ) 3. Самые громкие утечки информации 2014 года [Электронный ресурс] URL: (Дата обращения: ) 4. Туренко С.К., Ахмадулин Р.К. Принципиальный подход к технологическому развитию программного обеспечения // Информационные системы и технологии в геологии и нефтегазодобыче: Сборник трудов международного научно-технического семинара, посвященного 50-летию открытия Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции. Тюмень, октября Тюмень: Вектор Бук, 2005 г. С Ахмадулин Р.К., Дмитриев А.Н. Реализация программы для решения обратной задачи метода ЗСБ с графическим интерфейсом на базе существующего функционала // Нефть и газ Западной Сибири: Материалы Международной научной технической конференции, посвященной 90-летию со дня рождения Косухина Анатолия Николаевича. Т.1. Тюмень: ТюмГНГУ, С Чекардовская И.А., Бакановская Л.Н., Торопова И.А. Эффективная система проектирования производственных процессов // Научное обозрение С Бакановская Л.Н. Математическое моделирование технологической подготовки производства с использованием некоторых моделей дискретной оптимизации // Новые информационные технологии в нефтегазовой отрасли и образовании: Материалы V Всероссийской научно-технической конференции с международным участием. Тюмень: ТюмГНГУ, С Научный руководитель: Ахмадулин Р.К., к.т.н., доцент каф. Кибернетических систем ТИУ. 50

51 УДК Применение микропроцессорного контроллера atmel Atmega328p-PU в целях обеспечения безопасного доступа и идентификации Ябров Н.И., Распопов Р.С., Юрченко А.А., Тюменский индустриальный университет, г.тюмень Современные высокотехнологичные добывающие и перерабатывающие производства, испытывают потребность в сигнализации и обеспечении защиты от несанкционированного доступа в помещения управления производственным процессом, особенно в труднодоступных районах, где отсутствует охрана. Также важна процедура идентификации персонала, который получает доступ к таким объектам, с указанием времени доступа и личности оператора. Надежным решением в такой ситуациях может стать микроконтроллерное устройство, разработанное на базе микропроцессорного контроллера Atmel Atmega328P-PU, которое называется SECURITY SISTEM V3.0. Микроконтроллеры Atmega328P-PU хороши тем, что выпускаются в DIP - исполнении, что говорит об устойчивости к механическим воздействиям, при этом имеют малые габариты (35х6х3 мм) и потребление порядка 0,0011 Вт, обладают достаточным количеством портов ввода-вывода для реализации требуемых функций (20 портов ввода-вывода), легко и быстро программируются в среде Arduino IDE [1]. Разработанное устройство кроме микроконтроллера содержит следующие компоненты: RFID - сканер радиочастотной метки (карточки) на 125 кгц от Seeed Studio; пьезоизлучатель - микродинамик для звуковой индикации; LCD дисплей фирмы "Мэлт" MT-16S2H ; инвертирующий триггер Шмидта SN74HC1 - ; чип SIM800L - для сотовой GSM коммуникации; стабилизаторы напряжения на 5В - L7805CV и на 4В - LM317T; кварц на 16 МГц, микро SIM - карта, пластиковая карта оператора на 125 КГц, кнопка и прочие радиодетали для обеспечения работы схемы. Микроконтроллер Atmega328P-PU поддерживает несколько протоколов коммуникации, однако в устройстве используется протокол последовательной асинхронной дуплексной передачи UART. Он поддерживается и RFID - сканером, и GSM - модулем. Для обмена данными с дисплеем будут использованы выводы (10,11,12 и 13) как линии данных, выводы 4 и 5, как линия адресного сигнала и вывод разрешения. Кнопка служит для изменения состояния "открыто/закрыто" изнутри помещения. Она подсоединяется к 51

52 дискретному входу контроллера через триггер Шмидта для подавления дребезга контакта. Предусмотрена светодиодная сигнализация состояния замка [2,3,4]. Схема SECURITY SYSTEM V3.0 выполнена в программе Sprint Layout 6.0 и приведена на рис.1. Рис. 1. Схема электронного защитного устройства Система позволяет открывать замок снаружи только приложением карты оператора к сенсору. Изнутри можно открыть/закрыть замок и кнопкой, и картой оператора. При открывании замка происходит передача SMS - сообщения с именем оператора на номер контролирующего должностного лица. База данных номеров карточек может быть динамически пополняемой в случае интеграции системы в систему управления предприятием. В случае применения валидной карты замок откроется, в случаем применения не валидной карты или вскрытия замка силой произойдем передача тревожного SMS - сообщения. В системе предусмотрен дискретный выход для управления любым исполнительным устройством, будь то сервомашина или магнитный замок. Среда программирования Arduino IDE содержит богатый набор библиотек для работы с текстовыми дисплеями, двигателями, сервомоторами, интерфейсами связи. Ниже приведен пример кода сканирования карточки: unsigned char buffer[64]; unsigned char buffer1[64] = {'1','7','4','0','0','2','A','A','D','D','F','2','C','1'}; int count = 0; int s = 0; 52

53 void setup() { Serial.begin(9600);} void loop() {if (Serial.available()) {while(serial.available()) {buffer[count]=serial.read(); if (buffer1[count] == buffer[count]) {s = s+1;} count++; if(count == 64)break;} clearbufferarray(); count = 0; delay(50);} void clearbufferarray() {for (int i=0; i<count;i++) { buffer[i]=null;}} Список литературы 1. Микроконтроллер Atmega328 [Электронный ресурс]// Режим доступа: Дата обращения г. 2. RFID сканер (125 КГц) [Электронный ресурс]// Режим доступа: Дата обращения г. 3. Текстовый экран 16х2 [Электронный ресурс]// Режим доступа: Дата обращения г. 4. Подключение GSM модуля SIM800L [Электронный ресурс]// Режим доступа: Дата обращения г. Научный руководитель: Ведерникова Ю.А., к.т.н. Применение пакета визуального моделирования SIMULINK для исследования режимов работы центробежного насоса Куликов Д.С., Погорянский А.В., Тюменский индустриальный университет, г. Тюмень Simulink это графическая среда имитационного моделирования, позволяющая при помощи блок-диаграмм в виде направленных графов, строить динамические модели, включая дискретные, непрерывные и гибридные, нелинейные и разрывные системы [1]. Интерактивная среда Simulink, позволяет использовать уже готовые библиотеки блоков для моделирования электросиловых, механических и гидравлических систем, а также применять развитый модельно-ориентированный подход при разработке систем управления, средств цифровой связи и устройств реального времени[2]. Для исследования режимов работы центробежного насоса была составлена имитационная модель, представленная на риc.1. 53

54 Рис. 1. Имитационная модель для исследования режимов работы центробежного насоса, построенная в Simulink Основным элементом модели является центробежный насос НМ, напорная характеристика которого задаётся парами векторов напор-подача (P-Q) и мощность-подача (N-Q), как показано на рис.2. Для исследования режимов работы насоса при регулировании его производительности методом дросселирования имеется клапан (Gate Valve). Давление на входе задаётся источником давления (Hydraulic Constant Pressure Source). Рис. 2. Окно задания напорной характеристики насоса в Simulink Для визуализации результатов исследования используются вспомогательные элементы, такие как датчик давления (Hydraulic Pressure Sensor), датчик расхода (Hydraulic Flow Rate Sensor), преобразователи (PS-Simulink Converter 1, PS-Simulink Converter 2, Simulink-PS Converter и Simulink-PS Converter 1), осциллограф (Scope). 54

55 Частота вращения насоса задаётся с помощью идеального источника угловой скорости (Ideal Angular Velocity Source). Закон изменения угловой скорости вращения насоса можно задавать с помощью блока Signal Builder. Давление на входе задаётся источником давления (Hydraulic Constant Pressure Source). Исследовать режимы работы насоса в зависимости от параметров перекачивающей жидкости позволяет блок Hydraulic Fluid.Вычисления параметров модели при проведении модельных экспериментов можно менять с помощью блока Solver, который реализует решение системы дифференциальных уравнений. Рис. 3. Скорость вращения насоса Рис. 4. Степень открытия-закрытия клапана На рис.5 представлены результаты модельных экспериментов при изменении частоты вращения насоса по закону, показанному на рис.3, и положения клапана, как показано на рис.4. Нулю соответствует закрытое положение клапана, а 0,5 - открытое положение. 55

56 Рис. 5. Давление и расход на выходе насоса Из полученных графиков видно, что при закрытом клапане давление, приблизительно, достигает 2,85 МПа, расход принимает нулевое значение, а расход при полностью открытом клапане равен 9,8 м /мин. Список литературы 1. А.Данилов. Компьютерный практикум по курсу "Теория управления". Simulink-моделирование в среде Matlab. -М.: МГУИЭ, с. 2. Дж. Дэбни, Т. Харман (пер. М. Симонова) Simulink 4. Секреты мастерства. М.: Бином. Лаборатория знаний, с. Научный руководитель: Ведерникова Ю.А., к.т.н. УДК Исследование режимов работы нефтеперекачивающей станции с частотно-регулируемым приводом насосных агрегатов Лазоренко М. Ю., Геймур В.О., Устинов С.О. Тюменский индустриальный университет, г. Тюмень Опасные колебания давления из-за нарушения ритмичности приема нефти от промысла, пуска и остановки одного или нескольких насосных агрегатов на нефтеперекачивающих станциях, резкого открытия или закрытия задвижек, включения и отключения путевых сбросов и подкачек нефти по трассе нефтепровода создают в магистральном нефтепроводе аварийные ситуации (нарушение герметичности трубопровода, разрушение технологического оборудования) и наносят тем самым огромный материальный ущерб отрасли. Это требует непрерывного поддержания в допустимых пределах давлений на нагнетании и приеме нефтеперекачивающей станции в зависимости от установленного режима при минимальном суммарном расходе энергии на перекачку. 56

57 Регулировать производительность станции и давление на нагнетании и приёме можно при помощи различных методов: изменение диаметров рабочих колёс насосов, установка обводных линий, изменение числа работающих насосов, дросселирование потока нефти, изменение частоты вращения насосов. Достижения последних лет в области силовой полупроводниковой техники, обеспечившие появление мощных высоковольтных преобразователей частоты, способствовали разработке регулируемых электроприводов большой мощности для перекачивающих агрегатов магистральных трубопроводов. Главные достоинства их применения для магистральных насосов трубопроводного транспорта нефти это экономичность и возможность снижения волн давления в нефтепроводах при переходе от одного режима перекачки к другому [1]. Несмотря на широкомасштабное внедрение частотно-регулируемого привода на нефтеперекачивающих станциях магистральных трубопроводов, настройка системы автоматического регулирования в конкретных условиях эксплуатации остается проблематичной [2]. Для исследования режимов работы нефтеперекачивающей станции с частотно-регулируемым приводом насосных агрегатов предлагается имитационная модель, разработанная в программной среде MATLAB/Simulink (рис.1). Основными элементами модели являются центробежные насосы, прототипом которых являются агрегаты типа НМ Напорная характеристика насосов задается двумя парами векторов: подача-напор и подачамощность (рис.2). Рис. 1.Имитационная модель насосной станции в MATLAB/Simulink 57

58 а) б) Рис. 2. Напорная характеристика насосного агрегата НМ : а) паспортная; б) заданная в Simulink парами векторов подача-напор и подача-мощность Для изменения частоты вращения насосных агрегатов используются блоки Signal Builder в комплекте с преобразователями сигналов Simulink-PS Converter. Отображение результатов моделирование осуществляется на осциллографе (Scope) посредством измерения параметров датчиками расхода (Hydraulic Flow Rate Sensor) и давления (Hydraulic Pressure Sensor). Результаты модельных экспериментов, иллюстрирующие возможности модели, при изменении частоты вращения насосов, показанном на рис.3, представлены на рис.4. а) б) Рис. 3. Графики изменения частоты вращения насосов: а) первого; б) второго 58

59 Рис. 4. Результаты модельных экспериментов Разработанная имитационная модель может быть полезна в качестве программного симулятора объекта регулирования при подборе оптимальных параметров настройки регуляторов для реальных систем, а также для решения оптимизационных задач. Список литературы 1. Лысова, О.А. Системы управления электроприводов [Текст]. / О.А. Лысова, В.А. Ведерников Тюмень: ТюмГНГУ, с. 2. Туманский, А.П. Оптимизация режимов перекачки по магистральным трубопроводам с перекачивающими станциями, оборудованными частотно-регулируемым приводом [Текст] / А.П. Туманский; Транспорт и хранение нефтепродуктов с Научный руководитель: Ведерникова Ю.А, к.т.н. УДК Нейросетевая идентификация модели УЭЦН Маслов В.Е., Тюменский индустриальный университет, г. Тюмень Установки погружных электроцентробежных насосов на сегодняшний день являются одним из основных средств механизированной добычи нефти. В связи с этим, одной из основных задач для предприятий нефтяной отрасли является обеспечение длительной и надежной работы УЭЦН. Для этого нефтяные компании все больше внедряют средства современных информационных технологий, которые решают лишь задачи сбора информации и выдачи ее на верхние уровни управления. В полной мере задейство- 59

60 вать вычислительные мощности систем управления позволит создание эффективных алгоритмов управления, качество которых определяется применяемыми методами синтеза. Одним из таких методов является построение математической модели УЭЦН для своевременного определения эксплуатационных параметров, возможных причин отказа оборудования и т.д. [1,2,3] Процесс получения моделей базируется, как правило, на теоретическом и экспериментальном анализе свойств этих систем. Теоретический анализ процессов, происходящих в системе, позволяет получить их математическое описание. По результатам экспериментального анализа на основе наблюдений входных и выходных сигналов системы получают либо ее параметрическую, либо непараметрическую модель. Наиболее широкое распространение получили модели первого типа, требующие решения задач структурной и параметрической идентификации и использующие при этом ограниченное число параметров. Идентификация состояния объекта на основе информации о его параметрах, в общем случае, представляет собой типичную задачу распознавания образов. Долгое время для идентификации математических моделей использовались классические методы мат. статистики, но они были непригодны для идентификации сложных динамических систем. В последнее время появляется все больше методов на основе достижений нейробиологии. Отличительной особенностью систем идентификации на базе нейронных сетей является ее обучаемость, адаптивность, гибкость структуры, высокая потенциальная параллельность вычислений, а также возможность работы при наличии большого числа неинформативных, избыточных, шумовых входных сигналов. Из этого следует, что метод нейросетевой идентификации является весьма оптимальным при построении модели сложных многопараметрических динамических объектов, таких как скважинная система с УЭЦН. Нейронные сети используют множество простых вычислительных элементов, называемых нейронами, каждый из которых имитирует поведение отдельной клетки человеческого мозга. Каждый нейрон в нейронной сети осуществляет преобразование входных сигналов в выходной сигнал и связан с другими нейронами. Информация в виде входных сигналов вводится в нейронную сеть через входной слой. Все последующие (внутренние) слои нейронной сети обрабатывают эти сигналы до тех пор, пока они не достигнут выходного слоя, генерирующего выходные сигналы. Структура нейронной сети представлена на рисунке 1. [4,5] 60

61 Рис. 1. Структура нейронной сети Задача идентификации модели УЭЦН сводится к созданию универсальной нейронной сети, позволяющей на основе входных данных о работе погружного насоса, труб НКТ, характеристиках пласта и т.д. своевременно определить и оценить текущие эксплуатационные параметры и спрогнозировать наиболее оптимальные режимы работы УЭЦН. В процессе решения поставленной задачи выполняются следующие этапы: 1. Определение технических характеристик УЭЦН и параметров работы скважинной системы и формирование первичного набора входных данных. 2. Предварительный комплексный анализ и обработка входных данных. 3. Формирование входного слоя и архитектуры нейронной сети. 4. Обучение нейронной сети. 5. Обработка результатов выходного слоя. 6. Построение математической модели скважинной системы с УЭЦН. На первом этапе определяются базовые параметры УЭЦН, скважины, пластовой системы и т.д., которые будут использоваться при построении математической модели. На втором этапе происходит анализ полученных в результате первого этапа данных и отсеивание несущественной информации. На третьем этапе формируется интерфейс нейронной сети и производится построение её архитектуры в зависимости от количества входных параметров. Четвертый этап характеризуется обучением нейронной сети с использованием выбранных алгоритмов обучения. На пятом этапе происходит обработка полученных результатов на выходном слое и их оценка для последующего применения в построении математической модели. На заключительном, шестом, этапе производится построение математической модели и определение на её основе вероятных в будущем параметров работы скважинной системы. Новизна такого подхода заключается в применении комплексной оценки параметров скважинной системы, позволяющей наиболее точно идентифицировать модель УЭЦН. 61

62 Для создания нейронной сети целесообразно применить одно из современных специализированных программных средств. Таким средством может послужить пакет фирмы «MathWorks» MatLAB и его расширения Neural Network Toolbox и Fuzzy Logic Toolbox. Расширение Neural Network Toolbox обеспечивает всестороннюю поддержку типовых нейросетевых методов и имеет открытую модульную архитектуру, содержит функции командной строки и графический интерфейс, а также обеспечивает поддержку Simulink, что позволяет моделировать нейросети и создавать блоки на основе разработанных нейросетевых структур. Fuzzy Logic Toolbox это пакет расширения MATLAB, позволяющий создавать экспертные системы на основе нечеткой логики, проводить кластеризацию нечеткими алгоритмами, а также проектировать нечеткие нейросети. [6,7] Список литературы 1. Козлов В.В. Оперативное управление погружными установками добычи нефти с учетом ресурсом изоляции электродвигателя: диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Тюмень: ТюмГНГУ, с. 2. Ведерников В.А., Гапанович В.С., Козлов В.В. Особенности применения погружных электроцентробежных насосов на нефтяных месторождениях среднего Приобья/ Вестник кибернетики; 7. Тюмень: ТюмГНГУ, с. 3. Ведерникова Ю.А., Гапанович В.С., Козлов В.В. К стратегии управления системой «скважина УЭЦН», содержащей преобразователь частоты/ Известия высших учебных заведений. Нефть и газ; 5 Тюмень: ТюмГНГУ, с. 4. Хайкин С. Нейронные сети: полный курс, 2-е издание: Пер. с англ. М.: Вильямс, с. 5. Ротштейн А.П. Интеллектуальные технологии идентификации. Винница: УНИВЕРСУМ Винница, с. 6. Штовба С.Д. Проектирование нечетких систем средствами MatLAB. М.: Горячая линия Телеком, с. 7. Медведев В.С., Потемкин В.Г. Нейронные сети. MatLAB 6. М.: ДИА- ЛОГ-МИФИ, с. Научный руководитель: Козлов В.В., к.т.н. 62

63 Разработка системы управления и автоматизированного технологического оборудования для проведения отделочных работ Матаев О.С. Тюменский индустриальный университет, г. Тюмень В настоящее время, несмотря на стремительное развитие и совершенствование технологий, при проведении отделочных работ по-прежнему можно столкнуться с такими проблемами, как: Растрескивание, отслаивание (пленка краски трескается в результате старения, что приводит к шелушению слоя краски). Вероятные причины: краска нанесена слишком тонким или толстым слоем; швы и трещины поверхности обработаны технологически неверно; Различия тонов (различия тонов поверхности, окрашенной одной краской); Плохое выравнивание (следы неравномерной текстуры на окрашенной поверхности, неоднородная, неровная поверхность, оставляя видимые следы валика); Вспенивание, кратеры (появление пор на слое краски, когда лопаются пузырьки во время высыхания краски). Вероятные причины: использование неверной техники нанесения; чрезмерно толстый слой нанесенной краски. Исходя из вышеперечисленных проблем, можно выявить следующие задачи: Автоматизация технологического процесса строительных работ; Увеличение производительности труда в строительных организациях; Повышение качества отделочных работ; Снижение затрат на производство отделочных работ; Повышение эффективности работы за счет автоматизации и инновации в строительстве. Поставленные задачи можно осуществить, применив при покраске автоматизированное оборудование. Принцип нанесения краски такого оборудования подобен принципу работы струйного принтера: к каретке, закрепленной на стойке, подается с помощью специальных трубопроводов краска, нанесение которой происходит по заложенному в контроллер алгоритму. Алгоритмы системы управления представлены на рисунках 1,2. 63

64 Рис. 1. Алгоритм основной программы Преимущества такого подхода очевидны: сокращение сроков выполнения покрасочных работ, уменьшение складских запасов готовой краски за счет возможности смешения краски непосредственно в процессе работ, расширение ассортимента покрасочной продукции, оптимизация затрат на производственный персонал. Рис. 2. Алгоритм системы управления 64

65 Список литературы 1. Амосов А.А, Дубинский Ю. А, Копченова Н. В. Вычислительные методы для инженеров: Учеб. пособие. М.: Высш. Шк., 1994г с. 2. Зенкевич С. Л., Ющенко А. С. Основы управления манипуляционными роботами. МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2005 г с. 3. Рассел С., Норвиг П. Искусственный интеллект. Современный подход, 2-е изд, ИД Вильямс, 2007 г с. Научный руководитель: Логачёв В.Г., к.т.н., доцент. Разработка и применение компьютерной ролевой игры Минина Е. И., Тюменский индустриальный университет, г. Тюмень Применение обучающих игр в учебном процессе становится все более актуальной тенденцией. Игры дают возможность проводить учебный процесс в активной форме, в то время как формальное обучение в основном строится в форме пассивного слушания и чтения. При использовании обучающих игр в процессе формального обучения резко возрастает мотивация и заинтересованность обучающегося. Поэтому игры наряду с другими методами являются эффективной частью учебного процесса. С этой целью была разработана ролевая игра, как игровая форма активного обучения. Ролевая игра это разыгрывание обучающихся группы сценки с предварительно распределенными ролями в интересах овладения определенной поведенческой или эмоциональной стороной жизненных ситуаций [1]. При организации этого метода необходимо: четко обозначать регламент, продумывать систему оценивания. Цель ролевой игры: формирование профессиональных компетенций в условиях имитации реальных условий, различных ситуаций, людей и их взаимодействие в этих ситуациях. Задачи ролевой игры: активизация внимания, восприятия, памяти, воображения реализация познавательного, эмоционального и поведенческого аспекта имитируемой ситуации. Рассмотрим организацию ролевой игры «Эксперт», целью которой является изучения методов экспертных оценок студентами. Схема организации ролевой игры «Эксперт» представлена на рисунке 1. Для информационного обеспечения ролевой игры была разработана программа, которая позволяет минимизировать затраты времени на решение задания. На рисунке 2 представлена модель выбора архитектуры программы. Программа была разработана на основе управляемого приложение, созданного с помощью программного продукта «Borland C++Builder 6» с 65

66 возможностью подключения к БД, на платформе Microsoft Windows. Функциональность программы, которая будет видна пользователям, показана на рисунке 3. Рис. 1. Схема организации ролевой игры «Эксперт» Клиент Файл сервер БД Приложение.exe Рис. 2. Архитектура 66

67 Рисунок 3. Диаграмма прецедентов В разработанном приложении имеется одиннадцать форм. Некоторые из них представлены на рисунке 4. Рис. 4. Формы программы: а главная форма программы; б форма «Общий режим»; в форма «Расчет. Анкета пользователя»; г- форма «Информационная анкета расчета»; д форма «Матрица сравнений компонентов расчета» 67

68 Методика проведения игры «Эксперт» была апробирована в курсе «Теория систем и системный анализ» при обучении студентов направления «Информатика и вычислительная техника». В настоящее время исследование ведется в рамках магистерской диссертации. Исследование направлено на построение имитационной модели процесса обучения студентов в компьютерной среде. Список литературы 1. Шабалина, О.А. Компьютерные игры как средство обучения разработчиков программного обеспечения: монография / О.А. Шабалина, П.Н. Воробкалов, А.В. Катаев; ВолгГТУ. - Волгоград, с 2. Шабалина О.А. Модель процесса обучения и ее интерпретация в обучающей компьютерной игре / О.А Шабалина // Вестник СГТУ (70). Выпуск 1. С Одилова Н. Ф. Эффективность использования ролевых игр в процессе обучения // Молодой ученый Т.2. - С Катаев А. В. Программно-информационная поддержка процесса разработки обучающих компьютерных игр: Автореф. дис. канд. техн. наук: Волгоград, 2012 Научный руководитель: Шалкина Т.Н., доцент, к. п. н. Разработка автоматизированной системы обработки заявок Мохов К.М., Тюменский индустриальный университет, г.тюмень В современном мире возрастает тенденция на автоматизацию всех доступных процессов, от сборки техники до управления персоналом. В основе автоматизации лежит простая идеология чем больше процессов будет происходить без вмешательства человека, тем дешевле будет труд и эффективнее работа компании. В конечном счете, организация получает отлаженный процесс действия какой-либо системы, исключающая ошибки и не требующая затрат (за исключением особого платного ПО). ФГБУ ЗапСибНИИГГ является организацией, в которой существует огромное количество процессов, как автоматизированных, так и нет. Такие процессы, как бухгалтерский учет, выдача заработной платы, расчеты геофизических данных были «поставлены на конвейер». Однако для достижения наибольшей эффективности в работе необходимо не только разрабатывать новые программы и вводить новые технологии, нужно так же грамотно организовывать работу всех сотрудников. В ФГБУ ЗапСибНИИГГ имеется современная компьютерная сеть, объединенная в домен, персональный компьютер у каждого работника, сервера с базами данных и сервера управляющие доменом. При анализе работы ИТ отдела, был выявлен процесс, улуч- 68

69 шение и автоматизация которого значительно снизит нагрузку на сотрудников и увеличит эффективность работы. Это процесс общения ИТ отдела с пользователями. При каких-либо неисправностях в сети или на рабочем месте пользователи звонили сотрудникам ИТ отдела, и сообщали о проблемах. Такой подход довольно распространен и очень удобен, однако имеет множество недостатков: 1. нет документирования всех входящих звонков; процесс работы отдела не является прозрачным для руководства и остальных сотрудников; 2. нет четкого разграничения на приоритеты, к примеру не работающая корпоративная почта для некоторых сотрудников имеет приоритет выше, чем подключения к БД для другого; 3. нету четкого предписания с временем реакции на звонок; 4. по телефону не всегда можно внятно изложить свои проблемы с показанием скриншота проблемы; 5. если линия занята, пользователю приходится ждать, пока она освободится, и после звонить; 6. нет записи исполнителей; В связи с изложенным выше, генеральным директором принято решение, об автоматизации этого процесса. Поставлена задача создать систему обработки заявок и выдвинуты следующие требования: 1. система должна быть кроссплатформенной. 2. необходима синхронизация пользователей с Active Directory; 3. необходимо разграничение пользователей по ролям; 4. пользователь должен иметь возможность просмотра только своих заявок, сотрудник ИТ отдела всех; 5. необходимо уведомления о создании новой заявки, а также о новом ответе в заявке; 6. пользователь должен иметь возможность приложить к заявке скриншот проблемы, либо другой файл; 7. должна быть возможность назначать каждой заявке исполнителя и менять его, если исполнитель заявки меняется; 8. должна быть возможность установки приоритета заявки; 9. должна быть возможность просмотра отчета по всем заявкам и выгрузки отчета в Excel; 10. необходима возможность дополнения проекта своими функциями (к примеру введение системы инвентаризации); 11. необходима полная документация созданного проекта; Анализ рынка среди Open Source систем не выявил программы либо системы, полностью удовлетворяющую требованиям. Основная проблема заключалась в сложности с дополнением проекта новыми функциями, а также с тонкой настройкой уведомлений. Исходя из этого, принято решение о разработке собственного проекта. 69

70 Решено сделать систему заявок на основе web-сервиса, так как web является простым кроссплатформенным решением, не зависит от технических характеристик персонального компьютера пользователей и имеет огромные возможности для реализации идей разработчика. За основу взяли CMS Drupal. Инструментом для разработки выбрана программа Notepad++, язык программирования PHP, CSS, HTML, JS (т.к. они используются в CMS Drupal), основная клиентская ОС Microsoft Windows 8.1 (эта версия ОС является стандартом для предприятия, однако сервис «заявки» работает на любой ОС, у которой есть доступ в интернет и установлен браузер), технология клиент-сервер. В итоге разработан программный продукт, полностью отвечающий требованиям ТЗ. Разработаны следующие алгоритмы: 1. алгоритм создания заявки; 2. алгоритм ответа техподдержки; 3. алгоритм отправки уведомлений; 4. алгоритм входа пользователей в систему; Таким образом, в рамках поставленной задачи было выполнено: 1. проанализирован рынок программного обеспечения; 2. сформировано ТЗ; 3. разработан алгоритм создания заявки; 4. разработан алгоритм ответа техподдержки; 5. разработан алгоритм отправки уведомлений; 6. использован алгоритм входа пользователей в систему; 7. создан конечный программный продукт; 8. создание продукта позволило организовать работу техподдержки, сделала работу сотрудников ИТ одела прозрачной для руководства, появилась возможность отчетности по проделанной работе, снизилась нагрузка на ИТ отдел, что благоприятно сказалось на эффективности работы; 9. поставленная задача была успешно решена; 10. сформировано дальнейшее направление развития проекта. В настоящее время, система «заявки» активно используется в ФГБУ ЗапСибНИИГГ. Список литературы https://www.drupal.org/ https://www.drupal.org/project/project_module https://notepad-plus-plus.org/ Научный руководитель Яйлеткан А.А., к.ф.н., доцент каф. ПГФ ТИУ. 70

71 Файловая архитектура веб-системы организации ООО «Строительный двор» Никифоров С.А., Тюменский индустриальный университет, г. Тюмень В настоящее время информационные технологии прочно вошли в нашу жизнь и оказывают существенную помощь в ведении бизнеса. Какието программные разработки используются сотрудниками компаний для выполнения различных задач в рамках производства [1-4], другие же предназначены в первую очередь для доведения информации до потенциального клиента. Второй тип продуктов обычно реализуется в виде веб-систем. В данной статье представлено описание структуры файловой архитектуры, а так-же описание принципов полнотекстового поиска по огромной базе данных, разрабатываемой веб-системы организации ООО «Строительный двор». Разрабатываемая веб-система содержит большое количество функционала и разделов, проект содержит большой объем файлов с исходным кодом по каждому функционалу, и в реализации данного проекта участвует целая команда программистов. В связи с этим актуальным является вопрос наличия общепринятой файловой архитектуры, понятной для каждого члена команды разработчиков данной веб-системы. Таким образом, одной из основных задач при разработке системы стала разработка файловой архитектуры новой веб-системы для организации ООО «Строительный двор». В результате проделанной работы, файловая архитектура для разрабатываемой веб-системы была реализована на основе файловой архитектуры фреймворка Django. Фреймворк Django уже имеет весьма не плохую файловую архитектуру, что так-же повлияло на выбор данного фреймворка, в качестве программной платформы для разрабатываемой веб-системы. В текущее время проект имеет файловую архитектуру, упрощённая схема которой показана на рис. 1. Архитектура веб-системы состоит из внутренней механики сайта (Frontend) и внешнего строения отображаемого в браузере на стороне клиента (Backend). Frontend часть веб-системы отображающаяся на машине клиента, в неё входят: Templates содержит html шаблоны для отображения всех страниц веб-системы. Стилевое оформление шаблоны получают из Frontend, а параметры из Views; Frontend содержит элементы системы предназначенные для визуальной обработки результатов внутренней механики веб-системы (backend), и отображения их в браузере, а так-же процессов обрабатывающихся на стороне клиента (css, javascript). 71

72 Рис. 1. Файловая архитектура веб-системы организации ООО «Строительный Двор» Backend внутренняя механика веб-системы, обрабатывающийся на сервере, результаты выполнения которой отправляются в Templates, для образования Frontendю. В Backend входят: APPS каталог приложений веб-системы. Каждое приложение служит отдельной частью веб-системы и содержит основные элементы: o Model т.к. фраеймворк Django использует MVC в своей структуре, общение с базой данных в фреймворке происходит через модель, которая создается и изменяется с помощью классов в файле model.py на языке Python, после выполняя команду makemigrations генерируется миграция; o Migrate Django использует миграции для переноса изменений в моделях (добавление поля, удаление модели и т.д.) на структуру базы данных. Для изменения структуры в бд необходимо, после изменения модели, генерировать новую миграцию; o Bd после генерации и проверки миграции она выполняется командой migrate, после изменения модели записанные в миграцию изменяют базу данных; o Urls в файле urls.py содержатся регулярные выражения результатом которых будет вызов определенной функции во Views для отдельных частей приложений (допустим, определенной страницы); 72

73 o Views содержит методы для определения механики страниц приложения, определяет и передает параметры (получаемые от модели) в шаблон(template) для отображения страниц приложения; o Admin содержит классы и методы, для построения админ панели для работы с моделями; Proj основной каталог системы, содержащий все настройки и пути в архитектуре веб-системы, в основном состоит из: o Urls - в файле urls.py, находящемся в основном каталоге системы, содержатся регулярные выражения результатом которых будет либо вызов определенной функции во Views для отдельных частей приложений, либо путь ко внутреннему файлу urls.py находящемуся в определенном каталоге приложения; o Setting содержит все настройки веб-системы. В итоге, разработанная архитектура веб-системы ООО «Строительный Двор» на программе фреймворка Django, удовлетворяет всем требованиям к ней в рамках поставленной задачи. Список литературы 1. Чекардовская И.А., Бакановская Л.Н., Торопова И.А. Эффективная система проектирования производственных процессов // Научное обозрение С Ахмадулин Р.К. Опыт применения принципов объектно-ориентированного программирования при разработке приложений в геологии и геофизике // Автоматизация, телемеханизация и связь в нефтяной промышленности С Туренко С.К., Ахмадулин Р.К. К проекту развития программного обеспечения ПЛЭКС // Информационные системы и технологии в геологии и нефтегазодобыче: Сборник трудов международного научно-технического семинара, посвященного 50-летию открытия Западно-Сибирской нефтегазоносной провинции. Тюмень, октября 2003 г. Тюмень: Вектор Бук, С Бакановская Л.Н. Математическое моделирование технологической подготовки производства с использованием некоторых моделей дискретной оптимизации // Новые информационные технологии в нефтегазовой отрасли и образовании: Материалы V Всероссийской научно-технической конференции с международным участием. Тюмень: ТюмГНГУ, С Научный руководитель: Ахмадулин Р.К., к.т.н., доцент кафедры КС. 73

74 УДК Реализация алгоритма ПИД-регулирования для управления технологическим объектом на базе контроллера компании B&R Распопов Р.С., Ябров Н.И., Рахимова Ю.М., Тюменский индустриальный университет, г. Тюмень Производительность, а также качество продукции во многом определяются качеством управления объектом, которое должно обеспечить стабильный и воспроизводимый результат с минимальными отклонениями. Использование стандартных компонентов не всегда является лучшим подходом. Существует спрос и на специализированные решения. Ориентация на приложения во всех областях технологии автоматизации машин и управления производственным процессом, а также гибкий и инновационный подход при создании нестандартных решений является основой для укрепления рыночных позиций компании B&R. B&R представляет новую, оптимально масштабированную линейку ЦП серии X20, лучшим представителем который является контроллер Х20CP3585. Основные характеристики этого контроллера указаны в таблице 1. Таблица 1 - Основные характеристики контроллера Х20CP3585 Параметр Значение Время обработки одного цикла, мкс 200 Частота работы ЦП, ГГц 0,6 Оперативная память, Мб DDRAM SRAM Встроенные порты RS232, Ethernet, USB Температура эксплуатации, С Общий вид контроллера представлен на рисунке 1. Поскольку ЦП X20 был сконструирован для установки на монтажную пластину в шкафу управления, можно соединить напрямую до 250 модулей ввода-вывода (до 3000 каналов). Это обеспечивает наивысшую производительность, а также дает преимущество удаленной внутренней шины. Для создания прикладного программного обеспечения могут использоваться все языки, соответствующие IEC, а также C. Рис. 1. Контроллер Х20CP

75 Алгоритм работы контроллера предназначен для стабилизации заданного технологического параметра в контуре автоматического управления с ПИД законом регулирования и выдачи управляющих воздействий на исполнительный механизм. В алгоритме использованы стандартные функциональные блоки LCRPID- и -LCRPIDpara- из библиотеки LoopConR. Подробное описание стандартных функций и функциональных блоков приведено в технической документации фирмы-производителя. Функциональный блок -LCRPID- выполняет функцию обработки аналогового входного сигнала, пропорционально-интегрирующеедифференцирующего (ПИД) управления, и выдачу управляющего воздействия, через выходной аналоговый канал, на исполнительный механизм. Функциональный блок -LCRPIDpara- необходим для настройки необходимых параметров, таких как коэффициент пропорциональности (Кр), время интегрирования (Tn), время дифференцирования (Tv), зона нечувствительности (deadband) и др. На рисунке 1 приведен пример контура ПИД-регулирования. Рис. 2. Пример контура ПИД-регулирования Список литературы 1. Х20CP3585. Модульная система управления Х20CP3585 [Электронный ресурс]. B&R Automation. Режим доступа: Дата обращения Научный руководитель: Овчинникова В.А., к.т.н., доцент. 75

76 УДК Заполнение таблиц идентификаторов с использованием алгоритма хеш-адресации Рахимова Ю.М., Распопов Р.С., Тюменский индустриальный университет, г. Тюмень Во время работы компилятора на этапе лексического анализа происходит распознавание лексических конструкций языка. Элементы, информация о которых будет использоваться в процессе компиляции хранятся в виде организованных наборов данных таблиц идентификаторов. На различных фазах компиляции компилятор вынужден многократно обращаться к таблице для поиска информации и записи новых данных. В процессе заполнения таблиц каждый элемент однозначно идентифицируется своим именем в результате чего поиск осуществляется по имени элемента в таблице. Использование идентификаторов осуществляется чаще чем занесении информации о них в таблицы, поэтому можно сделать вывод о том, что таблицы идентификаторов должны быть организованы таким образом, чтобы компилятор имел возможность максимально быстрого поиска нужного ему элемента. [1-2] Один из наиболее эффективных способов реализации таблиц идентификаторов использование хэш-функции. Среднее время поиска элемента в ней есть O(1), время для наихудшего случая - O(n). Основным требованием к функции можно считать высокую скорость нахождения хэш-значения для размещения элемента в таблице. В данной работе построение хэш-функции осуществлено методом деления, который заключается в отображении ключа k в одну из m ячеек путем получения остатка от деления k на m. Поскольку для вычисления хэш-функции требуется только одна операция деления, хэширование методом деления достаточно быстрое. Хэш-функция имеет вид: h(k) = k mod m. При заполнении таблиц может возникнуть коллизия ситуация, когда два ключа могут быть хэшированы в одну ячейку. [3-4] В представленной работе проблема коллизий решается методом «рехэширования». Рехэширование имеет вид: h(k) = h(k)+1. Реализация в программном коде хэш-функции и рехэширования: void HashFunc (String a, String A) { int n=0; int j=1; int res=0; for (int i = 1; i <=a.length(); i++) { n=a[i]; res=res+ n; } if (A[res%40]=="") { A[res%40]=a; } while (A[res%40]!= a && A[res%40]!= "") 76

77 } { res=res+1; A[res%40]=a; } В представленной работе таблица идентификаторов организована в виде массива. На вход функции HashFunc подаётся элемент и массив, в который этот элемент нужно разместить. Поскольку размер каждого массива 40 элементов, Хэш-функция имеет вид: h(res) = res mod 40. Параметр res вычисляется как сумма ASCII-кодов литер, входящих в состав названия идентификатора. Так как метод деления подразумевает использование остатка от деления переполнение массива исключено. Графическое представление таблиц идентификаторов реализовано с использованием библиотеки визуальных компонентов программного средства - RAD Studio XE8, поддерживающего технологию объектно-ориентированного программирования [5]. Графическая реализация представлена на рисунке 1. Рис. 1. Графическая реализация таблиц идентификаторов Алгоритм заполнения таблиц идентификаторов, реализованный с помощью графического языка UML представлен на рисунке 2 [6]. Данный алгоритм хэш-адресации может иметь широкое применение в реализации телефонных справочников, хранении каталогов книг, и других областях, в которых хранение данных осуществляется в табличной форме. 77

78 Рис. 2. Алгоритм заполнения таблиц идентификаторов Список литературы 1. Гордеев А.В., Молчанов А.Ю. Системное программное обеспечение. СПб.: Питер, с. 2. Жаков В.И., Корсакова Н.В., Никитин А.В., Фильчаков В.В. Структуры данных: Учебное пособие. Л.:ЛИАП, с. 3. Кормен Т., Лейзерсон Ч., Ривест Р., Штайн К. Алгоритмы: построение и анализ, 2-е издание. М. : Издательский дом «Вильямс», c 4. Клочко В.И. Теория вычислительных процессов и структур: Учебное пособие. Краснодар: Изд-во КубГТУ, с. 5. Архангельский А.Я. Программирование в С++ Builder. 7-е изд. М.: ООО «Бином-Пресс», с.: ил. 6. Буч Г., Рамбо Д., Якобсон И. Язык UML. Руководство пользователя. 2-е издание. М.: ДМК Пресс, с.: ил. Научный руководитель: Лаптева У.В., старший преподаватель 78

79 Функциональная модель системы математического моделирования газотранспортной системы Румянцев В.О., Тюменский индустриальный университет, г. Тюмень Постановка задачи моделирования газотранспортных систем (ГТС) происходит в выборе и построении математической модели, а также задании начальных значений параметров, таких как расход, температура газа, давление и пропускная способность газового потока. Построение модели ГТС, можно разделить на три основных этапа, которые в конечном итоге сводятся к моделированию режимов работы основных объектов ГТС: аппаратов газоперекачки, аппаратов воздушного охлаждения, регуляторов давления, запорной арматуры, газового трубопровода и построению графоаналитической модели газотранспортной системы [1]. Схема этапов моделирования представлена на рисунке 1. Рис. 1. Этапы моделирования ГТС На первом этапе построения модели производится анализ полученных данных об объекте моделирования. В связи с этим появляется необходимость обеспечить возможность производить расчет режимов работы ГТС с высокой точностью. При этом важно предусмотреть факторы, с помощью которых осуществляется анализ, такие как: ограничения технологического регламента, параметры моделируемой системы и реальные данные, полученные в ходе исследования [2]. На втором этапе происходит расчет моделируемой системы с паспортными характеристиками. Для проведения расчета составляется система линейных уравнений и неравенств, которая играет роль системы ограничений, и целевая функция, которую необходимо минимизировать. 79

80 На третьем этапе происходит идентификация моделируемой системы. Главной задачей идентификации, является построение оптимальной характеристики системы, учитывающей паспортные данные реального процесса, по результатам данных вычисления потерь расхода и давления моделируемой системы. Схема идентификации представлена на рисунке 2. Рис. 2. Идентификация моделируемой системы С целью наглядного представления происходящих процессов внутри ГТС можно исследовать с помощью теории графов [3]. Таким образом, после перечисленных этапов моделирования системы, строится графоаналитическая модель ГТС, которая представляется в виде графа, дуги которого выражаются основными объектами ГТС. Объекты моделирования выражают типы и основной состав реального оборудования ГТС, а построенный граф - их технологические связи, согласно требованиям технологического регламента предприятия, на котором моделируется система [4]. Для описания связей объектов необходимо задать условия согласования параметров газового потока в узлах ГТС, для построения точной графоаналитической модели, которая должна отображать реальные связи с объектами, для последующего вычисления и оптимизации газовых потоков. Пример построения графоаналитической модели, после этапов математического моделирования ГТС представлен на рисунке 3. Каждый из объектов ГТС, представленных на рисунке 3, включает в себя паспортные наборы параметров, которые нормированы технологическим регламентом, по которым можно увидеть всю топологию потоков газа моделируемой ГТС. Так, например, с помощью построенной модели, возможно, управлять изменением маршрутов газотранспортного потока за счет выбора задвижек, контролировать изменение давления на участках газопровода за счет выбора режимов работы [5] и моделирования работы ГТС в целом. 80

81 Таким образом, с помощью графоаналитической модели, возможно, промоделировать различные системы управления газотранспортного потока, что в свою очередь позволяет сформировывать различные потоки ГТС. Поэтому для представления ГТС, наиболее эффективно производить моделирование с помощью теории графов. Моделируемая система представляет множество объектов, которые объединяются в единую сеть со своими режимами работы объектов и связей между ними. Рис. 3. Графоаналитическая модель ГТС Построение графоаналитической модели позволяет повысить эффективность процесса управления ГТС, при этом с помощью построенной модели, возможно, обеспечить минимальные энергозатраты, повысить надежность [6] и пропускную способность газового потока, а в аварийном режиме - минимизировать потери газового потока направив его по другому участку моделируемой системы используя построенную графоаналитическую модель. Список литературы 1. Ванчин, А.Г. Методы расчета режима работы сложных магистральных газопроводов // Нефтегазовое дело, 2014, - 4. С Сарданашвили, С. А. Расчетные методы и алгоритмы (трубопроводный транспорт газа) [Текст] / С. А. Сарданашвили. М.: ФГУП изд-во «Нефть и газ» РГУ нефти и газа им И.М. Губкина, с. 3. Бурков, В.Н. Теория графов в управлении организационными системами [текст]: элементы теории графов /В.Н. Бурков, А.Ю. Заложнев, Д.А. Новиков. Москва.:Синтег, с. 4. Нормы технологического проектирования магистральных газопроводов. СТО Газпром. М.: ОАО «Газпром», с. 5. Сызранцева К.В. Расчет прочностной надежности деталей машин при случайном характере внешних нагрузок. Научное издание.- Тюмень: ТюмГНГУ, с. 81

82 6. Сызранцева К.В. Экспериментально-расчетный метод прогнозирования долговечности изделий в условиях эксплуатации // Омский научный вестник, 2009, - 2(80). С Научный руководитель: Сызранцева К.В, к.т.н., доцент. УДК Использование нейросетевых регуляторов для управления объектами нефтегазовой отрасли Сабитов М.А, Тюменский индустриальный университет, г. Тюмень Теория управления это область науки, направленная на решение проблем, связанных с управлением динамическими системами. Все проблемы контроля и управления объектами по сути являются внешним признаком более значимых проблем оптимизации, для которых требуется либо увеличивать, либо сокращать полученный эффект ради снижения затрат, принимая верные и в то же время своевременные действия. В нефтегазовой отрасли проблемы, возникающие из-за проявления нелинейных и нестационарных свойств объектов, далеко не редкость. Примерами могут служить нефтяные скважины, любые виды электрических приводов в определенных режимах, а также частотные преобразователи в составе электроприводов. И хотя в узком рабочем диапазоне и на небольших отрезках времени подавляющее большинство объектов линеаризованы и стационарны, то есть не проявляют подобных свойств, развитие отрасли предъявляет все более жесткие требования к системам управления, когда классические системы уже становятся неэффективны. Как правило, профессиональный выбор оптимального решения зависит от нескольких факторов, в числе которых цена, качество, возможность внедрения в производство, наличие квалифицированный кадров, умеющих работать с новыми технологиями, а также осознание необходимых перемен. Иногда промышленные предприятия, выпускающие подобную продукцию, основываются на совершенно разных подходах, однако оба не удовлетворены существующим положением дел. Многие технологии, сопряженные с теорией управления в области инженерии, применяются для создания нелинейных систем, некоторые из которых могут быть рассмотрены как самостоятельные ответвления этой науки. Среди них мы упоминаем оптимальный контроль, прогнозирующее управление с созданием модели объекта, адаптивный контроль, нечеткую логику и нейросетевые регуляторы [1]. Искусственные нейронные сети (ИНС) это математическая модель, которая в определенной мере пытается повторить структуру и функциональные возможности биологических нейронных сетей. Обязательный и осново- 82

83 полагающий элемент любой искусственной нейронной сети это искусственный нейрон, который является простой математической моделью (функцией) [2]. Каждый слой нейронной сети характеризуют такие параметры, как матрица весов W, смещение b, операции умножения Wp и суммирования, а также функция активации f. На входе искусственного нейрона каждому входящему сигналу присваивается определенный вес, из чего следует, что каждое начальное значение умножается со значением присвоенного веса. В средней (скрытой) части такого нейрона находится функция, которая суммирует все взвешенные входные значения и их смещения. На выходе ранее суммированные значения входа и смещения проходят через функцию активации, которая иначе называется передаточной функцией [3]. Эта, казалось бы, простая математическая структура имеет гигантский потенциал. Одним из важнейших преимуществ искусственных нейронных сетей является их способность учиться, получая необходимую информацию из окружающей среды. Такое обучение с помощью окружающей среды является полезным в конкретных ситуациях, где сложность состояния окружающей среды (совокупность сведений и задач) делает непрактичным применение других технологий. Искусственные нейронные сети могут использоваться для решения разнообразных задач в таких направлениях, как классификация, приближенное вычисление функции, робототехника, фильтрация данных, объединение в кластеры, сжатие, управление, принятие решений и т.д. Выбор верного решения, принимаемого искусственными нейронными сетями, зависит от типа представления и применения данной проблемы. Современные средства вычислительной техники дают большой набор инструментов для проектирования искусственных нейронных сетей. Одним из таких инструментов является программный пакет MATLAB, который содержит набор алгоритмов, специально разработанных для построения нейронных сетей (так называемый the Neural Networks Toolbox). В этой работе мы будем анализировать только три стадии создания нейросети, которые являются необходимым условием для полноценного использования технологии. Итак, три упомянутых стадии это выбор архитектуры сети, обучение сети и тестирование. 1) Выбор архитектуры сети подразумевает: - определение числа слоев и числа узлов в каждом слое (входной слой, выходной, скрытые слои), выбор типа функции активации и других элементов структуры: - инициализация сети некоторыми начальными значениями параметров [4]. 2) Обучение сети проводится по определенному алгоритму. При этом существует большой набор алгоритмов обучения, предназначенных для раз- 83

84 личных типов сетей и различных задач, но общий их смысл сводится к оптимизации функции ошибки, то есть отклонения результата, полученного сетью, от желаемого. Выбор алгоритма, обеспечивающего наиболее быстрое обучение, является весьма долгим и во многом творческим процессом. В конечном итоге обучение определяет лучший набор параметров сети для нашего набора исходных данных [5]. 3)Тестирование подразумевает, что мы должны проверить нашу сеть, чтобы увидеть, нашла ли она требуемый баланс между запоминанием (точностью) и обобщением и сможет ли эффективно решать поставленную задачу при поступлении новой, не известной ей ранее информации. Отличным примером применения нейронных сетей является синтез нейрорегуляторов для стабилизации нелинейных и нестационарных объектов. В пакете прикладных программ Neural Network Toolbox был реализован регулятор с предсказанием (Рис. 1.), который управляет работой каталитического реактора с непрерывным перемешиванием, стабилизируя концентрацию продукта. При этом система использует модель нелинейного управляемого процесса в виде нейронной сети для того, чтобы предсказывать будущее его поведение. Кроме того, регулятор вычисляет сигнал управления, который оптимизирует поведение объекта на заданном интервале времени. Рис. 1. Модель регулятора с предсказанием В ходе эмуляции работы системы была выполнена идентификация управляемого процесса. Затем нейросетевая модель была обучена, и после установки параметров оптимизации работа регулятора смоделирована в Simulink. Построены графики, иллюстрирующие динамику входного и выходного параметров управляемого процесса (Рис. 2.). Из этих данных следует, что реакция системы на ступенчатые воздействия со случайной амплитудой вполне удовлетворительна [6], имеет коле- 84

85 бательный характер с достаточно быстрым затуханием. Таким образом, регулятор с предсказанием, реализованный в виде нейронной сети, показывает эффективность при управлении сложным нелинейным объектом. Рис. 2. Графики входа и выхода управляемого процесса Результат исследования наглядно демонстрирует, что искусственные нейронные сети содержат в себе огромный потенциал, благодаря которому могут использоваться практически во всех сферах жизнедеятельности, а в особенности для управления нелинейными и нестационарными объектами. В дальнейшем работа может иметь развитие, как в углубленном изучении протестированной технологии, так и в анализе других модификаций нейросетевых регуляторов, а также исследовании проблемы нейростетевого моделирования объектов нефтегазовой отрасли. Список литературы 1. Nahum Shimkin. Nonlinear Control Systems [Электронный ресурс] / Department of Electrical Engineering Technion Israel Institute of Technology, Nahum Shimkin.-Haifa, Israel,2009. Режим доступа: (Дата обращения: ) 2. Николаев, А.Б. Интеллектуальные системы: учебное пособие / А.Б. Николаев, А.В. Остроух - М.:МАДИ, с.: ил. 3. Andrej Krenker. Introduction to the Artificial Neural Networks [Электронный ресурс]/ Consalta d.o.o.faculty of Electrical Engineering, University of Ljubljana; Andrej Krenker, Janez Bešter and Andrej Kos.- Slovenia, 2011). Режим доступа: (Дата обращения: ) 4. Галушкин, А.И. Нейронные сети: основы теории / А. И. Галушкин. - М. : Горячая линия - Телеком, с. - ISBN

86 5. Котелева Н.И. Нейросетевой регулятор для управления сложным технологическим процессом /Н.И.Котелева, Н.В.Васильева // Записки Горного Института С Потемкин В.Г. Нейронные сети. MATLAB 6./ Под общ. ред. В.Г. Потемкина. М.:ДИАЛОГ-МИФИ, с. Научный руководитель: Козлов В.В., к.т.н. УДК Использование программного пакета SIMULINK для имитационного моделирования гидравлической системы Колисниченко А.С., Струтинская Е.В., Тюменский индустриальный университет, г. Тюмень Моделирование, как инструмент исследований сегодня используется практически во всех отраслях науки. Результаты моделирования - определяются дискретностью или размерностью исходной модели. Основу этой технологии составляет компьютерный имитационный эксперимент, связанный с воспроизведением процессов функционирования исследуемой системы. В процессе такого воспроизведения осуществляется наблюдение за функционированием модели. Объектом моделирования является лабораторная установка учебного тренажерного центра «Нефтегазодобывающее предприятие» кафедры Кибернетические системы ТИУ, представляющая собой гидравлическую систему (рис.1), в состав которой входят физические модели: скважина, печь, сепаратор, насосная станция и резервуар. Циркуляция жидкости в системе лабораторной установки обеспечивается центробежным насосом К Рис. 1. Схема УТЦ «Нефтегазодобывающее предприятие» Для исследования работы гидравлической системы в программном пакете Simulink была разработана имитационная модель (рис.2). 86

87 Модель представляет собой замкнутую систему, в которой насос перекачивает жидкость из сепаратора (Резервуар 1) в накопительную емкость (Резервуар 2). Все параметры модели во время работы системы регистрируются и выводятся на осциллограф (Дисплей). Степень открытия клапанов и частота вращения насоса могут меняться с помощью элементов формирования сигнала (Сигнал). В процессе моделирования все вычисления производятся элементом Решающее устройство, реализующим процедуру ode23t - решение системы дифференциальных уравнений методом трапеций с интерполяцией. Рис. 2. Имитационная модель гидравлической системы в программной среде MATLAB/Simulink Результаты имитационного моделирования показаны на рис.3. Переходные процессы в системе начинаются в результате включения насоса. Модель позволяет исследовать процессы в гидравлической системе в зависимости от частоты вращения насоса и от степени открытия клапанов. Модель будет полезна в качестве основы методического обеспечения учебного тренажерного центра и может использоваться в качестве имитатора для подбора оптимальных настроек регулятора в задачах анализа и синтеза систем автоматического управления и для изучения методов идентификации гидравлических объектов. 87

88 Риc. 3. Результаты имитационного моделирования Список литературы 1. Кудрявцев Е. М. Имитационное моделирование производственных процессов [Текст] / Кудрявцев Е. М. - М.: Учеб.пособие. МИНВУЗ. МИСИ, 2005 г. 128 с. 2. Черных И.В. Simulink. Среда создания инженерных приложений [Текст]/Черных И.В.-М.: Диалог-МИФИ, SimHydraulics [Электронный ресурс]. URL: (дата обращения ). 4. Советов Б. Я. Моделирование систем. Практикум: Учеб. пособие для вузов по спец. «Автоматизированные системы обработки информации и управления» [Текст] / Советов Б. Я., Яковлев С. А. М.: Высш. шк., с. Научный руководитель: Ведерникова Ю.А., к.т.н. Применение нечеткой логики для управления магистральным насосным агрегатом нефтеперекачивающей станции Ткачук С.П., Тюменский индустриальный университет, г. Тюмень Для поддержания выходного давления на нефтеперекачивающей станции управление насосными агрегатами осуществляется с помощью изменения частоты вращения ротора электродвигателя. [1] 88

89 В большинстве случаев основным управляющим элементом при частотном регулировании является ПИД-регулятор. Данный тип регулятора достаточно эффективен для управления линейными и стационарными объектами и коренным образом не обеспечивает достаточного качества регулирования сложными, динамическими и нелинейными объектами. Возмущения, неопределенность характеристик объекта и нелинейность, где примером является, непрерывное изменение подачи нефти на насосную станцию, приводит к колебаниям расхода и давления в трубопроводе. Указанные факторы не позволяют получить адекватную математическую модель объекта и аналитические зависимости, из-за чего схемы управления и контроля НПС на основе ПИД-регуляторов нуждаются в периодической и трудоемкой настройке, что впоследствии приводит к повышению эксплуатационных расходов и перерасходу энергоресурсов. [2] Причинами неопределенности в изменении поступающей жидкости на магистральный насосный агрегат могут служить различные факторы - геологические характеристики местности, температура окружающей среды, изменения физикохимического состава нефти. Соответственно из всего вышеперечисленного нефтеперекачивающая станция является нелинейным объектом управления, и классические подходы к управлению данным объектом будут малоэффективны в условиях колебания параметров, как самого объекта, так и входных и возмущающих воздействий. В таких случаях перспективным и актуальным считается применение регуляторов с нечеткой логикой. Нечеткая логика это современный прикладной метод построения систем управления со сложными технологическими процессами, так же применяемый в диагностических и других экспертных системах. [3] Как отмечалось ранее наиболее распространенным управлением при частотном регулировании, является пропорционально интегральный дифференциальный регулятор имеющий функцию вида:, (1) где,, коэффициенты. Для устранения недостатков ПИД-регуляторов оптимальное значение коэффициентов, задается с помощью нечеткого регулятора как надстройки над основным регулятором, так называемый Fuzzy(нечеткий)-ПИДрегулятор. [4] Он играет такую же первостепенную роль в области нечеткого управления, как ПИД-регулятор в классической теории управления. Fuzzy-подстройка (рис. 1) способствует уменьшению времени установления переходных процессов, перерегулирования и повышению работоспособности ПИД-регулятора. 89

90 Рис. 1. Структура ПИД-регулятора с блоком автоматической настройки на основе нечеткой логики Применяя методы основанные на нечетком определении процесса управления в магистральном насосном агрегате, появляется возможность простого учета всех возмущений и формирование оптимального набора команд управления по критерию наименьших энергозатрат. Список литературы 1. Бондаренко, О.В. Энергосберегающий частотно-регулируемый синхронный электропривод магистрального насоса: автореф. дис. канд. техн. наук. Уфа, Системы автоматизированного управления электропривода: учебник для студентов / В. В. Москаленко. Москва: ИНФРА-М, с 3. Рогозин О.В. Контроллер нечеткой логики для решения задач в области систем автоматического управления // Приборы (81). 4. Сагдатуллин А.М. Fuzzy-регуляторы для управления быстродействующими и многомерными технологическими процессами // Материалы научной сессии ученых Альметьевского государственного нефтяного института Том 1. С Научный руководитель: Кузяков О.Н., д.т.н., профессор. УДК 004.4'22 Применение языка UML для описания действия современных систем автоматизированного управления Ябров Н.И., Распопов Р.С., Сидорова А.Э., Юрченко, А.А., Тюменский индустриальный университет, г.тюмень Разработка современных систем автоматизированного управления является сложной и ответственной задачей, решение которой производится в 90

91 несколько этапов: от составления модели до проектирования человеко-машинного интерфейса. Именно на стадии моделирования закладываются базовые концепции функционирования будущей системы. И ошибки связанные с недостаточностью описания, нечеткой формализацией роли элементов, малой информативностью элементов влекут последствия, которые крайне трудно исправить на этапе эксплуатации системы. Поэтому возникает необходимость в полном описании структуры, поведения и физической реализации системы, используя для этого программное средство, соответствующее современному уровню науки и техники. Такой программный продукт поможет исключить ошибки при моделировании, увеличить наглядность модели и повысить эффективность процесса моделирования. Одним из таких продуктов является CASE-средство Enterprise Architect от Sparx Systems [1]. Enterprise Architect (Sparx Systems) - это CASE-средство нового поколения, предназначенное для автоматизации процессов анализа, моделирования и проектирования программного обеспечения; для генерации кодов на разных языках программирования и выпуска проектной документации. Данное CASE-средство поддерживает унифицированный язык моделирования UML (Unified Modeling Language) [1,2]. Модель на языке UML представляется в виде сущностей и отношений между ними, которые показываются на диаграммах. Языком предусмотрено построение нескольких типов диаграмм: функций, классов, поведения и физической реализации системы. С точки зрения программной реализации АСУ наибольший интерес представляют диаграммы поведения [2]. Они включают: - Диаграммы состояний (State diagrams); - Диаграммы деятельностей (Activity diagrams); - Диаграммы объектов (Object diagrams); - Диаграммы последовательностей (Sequence diagrams); - Диаграммы взаимодействия (Collaboration diagrams). Ключевыми являются диаграммы деятельностей (Activity diagram), поскольку они отражают динамику проекта и представляют собой схемы потоков управления в системе от действия к действию, а также параллельные действия и альтернативные потоки. Этот тип диаграмм пригоден для проектирования алгоритмов поведения объектов любой сложности, в том числе может использоваться для составления блок-схем [2,3]. В конкретной точке жизненного цикла диаграммы деятельностей могут представлять потоки между функциями или внутри отдельной функции. На разных этапах жизненного цикла они создаются для отражения последовательности выполнения операции. Диаграммы действий иллюстрируют действия, переходы между ними, элементы выбора и линии синхронизации [4]. 91

92 Также данная диаграмма позволяет установить четкую взаимосвязь между действием и субъектом, который его выполняет. В качестве примера описания автоматизированной системы при помощи диаграммы деятельностей представлена система стабилизации в воздухе квадрокоптера - четырехвинтового летательного аппарата (рис. 1.). Рис. 1. Диаграмма деятельностей системы стабилизации квадрокоптера Все действия распределены между контроллером, гироскопическим датчиком и двигателями. На контроллер возложены вычислительные функции и действия, связанные с сохранением и извлечением данных из памяти. Гироскопический датчик выдает пакеты данных о текущем положении в пространстве по двум осям. Двигали взаимодействуют с воздушной средой, удерживая квадрокоптер в полете. Анализируя результат, можно заключить, что полученная модель с высокой степенью наглядности демонстрирует последовательность выполнения действий во времени. Также прослеживается четкое разделение функций каждого действующего лица. В совокупности с небольшим набором 92

93 структурных элементов диаграммы, модель дает возможность даже неопытному специалисту однозначно и точно проследить логику протекания процессов в системе. Список литературы 1. Enterprise Architect 8.0. [Электронный ресурс] // Режим доступа: Дата обращения г. 2. INFORMICUS. Общая характеристика языка UML. [Электронный ресурс] // Режим доступа: / Дата обращения г. 3. Обзор CASE-средств для построения диаграмм UML. [Электронный ресурс] // Режим доступа: lecture/5963?page=4. Дата обращения г. 4. CASE средства. [Электронный ресурс] // Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/case. Дата обращения г. Научный руководитель: Ведерникова Ю.А., к.т.н. Автоматизированная информационная система анализа и принятия решений на бирже Карпинский С.Р., Тюменский индустриальный университет, г.тюмень В связи с бурным развитием автоматизированных информационных систем, информационный ресурс на бирже стал одним из приоритетных. Применение компьютерных технологий расширяют круг участников, обеспечивают высокую скорость проведения операций, существенно ускоряют информационный обмен и уменьшают риски. В автоматизированных информационных системах анализа и принятия решений на бирже успешно решаются проблемы оперативной работы с информацией и проблемы анализа финансового рынка при выработке и принятии решений. Автоматизированные информационные системы при использовании с рабочего места удаленного доступа предоставляют пользователю возможность при работе в диалоговом режиме с системой оперативно решать текущие задачи, анализировать текущую и историческую ситуацию на рынке, вызывать нужную для обработки информацию. Фактически, сегодня существует проблема не в отсутствии автоматизированных информационных систем анализа и принятия решений на бирже, а в их дороговизне при использовании, и как следствие, недоступности для начинающих участников биржевого рынка. 93

94 В связи с этим была поставлена задача разработки АИС для анализа и принятия решений на бирже с использованием бесплатного, общедоступного программного обеспечения для проведения быстрого и качественного анализа рынка начинающему трейдеру. Для достижения поставленной цели работы были: - определены структура и составляющие АИС анализа и принятия решений на бирже; - рассмотрены фундаментальный и технический анализы как основные составляющие анализа биржевого рынка; - осуществлен обзор программного обеспечения для проведения технического анализа, рассмотрены информационно-торговые системы используемые на бирже и программы советники; - исследовано взаимодействие между составляющими автоматизированной информационной системы, обеспечивающее полноценное проведение анализа ситуации на биржевом рынке и помогающее в принятии оптимального и верного инвестиционного решения. В процессе решения поставленных задач были проанализированы назначение, встроенные индикаторы технического анализа, возможность дополнения собственных индикаторов, встроенные графические возможности и особенности Omega Research, ELWAVE, Esignal, FX Accucharts, Fibonacci Trader, ReutersGraphicsProfessional. Как правило проведение анализа и принятие решения происходит по схеме: Информационно-торговая программа Программа для выполнения технического анализа Программа-советник для принятия решения Формирования приказа в информационно-торговой программе. Таким образом, комплексное использование программ для технического анализа, информационно-торговых систем и интеллектуальных программ для принятия торговых решений облегчает работу, связанную с инвестированием и торговлей, помогая получать более высокие доходы при различных ситуациях на бирже. При разработке собственной АИС анализа и принятия решений на бирже за основу был взял тот факт, что начинающему трейдеру и инвестору практически невозможно использовать специализированное программное обеспечение для проведения технического анализа, программы-советники и программы-роботы в связи с очень высокой абонентской платой за использование. Поэтому были рассмотрены методы анализа ситуаций на бирже в общедоступной программе MS Excel и бесплатно предоставляемой информационно-торговой системе QUIK. Для разработки и анализа плана исполнения работ по проекту была использована диаграмма Ганта. Для разработки АИС анализа и принятия решений на бирже использовался системный структурный подход. Модели АИС согласно методоло- 94

95 гии представляются в виде иерархически упорядоченных диаграмм. Основные бизнес-процессы анализа и принятия решений отображены на диаграммах модели, построенных с использованием CASE-средств BPWin, поддерживающие методологии:idef0 (функциональная модель), DFD (диаграмма потоков данных), IDEF3 (диаграмма потоков работ). В разработанной АИС, вся информация, необходимая для проведения анализа биржевого рынка, предоставляется программой QUIK. Все данные в виде таблиц инструментов, заявок и сделок автоматически экспортируются для проведения технического анализа в программу MS Excel. Общедоступная программа MS Excel дает возможность сделать торговлю на бирже ясной и логичной. С помощью программы Excel можно проводить индикаторный технический анализ и анализ данных таблиц котировок, формировать инвестиционный портфель. С помощью программы MS Excel были выполнены следующие расчеты: - индикатор MACD, который помогает определить, в каком направлении может пойти цена, либо рост либо падение, потенциальную силу этого движения, а также вероятность разворота тренда; - модель САРМ устанавливает зависимость между риском актива и его ожидаемой доходностью. Эта модель позволяет составить прибыльный инвестиционный портфель; - бэк-тест, который позволяет понять, какие сделки приносят прибыль, а какие - дополнительный риск; - расчет индексной торговли на рынке ценных бумаг позволяющий выбрать доходные акций для инвестиционного портфеля; - автоматизированный расчёт VaR, который позволяет оценить риски инвестиций. Разработанная АИС анализа и принятия решений на бирже имеет как достоинства, так и недостатки. Достоинством, данного проекта, по разработке АИС анализа и принятия решений на бирже, является то, что в разработанной АИС используются бесплатные, общедоступные программы. К недостаткам, системы, можно отнести, отсутствия методов фундаментального анализа, но это связано с тем, что использование одновременно фундаментального и технического анализов приведет к ухудшению качества прогнозов вопреки ожидаемому улучшению, поскольку эти виды анализа основаны на взаимоисключающих факторах. Список литературы 1. Бердникова, Т. Б. Рынок ценных бумаг и биржевое дело: Учебное пособие. М.: Изд-во ИНФРА-М, Рынок ценных бумаг: Учебник для бакалавров/ В.А. Зверев, А.В. Зверева, С.Г. Евсюков, А.В. Макеев. М.: Издательско-торговая корпорация «Дашков и К», с. 95

96 3. Сафин В.И. Кому светят японские свечи. СПб.: Питер, с.: ил. 4. Фуфаев, Д. Э. Разработка и эксплуатация автоматизированных информационных систем [Текст]: учебник для студ. учреждений сред. проф. образования / Д.Э. Фуфаев, Э. В. Фуфаев. М. : Издательский центр «Академия», с. 5. Ясене, В.Н. Автоматизированные информационные системы в экономике [Текст]: учебно- методическое пособие. Н. Новгород, с. Научный руководитель: Аханова М. А., к.с.н, доцент, ТИУ. 96

97 СЕКЦИЯ «БИОМЕДИЦИНСКИЕ СИСТЕМЫ И ТЕХНОЛОГИИ» УДК Нафтеновые углеводороды с угловым магнитным моментом Западной Сибири Антипина М.И. Тюменский индустриальный университет, г. Тюмень Сеноманские нефти Тюменской области являются аналогом известной нефти Нафталанского месторождения в Азербайджане, которую используют для лечения заболеваний в течении 3 тыс. лет. В Азербайджане нафталанская нефть почти вся выработана. Залежи ее не учтены в Государственном балансе из-за их очень малых запасов. Сейчас нефть добывается в 19 скважинах с дебитом 20 литров в сутки при обводненности 84%. В Тюменской области открыта подобная нафтеновая нефть в 8 месторождениях с запасами более 2 млрд. тонн. При сравнении нефтей Нафталанского в Азербайджане, Ван-Еганского и Русского месторождений в Тюменской области по хроматограммам и по хроматомасспектрам отмечается сходство. То есть по химическому составу нефти Русского и Ван-Еганского месторождений идентичны Нафталанской нефти (рис.1). Рис.1. Сравнительный анализ хроматограмм нефтей месторождений: а Нафталанского; б Ван-Еганского; в Русского (метод имитированной дистилляции) 97

98 В соответствии с действующим регламентом Минздрава РФ проведены исследования свойств мухах Drosophila melanogaster и сирийского хомячка Mesocricetus aurafis и сравнение нафталанской с нефтями из сеноманских отложений Русского и Ван-Еганского месторождений. По смертности и рождаемости дрозофил лучшие результаты имеются по нафталанской нефти, а по содержанию каротиноидов, способствующих жизнедеятельности, наилучшие результаты имеют нефти Русского месторождения, а нефти из месторождения Нафталан и Ван-Еган имеют одинаковые показания. При исследовании бальнеологических свойств по 20-градусным фракциям нефти Русского месторождения по фракциям Р3-Р4 по проценту смертности дрозофил имеют одинаковые показатели, а по фракциям Р5-Р7 нефть Русского месторождения почти в 2 раза лучше Нафталанской. По плодовитости по фракциям Р4-Р6 свойства нефтей одинаковы, а по фракциям Р7 нефть Русского месторождения лучше нафталанской (рис.2). Рис.2. Смертность (а,б), плодовитость (в,г) Drosophila melanogaster в контрольных пробах (К) нафталанской нефти месторождения Нафталан в Азербайджане (Н) и в различных температурных фракциях нефти из сеноманских отложений Русского месторождения (Р1; Р2; Р3; Р4; Р5; Р6; Р7) Западной Сибири 98

99 По исследованию бальнеологических свойств Русского и Нафталанского месторождений на хомяках по содержанию лейкоцитов и чисел атомов углерода в них оба типа нефтей имеют почти одинаковое влияние. По заживлению резаных ран оба типа нефтей имеют одинаковые свойства (рис. 3). Рис.3. Процентное содержание различных видов лейкоцитов (л,м,н,э,s) (а) частота встречаемости микроядер в лимфоцитах периферической крови (б) и динамика заживления резаных ран хомяка сирийского Mesocricetus aurafis (в) Из-за уникальных бальнеологических свойств линиманты (осветленная нефть) нафталанской нефти в различных модификациях на рынках сбыта оценивается в размере 2,5 доллара за 1 грамм. Нефти из сеноманских отложений Тюменской области могут иметь близкую цену 1 баррель осветленных фракций может быть оценен в тыс. долларов США в тыс. дороже обычной товарной нефти Urals. Но пока в России 1 т. этой нефти продают за рублей или используют как мазут или для асфальтирования дорог. 99

100 Практически ни в России, ни в целом по всему миру не обращают внимание на качество конденсатов в газовых и газоконденсатных залежах. Конденсаты в газовых залежах сеноманских отложений имеют нафтеновую основу и содержат до 6% адамантанов при среднем содержании их в нефтях мира 0,013% (рис.4). Рис.4. Хроматомассспектрограммы и адамантаны конденсатов газовых залежей из сеноманских отложений ЯНАО (Пангодинское месторождение) Обзор литературы показал, что расширяется использование улеводородов алмазоподобного строения в различных отраслях промышленности нанотехнологиях, производстве лекарств, смазочных материалов, полимеров с особыми свойствами и др. Поэтому в Тюменской области и Крыму необходимо построить ряд лечебных комплексов со специальными грязелечебницами с использованием бальнеологических нефтей и конденсатов, а также создать при нефтеперерабатывающих заводах самостоятельные цеха для переработки нафтеновых нефтей и конденсатов с целью производства лекарственных препаратов и высокопрочных наноразмерных пленок [1]. Литература 1. Нестеров, И.И. Перечень инновационных технологий, в том числе прорывных технологий, не имеющих аналогов за рубежом. Тюмень, с. Научный руководитель: Нестеров Иван Иванович, д.г.-м.н., профессор, член корреспондент РАН 100

101 Оптимизация использования и расширение лечебных возможностей пролонгированной гормональной контрацепции (LARC) у женщин Астафьева К.А. Тюменский государственный медицинский университет, г. Тюмень Актуальность: Сложившиеся социокультурные особенности на современном этапе ограничивают женщину в возможности выполнить свой биологический сценарий [1]. На протяжении тысячелетий даже еще 100 лет назад среднестатистический репродуктивный сценарий был достаточно стабилен: менархе около 15 лет, замужество и коитархе в среднем к 16 годам. Затем яичники «отдыхали» годами, без менструаций и овуляций, лишь циклически участвуя в реализации программы «9месяцев беременность, 2 года лактация». Менопауза наступала в лет, таким образом, за всю жизнь совершалось не более 160 овуляций [2]. В XXI веке у женщины за репродуктивный период жизни наблюдают менструальных циклов, это примерно в 3 раза больше, чем у предшествующих поколений. В результате, когда женщина создает семью и готова позволить себе паузу для деторождения овариальный резерв может оказаться качественно и количественно недостаточным для быстрого и успешного зачатия [3]. Последствия репродуктивного диссонанса 21 века во многом предотвратимы, если на период, когда пара не планирует деторождение гипоталамо гипофизарнояичниковая ось будет надежно стабилизирована методами гормональной контрацепции (ГК) [4]. Доказано, что ГК способна не только регулировать фертильность, снижая количество абортов и их осложнений, но и обладает значительным спектром ценных влияний[5]. Благодаря ценным эффектам ГК, число женщин, выбирающих данный метод, ежегодно возрастает в мире и в России [6]. Наряду с этим, часть женщин уже выбравших данный метод, вынуждены отказаться от него. Свыше 70% женщин пропускают прием таблеток, нарушая режим, что влечет за собой нарушение менструального цикла, снижение контрацептивной эффективности и наступление незапланированной беременности. Во всем мире наиболее эффективными признаны методы, минующие желудочно-кишечный тракт и не требующие ежедневного контроля приема. В англоязычной литературе их относят к Long- Acting Reversible Contraception сокращенно (LARC) пролонгированные обратимые контрацептивы (используются не чаще 1 раза в месяц). Наиболее распространенные представители гормональной LARC контрацепции в России: влагалищная ультрамикродозированная эстроген-гестагенная («Нова- Ринг») внутриматочнаягестагенная системы («Мирена»), подкожный гестагенный имплантат («Импланон»). Далее термин LARC обьединяет «Мирена», «НоваРинг», «Импланон». Не нужно забывать и о побочных эффектах и осложнениях использования ГК. Самые грозные из них - тромбозы и тромбоэмболии. 101

102 Цель исследования: Оценить лечебные преимущества, влияние на систему гемостаза, активность процессов липидпероксидации и антиоксидантную защиту крови у женщин на фоне использования гормональной LARC-контрацепции. Материалы и методы исследования: Данное исследование было проведено в период с 2012 г. по 2015г. обследовано 210 женщины в возрасте от 18 до 50 лет: 75 женщин использовали интравагинальное кольцо, 90 женщин применяли внутриматочную систему, 45 подкожную. В каждой группе 25 женщин на фоне LARC дополнительно получали комплекс витаминов-антиоксидантов «Селмевит» по 1 таблетке 1 раз в день, через 30 дней. Результаты: Сравнительная оценка показала 100 % контрацептивную эффективность подкожного имплантата, 98,2% - кольца и ВМС. На фоне использования всех трех LARC отсутствовало изменение массы тела и величины АД. «Хорошую» переносимость кольца отмечали от 83% женщин в 1 цикле до 100% после 3 циклов; имплантата - 23%, а уже к году - до 96%. При использовании внутриматочной LARC 76% - после 1-го цикла, а затем в течение года: % после 3-х, 6-ти и 12 циклов использования. В процессе контрацепции наблюдали уменьшение проявлений предменструального синдрома, проявляющиеся общими отеками, нагрубанием и болью в молочных железах - на фоне имплантата, где к 3 циклу произошло полное купирование всех проявлений и через 6 циклов на фоне кольца. При исследовании сосудисто-тромбоцитарного звена гемостаза установлено, что на фоне ВМС и имплантата количество и время агрегации тромбоцитов достоверно не изменялось, в отличие от кольца, где наблюдалась тенденция к увеличению в 3 и 6 циклах, а также укорочение времени достижения максимальной агрегации после 3 цикла и оставалось укороченным к концу года. Наблюдается прирост тромбоцитарных факторов Р3и Р4. На фоне ВМС - Р3 увеличился на 23%, 25% и 34% после 1, 3 и 6 циклов соответственно, а после 12-ти циклов на 67%; Р4 - на 96% к 12 циклу. На фоне использования «НоваРинг» - концентрация Р3 выросла на 20%, 32% и 36%, а Р4 на 47%, 46,5% и 55% после 1, 6 и 12 циклов соответственно. МНО в группе с эндовагинальной LARC с 1 цикла снижалось на 18%, в отличие от ВМС, где изменений не было. С увеличением использования ВМС возрастает уровень РФМК, на фоне кольца с 1 цикла - возрастает в 3 раза по сравнению с состоянием до использования, на фоне имплантата РФМК - к концу первого года использования. Взаимосвязанными с гемостатическими сдвигами и процессы ПОЛ: количество МДА выросло - на 183% в 1 цикле, на 71% к 12 циклу на фоне кольца; в те же циклы - на 44 и 71% на фоне ВМС; антиоксидантный фермент глутатион-s-трансфераза (Г-S-T) снижался на 73%, 54%, 60% после 1, 3 и 12 циклов соответственно. А концентрация витамина-антиоксиданта А снижалась с 34% до 70%-на фоне кольца. На фоне ВМС - снижение Г-S-Т на 80%. В группе женщин, дополнительно 102

103 получающие «Селмевит» истощение антиоксидантной системы не наблюдалось, активность ПОЛ была ниже, а гемостатические сдвиги были выражены в меньшей степени, чем у женщин, его не использующих. Выводы: 1) LARC-контрацепция имеют высокую контрацептивную эффективность и комплаентность. 2) Хорошо переносятся, не способствуют увеличению массы тела, не изменяют АД. 3) Обладает лечебными эффектами на анемию, симптомы ПМС. 4) LARC-контрацепция сопровождается активацией ПОЛ, истощением антиоксидантной системы и активацией сосудисто-тромбоцитарного и коагуляционного звеньев гемостаза. 5) Дополнение LARC приемом витаминов-антиоксидантов «Селмевит» ограничивает эти изменения. 6) На фоне использования гормональной LARC целесообразно проводить мониторинг системы гемостаза. Литература 1. Основные показатели деятельности службы охраны здоровья матери и ребенка в Российской Федерации. М Эколого-репродуктивный диссонанс XXI века: предупредить негативные последствия. Информационный бюллетень / М.Б. Хамошина, М.Г. Лебедева; под ред. В.Е. Радзинского. М.: Редакция журнала StatusPresens, с. 3. Боярских К.Ю. и др. Молекулярные основы фолликулогенеза: от стадии больших антральных фолликулов до овуляции // Проблемы репродукции С Андреева Е.Н., Хамошина Н.Б. Медикаментозная терапия обильных менструаций: вчера и сегодня // Доктор. Ру. Гинекология. Эндокринология г. 7 (85). С Carrie Armstrong ACOG Guidelines on Noncontraceptive Uses of Hormonal Contraceptives // Am. Fam. Physician Vol. 82 (3.) P Чернова, А.М. Клинико контрацептивные возможности и безопасность применения гормональных рилизинг систем: автореф. дисс. канд. Мед. Наук: / Чернова Алена Михайловна. Челябинск, с. Научный руководитель: Карпова И.А., к.м.н., доцент кафедры акушерства и гинекологии 103

104 О влиянии низкоэнергетического лазерного излучения высокой интенсивности на Drimiopsis maculata Баранова Е.В., Тогачев А.В. Тюменская государственная медицинская академия, Тюменский индустриальный университет В медицине, для лечения больных низкоинтенсивным лазерным излучением (НИЛИ) в красном и в инфракрасном спектральном диапазонах широко применяются гибкие кварцевые световоды диаметром 500 мкм, предполагающих получение на их выходе высоких плотностей мощности излучения (ППМ) [1,2], однако, механизм стимулирующего действия на организм растений и животных высоких ППМ излучения, до конца не ясен. Целью нашего исследования явилось изучение влияния НИЛИ высокой ППМ на биообъекты на примере высоко светочувствительного растения Drimiopsis maculata. Исследования проводились в лаборатории лазерной оптики ГОУ ВО «ТюмГНГУ». Растения были поделены на 5 групп, луковицы которых дифференцированно подвергались воздействию НИЛИ с длинами волн 0,67 мкм и 0,85 мкм с экспозицией 3 и 6 минут. Одна группа была контрольной. Источники НИЛИ - два полупроводниковых лазера, излучающих на длинах волн 0,67 мкм и 0,85 мкм, с гибкими кварцевыми световодами с диаметром оптической части, соответственно, 400 мкм и 500 мкм. На выходе световодов, ППМ для НИЛИ с длиной волны 0,67 мкм составляла 4000 мвт/см 2, а для НИЛИ с длиной волны 0,85 мкм мвт/см 2, что значительно превышало значения биостимулирующих параметров ППМ для клинической практики. Воздействие НИЛИ во всех опытных группах в ближайшем периоде наблюдений способствовало более выраженной, по сравнению с контролем, дефолиации растений, активации фазы цветения и развития цветоносного побега и соцветия. В отдаленном периоде в большинстве опытных групп отмечено угнетение роста растений. Можно предположить, что стимулирующий эффект НИЛИ с высокой ППМ может быть обусловлен активацией адаптационно-компенсаторных реакций организма. Литература 1. Баранов В.Н. Применение внутрисосудистого лазерного облучения крови в лечении хронического воспаления матки и придатков у женщин с нарушенной репродуктивной функцией // Материалы республиканской научно-практической конференции «Репродуктивная функция в супружеской паре». Екатеринбург: Издательство «Томас», С Гейниц А.В., Москвин С.В., Ачилов А.А. ВЛОК. Внутривенное лазерное облучение крови. М.-Тверь: ООО «Издательство «Триада», с. Научные руководители: Григорьева Л.М., к.ф.н., доцент. Баранов В.Н., д.м.н., доцент 104

105 Выделение групп лиц с предрасположенностью к наркомании методом дерматоглифики Бевза А.Л., Ермолаева А.А. ГБУЗ ТО «Областное бюро судебно-медицинской экспертизы», г. Тюмень К настоящему времени масштаб употребления наркотических средств приобрёл характер эпидемии. Связанные с этим экономические, социальные, криминальные аспекты превратились в одну из наиболее трудноразрешимых проблем как в России, так и в других государствах. Несмотря на рост заболеваемости, объём затрат на лечение и реабилитацию лиц, страдающих наркотической зависимостью, следует признать недостаточным [5]. Заболеваемость наркоманией, которой в основном подвержены подростки, негативно сказывается на здоровье будущих поколений и является угрозой здоровью нации [11]. Очень важным является тот факт, что подавляющее большинство летальных исходов от злоупотребления наркотическими веществами приходится на лиц трудоспособного, молодого возраста [7; 8; 10]. Наркомания является одной из главных причин распространения разнообразных тяжёлых инфекций, таких, как ВИЧ [2]. В структуре заболеваемости вирусным гепатитом B (60%) и C (90%) основным также является путь передачи, связанный с инъекционным введением наркотиков [6]. В развитии наркозависимости наблюдаются следующие тенденции, являющиеся устойчивыми: процесс значительного распространения наркотизма общества продолжается; противодействие продвижению международной наркомафии на российский рынок со стороны российских компетентных органов недостаточно; география наркотизма расширяется; доля подростков и женщин среди потребляющих наркотики увеличивается; всё более в среду наркоманов и потребителей наркотических веществ вовлекаются социально успешные слои населения [9]. Имеется необходимость в разработке и использовании новых эффективных и доступных методов профилактики наркомании. В данный момент, несмотря на попытки выделить биохимические и генные маркеры предрасположенности к употреблению наркотиков [1, 3], единственным доступным для практической работы методом, позволяющим выявить генетическую предрасположенность к определённым состояниям, является метод дерматоглифики исследование узоров гребешковой кожи. Это обусловливает задачу разработки методов превентивной диагностики предрасположенности к наркомании с использованием такого метода. В качестве объекта исследования генетических основ наркомании нами были избраны отпечатки стоп. Это вызвано широкими информационными возможностями кожных узоров и доступностью получения отпечатков с подошвенных поверхностей стоп. 105

106 Выявление особенностей дерматоглифики в группах населения производится путем сравнения и выявления достоверных различий со средними показателями в региональных группах населения. В наших исследованиях также был использован этот метод. Было проведено исследование кожных узоров стоп 100 мужчин, погибших в результате острого отравления морфином (метаболитом героина). Диагноз был поставлен на основе результатов вскрытия и судебно-химического исследования. В качестве контрольной группы были использованы отпечатки стоп 166 мужчин, погибших от различных причин, не связанных с употреблением наркотиков. Отпечатки получены и обработаны по методике, описанной Т.Д. Гладковой [4] с применением оригинальных устройств, разработанных нами. В научных исследованиях обычно проводятся исследования кожных узоров на отпечатках, полученных при помощи типографской краски. Для получения качественных отпечатков необходимо иметь соответствующее оборудование и определенный опыт. При проведении эпизодических исследований небольших по численности групп людей можно ограничиться непосредственным наблюдением кожных узоров на подошвенной поверхности стопы. Определение генетической склонности к наркомании с использованием метода дерматоглифики проводили путем выявления у пациента определенных признаков дерматоглифики. При этом каждому признаку было присвоено определенное количество баллов в соответствии с частотой встречаемости. Для определения результата баллы суммировались, и по значению суммы делался вывод о вероятности предрасположенности к наркомании. Для проведения исследования нами предложен алгоритм действий. При этом на листе бумаги необходимо записать все признаки дерматоглифики, характерные для лиц, употребляющих наркотики. В процессе работы рядом с каждым признаком следует поставить знак при наличии признака и знак при его отсутствии. Справа от признаков дерматоглифики нужно поставить соответствующее количество баллов. Диагноз склонности к употреблению наркотиков может быть поставлен в случае превышения суммарным количеством баллов определенной величины. Таблица 1. «Значимость» каждого дерматоглифического признака в баллах Признак Баллы Завитковый узор на III пальце левой стопы 83 Отсутствие фибулярной петли на III пальце левой стопы 87 Гребневой счет еа на левой стопе более Гребневой счет I пальца правой стопы более Гребневой счет II пальца левой стопы более Увеличение общего гребневого счёта

107 Отсутствие окончания главной подошвенной линии А на левой стопе в поле 1` 97 Окончание главной подошвенной линии А на левой стопе в поле 14 9 Окончание главной подошвенной линии В на левой стопе в поле 13 5 Отсутствие окончания главной подошвенной линии А на правой стопе в поле 1` 95 Редукция главной подошвенной линии В на правой стопе 2 Отсутствие окончания главной подошвенной линии В на правой стопе в поле 1` 92 Окончание главной подошвенной линии В на правой стопе в поле 1`` 28 Отсутствие окончания главной подошвенной линии С на правой стопе в поле Дополнительный межпальцевой трирадиус в IV межпальцевом промежутке левой стопы 14 Тибиальная петля во II межпальцевом промежутке левой стопы 19 Перистый рисунок в IV межпальцевом промежутке правой стопы 14 Таблица 2. Суммарное количество баллов, соответствующее степени вероятности заболевания. Количество баллов Риск развития наркомании менее 270 Невелик от 270 до 540 Средняя степень более 540 Группа риска Разработанный алгоритм действий позволяет определить предрасположенность к употреблению наркотиков в любом возрасте независимо от фактического их употребления. При превышении общего количества баллов 540 испытуемого необходимо включить в группу риска с последующим проведением активных профилактических мероприятий. Практическое использование предложенного метода может способствовать снижению числа наркоманов и снижению смертности от передозировки наркотиков. Литература 1. Анохина И.П. Проблемы диагностики и лечения алкоголизма и наркоманий / И.П.Анохина, Ю.Л.Арзуманов, А.Г.Веретинская // Сборник трудов НИИ наркологии МЗ РФ. М., С. 6-31, Беляева Т.В. Героиновая наркомания и инфекции / Т.В.Беляева, Т.В.Антонова, Д.А.Лиознов // Героиновая наркомания: актуальные проблемы: Сборник научных трудов. С.-Петербург, государственный медицинский университет. СПб, С, Востриков В.В. Биохимические маркеры алкогольной и опиатной зависимости / В.В.Востриков, В.П.Павленко, П.Д.Шабанов // Обзор по клинической фармакологии и лекарственной терапии, 3. С

108 4. Гладкова Т.Д. Кожные узоры кисти и стопы обезьян и человека / Т.Д. Гладкова М.: Наука, с. 5. Иванец Н.Н. Оценка стоимости лечения наркомании в России / Н.Н. Иванец, Е.А. Кошкина, В.В. Киржанова, М.В. Плотникова // Вопросы наркологии С Козлов А.А. Ситуация с героиновой наркоманией в Российской Федерации / А.А.Козлов, В.В.Перелыгин, А.Г.Чиквина // Наркология С Литвинцев С.В. Диагностика и профилактика суицидального поведения военнослужащих (Сообщение первое) / С.В.Литвинцев, В.К.Шамрей, В.В.Нечипоренко, И.Г.Попик // Военно-медицинский журнал Т. 322, 8. С Остапенко Ю.Н. Острые отравления наркотиками как проблема неотложных состояний в клинической токсикологии / Ю.Н.Остапенко // Неотложные состояния в наркологии/ Под ред. Б.Д. Цыганкова. М.: Медпрактика. М., С Сергеев А.В. Наркоситуация в Уральском федеральном округе: состояние и тенденции развития, место и роль муниципальных органов власти в противодействии наркомании и незаконному обороту наркотиков/ А.В. Сергеев //Сборник материалов и документов международной конференции «Управление антинаркотической работой в муниципальном образовании: опыт, проблемы и перспективы», апреля 2005 года. Екатеринбург: Изд-во «Архитектон», С Стребков А.И. Антинаркотическая политика в современной России: образовательный аспект / А.И.Стребков // Наркология С Шибанова Н.И. Негативные последствия, связанные с употреблением алкоголя, наркотиков и сильнодействующих веществ / Н.И.Шибанова, С.В.Кожемякин, Л.А.Мищенко, О.Л.Цурилина, О.И.Кобякова, Е.В.Журавлева, А.Е.Коваленко // Российский медицинский журнал С Научный руководитель: Чистикин А.Н., д.м.н., профессор Разработка устройства регистрации магнитного поля для магнитоэнцефалографа Гаврилова А.А. Тюменский индустриальный университет, г. Тюмень На сегодняшний день основным методом диагностики электрической активности головного мозга является электроэнцефалография. Она является неинвазивным, информативным методом регистрирующим изменение электрических потенциалов головного мозга отражающего его деятельность. 108

109 Как альтернатива методу электроэнцефалографии развивается новый способ регистрации биоэлектрической активности мозга магнитоэнцефалография. Источник информации для этих двух клеток один и тот же потенциал клеточных мембран. Однако метод магнитоэнцефалографии имеет ряд преимуществ перед электроэнцефалографией. Одним из таких преимуществ является то, что часть токов замыкается внутри черепа и при проведении ЭЭГ не может быть снята скальповыми электродами, в то время как для магнитной составляющей электрического тока кости черепа и мягких ткани являются «прозрачными». Это позволяет получать ту информацию, которая могла быть экранирована черепом, а также более точно локализовать источник активности, что может облегчить постановку диагноза, например, нахождение очага эпилептической активности. Так как при магнитоэнцефалографии датчик не касается поверхности головы, на сигнал не влияют артефакты движения пациента, а также плохой контакт между электродом и кожей. Индукция магнитного поля головного мозга составляет в среднем Тл [1]. Регистрация таких крайне слабых магнитных полей и их градиентов осуществляется с помощью сверхпроводящих интерференционных магнитометров (SQUID-датчиков). Работа SQUID-датчиков основана на макроскопический интерференции в сверхпроводниках (эффекте Джозефсона). Поскольку сверхпроводящее состояние проявляется только при температурах, близких к абсолютному нулю, необходимо охлаждение датчика до температуры 4,2 К (температуры жидкого гелия)[2].непопулярность магнитоэнцефалографии в клинической практике обусловлена высокой стоимостью системы (около 3 млн. евро), которая в свою очередь складывается из себестоимости датчиков (в среднем 2 тыс. евро), системы охлаждения и средств обработки информации [3]. При этом магнитоэнцефалография в сочетании с компьютерной томографией, является одним из самых эффективных методов локализации эпилептического очага в головном мозге. Наша работа направлена на повышение доступности метода магнитоэнцефалографии для не только научно-исследовательских целей, но и для использования в медицинских учреждениях для диагностики заболеваний нервной системы, в частности головного мозга. Для достижения цели была поставлена задача изменить конструкцию блока регистрации таким образом, чтобы уменьшить количество датчиков, не теряя при этом информативность метода. В предлагаемом нами решении разработана конструкция магнитоэнцефалографа, обеспечивающая движение датчика или линейки датчиков по сложной траектории, учитывающей анатомические особенности формы головы пациента, с целью последовательной, непрерывной регистрации параметров магнитного поля. При реализации линейки датчиков их перемещение осуществляется внутри корпуса вдоль поверхности головы, охватывая область равную ширине линейки датчиков. Также осуществляется вращение вокруг головы пациента для охвата всей поверхности. Такой 109

110 метод позволяет регистрировать магнитные поля не только в местах наложения электродов, как при стандартном методе регистрации, но по всей поверхности головы. Конструкция устройства для регистрации магнитных полей головного мозга должна учитывать форму головы различных пациентов. Но так как невозможно создать универсальную конструкцию в достаточной мере соответствующую форме головы различных людей, в устройстве будет предусмотрена возможность подстройки системы к голове конкретного пациента. Это будет реализовано с помощью фиксации устройства в различных положениях, а также путем центрирования относительно поверхности головы. Корпус устройства должен обеспечивать экранизацию датчиков от внешних полей, мы предлагаем использовать слой магнито-мягкого материала пермаллоя. Таким образом, применение нового типа датчиков, а также уменьшение их количества, реализованное благодаря разработанному методу, позволяет снизить стоимость устройства для проведения магнитоэнцефалографии. Что возможно приведет к повышению интереса медицинских учреждений к использованию такого метода регистрации электрической активности головного мозга как магнитоэнцефалография. Литература 1. Олейник В.П., Кулиш С.Н. Аппаратные методы исследований в биологии и медицине / В.П. Олейник, С.Н. Кулиш. Учеб. пособие. Харьков: Нац. аэрокосм. ун-т Харьк. авиац. ин-т, с. 2. Шестакова А.Н., Буторина А.В. Магнитоэнцефалография новейший метод функционального картирования мозга человека / А.Н. Шестакова // Эскпериментальная психология том С Ичкитидзе Л.П., Базаев Н.А., Телышев Д.В., Преображенский Р.Ю., Гаврюшина М.Л. Датчики магнитного поля в медицинской диагностике / Медицинская техника С Научный руководитель: Логачев В.Г., д.т.н., профессор кафедры кибернетических систем УДК Состояние коагуляционного звена гемостаза на фоне медикаментозного прерывания неразвивающейся беременности раннего срока Григорьева Н.В., Багиров Р.Н., Арабаджи О.А., Галушко М.Г. Тюменский государственный медицинский университет, г. Тюмень Неразвивающаяся беременность (НБ) составляет % в структуре репродуктивных потерь [1, 2, 3] и достигает в 1 триместре % [1, 4]. Под этим термином понимают внутриутробную гибель эмбриона, не сопровождающуюся его самопроизвольным изгнанием из полости матки или 110

111 анэмбрионию [3, 4]. Внутриутробная задержка погибшего эмбриона является основной причиной угнетения сократительной активности матки и высокого риска гемостазиологических осложнений. По данным некоторых исследователей кровотечения при НБ встречаются в 29 % случаев, при этом, опасность их возрастает по мере увеличения длительности внутриутробной задержки плодного яйца [2]. У 27,4 % женщин, перенесших НБ, в последующем отмечается привычное невынашивание беременности [3, 4]. Таким образом, проблема НБ чрезвычайно актуальна и в клиническом, и в социальном аспектах, так как отрицательно сказывается на последующей репродуктивной функции женщины и представляет большую угрозу для ее здоровья и жизни. Традиционной тактикой при НБ раннего срока является хирургическая эвакуация погибшего плодного яйца. Инструментальная экстракция плодного яйца, хотя и является эффективным методом опорожнения полости матки, все же имеет свои негативные последствия: кровотечение, инфекционные осложнения, бесплодие и другие. Альтернативой хирургическому аборту служит фармакологический - как более физиологичный и высокоэффективный метод. Высокая эффективность фармакологического аборта в ранние сроки с помощью антигестагена Мифепристона и простагландина Мизопростола подтверждается российскими и зарубежными исследователями [3, 4, 5, 6]. Фармакологическое прерывание беременности в ранние сроки позволяет значительно снизить общую частоту осложнений (инфекционных, механических, гормональных). Однако, данный метод прерывания НБ не исключает возможности развития кровотечения, требующего в отдельных случаях проведения неотложных мероприятий [1, 7]. При этом, возникающие кровотечения имеют характер коагулопатических, так как на фоне регрессирующей беременности развивается синдром диссеминированного внутрисосудистого свертывания (ДВС). Пусковым механизмом развития данного синдрома являются морфофункциональные изменения в плодных оболочках [2, 7] и поступление тромбопластических субстанций в кровоток матери, в ответ на которое и развивается вначале гиперкоагулемическая, а затем и гипокоагулемическая стадии ДВС. Целью исследования явилось изучение состояния коагуляционного звена гемостаза на фоне НБ и при медикаментозном ее прерывании в раннем сроке. Материалом для исследования послужили 30 случаев фармакологического прерывания НБ со сроком аменореи до 49 дней, прошедших за гг. в условиях дневного стационара акушерско-гинекологического отделения Университетской многопрофильной клиники (УМК) ГБОУ ВПО ТюмГМУ Минздрава РФ. Состояние коагуляционного звена гемостаза изучали на базе клинико-диагностической лаборатории УМК и отдела научных исследований ГБОУ ВПО ТюмГМУ Минздрава РФ. Все показатели оценивали в сравнении с группой контроля (небеременных здоровых женщин 111

112 Таблица 1. Состояние коагуляционного звена гемостаза у женщин на фоне медикаментозного прерывания неразвивающейся беременности (n=39, средний возраст 25,96±5,54)). Показатели коагуляции определяли с помощью коагулометра «Ольвекс» (Россия), гемокоагулометра «TROMB- 4» (Россия), по описанию А. П. Момот и др., Для статистической обработки результатов использовали пакет программ Statistica 6. Прерывание НБ выполнялось по схеме: Мифепристон в дозировке 600 мг (3 таблетки по 200 мг) однократно внутрь в присутствии врача и через часов Мизопростол в дозе 800 мкг внутрь (по 400 мкг дважды с интервалом в 3 часа). Результаты. Средний возраст обследованных женщин составил 30,35±5,27 лет. Показатели состояния коагуляционного звена гемостаза у женщин на фоне медикаментозного прерывания неразвивающейся беременности представлены в таблице 1. При анализе полученных данных было выявлено укорочение активированного времени рекальцификации (АВР) фоне НБ (97,55±11,12с) и в первые сутки после приема Мифепристона (98,53±13,54с) с последующим его удлинением в первые сутки после приема Мизопростола (111,40±18,29с), по сравнению с группой контроля (100,41±17,94с). Активированное частичное тромбопластиновое время (АЧТВ) было удлинено на протяжении всего периода наблюдения. При этом тромбиновое время (ТВ) укорачивалось на фоне НБ на 6,3 % и оставалось таковым после приема Мифепристона и Мизопростола. На фоне диссоциации показателей общей свертывающей активности крови выявлялись признаки активации непрерывного внутрисосудистого ее свертывания: количество растворимых фибрин-мономерных комплексов (РФМК) на фоне НБ было увеличено в 5,7 раз, и оставалось повышенным после приема Мифепристона (в 2,9 раз) и Мизопростола (в 3,8 раз) по сравнению с контрольной группой; концентрация D-димера была увеличена на 160 % на фоне НБ, на 120 % после аборта. В противосвертывающей системе наблюдалась тенденция к снижению активности антитромбина III (Ат III) на фоне НБ и после приема Мифепристона. Снижение индекса резерва плазминогена (ИРП) выявлено на 7,6 % до прерывания беременности и на 4,3 % после приема Мизопростола. Показатель Контрольная группа небеременных здоровых женщин, n=39 На фоне неразвивающейся беременности, n=20 В первые сутки после приема мифепристона n=14 В первые сутки после приема мизопростола n=9 АВР,с 100,41±17,94 97,55±11,12 98,53±13,54 111,40±18,29 АЧТВ,с 27,19±3,31 31,47±3,47 28,52±3,68 29,40±3,01 ПТИ,% 92,38±7,78 93,63±7,15 92,58±8,39 96,67±5,61 МНО 1,07±0,12 1,08±0,08 1,09±0,11 1,03±0,05 ТВ,с 15,86±2,01 14,92±1,18 14,97±0,79 14,70±0,46 112

113 ФГ, г/л 3,64±0,81 3,34±0,90 3,03±0,44 3,15±0,78 РФМК,г/л 0,59±1,29 3,39±4,19 1,71±3,11 2,25±3,57 АТ III,% 111,17±13,98 106,47±5,63 107,16±11,18 115,33±3,14 ИРП, % 108,20±26,63 100,00±8,66 103,17±7,89 103,50±12,02 D-димер, мкг/мл 0,05±0,06 0,13±0,05 0,11±0,04 0,10 Примечание: - изменения достоверны относительно контрольной группы небеременных здоровых женщин (р 0,05); Выводы. На фоне НБ раннего срока (до 49 дней аменореи) в коагуляционном звене гемостаза выявляются признаки его активации и диссоциации показателей. Так, укорочение АВР свидетельствует о повышении общей свертывающей активности крови, а удлинение АЧТВ о ее снижении. Выявленные изменения усугубляются в сторону снижения общей свертывающей активности, особенно к первым суткам после приема Мизопростола. НБ раннего срока сопровождается активацией непрерывного внутрисосудистого свертывания крови (увеличение концентрации РФМК, D-димера), интенсивность которого снижается после изгнания эмбриона из полости матки, но остается повышенной по сравнению с контрольной группой. Кроме того, медикаментозное прерывание НБ сопровождается тенденцией к снижению активности антитромбиновой и фибринолитической систем крови. Таким образом, несмотря на использование с целью лечения НБ высокоэффективного и атравматичного фармакологического метода прерывания, обследованный контингент пациенток необходимо относить в группу риска по тромбогеморрагическим осложнениям. Полученные результаты необходимо учитывать при назначении гормональной контрацепции после фармакологического прерывания НБ как самостоятельно, так и в комплексе мер послеабортной реабилитации. Проведенные исследования показывают целесообразность контроля состояния гемостаза перед назначением препаратов половых стероидов (гестагены, мини-пили, КОК) [8] и после фармакологического прерывания НБ [9] с целью снижения риска тромбогеморрагических осложнений после прерывания НБ [10;11]. Литература 1. Димитрова В.И./ Оптимизация ведения женщин с неразвивающейся беременностью. Димитрова В.И., Багижева Н.В., Союнов М.А. и др., всего 6 чел. //Вестник РУДН, сер.медицина. Акушерство и гинекология (32). 180 с. 2. Недоризанюк М.А. Гемостатические сдвиги при неразвивающейся беременности, их коррекция комплексным антиоксидантом: дис канд. мед. наук. / М.А. Недоризанюк. Тюмень, 2008г. 142с. 3. Сидельникова В.М., Сухих Г.Т. Невынашивание беременности: 113

114 Руководство для врачей. М.: МИА; с. 4. Радзинский В.Е., Дмитрова В.И., Майскова И.Ю. Неразвивающаяся беременность. М.: ГЭОТАР-Медиа; с. 5. Неманова С.Б. Гемостаз при фармакологическом прерывании беременности в ранние сроки: дис канд. мед. наук. Архангельск., с. 6. Неразвивающаяся беременность. Методические рекомендации МАРС (Междисциплинарной ассоциации специалистов репродуктивной медицины) / [авт.-сост.в.е. Радзинский и др.]. М.: Редакция журнала StatusPraesens, с. 7. Бышевский А.Ш./ Гемостаз при неразвивающейся беременности, влияние антиоксиданта селмевита. Бышевский А.Ш., Полякова В.А., Глушко М.Г. и др., всего 9 чел. //Успехи современного естествознания; Тюмень, с. 8. Карпова, И.А. Гемостатические сдвиги и их коррекция на фоне использования обратимой пролонгированной контрацепции (LARC) у женщин / И.А. Карпова, В.А. Полякова и др. всего 9 чел. // Научная дискуссия: вопросы медицины (33). С Серова О.Ф., Мельник Т.Н. /Реабилитация после медицинского аборта путь к сохранению репродуктивного здоровья женщин // Русский медицинский журнал. 2007; 15(17): Карпова, И.А. Изменения гемостазиологического гомеостаза на фоне фармакологического прерывания маточной беременности на ранних сроках / И.А. Карпова, А.В. Аксентьева, Е.А. Спирина // Университетская медицина Урала. - Т (2); Тюмень, 2015 С Полякова, В.А. Тромботические осложнения на фоне гормональной контрацепции у женщин / В.А. Полякова, И.А. Карпова, Т.С. Сигильтова, и др., всего 10 чел.// Медицинская наука и образование Урала. - Т (71). Октябрь; Тюмень, С Научные руководители: Карпова Ирина Адамовна, к.м.н., доцент. Полякова Валентина Анатольевна, д.м.н., профессор. Оценка психофизиологических параметров организма студентов и влияние их на процесс адаптации к обучению в вузе Драгич О.А., Новоселова Ю. Тюменский индустриальный университет, г. Тюмень В студенческом периоде, когда физиологические системы эмоционально-вегетативного реагирования испытывают значительное напряжение и особенно подвержены неблагоприятным воздействиям окружающей среды, учебная нагрузка и влияние социально-психологических факторов 114

115 повышаются [3]. Деятельность студентов в процессе обучения сопряжена с усиленной нагрузкой на организм, приводящей к неэкономичной трате функционального резерва. Вследствие этого снижается работоспособность, развивается утомление [1, 5, 6]. Начало обучения в ВУЗе связано с изменением социального окружения, места жительства, привычного ритма жизни, интеллектуальными нагрузками и т.д., что является причиной психофизиологического стресса и требует адаптации организма [2, 4]. В доступных литературных источниках данных по психофизиологическим особенностям девушек лет, начавших обучение в ВУЗе в условиях Северного Зауралья, не достаточно, поэтому изучение данной проблемы является актуальным.целью нашего исследования было изучить особенности психофизиологических параметров организма студенток лет в условиях юга Тюменской области в зависимости от места прежнего проживания (в процессе их адаптации к обучению в ВУЗе).Для решения поставленной цели было проведено комплексное изучение психофизиологического состояния организма девушек лет. Всего было обследовано 480 студенток, обучающихся в Тюменской государственной сельскохозяйственной академии. Проведенное нами исследование позволило выявить ряд особенностей в формировании функционального статуса, отличающих их развитие в зависимости от места прежнего проживания. Анализируя различия частоты сердечных сокращений (ЧСС) и артериального давления (АД) в зависимости от места прежнего проживания, установили, что во всех исследуемых группах максимальные значения имеют сельские девушки, чем их городские сверстницы. С увеличением года обучения в ВУЗе отмечено снижение показателей ЧСС. Таким образом, у обследуемых девушек лет выявляются межгрупповые различия в функциональных показателях сердечно-сосудистой системы. Отмечено преобладание ЧСС и АД у сельских жителей, по нашему мнению, это объясняется сменой прежнего места жительства. Полученные данные позволяют расширить характеристику функций жизненноважных систем и определить диапазон индивидуально-типологической изменчивости в физиометрических показателях организма девушек. По величинам пульсового давления (ПД), среднего артериального давления (АДср.), систолического объема крови (СОК), минутного объема крови (МОК), сердечного индекса (СИ), индекса кровообращения (ИК) установлены достоверные отличия в зависимости от места прежнего проживания: исследуемые показатели больше у сельских девушек во всех исследуемых группах; по показателям периферического сопротивления сосудов (ПСС) и удельного периферического сопротивления сосудов (Уд.ПСС) выявлена противоположная тенденция. С увеличением года обучения отмечена тенденция к увеличению по величинам ПД, АДср., СОК, МОК, СИ, ИК; по ПСС, Уд.ПСС тенденция к снижению. Таким образом, показатели деятельности сердца и центральной гемодинамики имеют различия в зависимости от прежнего места жительства и года 115

116 обучения в ВУЗе, что является следствием различного образа жизни у сельских и городских девушек. Полученные расчетные данные подтвердили межгрупповые и индивидуальные различия, выявленные при изучении физического развития. У сельских и городских жительниц наблюдается индивидуальный диапазон изменчивости в рассматриваемых гемо-динамических показателях. Сравнивая показатели жизненной емкости легких (ЖЕЛ) и жизненного индекса (ЖИ) в зависимости от места прежнего проживания, выявили, что у сельских студенток всех исследуемых групп отмечены достоверно наибольшие значения. Наши исследования выявили возрастные различия во всех исследованных группах по величинам ЖЕЛ, ЖИ и должной жизненной емкости легких (ДЖЕЛ): максимальные значения по всем показателям имеют девушки 5 курса.жел является одним из важнейших показателей функционального состояния аппарата внешнего дыхания. Ее величины зависят как от размеров легких, так и от силы дыхательной мускулатуры. Оценка индивидуальных значений ЖЕЛ ведется путем сопоставления полученных при исследовании величин с должными. В той или иной степени ДЖЕЛ базируется на антропометрических данных и на возрасте испытуемых. В нормальных условиях соотношение ЖЕЛ / ДЖЕЛ не бывает менее 85% [7]. При расчете выявили, что соотношение ЖЕЛ / ДЖЕЛ у студенток, как сельских, так и городских во всех исследуемых группах, больше 85%. Также было выявлено, что у сельских девушек рассматриваемый показатель выше, в отличие от их городских сверстниц и увеличивается по мере увеличения года обучения. Таким образом, полученные результаты исследования сердечно-сосудистой и дыхательной систем установили гетерохронность в развитии показателей. У сельских девушек наблюдается функциональное напряжение в показателях сердечно-сосудистой системы, что является результатом смены привычной обстановки, а у городских девушек отмечено напряжение в показателях дыхательной системы, что объясняется низким уровнем индивидуального здоровья. Индивидуально-типологическая изменчивость, определяемая по морфологическим признакам, находит свое подтверждение в физиологических исследованиях сердечнососудистой и дыхательной систем.полученные результаты исследования высшей нервной деятельности свидетельствуют, что типом высшей нервной деятельности, характеризующимся высокой степенью стрессоустойчивости, обладают в большей мере сельские девушки 1 курса 83%, и 47% городских девушек 1 курса; на 3 и 5 курсах достоверных отличий в зависимости от места прежнего проживания не отмечено.для более углублённого изучения свойств темперамента было проведено исследование формальнодинамических свойств индивидуальности. Данное исследование позволяет выявить уровень психомоторной, интеллектуальной, коммуникативной сферы личности. Выявлен высокий нормативный уровень психомоторной сферы у всех исследуемых девушек, как сельских, так и городских. Но более высокое значение данного показателя преобладает у городских девушек, 116

117 чем у сельских, во всех исследуемых группах. Для данных групп характерно следующее: нормальный мышечный тонус, обычная (частично повышенная) потребность в движении, средняя и высокая работоспособность. В интеллектуальной сфере показатели у большинства обследованных девушек средние и совсем незначительно девушек имеют низкие значения во всех исследуемых группах. Это означает, что студентки имеют средние и низкие уровни интеллектуальных возможностей, средне выраженное стремление к деятельности, связанной с умственным напряжением, нормальная гибкость мышления, наличие стереотипа мышления. В коммуникативной сфере высокий уровень достоверно выявлен у студенток 3 курса, как сельских, так и городских. В зависимости от места прежнего проживания, на 1 курсе этот показатель имеет достоверно большие значения у городских девушек. На 3 и 5 курсах высокий уровень коммуникативной сферы выявлен у сельских студенток, по сравнению с их городскими сверстницами. Следовательно, все исследованные девушки, как сельские, так и городские, обладают нормальной и высокой потребностью в общении, у них достаточно большой «круг» контактов, легкость вступления в новые социальные контакты, у части стремление к лидерству. Обычная скорость речевой активности, легкая плавная речь. Таким образом, выявленные значения индексов формально-динамических свойств индивидуальности позволяют сделать вывод о том, что уровни психомоторной, интеллектуальной, коммуникативной, эмоциональной и общей активности в норме у значительной части обследованных девушек юга Тюменской области лет. Особенно важно, что индекс общей адаптивности в норме у подавляющего количества студенток в целом. Результаты настоящего исследования позволили выявить особенности функционального и психологического состояния девушек лет, проживающих на юге Тюменской области, а также оценить уровень адаптации к процессу обучения в ВУЗе. Полученные данные физиологических и психологических особенностей девушек являются основой для разработки и осуществления мероприятий, направленных на коррекцию дезадаптивных нарушений. Это, в свою очередь, является важным условием сохранения здоровья девушек в процессе обучения в ВУЗе, особенно в неблагоприятной экологической среде. На основе полученных данных разработаны региональные нормы морфофункционального состояния организма девушек лет юга Тюменской области, которые внедрены в медицинскую и педагогическую практику, используются при проведении оздоровительных мероприятий и осуществления врачебно-педагогического контроля за здоровьем студентов Тюменских ВУЗов. Выявленные различия в морфофункциональных показателях девушек, развивающихся в условиях промышленного города и села, следует учитывать при организации учебного процесса и подбору физических нагрузок по 117

118 предмету «Физическая культура», а также при планировании спортивномассовых и оздоровительных мероприятий в ВУЗах Тюменской области. Литература 1. Драгич О.А. Закономерности морфофункциональной изменчивости организма студентов юношеского возраста в условиях УрФО / О.А. Драгич, К.А. Сидорова, П.Г. Койносов, Т.А. Сидорова. Тюмень, с. 2. Дорожнова К.П. Роль социальных и биологических факторов в развитии ребенка / К.П. Дорожнова. М., с. 3. Завертаная Е.И. Психофизиологические особенности состояния организма школьников в выпускных классов общеобразовательных школ г.тюмени: Дис. канд. биол. наук / Е.И. Завертаная. Тюмень, с. 4. Ивакина Е.А. Особенности физического развития и состояния системы кровообращения студентов Уральского региона: Дис. канд. биол. наук. / Е.А.Ивакина. Тюмень, с. 5. Иваницкий М.Ф. Анатомия человека / М.Ф.Иваницкий. М.: Физкультура и спорт, с. 6. Ноздрачев А.Д. Общий курс физиологии человека и животных / А.Д.Ноздрачева, И.А.Баранникова, Батуев и др.. // В 2 кн. М.: Высшая школа, с. 7. Солодков А.С. Физиология человека. Общая. Спортивная. Возрастная: Учебник для вузов физ. культуры / А.С.Солодков., Е.Б.Сологуб. М.: ТЕРРА-Спорт: Олимпия Пресс, с. Научный руководитель: Драгич Ольга Александровна, д.биол.н., профессор кафедры физического воспитания УДК Использование экспресс-тестов SERATEC HemDirect в качестве объекта молекулярно-генетического исследования с применением индивидуализирующих систем ПДАФ-типа Ермолаева А.А. ГБУЗ «Областное бюро судебно-медицинской экспертизы», г. Тюмень Значительную часть работы экспертов судебно-биологического отделения с молекулярно-генетической лабораторией составляют экспертизы, связанные с изучением крови. В связи с этим большое значение приобрели методики, направленные на определение наличия крови на вещественных доказательствах и на месте происшествия. В настоящее время существует достоверная методика для выявления крови в следах на вещественных доказательствах. Это традиционная тонко- 118

119 слойная хроматография, применяемая при большом количестве биологического материала. Однако, при работе с микроследами рекомендовано использование тест-кассет SERATEC HemDirect и прибора SeraQuant. SERATEC HemDirect - иммунохроматографический экспресс-тест для количественного обнаружения гемоглобина человека. Метод основан на подтверждении наличия гемоглобина человека в исследуемой пробе путём иммунохимической реакции. Механизм работы теста основан на образовании комплекса антитело-антиген-антитело (Sandwich - комплекс) на мембранах тестовых полосок. Образуются структуры из меченных антител и антигенов, которые движутся по адсорбенту к иммобилизованным моноклональным антителам. В результате их взаимодействия образуется окрашенный комплекс в виде красной линии на определённом листе тест-полоски [1]. SeraQuant - прибор для количественного анализа мембранных тестов и документации результатов [2]. При назначении судебно-биологической экспертизы без молекулярно-генетического исследования перед экспертом ставится вопрос об установлении наличия, видовой и групповой принадлежности крови. В случае, когда содержание крови на предмете-носителе (например, орудие преступления) изначально мало, либо при проведении поисковых реакций «вслепую», может возникнуть ситуация уничтожения биологического объекта и невозможности его дальнейшего исследования при последующем назначении молекулярно-генетической экспертизы. Таким образом, возникла идея исследования «промежуточных» тестов SERATEC HemDirect, содержащих биологический материал (кровь) с вещественных доказательств. На ноже (предположительном орудии преступления) было обнаружено небольшое количество вещества, похожего на кровь, были сделаны смывы и проведён анализ на кассете SERATEC HemDirect и приборе SeraQuant. Получен положительный результат - содержание гемоглобина человека > 250 ng/ml, в результате чего кровь была полностью израсходована. Из кассеты была извлечена тест-полоска, и исследованы два участка: первый «1» - стартовая зона (место внесения вытяжки), второй «2» - зона финиша (противоположный конец тест-полоски). Проведено молекулярно-генетическое исследования данных участков тест-кассеты и образца крови проходящего по делу лица - потерпевшего N. Выделение ДНК проводили с применением сорбентных технологий с использованием специализированного набора реагентов «PrepFiler Forensic DNA Extraction Kit» (Applied Biosystems, США). Продуктивность полимеразной цепной реакции регистрировали в режиме реального времени с использованием системы количественной энзиматической амплификации ДНК «Quantifiler Duo DNA Quantification Kit» (Applied Biosystems, США). 119

120 Типирование полиморфных STR-локусов ДНК проводили в мультиплексном формате с помощью полимеразной цепной реакции с использованием энзиматической амплификации: 16-локусной панели «AmpFLSTR Identifiler Plus PCR Amplification Kit» и 9-локусной панели «AmpFlSTR Minifiler PCR Amplification Kit» (Applied Biosystems, США). Продукты полимеразной цепной реакции фракционировали электрофоретически с использованием системы капиллярного электрофореза «3500 Genetic Analyzer» (Applied Biosystems, США). Получены следующие результаты: 1) концентрация ДНК в объектах исследования: - участок тест-полоски «1» - 0,01 нг/мкл; - участок тест-полоски «2» - 0,02 нг/мкл; 2) при тестировании препаратов ДНК, полученных из следов крови в исследованных участках тест-полосок, обозначенных «1» и «2», по всем молекулярно-генетическим локусам выявляется не более двух аллелей, но при этом наблюдается дисбаланс между данными локусами, а также выпадение аллелей в гетерозиготных локусах в объекте «1», что, скорее всего, свидетельствует о низком содержании генетического материала в объектах исследования; 3) в качестве методического приема, направленного на повышение чувствительности и эффективности молекулярно-генетического типирования длинных фрагментов хромосомной ДНК, была использована специализированная 9-локусная панель «AmpFlSTR Minifiler PCR Amplification Kit» (Applied Biosystems, США). При сравнительном анализе ПДАФ-профилей препаратов ДНК, полученных из следов крови, установленных с использованием индивидуализирующих систем «AmpFlSTR Minifiler PCR Amplification Kit» и «AmpFlSTR Identifiler Plus PCR Amplification Kit», наблюдается полное совпадение аллельных комбинаций; 4) при сравнительном исследовании по всем исследованным молекулярно-генетическим системам в ПДАФ-профиле препаратов ДНК, полученных из следов крови с участков тест-кассеты и из объекта сравнения - образца крови потерпевшего N, наблюдается полное совпадение генотипических аллельных комбинаций. Таким образом, из полученных результатов можно сделать следующие выводы: - входящие в состав буферного раствора и тест-полоски SERATEC HemDirect химические реактивы не влияют на выделение ДНК и дальнейшее ее типирование. Следовательно, использованные для установления наличия крови человека тест-кассеты SERATEC HemDirect пригодны для дальнейшего исследования с применением молекулярно-генетических индивидуализирующих систем ПДАФ-типа; - при предположительном израсходовании биологического материала на предмете-носителе (например, орудии преступления) использованные 120

121 при этом тест-кассеты следует высушивать при комнатной температуре без воздействия прямых солнечных лучей, хранить в архиве для последующего возможного молекулярно-генетического исследования. Литература 1. Панина Т.Г., Игнатова Т.В. Новые возможности при работе с пятнами крови на вещественных доказательствах / Избранные вопросы судебно-медицинской экспертизы. 11; - Хабаровск, С Михайлова Н. Н., Зороастров О. М. О перспективе применения прибора SeraQuant для количественного анализа мембранных тестов при исследовании судебно-биологических объектов // Актуальные вопросы судебной медицины и экспертной практики. Вып. 15; - Новосибирск, С Научный руководитель: Чистикин А.Н., д.м.н., профессор. УДК : Биометрические показатели агрессивного поведения человека Ефремов И.С. Областное бюро судебно-медицинской экспертизы, г. Тюмень Тюменский государственный медицинский университет, г. Тюмень В последние десятилетия агрессивное поведение в молодежной среде становится все большей социальной проблемой и привлекает внимание не только социологов, педагогов и психологов, а также судебных медиков и юристов, которые рассматривают способы ее решения в целях предупреждения агрессивных проявлений, снижения агрессивности и, как следствие, профилактики преступлений связанных с насилием. Агрессивное поведение проявляется у человека уже с первых лет жизни. Причем дети существенно различаются между собой по агрессивному поведению, что, несомненно, обусловлено наследственными (генетическими) факторами. Очевидно существование определенной связи между противоправными действиями и агрессивным поведением. Часто агрессивное поведение переходит в асоциальное поведение в подростковом и юношеском возрасте [3]. Для раннего выявления агрессивного поведения у детей и подростков и возможности их асоциального поведения в будущем, можно использовать генетические методы исследования, самым доступным из которых является дерматоглифический метод. В последние десятилетия дерматоглифические методы исследования все чаще применяются в криминалистической и судебно-медицинской практиках. В медицинской дерматоглифике установлены взаимосвязи особенностей строения кожных узоров кистей рук с рядом заболеваний - сердечно- 121

122 сосудистой, мочеполовой, нервной систем, при ряде психических заболеваний, пороках развития и др. [2, 6]. Также установлены особенности дерматоглифической картины рук у лиц, страдающих наркоманией [7], у лиц, склонных к конкретной профессиональной деятельности [4], у спортсменов занимающихся различными видами спорта [5] и для определения ряда характеристик человека [1]. Для выявления возможного существования дерматоглифических маркеров повышенной агрессивности, нами исследованы дерматоглифические признаки кистей рук лиц, умышленно совершивших преступления против жизни и здоровья человека (умышленное убийство, умышленное причинение вреда здоровью) в сравнении с группой лиц, не привлекавшихся к уголовной ответственности. Материалом для работы послужили отпечатки кожных узоров рук осужденных за совершение умышленных убийств (группа 1, n=125) и умышленное причинение тяжкого вреда здоровью (группа 2, n=106). Контрольную группу составили мужчины, не привлекавшиеся к уголовной ответственности (n=101). При дерматоглифической обработке изучены отпечатки гребешковой кожи дистальных фаланг пальцев рук (узорность и гребневой счет) и ладоней (определение топографии главных ладонных линий, узорность ладоней, гребневые счета ладони и величины ладонных углов). Анализ полученных данных. Узорность дистальных фаланг: при оценке всех полученных результатов исследуемых групп выявлены общие достоверные дерматоглифические уклонения в сравнении с контрольной группой: - на правой руке: увеличение количества завитков на IV пальцах по сравнению с контролем (51,61±4,50% ( 1), 56,60±4,80% ( 2), 36,63±4,80% (контроль)); - на левой руке: увеличение частоты встречаемости завитков на II пальце по сравнению с контролем (30,40±4,10% ( 1), 37,74±4,70% ( 2), 18,81±3,90% (контроль)); увеличение частоты встречаемости завитков на III пальце по сравнению с контрольной группой (20,8±3,60% ( 1), 26,67±4,30% ( 2), 7,92±2,70% (контроль)); уменьшение частоты встречаемости ульнарных петель на III пальце по сравнению с контролем (68,00±4,20% ( 1), 68,57±4,50% ( 2), 81,19±3,90% (контроль)). Гребневой счет дистальных фаланг: в исследуемых группах при сопоставлении с результатами, полученными в контрольной группе выявлены общие достоверные различия: - на правой руке увеличение гребневого счета на IV пальце (15,5±0,51 ( 1), 15,96±0,57 ( 2), 13,39±0,63 (контроль)); - на левой руке увеличение гребневого счета на IV пальце (15,55±0,48 ( 1), 15,66±0,57 ( 2), 13,75±0,63 (контроль)). 122

123 На V пальце левой руки общие достоверные различия от контроля в виде его увеличения выявлены только для групп 1 и 2 (12,85±0,40 ( 1), 12,79±0,48 ( 2), 11,27±0,50 (контроль)). Узорность ладоней: Общих достоверных различий в распределении узорности ладоней в исследуемых группах, обладающих заведомо повышенной агрессивностью, по сравнению с контрольной группой не выявлено. Окончание главных ладонных линий: в исследуемых группах, обладающих заведомо повышенной агрессивностью по сравнению с контролем выявлены общие достоверные различия с контрольной группой: - на правой руке: отсутствие редукции главной ладонной линии C у всех исследуемых групп, тогда как в контроле она составила 17,82±3,80%; - на левой руке: увеличение частоты окончания главной ладонной линии C в поле 8 (16,67±10,80% ( 1), 14,25±9,3% ( 2), 0,99±1,0% (контроль)); отсутствие окончания главной ладонной линии B в поле 7 в исследуемой группе 1, достоверное уменьшение частоты ее окончаний в группе 2 при p<0,05 (7,69±7,40%), при частоте окончания ее в этом поле в контроле 30,69±4,60%; отсутствие редукции главной ладонной линии C в группах 1 и 2, при редукции ее в контроле с частотой 18,81±3,9%; уменьшение частоты окончаний главной ладонной линии D в поле 11 (6,25±6,10% ( 1), 6,25±6,10% ( 2), 28,71±4,5% (контроль)). Гребневой счет ладоней и величины ладонных углов: в исследуемых группах, обладающих заведомо повышенной агрессивностью, по сравнению с контролем общих достоверных различий в величинах ладонного гребневого счета и величинах ладонных углов в сравнении с контролем не выявлено. Заключение и выводы. Таким образом, выявленные особенности биометрических показателей человека в виде уклонения дерматоглифики, позволяют выявить лиц, в том числе среди детей и подростков, с повышенной агрессивностью, склонных при определенных условиях к совершению преступления против жизни и здоровья других людей. Что, в свою очередь позволяет провести профилактические мероприятия, направленные на предупреждение преступлений совершаемых детьми и подростками, и, следовательно, способствует решению назревшей социальной проблемы преступность в молодежной среде. Выявление генетических признаков повышенной агрессивности может найти применение в различных областях социологии, криминалистики, медицины и психологии. Подходы и методы популяционно-дерматоглифических исследований могут быть применены в учебных программах практических занятий ряда кафедр юридических, медицинских, а также биологических вузов. 123

124 Литература 1. Вагин Ю.Е., Фадеев Ю.А. Психофизические процессы поведения и вид пальцевых узоров человека // журнал «Вестник новых медицинских технологий». 3, С Никитюк Д.Б., Чава С.В. Дерматоглифика как проявление конституции человека // журнал «Системный анализ и управление в биомедицинских системах». 2, С Платонова З.Н. Агрессия, как фактор адаптации подростков, занимающихся спортом // журнал «Спортивная психология», 3 (18), 2009г. - С Чернышева Ф.А., Исламова Н.М. Особенности пальцевой дерматоглифики кисти у лиц из разных сфер профессиональной деятельности // журнал «Вестник антропологии». 20, С Чистикина Т.А., Прокопьев Н.Я., Марьинских С.Г. Дерматоглифика у спортсменов. Монография с. 6. Чистикин А.Н. Исследование кожных узоров в диагностике заболеваний //Деп. в ВИНИТИ В-93. С Чистикин А.Н., Бевза А.Л. Определение склонности к употреблению наркотиков методом дерматоглифики // Методические рекомендации для врачей интернов и ординаторов. Тюмень, С. 19. Научный руководитель: Чистикин А.Н., д.м.н., профессор. Биомедицинские системы и технологии Захарова А.В., Новоселова Ю.И. Тюменский индустриальный университет, г. Тюмень Биомедицинская технология комплексная процедура, направленная на создание новых биологических объектов и их продуктов, способных вызывать определенный диагностический, лечебный или профилактический эффект при применении в медицинской практике. Биомедицинские технологии включены в список новых перспективных технологий, в которых заинтересовано современное человечество. Накопленный к настоящему времени научно-методический потенциал в сфере клеточной биологии, генетики и молекулярной биологии, является основой для разработки современных, патогенетически и этиологически ориентированных методов и средств профилактики, диагностики и лечения широкого спектра заболеваний человека. В настоящее время в ряде зарубежных стран разработаны и проходят клинические испытания новые методы диагностики и лечения ряда тяжелых и социально значимых заболеваний, основанные на применении следующих биомедицинских технологий: терапия стволовыми клетками и клеточными продуктами (лечение аутоиммунных заболеваний, диабета 2 типа, инфаркта, травм спинного 124

125 мозга); генетическая диагностика (определение предрасположенности, донозологическое тестирование, подбор лекарственной терапии); генная терапия (лечение иммунодефицитов, муковисцидоза, болезни Гоше, некоторых форм рака и СПИДа). Отмечается серьёзный прогресс в лечении болезни Паркинсона. В Российской Федерации научно-исследовательскими организациями Минздравсоцразвития России, РАМН, РАН и ФМБА России проводятся исследования по разработке методов клеточной и генной терапии при лечении некоторых онкологических заболеваний (лимфом, миелом, лейкемии), аутоимунных заболеваний (множественного склероза, волчанки, ревматоидного артрита, склеродермита, болезни Крона), серповидно-клеточной анемии, иммунодефицитных состояний, повреждений роговицы, инсульта, инфаркта, болезни Паркинсона, язвы желудка и 12-ти перстной кишки, травм спинного мозга, терапии печеночной недостаточности. Разработана технология лечения радиационных поражений кожи с применением мезенхимальных стволовых клеток. Кроме того, в отечественную практику здравоохранения активно внедряется методический арсенал персонифицированной медицины, основанный на подборе индивидуальных норм и способов лечения с учетом генетического профиля пациента. Это предполагает персональное планирование здоровья, индивидуальный выбор методов профилактики, обнаружения и лечения заболеваний, а также выявление индивидуальной подверженности профессиональным и средовым факторам риска. Отдельным направлением персонифицированной медицины является фармакогеномика клиническая и научная дисциплина, изучающая индивидуальную генетическую предрасположенность для выбора оптимальной лекарственной терапии. Лаборатория инновационных биомедицинских технологий основана в 2000 году и и с этого времени стремится объединить специалистов медиков, биологов, биохимиков, биофизиков и инженеров-биотехнологов из ведущих научных учреждений России для совместного творческого решения актуальных проблем биомедицины на стыке наук. Основная цель нашей Лаборатории системный анализ наиболее перспективных достижений фундаментальных наук. Вычленение из большого массива современной научной информации необходимых знаний, систематизация фактов, разработка на этой основе новых стратегий эффективных биомедицинских технологий и внедрение их в медицинскую практику.в современной науке подобный подход сформировал основу новейшего направления инновационного развития системы здравоохранения будущего трансляционной медицины. Широкий охват направлений исследований обоснован и целесообразен. Человек состоит из астрономического количества составных элементов около клеток, представленных 250 клеточными типами. Каждая клетка несет полный набор генетической информации, но при этом является 125

126 частью функционирующего как единое целое организма, обладающего к тому же суперсвойствами, например разумом, чувствами. Подобно физикам-теоретикам, создающим Единую теорию, мы стремимся объединить междисциплинарные знания в области биологии человека, которые, безусловно, взаимосвязаны и дополняют друг друга. Анализ и синтез сотен тысяч разрозненных научных фактов позволяет по-иному взглянуть на теории утраты регенерационной способности, старения, образования опухолей. Закономерности роста и развития и сбои в этих программах могут быть осмыслены только в рамках единого подхода. Понимание базисных механизмов адаптации, пато- и саногенеза ведет к увеличению арсенала средств и методов спасения пациентов от многих сегодня еще неизлечимых заболеваний, что несомненно поднимает медицину на качественно новый уровень. Литература 1. https://ru.wikipedia.org/wiki/ 2. Научный руководитель: Захарова А.В. инструктор-методист по физической культуре. Применение искусственных нейронных сетей в моделировании заключения о положении электрической оси сердца С.С. Зеленин, И.А. Должин Тюменский индустриальный университет, г. Тюмень В настоящее время развитие медицины базируется на применении эффективных методов обработки информации для совершенствования процесса принятия решений врачом в диагностике заболеваний. Актуальность приобретает применение биотехнических систем для планирования научных работ, сбора и анализа данных компьютерными методами обработки информации, отдав наиболее трудоёмкий и ответственный процесс при диагностике и прогнозе параметров жизнедеятельности человека соответствующим аппаратно-программным средствам, моделирующим деятельность экспертов-медиков. Целью данной работы является разработка метода обучения ИНС для моделирования заключения о положении электрической оси сердца, который можно использовать в экспертных системах и системах принятия решения. Для достижения поставленной были решены следующие задачи: 1. Сформировать обучающую выборку. 2. Выбрать модель, обеспечивающую эффективное решение задачи классификации образов. 126

127 3. Провести обучение и тестирование рабочего примера выбранной модели НС. Для решения первой задачи были определены входные данные для обучающей выборки, которые представляет собой [1] значения амплитуды зубцов Q, R, S в I, II и III стандартных отведениях (рис.1) и выходные данные заключение о положении электрической оси сердца (таблица 1). Рис.1. ЭКГ пациента Таблица 1. Положение электрической оси сердца Значение угла Положение электрической оси сердца меньше (-30 ) 1 Блокада передней ветви левой ножки пучка Гиса (-30 ) Резкая левограмма Левограмма Нормограмма (нормальное положение оси) Правограмма Блокада задней ветви левой ножки пучка Гиса Так как у нас известны 6 классов, т.е. значений углов (таблица 1), для вывода заключения о положении электрической оси сердца была выбрана многослойная нейронная сеть. Обучение и тестирование рабочего примера выбранной модели НС проводилось с помощью функции trainbpx, которая реализует метод обратного распространения ошибки с возмущением и адаптацией параметра скорости настройки. В качестве инструментальной среды реализации алгоритма выбран программный продукт MATLAB, который обладает рядом преимуществ [2, 3] и нашёл широкое применение в интеллектуальных и экспертных системах [4, 5]. Количество циклов обучения назначим 1000 эпох (рис.2). 127

128 Рис.2. Окно результатов обучения сети Когда количество ошибок достигает разрешённого числа, работа по обучению ИНС прекращается. В данном случае было обработано 53 эпохи, наилучшее значение получено на 33-ей (что показано на графике MATLAB). Как только обучение завершилось, программа открывает диалоговое окно для ввода исходных данных с электрокардиограммы (ЭКГ) экспертом-медиком. После ввода значений ЭКГ пациента, нейронная сеть выдаёт результат согласно таблице 1 (рис.3): Рис.3. Заключение о положении электрической оси сердца Проведённое обучение нейронной сети на базе 2000 вариантов значений зубцов Q, R и S показало правильность распознавания заключения. Достигнутые результаты обучения показывают, что ИНС имеют высокий потенциал для моделирования положения электрической оси сердца и дальнейшей работы по выявлению отклонений в электрокардиограммах. Литература 1. Глушкова, Е.Г. Методические указания по выполнению лабораторной работы: «Регистрация электрической активности сердечной 128

129 мышцы» [Текст] / сост. доцент кафедры КС, к.б.н. Е.Г. Глушкова: Тюмень, ТюмГНГУ, с.; 2. Чекардовская, И.А. Эффективная система проектирования производственных процессов [Текст] / И.А. Чекардовская, Л.Н. Бакановская, И.А. Торопова // Научное обозрение С ; 3. Бакановская, Л.Н. К вопросу о разработке нейросетевых экспертных систем [Текст] / Л.Н. Бакановская // Materials of the XI International scientific and practical conference, Conduct of modern science, Volume 3. Economic science. Sheffield. Science and education LTD 112 стр. С ; 4. Туренко, С.К. Разработка программного обеспечения оптимизации полевых геофизических исследований на нефть и газ [Текст] / С.К. Туренко, Р.К. Ахмадулин // Геология, геофизика и разработка нефтяных и газовых месторождений С ; 5. Туренко, С.К. Формирование множества результатов выделения при построении критерия качества на основе формализации экспертных оценок / С.К. Туренко, Р.К. Ахмадулин // Геология и нефтегазоносность Западно-Сибирского мегабассейна: материалы Четвертой Всероссийской научно-практической конференции. Тюмень, апреля 2006 г. Том 2. Тюмень: Вектор-Бук, С Аппаратная диагностика степени отморожений биологической ткани Исаева И.С. Забайкальский Государственный Университет Отморожение холодовая травма, вызывающая поверхностное или глубокое повреждение тканей. Нередко сопровождается общим переохлаждением организма и особенно часто затрагивает части тела как ушные раковины, нос, не достаточно защищенные конечности, прежде всего пальцы рук и ног. Выделяют 4 степени отморожения. Патологические изменения при отморожениях развиваются в кровеносных сосудах, а не в клетках и тканях непосредственно. Под влиянием нервных импульсов происходит спазм, затем длительное расширение, стаз, тромбоз. Вследствие расстройства циркуляции наступают дегенеративные изменения в клетках и тканях и вторичный некроз. Основными признаками, в зависимости от степени являются: спазм сосудов, выход плазмы крови из сосудов, отек, некроз подкожной клетчатки и мышц. Главным и основным признаком некроза тканей является исчезновение в их клетках ядер. В очагах некроза, наряду с исчезновением ядер клеток, происходит изменения и их протоплазмы. Происходит набухание коллогеновых и мышечных волокон и сужение артериальных сосудов. 129

130 Для того чтобы как можно раньше определить степень отморожения, предложены дополнительные методы исследования: термография, рентгеноангиография, гаммасцинтиграфия, определение показателя активности креатинкиназы в сыворотке крови, исследования крови и мочи для определения содержания сиаловых кислот и др. К сожалению, одни из этих методов требуют специального оборудования и навыков работы с ними, другие трудоемки, степень достоверности третьих невелика, четвертые позволяют получить необходимые данные только в третьей фазе отморожения, когда они уже не так важны. Эти методы представляют интерес скорее для исследователей, работающих в специализированных учреждениях, чем для практических врачей. В практической работе основными являются общеклинические методы обследования больного. В четвертой и пятой фазах отморожения обязательна рентгенография костей. В подавляющем большинстве случаев врач сталкивается с отморожением во второй фазе его течения, когда отмороженные участки отогреты. При диагностике отморожений в фазе паранекроза наибольшее значение имеет осмотр пораженного участка. Установить I и IV степени отморожения нетрудно. Для ранней диагностики IV степени отморожения полезно если отмороженная конечность темного цвета, холодна на ощупь, а при уколах иглой безболезненна и в местах уколов не появляется кровь, то такую конечность следует признать нежизнеспособной. Практический опыт свидетельствует о том, что в первые сутки после травмы ни характер содержимого пузырей, ни их распространенность, ни наличие кровоизлияний, ни цвет дермы под пузырями не могут быть достоверными признаками той или иной степени отморожения. Важнейшей особенностью клинического течения отморожения в фазе паранекроза является то обстоятельство, что в первые часы после травмы оно проявляется как отморожение I-II степени: умеренный отек, гиперемия кожи, мелкие пузыри, наполненные серозной жидкостью, отсутствие чувствительности. Однако медленно, но неотвратимо отек увеличивается, плазморрагия нарастает, пузыри сливаются, становятся огромными. Начиная с дистальных отделов пораженного сегмента конечности, светло-розовый цвет дермы изменяется на ярко-красны, а затем темно-вишневый. Именно темно-вишневый цвет дермы под удаленной ногтевой пластиной или пузырем является достоверным клиническим признаком IV степени отморожения. Дифференциальная диагностика II и III степени возможна только в четвертой фазе (ранних последствий) на основании клинико-морфологических признаков. Происходящие в тканях патологические процессы и сопровождающие их структурные изменения тканей и сосудистой системы приводят к изменению их электрических свойств. На первых стадиях в результате снижения кровотока, набухая клеток, уменьшения межклеточного пространства увеличивается омическое и общее сопротивление. В более поздних стадиях с 130

131 увеличением кровотока, увеличением клеточной проницаемости, увеличением объема межклеточной жидкости происходит уменьшение емкости и сопротивления. При отмирании ткани происходит разрушение клеточных мембран, увеличение кожных потоков и исчезновение реактивной составляющей импеданса. Сопротивление ткани будет определять только активная составляющая. Связи с изложенным в качестве доступного и информативного метода диагностики, позволяющего определить границы некротических поражений можно предложить метод электроимпендансометрии. При этом диагностически значимым параметром будет является не только полное сопротивление участка биологической ткани, но и его составляющие активное и реактивное сопротивления, которые будут характеризовать прежде всего состояния клеточных мембран, а следовательно возможность возвращении ткани в нормальное состояние. Структурная схема устройства для измерения регистрации импеданса представлена на рис.1. устройство состоит из персонального компьютера 1, задающего параметры зондирующего тока, вырабатываемого генератором 2, и обеспечивающим обработку и представление результатов измерения импеданса в виде картины распределения на исследуемом участке биологической ткани в виде общего сопротивления, активной и реактивной его составляющих, значения коэффициента поляризации; коммутатора 3 переключающего электроды на режимы зондирования и измерения; блока измерения импеданса 5; АЦП 6. Измерения проводятся в нескольких точках исследуемой области биологической ткани с обязательным изменением параметров на прилегающим к исследуемому участке здорово ткани для получения базового значения. Рис.1. Структурная схема устройства 131

132 Измерение необходимо проводить зондирующим током как минимум на двух частотах в диапазоне кгц с последующим определением коэффициента поляризации Б. Н. Тарусова, характеризующего степень жизнеспособности ткани. Одной из наиболее легко реализуемых и нетравматических схем измерения является использования в качестве индифферентного электрода пластины, а в качестве измерительного - модернизированный электрод, используемый при снятии ЭКГ. Устройство состоит из персонального компьютера 1, к которому подключены: генератор 2, коммутатор 3,биологический объект 4, измерительный блок 5 и АЦП 6.С генератора 2 подаются сигнал с частотой 50 Гц и 200 Гц на коммутатор 3, далее поступает на биологический объект 4, измеряет импеданс. Литература 1. Торнуев, Ю.В. электрический импеданс биологических тканей / Ю. В. Торнуев и др. Москва: ВЗПИ, с. 2. Устюжанин, В.А. электроимпедансная диагностика биологических тканей: монография / В.А. Устюжанин, В.В. Епифанцев, А.А. Ишков; Забайкал. гос. ун т. Чита: ЗабГУ, с. Научный руководитель: Устюжанин В.А., к.т.н., доцент Разработка математической модели воздействия лазерного излучения на биообъект Качалин А.С. Тюменский индустриальный университет, г. Тюмень На сегодняшний день невозможно представить жизнь современного человека без лазерных технологий, которые применяются в различных областях, таких, как медицина, машиностроение, электроника, связь и т.д. Лазерное излучение обладает рядом уникальных характеристик монохромность, высокая степень временной и пространственной когерентности, малая расходимость луча, большая плотность мощности, а также возможность управлять ими. Использование лазерных технологий в медицине открывает новые возможности, начиная от эстетической медицины до сложного медицинского вмешательства, позволяет реализовать принципиально новые решения и использовать новые материалы, повышающие качество лечения. Лазерные биотехнологии можно разделить в зависимости от плотности мощности лазерного излучения на лазерную диагностику, лазерную терапию, лазерную хирургию или деструкцию биотканей, в основе которой лежит термический фактор. Кроме того, лазерные технологии имеют дело с живой материей, которая представляет собой многослойные сложные 132

133 структуры, с различными тепловыми и оптическими свойствами, что приводит к необходимости учитывать анизотропию физических параметров тканей и гомеостаз живого объекта [1]. Разработка модели Важнейшими параметрами, определяющими взаимодействие лазерного излучения с биотканиями, являются: режим облучения (непрерывный или импульсный), время и мощность, а также длина волны, которая определяет интенсивность поглощения излучения тканью. Распределение температуры является одним из основных параметров в лазерных биотехнологиях. Термические свойства биотканей определяются ее многослойной структурой, теплопроводностью и теплоемкостью. Поглощенная энергия лазерного излучения вызывает в облученном участке локальное повышение температуры. При этом часть тепла отводится из зоны обработки за счет кондукции в окружающие области, вызывая зачастую нежелательный нагрев. Расчет режима обработки позволяет минимизировать нагрев окружающих тканей. В настоящее время все более широко используются системы инженерного анализа для постановки численных экспериментов и нахождения оптимальных параметров в исследуемой области. Это позволяет значительно сократить время и стоимость разработки и исследования, рассчитать оптимальные технологические параметры. Разработка модели позволит найти оптимальные режимы лазерной обработки биологических тканей вплоть до расчета индивидуального режима для каждого слоя и минимизировать тепловое воздействие на окружающие ткани. Распределение температуры в анизотропном твердом теле описывается уравнением теплопроводности, которое в операторной форме имеет вид [2]:, 1 где с удельная теплопроводность; ρ плотность; Т температура в структуре; t время; оператор Набла; k коэффициент теплопроводности; q источник тепла. Источником тепла является лазерное излучение, которое частично отражается от обрабатываемой поверхности, поглощается материалом и проникает в него. Затухание лазерного луча за счет поглощения его энергии телом описывается законом Ламберта [2]: 1, 2 где qlaser(y) плотность мощности лазерного луча с учетом затухания; q0 плотность мощности лазерного луча; R коэффициент отражения; α 133

134 поглощательная способность среды; y координата направленная в глубь материала от обрабатываемой поверхности. Излучательный и конвекционный процессы отвода тепла с обрабатываемой поверхности будут описываться следующими выражениями [2]; ; 3, 4 где ε коэффициент излучения; σ постоянная Стефана-Больцмана; h конвективный коэффициент; qrad, qconv плотность теплового потока за счет излучения и конвекции соответственно; T0 температура окружающей среды. Суммарный тепловой поток qcomb с поверхности будет описываться выражением:, 5 где, суммарный коэффициент теплопередачи. В модели лазерной обработки биотканей учтены следующие тепловые потоки: поглощенная телом энергия лазерного луча, конвективный отвод тепла и излучение с поверхности. На рис. 1 схематично показаны потоки тепла, которые учитываются в разрабатываемой модели. Был взят двумерный случай, поскольку распределение температуры по z координате будет аналогично x, а уменьшение размерности позволит сократить время расчетов. Рис.1. Тепловые потоки в разработанной модели 134

135 Для двумерного нестационарного случая и анизотропной среды в частных производных уравнение (1) будет иметь следующий вид:,,,,,,,,,,,,. 6 Граничные условия с учетом уравнения Фурье [2] будут следующими:, 7 для верхней грани, параллельной оси у:, 8 для нижней грани, параллельной оси у, и для граней, параллельных оси x. Уравнение (6) с учетом граничных условий (7) и (8) не может быть решено аналитически. Поэтому для ее решения был использован численный метод [2]. Исходя из геометрии задачи (см. рис. 1), необходимо создать прямоугольную координатную сетку, равномерную по оси x и неравномерную по оси y. При выборе шага по оси x необходимо учитывать ширину лазерного луча, чтобы минимальный шаг был меньше его ширины. По оси y необходима неравномерная сетка, поскольку обрабатываемые слои в биологических структурах имеют различную толщину от десятков микрон до сантиметров. Введение координатной сетки предполагает, что значения всех переменных и их производных рассматриваются только в узлах этой сетки. Поэтому все переменные заменятся сеточными функциями, а все производные конечными разностями. На рис. 2 представлены сеточная модель и направление осей координат. Исходная система дифференциальных уравнений в частных производных (6), с учетом граничных условий (7) (8) и выражения для лазерного излучения (2) на сетке, представленной на рис. 2, преобразованная в систему алгебраических уравнений, имеет вид [3]: 135

136,,,,,, 2,,,,, 2,,,,,,,, 9,,,,,,,,,, для внутренних точек области i = 2...I 1, j = 2...J 1, n = 2...N,. Рис.2. Модель с направлением осей координат Внутренний источник тепла равен поглощенному теплу и будет описываться следующим выражением [3]:,,,,,,, 10 где,, мощность лазерного луча в соответствующих точках координат и во времени, которая в конечно-разностном виде будет иметь вид:,, 1, 11 Граничные условия с учетом наложенной сетки будут следующими:,,,,,,,,,,, 12 где,,,,,,,, при i = 1...I, j = 1, n = 2...N;,,, 14, 136

137 при i = 1...I, j = J, n = 2...N; при i = 1, j = 2...J 1, n = 2...N; при i = I, j = 2...J 1, n = 2...N. Начальные условия в конечно-разностном виде будут иметь вид:,,, 15 при i = 1...I, j = 1...J, k = 1. Выражения (9) (15) представляют собой систему алгебраических уравнений, которая в общем виде будет следующей:, 16 где T вектор-столбец переменных длиной M = I J N; A квадратная матрица коэффициентов системы линейных алгебраических уравнений (СЛАУ) размерностью ; B вектор-столбец свободных членов. Для получения адекватного решения количество точек должно быть более тысячи (I > 10, J > 10, N > 10). Для решения СЛАУ такой размерности был использован метод Якоби [1]. На текущий момент разрабатывается программное обеспечение, которое позволит проводить численные эксперименты и рассчитывать оптимальные режимы лазерной обработки биологических структур. Заключение Разработанная модель, описывает процесс взаимодействия лазерного излучения с биологическими тканями и позволяет моделировать процессы лазерной обработки для различных типов лазера. Разработанная модель на основе конечно-разностного метода учитывает следующие особенности взаимодействия лазерного излучения с биотканями: сложную многослойную структуру биологических тканей; отражение лазерного излучения от поверхности; затухание лазерного луча в структуре; конвективную и излучательную составляющие при процессе охлаждения поверхности; зависимость оптических и тепловых свойств от типа ткани, входящего в структуру. Литература 1. Плетнёв С.Д. Лазеры в клинической медицине. М.: Медицина, Самарский А.А., Вабищевич П.Н. Вычислительная теплопередача. М.: Едиториал УРСС, с. 137

138 3. Малюков С.П., Куликова И.В., Калашников Г.В. Моделирование процесса лазерного отжига структуры «кремний-стекловидный диэлектрик» // Известия ЮФУ. Технические науки. Тематический выпуск «Интеллектуальные САПР» С Использование микрофлюидных систем для оценки гематологических показателей Медведева М.А., Чеданова Ю.С. Тюменский индустриальный университет, г. Тюмень Впервые концепция прибора на микрочиповой основе была выдвинута в 1980-х годах Андреасом Манцем. С тех пор микрофлюидные технологии прочно обосновались в лабораториях медико-биологического профиля, их развитие привело к появлению приборов, с использованием нанои пиколитровых объемов жидкости и воспроизводимым управлением. Достоинствами микрофлюидных систем являются: высокая чувствительность, малое время анализа, низкое электропотребление и малые габариты, а также экономичность. В настоящее время подавляющее большинство микрофлюидных аналитических систем используемых в медицине и биологии направлено на количественную оценку статичных показателей работы органов и тканей или организма в целом, менее распространено создание устройств для оценки функционального состояния отдельных компонентов той или иной биологической системы [1]. Широко распространенными в настоящее время являются приборы основой которых является микрофлюидный чип, такие приборы используются в клинической практике для проведения биохимических анализов различных биологических жидкостей, а также цитометрических исследованиях. Еще одним направлением использования микрофлюидных устройств(мфу) является микробиологический анализ биологических сред организма человека с помощью методов ИФА и ПЦР. Кроме этого микрофлюидные чипы нашли широкое применение в научноисследовательских лабораториях медико-биологического профиля [2,3,4,5]. Развитие современного общества делает востребованным проведение ряда клинических лабораторных исследований в отрыве от клинико-диагностических лабораторий лечебных учреждений. Такую возможность могут предоставить устройства на микрофлюидных системах. Целью настоящей работы являлось рассмотрение устройства микрофлюидного чипа для проведения цитометрических исследований крови и оценки отдельных гематологических показателей. В качестве основных тестов проводимых на МФУ выбраны: подсчет количества эритроцитов, подсчет количества тромбоцитов, подсчет количества лейкоцитов, определение количества гемоглобина в единице объема. Для проведения этих тестов удобнее использовать фотометрические методы 138

139 анализа, значит, чип должен быть изготовлен из оптически прозрачных материалов, таких как полидиметилсилоксан или полиметилметакрилат. Выбор материала во многом будет зависеть от способа изготовления МФУ, который в свою очередь определяется выбранной архитектурой. Дифференцировку клеток крови удобнее проводить при прохождении единичных клеток через канал соответствующего диаметра (12 мкм), для обеспечения ламинарности потока и линейности движения крови длинна канала должна составлять не менее 1000 мкм. Участок МФУ с описанным каналом помещается между источником света и фотоприемником с линейными размерами «рабочих поверхностей» 40х20 мкм и по интенсивности света падающего на приемник происходит определение вида клетки проходящей через канал. Подсчет производится до заполнения приемной емкости на МФУ, после этого производится расчет на единицу объема, минимальный объем приемной емкости должен составлять 50 мкл, для получения необходимой статистической выборки. Определение гемоглобина можно осуществить при фотометрии исследуемого образца крови в приемной емкости для этого необходимо использовать источник монохроматического света с длинной волны 532 нм. Для предотвращения свертывания крови в ходе анализа при помещении крови в МФУ она должна смешиваться с антикоагулянтом, в качестве которого могут выступать соли гепарина. Таким образом, для изготовления МФУ требуемых размеров и архитектуры лучше всего использовать метод фотолитографии, а в качестве материала полидиметилсилоксан. Внесение антикоагулянта в МФУ возможно методом напыления в процессе изготовления. Нанесение антикоагулянта будет удобным при создании на входе МФУ канала с архитектурой типа «ступенька», что позволит эффективно смешать кровь с веществом до начала анализа. Микрофлюидное устройство изготовленное вышеописанным способом будет одноразовым, поэтому выгодным станет при изготовлении в промышленных масштабах. Литература 1. Глушков В.С., Буслаева Н.Н., Глушкова Е.Г. Возможности применения микрофлюидных устройств для моделирования гемодинамических процессов /Научные труды IV съезда физиологов СНГ 2014 С Глушков В.С., Сторожок С.А., Панченко Л.Ф., Силина Е.Г. Роль деформаций цитоплазматических мембран в регуляции функций клеток /Биомедицинская химия Т С Глушков В.С., Сторожок С.А., Петровец А.М. Модификация структуры мембран клеток крови как модулятор изменения проницаемости мембран для АДФ при их сдвиговой деформации /Известия Челябинского научного центра УрО РАН С Глушков В.С., Сторожок С.А. Запрограммированная гибель эритроцитов (эриптоз) /Вестник Уральской медицинской академической науки Т С

140 5. Глушкова Е.Г., Сторожок С.А., Глушков В.С. Влияние антиоксидантов на проницаемость клеток крови для АДФ при их сдвиговой деформации в условиях окислительного стресса/молекулярные механизмы регуляции функции клетки. Материалы Международного симпозиума С Научный руководитель: Е.Г. Глушкова, к.биол.н., доцент Изучение возможности использования модели лазер-индуцированного тромбоза для доклинического исследования прямых антикоагулянтов Пусько А.А. Тюменский индустриальный университет, г. Тюмень Исследование биологического действия химических соединений создаваемых лабораторно или получаемых из природных объектов являющихся лекарственными кандидатами представляет существенную проблему. Биологические особенности модельных объектов (лабораторных животных) и способа моделирования физиологических или патологических изменений (как in vitro, так и in vivo) не всегда соотносятся с фактическим ходом событий в живом организме [1]. При этом наиболее полная оценка воздействий исследуемых соединений на целевую систему, позволит на ранних этапах тестирования сделать выводы о целесообразности их дальнейшего изучения, позволяя сэкономить время и ресурсы лаборатории, и выводить на клиническое тестирование максимально эффективные и безопасные соединения. Одной из систем, комплексное исследование которой достаточно сложно в силу ее многокомпонентности, является система гемостаза [2,4,5]. При этом количество исследуемых противосвертывающих средств велико, и не прослеживается тенденции к уменьшению поисковой активности. Так, в лабораториях Тюменского ГМУ из ряда растений, произрастающих в Западной Сибири, в том числе на территории Тюменской области, выделены и частично охарактеризованы эффекторы с антикоагулянтной активностью [1,3]. Существующие данные говорят об их достаточно высокой противосвертывающей активности, приемлемой продолжительности действия и низкой токсичности. Однако их влияние на гемостаз оценено главным образом с использованием стандартных «пробирочных» тестов, что делает поиск подходящей для изучения воздействия эффекторов модели актуальным. Провести комплексное изучение изменений гемостаза, включая прижизненную визуализизацию состояния кровотока, у лабораторных животных при введении нового низкомолекулярного антикоагулянта растительного происхождения. 140

141 В качестве модельных объектов использовались самцы белых беспородных крыс (возраст 2 мес.) массой 200 ± 40 г. При изучении влияния антикоагулянта на состояние гемодинамики при лазер-индуцированной модели тромбоза (длина волны 535 нм, мощность 50 мвт) объектом наблюдения и оценки были сосуды микроциркуляторного русла брыжейки тонкого кишечника. Время воздействия составляло от 30 до 180 секунд. Антикоагулянтный эффектор получали из листьев черники обыкновенной (Vaccínium myrtíllus) по разработанной ранее методике [1]. Растворы сухого экстракта в изотоническом хлориде натрия использовали для исследования его влияния на разные этапы плазмокоагуляции. Также оценивали влияние экстракта на показатели свертывания крови, АДФ-индуцированную агрегацию тромбоцитов (АТ) и деформируемость эритроцитов (ДЭ) после его введения лабораторным животным. Исследование деформируемости эритроцитов проводили метода эктацитометрии в проточной камере. При исследовании показателей гемореологии установлено, что лазерное облучение вызывает изменение скорости кровотока и диаметра сосудов микроциркуляторного русла. Уже на первых секундах облучения наблюдалось увеличение скорости кровотока, сопровождавшееся характерными морфологическими признаками: исчезала зернистость потока крови, повышалась его оптическая плотность. Через 30 секунд наблюдаемая картина менялась скорость кровотока замедлялась и увеличивалась зернистость потока. При увеличении продолжительности облучения до секунд, после первой минуты облучения сохранялось вазодилятация, и отмечалась выраженная миграция лейкоцитов в зону повреждения. В дальнейшем наблюдается адгезия и агрегация форменных элементов с формированием пристеночного тромба, а затем и полная остановка кровотока вследствие закупорки сосуда. Таким образом, у контрольной группы животных формирование тромбов начиналось через 120 секунд облучения и полная остановка кровотока на исследуемом участке происходила к 180 секунде. Прерывание облучения через 120 секунд сопровождалось восстановлением состояния сосудов и нормализацией кровотока в течении 7-12 минут. В случае предварительного введения крысам исследуемого экстракта листьев черники, динамика изменений движения крови в сосудистом русле при облучении лазером претерпевала изменения. Так, формирование пристеночных тромбов начиналось не ранее чем через секунд от начала облучения, а остановка кровотока на облучаемом участке сосуда происходила через секунд. Примерно в половине случаев после прекращения облучения, тромботизированный сосуд реканализировался в течении 5-8 минут. Выводы 141

142 1. Полученный из листьев черники экстракт обладает антикоагулянтной активностью, а эффект антикоагулянта реализуется на внутреннем пути плазмокоагуляции 2. Антикоагулянтное действие проявляется как в «пробирочных» тестах, так и при внутривенном введении лабораторным животным 3. Кроме влияния на плазмокоагуляционный гемостаз, антикоагулянт ограниченно угнетает агрегацию тромбоцитов и повышает эластичность мембран эритроцитов. 4. При индуцировании тромбообразования лазером, предварительное введение антикоагулянта увеличивает время воздействия, требуемого для развития тромбоза и сосудистых реакций, ухудшающих состояние микроциркуляции. Литература 1. Глушков В.С., Сторожок С.А., Петровец А.М. Модификация структуры мембран клеток крови как модулятор изменения проницаемости мембран для АДФ при их сдвиговой деформации /Известия Челябинского научного центра УрО РАН С Бышевский А.Ш., Галян С.Л., Калинин Е.П., Карпова И.А., Полякова В.А. О регуляции неферментативного этапа свертывания крови (аутополимеризация и агрегация фибрина)/тромбоз, гемостаз и реология 2012 Т.49, 1 С Калинин Е.П., Бояринцев Д.И., Гладкий М.А., Галян С.Л. Исследование возможных путей введения пептидного антикоагулянта из сапропеля/медицинская наука и образование Урала 2015 Т.16. 1(81) С Глушков В.С., Сторожок С.А., Панченко Л.Ф., Силина Е.Г. Роль деформаций цитоплазматических мембран в регуляции функций клеток /Биомедицинская химия Т С Калинин Е.П., Бояринцев Д.И., Галян С.Л. Получение, очистка и общая характеристика пептидного антикоагулянта из сапропеля/казанский медицинский журнал 2005 Т.96., 5 С Научный руководитель: Е.Г. Глушкова, к.биол.н., доцент 142

143 УДК Социально-биологические особенности женщин, прервавших регрессирующую беременность в первом триместре фармакологическим способом Спирина Е. А., Галушко М.Г. Тюменский государственный медицинский университет, г. Тюмень Актуальность. По данным статистики, ежегодно до 20% всех беременностей завершаются самопроизвольным абортом, при этом в структуре невынашивания неуклонно растёт доля неразвивающейся беременности раннего срока, что является актуальной проблемой не только репродуктивных потерь, но и неблагоприятным прогнозом, поскольку значительная часть перенесённых ранее эпизодов замершей беременности впоследствии приводит к привычному невынашиванию [1]. Цель исследования. Изучить особенности клинико-анамнестической характеристики женщин, выбравших медикаментозное прерывание регрессирующей беременности. Материал и методы. На базе акушерско-гинекологического отделения Университетской многопрофильной клиники в 2015г. обследовано 29 женщин, прервавших регрессирующую беременность медикаментозным методом. Проанализирована клинико-анамнестическая характеристика пациенток, данные объективного обследования, течение аборта. Анамнестическое обследование включало: возраст, социальное положение, характеристику менструальной функции, возраст коитархе, акушерско-гинекологический анамнез, вредные привычки (курение, алкоголь), соматический анамнез. Объективное обследование включaло: осмотр и пaльпaцию молочных желез, бимaнyaльнoе гинекологическое иccледoвaние, ocмoтp шейки матки в зеpкaлax, мaзoк по Пaпaникoлay, мaзoк на степень чистоты влагалища, УЗИ органов малого таза. Согласно приказа Министерства здравоохранения Российской Федерации от 1 ноября 2012г. 572Н «Об утверждении порядка оказания медицинской помощи по профилю «акушерство и гинекология (за исключением вспомогательных репродуктивных технологий)»» при регрессирующей беременности показано стационарное лечение с последующим выскабливанием полости матки на фоне болюсного введения антибиотиков, при сочетании с плацентарным полип возможно выполнение гистерорезектоскопии. Но благодаря внедрению современных клинических рекомендаций Министерства здравоохранения Российской Федерации «Медикаментозное прерывание беременности в I триместре» принятых в 2015 году, которые были разработаны в соответствии со статьей 76 Федерального закона от 21 ноября 2011 года 323-ФЗ «Об основах охраны здоровья граждан в Российской Федерации» лечение регрессирующей беременности возможно без хирургического травматичного вмешательства препаратами - антипрогестином 143

144 (МНН Мифепристон) и аналогом простогландинов (МНН Мизопростолом) [2, 3]. Медикаментозное прерывание беременности выполняли у женщин с длительностью аменореи до 63 дней Миропристоном (МНН: мифепристон) в дозировке 600 мг (3таблетки по 200 мг) однократно внутрь с последующим приемом через часов Миролюта (МНН: мизопростол) в дозе мкг (2-4 таблетки по 200 мкг) внутрь до 49 дней аменореи, вагинально или трансбуккально от 50 до 63 дней аменореи. Результаты. Средний возраст обследованных женщин составил 30,4±5,27 лет. По результатам наших исследований регрессирующая беременность чаще наблюдалась в возрастной группе от 18 до 35 лет (79,3%), реже - в позднем репродуктивной возрасте от 35 до 41 года (20,7%). Работающих женщин было 72,4%, неработающих женщин - 27,6%. Начало половой жизни у большинства наступило после 18 лет (62%). Все обследованные жили половой жизнью регулярно. Первобеременные женщины составляли 27,6%, одну беременность в анамнезе имели 20,7%, две и более 51,7%. При сборе анамнеза 34,5% женщин указывали на различную экстрагенитальную патологию, нередко сочетанную. Чаще всего встречались заболевания сердечно-сосудистой системы - 13,7%, органов дыхания 10,3% и болезни органов мочевыделительной системы 10,3%, реже наблюдались цитомегаловирусная инфекция (ЦМВИ) - 6,9%, герпесвирусная инфекция (ВПГИ) - 6,9%. Структура гинекологической патологии у пациенток с регрессирующей беременностью была следующей: патология шейки матки в 55,2% случаев, хронический метроэндометрит -31%, нарушения менструальной функции - 10,3%, миома тела матки - 10,3%, эндометриоз - 10,3%, недостаточность лютеиновой фазы - 6,9%, вторичное бесплодие - 6,9%. Течение настоящей беременности осложнилось: угрожающим выкидышем у 5 пациенток (17,2%), ретрохориальной гематомой (3,4%). ОРВИ во время данной беременности наблюдалось у 5 пациенток (17,2%). По данным УЗИ гибель эмбриона наступила у большинства обследованных в сроке до 5-6 недель у 51,7%. Генетические и хромосомные аномалии были выявлены у 10,6% женщин, у 1 пациентки по результатам патоморфологического исследования диагностирован пузырный занос. При выполнении медикаментозного прерывания беременности осложнения у большинства пациенток отсутствовали. Среди выявленных осложнений чаще встречались: интенсивная боль внизу живота, повышение температуры тела (в первые сутки после приема мизопростола. Выводы. По результатам наших исследований регрессирующая беременность чаще встречается у работающих женщин в возрастной группе от 18 до 35 лет. Начало половой жизни у большинства обследованных совпадало с совершеннолетием (18 лет). Все обследованные жили половой жизнью регулярно и планировали данную беременность. У 72,4% женщин беременность была повторная, причем нередко предыдущие заканчивались 144

145 также неудачей (самопроизвольным выкидышем, регрессирующей беременностью), что является характерной особенностью данной категории пациенток и диктует необходимость относить их к группе риска по невынашиванию, даже при наличии в анамнезе однократного случая регрессирующей беременности. Из экстрагенитальных заболеваний чаще всего встречались ОРВИ и тромбофилии, что доказывает значимую роль этих факторов в остановке развития эмбриона, как и нарушений анатомии половых органов и генетических и хромосомных аномалий. Таким образом, гинекологическая и экстрагенитальная патология может явиться причиной нарушенного состояния эндометрия, характеризующегося его неполноценностью и неспособностью обеспечить процессы гестации, и как следствие привести к репродуктивным потерям. Все пациентки, после прерывания регрессирующей беременности даже щадящим медикаментозным способом, нуждаются в послеабортной реабилитации с обязательным восстановлением структурно-метаболических характеристик эндометрия и в тщательной прегравидарной подготовке к следующей беременности, в зависимости от соматической и гинекологической патологии. Литература 1. Радзинский В.Е., Димитрова В.И., Майскова И.Ю. Неразвивающаяся беременность. Методические рекомендации МАРС (Междисциплинарной ассоциации специалистов репродуктивной медицины) М.: Редакция журнала StatusPraesens, Стр Полякова В.А., Карпова И.А., Рагозина Я.А., Королева О.С., Елисеева В.В. Клиническая эффективность внедрения современных технологий амбулаторно-поликлинического звена акушерско-гинекологической службы. Медицинская наука и образование Урала. Тюмень, С Полякова В.А., Карпова И.А., Хойрыш А.В., Сычева А.Л. Применение препаратов мифепристона и мизопростола в акушерско-гинекологической практике. Медицинская наука и образование Урала. Тюмень, (71). - Т С Научный руководитель: Полякова В.А., д.м.н., профессор. Карпова И.А., к.м.н., доцент 145

146 Влияние характера питания на распространенность гиперхолестеринемии у коренных и пришлых народов г. Надыма и Надымского района Степанов А.А. Тюменский государственный университет, г. Тюмень Несмотря на то, что число пришлых народов на Крайнем Севере с каждым годом возрастает, их адаптация к климатогеографическим факторам среды создает трудности в промышленном освоении региона. Не говоря о том, что на здоровье человека оказывают влияние и техногенные факторы [1, 2]. Помимо того, что адаптационные процессы влекут за собой перестройку эндокринной, сердечно-сосудистой, респираторной и других систем, не стоит забывать о значимости метаболической адаптации. Последняя, в свою очередь является основой адаптации организма к условиям внутренней и внешней среды [3]. В случае с пришлыми народами Крайнего Севера, происходит перестройка обмена жиров, белков, углеводов, микро- и макроэлементов, но также смещение энергетического обмена с «углеводного» на «жировой», вследствие снижения в тканях скорости гликолиза. А напряжение механизмов адаптации с неспецифическими его изменениями может повлечь за собой развитие хронических неинфекционных заболеваний [4]. С целью анализа характера питания как фактора распространенности гиперхолестеринемии было проведено эпидемиологическое обследование коренных и пришлых народов г. Надыма и Надымского района. В обследовании приняло участие 814 человек в возрасте от 20 до 59 лет, среди которых лица коренной национальности (ненцы) и пришлое население составили 39,6% (322 чел.) и 60,4% (492 чел.) соответственно. В свою очередь, процентное соотношение мужчин и женщин в первом случае было 25,5% (82 чел.) и 74,5% (240 чел.), а во втором 35,8% (176 чел.) и 64,2% (316 чел.). Не поддается сомнению, что на распространенность ГХС оказывают влияние ХС, НЖК, рафинированные углеводы и крахмал. Так, потребление НЖК оказалось выше у пришлого мужского населения (11,2% энергетической ценности), нежели у мужского коренного (7,2%). Женская половина пришлого и коренного населения характеризуется аналогичными данными 12,2% против 9,6%. Схожая ситуация наблюдается и в случае с сахарами: потребление у пришлого населения оказалось выше на 11,4%. Впрочем, содержание крахмала оказалось достоверно выше у коренных жителей на 7,8% для мужчин и 22,9% для женщин. 146

147 Говоря о липидном обмене, стоит брать во внимание также потребление пищевого холестерина, жирных насыщенных (НЖК), жирных мононенасыщенных кислот (МНЖК) жирных полиненасыщенных кислот (ПНЖК), жиров, а также природу последних [5]. Процентное соотношение жира растительного и животного происхождения в рационе пришлых народов составило ½ части от количества жира, когда как у коренных народов этот же коэффициент равен 1/5. Общая калорийность питания у пришлого населения оказалась выше, чем у коренного, и составила 2704 ккал против 2403 (p <0,05). Это коррелирует с полученными данными о высоком потреблении простых углеводов у пришлого населения, по сравнению с коренным населением (18,6% и 22,4% против 16,7% и 18,4% соответственно для мужской и женской половины). Существенные различия в роли белков в энергетическом обмене оказались также достоверными. Если у коренного мужского населения 23,3% энергетической ценности обеспечивается белком животного происхождения на 71,9%, то для пришлого населения эта цифра гораздо ниже всего 14,0% (p<0,05); содержание при этом животного белка составило 55,3% (p<0,001). После полученных данных о питании коренных и пришлых народов, было проведено исследование концентрации холестерина в сыворотке крови и распространенность гиперхолестеринемии (ГХС) (таблица 1). Так, в возрастном диапазоне лет общий холестерин (ХС) оказался выше у пришлых мужчин и женщин, нежели у коренных жителей. Наибольшая распространенность ГХС, соответственно, оказалась в пришлой популяции. Таблица 1. Концентрация холестерина в сыворотке крови и распространенность ГХС у обследованных пришлых и коренных жителей г. Надым и Надымского района Коренное население Пришлое население Липиды крови Мужчины (n 82) (n 322) Женщины (n 240) Мужчины (n 176) (n 482) Женщины (n 316) ХС (норма до 5,2 ммоль/л) 4,10±0,41 3,95±0,55 5,44±0,09 4,15±0,41 Лиц с ГХС Примечание: n количество обследованных, () p < 0,01 достоверность отличий показателей пришлого населения по сравнению с коренным. Говоря об алиментарно-зависимых факторов риска, стоит сказать о потреблении углеводов и жиров/кг (в процентном выражении от калорийности суточного рациона) на массу тела. У женщин пришлого населения этот показатель равен 17,7% и 14,3%. У мужчин влияние животных жиров, 147

148 жиров/кг на массу тела составило 8,9% и 24,2%, углеводов и углеводов/кг 10,5% и 9,2% соответственно. В связи с этим, был сделан вывод, что ключевую роль в адаптации коренных и пришлых народов крайнего Севера играет характер питания [6]. Оглядываясь на уровень метаболической адаптации, можно сделать выводы также о том, в каком состоянии находятся жизненно-важные системы организма, а также каким алиментарно-зависимым факторам риска он подвержен. Литература 1. Казначеев, В.П. Особенности экологических факторов высоких широт / В.П. Казначеев, В.Ю. Куликов. СПб.: Медицина, с. 2. Агаджанян, Н.А. Экологический портрет человека на Крайнем Севере / Н.А. Агаджанян, Н.В. Ермакова. М.: Наука, с. 3. Кольцова, Н.И. К вопросу об оценке вахтово-экспедиционного труда в нефтяной промышленности / Н.И. Кольцова // Гигиена и санитария С Буганов, А.А. Ямальский регион: проблемы здоровья населения / А.А. Буганов Надым, с. 5. Е.В. Корнеева. Влияние пищевого поведения на формирование метаболических нарушений у пришлого населения в условиях, приравненных к Крайнему Северу // Здоровье семьи - 21 век С Митрофанов И.М. Оценка и прогнозирование состояния здоровья пришлого населения в районах промышленного освоения Севера: автореферат дис.... д-ра мед. наук / И. М. Митрофанов ; НИИ клин. и эксперим. медицины СО РАМН. - Новосибирск, с. Научный руководитель: Фролова О.В., к.б.н., доцент. Питание студентов как фактор здорового образа жизни Кочетков С.И., Ладатко Г.Р., Катина Е.А., Тыжник У.Л. Тюменский индустриальный университет, г. Тюмень Рациональное здоровое питание это физиологически полноценное питание людей с учетом их физиологических особенностей, пола, возраста, характера труда и климатических условий, оно способствует сопротивляемости вредных факторов окружающей среды, высокой умственной и физической работоспособности, сохранению здоровья и долголетия. Структуру питания стоит рассматривать как важнейшую составляющую здорового образа жизни. 148

149 Для выявления совокупности факторов, влияющих на структуру питания студентов ТИУ, было инициировано и проведено социологическое исследования. Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи: 1. Изучить структуру питания ТИУ. 2. Выявить отношение студентов к здоровому образу жизни, в том числе к рациональному питанию. 3. Изучить питание студентов. 4. Определить факторы, влияющие на структуру питания. Предметом исследования является: питание студентов ТИУ. Объектом исследования выступают: студенты ТИУ. В данной работе выбран метод анкетирования и анализа документов. На основании анализа питания современных студентов были выявлены следующие часто встречающиеся нарушения в пищевых рационах: 1.Среди студентов первых курсов наблюдается недостаточное употребление биохимически ценных продуктов (мяса, рыба, яйца, молочные продукты). 2. Переизбыток простых углеводов, связанных с большим объёмом употребления хлебобулочных изделий (белый хлеб, булочки, выпечка), газированных напитков. 3.Недостаток пищевых волокон, связанный с низким содержанием фруктов и овощей в рационе. 4.Однообразное питание, употребление одних и тех же продуктов на протяжении долгого времени. 5. Переизбыток животных жиров и низкое поступление в организм растительных жиров. 6. Употребление сухариков, чипсов, быстрорастворимой лапши и пюре. 7. Недостаточное употребление простой чистой воды. 8. Пропуск приема пищи и перекусы на ходу. Такое питание негативно влияет на вес организм в целом, а это не может не сказаться на учебном процессе и общем самочувствие. Полноценное, сбалансированное питание является важнейшим фактором здорового образа жизни. Нарушение структуры питания, как самого главного фактора здоровья организма, влечет за собой губительные последствия для человека. Пища дает не только энергию и силу, но и при правильном ее употреблении - здоровье. Неправильное питание студентов является фактором развития множества заболеваний. Нарушение структуры питания может вызвать заболевание пищеварительной системы, подорвать обмен веществ организма и отрицательно сказаться на общем самочувствие. Нехватка времени, темп 149

150 жизни современного студента, некомпетентность в вопросах культуры питания приводят к неразборчивости в продуктах, популярности «быстрой» еды. Изучение фактического питания студентов позволяет не только оценить его как фактор сбережения здоровья, но и установить наличие факторов риска, связанных с недостатками рациона, вредных пищевых привычек, повышающих вероятность нарушений в деятельности органов и систем. Учитывая важность здоровья молодежи, как фактора, обеспечивающего будущий экономический, социальный и культурный потенциал страны, изучение состояния питания студентов является актуальной задачей. Эту тему в своих работах затрагивают следующие авторы: 1. Кадетова Н.В. Основы рационального питания студентов. В статье выделены основные нарушения режима питания, даны физиологические рекомендации по энергетической ценности суточного рациона студентов и обогащенного рациона витаминами. 2. Горбей М.П., Горбей Н.П. Вредное влияние «модных» диет на состояние здоровья студентов. В публикации описано пагубное влияние на здоровье студентов различных не сбалансированных диет, из-за которых в организме не поступает достаточное количество витаминов и минеральных веществ, что приводит к нарушению метаболического обмена. 3. Карабинская О.А., Изатулин В.Г., Макаров О.Л., Колесникова О.В., Колягин А.Н., Атаманюка А.Б., Основные проблемы питания студентов в связи с их образом жизни. Рассматривая основные проблемы питания студентов первых курсов, обусловленные их образом жизни, которые существенно влияют на показатели здоровья, учебной деятельности и процесс адаптации. Литература 1. Афашагова А.А. Эндо экологические основы формирования культуры питания у студентов. 2. Балыкова О.П., Цыбусов А.П., Блинов Д.С., Чернова Н.Н., Ляпина С.А. Исследования культуры питания студентов вузов одного из факторов формирования здоровья. 3. Вагайцева А.С., Строкольская Т.А. Влияние питания школьников и студентов кемеровской области на состояния их здоровья. 4. Всемирная организация здравоохранения, Рацион питания и предупреждения хронических заболеваний. 5. Исаева И.Н., Возженникова Г.В., Горбунова В.И., Шутова А.М., Верушкина А.С. Питание и некоторые показатели пищевого статуса студентов. 150

151 6. Кадетова Н.В. Основы рационального питания студентов // Известия южного федерального университета. Технические науки С Карабинская О.А., Изатулин В.Г., Макаров О.А., Колесникова О.В., Калягин А.Н., Атаманюк А.Б. Основы проблемы питания студентов в связи с их образом жизни. 8. Клочкова А.А. Изменение традиций питания у коренных жителей камчатского края и студентов КАМГУ им. В. Беринга. 9. Колбасин А.Ю., Алимпиева А.В. Установка студентов вуза на самосохранительное поведение в отношении питания: опыт эмпирического исследования // Вестник Балтийского федерального университета им. И. Канта С Краткий словарь по социологии: авт. Кол: Э.М. Коржева, Н.Ф. Наумов. 11. Могильный М.П., Галюкова М.К. Использования напитков из кофе в здоровом питании // Новые технологии с Османов Э.М., Ронжина Г.Н., Дорофеева Е.А., Пышкин А.С. Проблемы питания современного студента // Вестник тамбовского университета. Серия: естественные и технические науки С Подригалов Л.В., Пашкевич С.А., Прусик К. Анализ питания студенческой молодежи во взаимосвязи с особенностями здоровья. 14. Сахорова О.Б., Кику П.Ф., Лапардин М.П. Система оценка здоровья, питания, физического развития студентов // Информатика и системы управления (16) Солодова Т.В. Психосоциальное исследования студенческой молодежи. 16. Тарасова Н.С., Лавренчук А.А. Правильное питание как залог здоровья и долголетия. 17. Тимченко Н.Н., Кустов А.А. Здоровое питание-залог здорового образа жизни. 18. Хен С.В., Бочанова Н.В. Пищевые добавки в рационе студентов // Региональное образование XXI века: проблемы и перспективы С Биотехническая система медицинского назначения для проведения неогенезиса слоев сетчатки глаза Чистякова И.К. Тюменский индустриальный университет, г. Тюмень Основа разработки медицинской техники заключается в формировании медико-технических условий, которые содержат физиологически обоснованные требования к построению аппаратуры, обеспечивающие ее оптимальное функционирование [1]. Для терапевтического оборудования эти 151

152 требования задают условия передачи воздействия от технических средств к биологическим тканям, определяют выбор формы, интенсивности и других параметров медицинского воздействия, обеспечивающих высокую лечебную эффективность. Подобные вопросы, требующие совместного изучения технических средств и физиологических систем организма, решаются в рамках медицинских биотехнических систем (БТС-М). Согласно методике проведения послойного неогенезиса в процессе операции необходимым этапом является удаление пораженных участков сетчатки с последующим внесением микрообъемов веществ и клеточного материала, следовательно, в качестве основного средства терапевтического воздействия будет использоваться микрохирургическая техника [2], предполагающая наличие сверхточного инструментария и средств высококачественного отображения зоны интересов хирурга. Исходя из вышесказанного, выбрана хирургическая БТС-М, структурная схема которой представлена на рис.1. Рис.1. Структурная схема биотехнической системы для проведения неогенезиса слоев сетчатки глаза Вся информация о пациенте (П), которая необходима для проведения операции, заносится в специальное диалоговое окно программного обеспечения (ПО). Согласно полученным данным производятся расчеты параметров работы отдельных блоков аппарата, вычисления хода игл и точных объемов веществ и клеточного материала, подаваемых в глаз или отбираемых из него. По завершении вычислительных операций врач (В) программно запускает работу блока управления (БУ) аппарата и приступает к проведению 152

153 планового этапа неогенезиса, используя систему хирургического вмешательства (СХВ). Инструментальное исполнение СХВ представлено режущим инструментом и системой съемных игл, подобранных под конкретный этап неогенезиса. Гибкая система металлических игл представлена одноразовыми кассетными комплексами, так как вторичное применение игл микрометрового диаметра может привести к дополнительным повреждениям структур глазного яблока из-за механических деформаций острия иглы. Дозирование, подача и отбор жидкостей и эмульсий в глазное яблоко и из него осуществляется через систему игл посредством дозирующего насоса (ДН), работа которого регулируется устройством управления дозами вводимых и отводимых веществ (УУД). Весь процесс оперативного вмешательства анализируется автоматической системой контроля состояния пациента (АСК), проводящей в режиме реального времени сравнение данных, полученных от системы отслеживания параметров (СОП), с данными расчетов. При приближении какоголибо параметра к пределу установленного допустимого значения, система оповещает об этом врача. В случае выхода параметра из диапазона допустимых значений АСК по определенному алгоритму переводит СХВ в исходное положение и блокирует ее. Визуализация процесса хирургического вмешательства производится с помощью системы отображения хода операции (СОХО). Полученная информация сохраняется в блоке долговременной памяти (ДП). Также данные в необходимом объеме могут быть оформлены в виде отчета системой формирования отчетов (СФО) и выведены на печатное устройство (ПУ). Литература 1. Акулов, С.А. Основы теории биотехнических систем [Текст] / С.А. Акулов, А.А. Федотов. Москва: Физматлит, С Кореневский, Н.А. Биотехнические системы медицинского назначения [Текст] / Н.А. Кореневский, Е.П. Попечителев. Старый Оскол: ТНТ, С Научный руководитель: Музипов Х.Н., к.т.н., доцент кафедры КС 153

154 СЕКЦИЯ «ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АВТОМОБИЛЬНОГО ТРАНСПОРТА В УСЛОВИЯХ ЗАПАДНОЙ СИБИРИ» Проблемы общественного транспорта г. Тюмени Бельский Я.Н., Базанов А.В. Тюменский индустриальный университет, г. Тюмень В жизни любого города России городской пассажирский транспорт (ГПТ) играет, несомненно, большую роль. Современный динамично меняющийся мир предъявляет все больше требований к системе ГПТ, нуждающейся в постоянном совершенствовании для качественной работы, которая является одним из определяющих показателей комфортной жизни населения. В Транспортной Стратегии РФ до 2030 г. [1] одной из задач развития транспортной системы России является увеличение пропускной способности (ПС) и скоростных параметров транспортной инфраструктуры. Важным её элементом являются остановочные пункты (ОП) автобусного ГПТ, которые влияют на ПС дорог и безопасность дорожного движения (БДД). Их месторасположение, состояние и качество функционирования в большой степени определяют удовлетворенность жителей города работой общественного транспорта. На первом этапе работы было проведено комплексное исследование ОП г. Тюмени. В ходе изучения технологии работы на ОП было отмечено, что помимо типа остановок (с карманом или без) важную роль играет особенность его функционирования, касающаяся в первую очередь возможности маневра по опережению впередистоящего транспортного средства. Были рассмотрены две возможные ситуации: Рисунок 1. ОП без маневрирования 154

155 Рисунок 2. ОП с маневрированием: а)в кармане, б) на крайней правой полосе движения ОП имеет заездной карман (Рисунок 2 а) или располагается вдоль проезжей части, но участок дороги имеет несколько полос в одном направлении (Рисунок 2 б). В этой ситуации из-за разницы во времени обслуживания пассажиров между парой автобусов возможен маневр по опережению впередистоящего МТС. Рассмотри особенности функционирования ОП с карманом и без него в случае наличия у автобусов возможности маневрирования. При отсутствии заездного кармана каждое МТС, пытающееся совершить маневр по опережению впередистоящего автобуса, будет вынуждено сначала совершить маневр с целью поступления на ОП, а затем, еще один маневр для убытия из остановочного кармана (Рисунок 3). Если же при начальном маневре МТС занимает первое место на ОП, то дополнительных задержек удастся избежать, так как убытию МТС с ОП ничто не мешает. Рисунок 3. Маневрирование на ОП В случае же наличия заездного кармана поступление на ОП, как правило, осуществляется свободно по соседней полосе движения, однако при убытии возникает задержка, связанная с необходимостью смены полосы движения и убытию из заездного кармана (Рисунок 4) Рисунок 4. Маневрирование на ОП При данной схеме, маневрирование уже не выглядит таким нерациональным и при определенных условиях позволяет автобусу скорее покинуть ОП. 155

156 Предлогается математическая модель имитация ОП. Для моделирования был выбран профессиональный инструмент имитационного моделирования Anylogic 7.3 [2] Алгоритм объектно-ориентированной ИМ функционирования ОП представлен на рисунке 5: Рисунок 5. Логика ИМ ОП После построения ИМ на ней будет воссоздана ситуация движения МТС. Социальный и экономический эффект от внедрения результатов исследования будет заключаться: в снижении потерь времени автобусами на ОП, в экономии ими топлива, в уменьшении потребного количества подвижного состава (при внедрении результатов в рамках всей маршрутной сети), в снижении количества ДТП и негативного воздействия на окружающую среду. Литература 1. Транспортная стратегия РФ на период до 2030 года. Утверждена распоряжением Пра-вительства РФ от р. Минтранс РФ, [URL]: 2. Anylogic official site [Электронный ресурс]. Режим доступа Научный руководитель: Базанов А.В., к.т.н., доцент. 156

157 Приспособленность автомобилей к высокотемпературным условиям Буракова А.Д., Тюменский индустриальный университет, г.тюмень Дифференцированное влияние эффективной температуры окружающего воздуха, коэффициента светоотражения непрозрачных элементов кузова на работу установки «климат-конnроль» 1,2 характеризуется различными уровнями приспособленности автомобиля к заданным условиям. Под «приспособленностью» понимают свойство автомобиля сохранять значения эксплуатационных свойств на номинальном уровне при отклонении условий эксплуатации от стандартных 3,4. Данное понятие было предложено Резником Л.Г. Количественным показателем приспособленности автомобилей является коэффициент приспособленности, который рассчитывается по формуле (1) 3,4 : y, если у yб yб K y (1) б, если у уб y где у - значение показателя качества автомобиля, реализуемое в данных условиях; уб - базовое значение показателя качества. В результате влияние эффективной температуры окружающего воздуха и коэффициента светоотражения непрозрачных элементов кузова на приспособленность автомобилей по расходу топлива к высокотемпературным условиям эксплуатации при работе установки «климат-контроль» в режиме холостого хода оценивается с помощью следующей формулы: qб (2) К qф где qб значение расхода топлива ДВС без нагрузки от установки «климат-контроль», л/ч; qф значение расхода топлива при работе установки «климат-контроль» при заданных условиях, которое определяется по формуле: qф с St tэ. окр S (3) где с корректирующий свободный член, л/ч; St, Sρ параметры чувствительности, л/(ч С), л/ч; tэ.окр эффективная температура окружающего воздуха, С; ρ коэффициент светоотражения непрозрачных элементов кузова; Подставляя формулу для расчета значения расхода топлива при работе установки «климат-контроль» в формулу (2), получаем выражения для расчета коэффициента приспособленности по расходу топлива для автомобилей в высокотемпературных условиях эксплуатации. 157

158 На основании анализа состояния вопроса были проведены экспериментальные исследования по выявлению зависимости изменения коэффициента приспособленности от эффективной температуры окружающего воздуха и коэффициента светоотражения непрозрачных элементов кузова автомобиля. По полученным результатам были определены численные значения параметров математических моделей для автомобилей Ford Focus с мощностью ДВС 77,23 квт, Toyota Corolla с мощностью ДВС 72,81 квт и Mitsubishi Lancer с мощностью ДВС 89,73кВт 5 : 0,704 Ford Focus: K (4) 1,079 0,0085 t э.окр 0,2205 0,640 Toyota Corolla: К (5) 1,007 0,0082 t э.окр 0,2369 0,770 Mitsubishi Lancer: К. (6) 1,030 0,0072 t э.окр 0,0791 Также в результате анализа полученных результатов было установлено, что наиболее приспособленным автомобилем при работе установки «климат-контроль» в высокотемпературных условиях является автомобиль с коэффициентом светоотражения 0,95, при эффективной температуре окружающего воздуха +20 о С, а наименее приспособленным с коэффициентом светоотражения 0,05 при эффективной температуре окружающего воздуха +40 о С. Литература 1. Буракова Л.Н. Экспериментальные исследования влияния факторов на изменение расхода топлива при работе климатической системы автомобиля // Вестник Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии 6 (34), 2013 Омск: СибАДИ с Буракова Л.Н., Анисимов И.А. Влияние факторов на изменение расхода топлива двигателя внутреннего сгорания в летний период при работе на режиме холостого хода // Проблемы функционирования систем транспорта. Матер. Всерос. заоч. науч-практ. конф. Тюмень: Нефтегазовый университет, С Резник Л.Г., Ромалис Г.М., Чарков С.Т. Эффективность использования автомобилей в различных условиях эксплуатации. - М.: Транспорт, с. 4. Резник Л.Г. Введение в научное исследование: Учеб. пособие Тюмень: ТюмГНГУ, с. 5. Анисимов И.А., Буракова Л.Н., Буторин В.Ф. Результаты эксплуатационных испытаний работы электрических систем автомобиля и их влияния на расход топлива // Научно-технический вестник Поволжья 3, 2013 Казань с Научный руководитель: Буракова Людмила Николаевна, ассистент 158

159 К вопросу об аварийности на улично-дорожной сети города Тюмени Буракова О.Д., Тюменский индустриальный университет, г. Тюмень Безопасность дорожного движения является одной из важных социально-экономических и демографических задач Российской Федерации. Аварийность на автомобильном транспорте наносит огромный материальный и моральный ущерб как обществу в целом, так и отдельным гражданам. Дорожно-транспортный травматизм приводит к исключению из сферы производства людей трудоспособного возраста. Быстрое увеличение численности автомобильного парка сопровождается ростом числа пострадавших от дорожно-транспортных происшествий [1]. По данным статистики ООН, ежегодно о автомобильных аварий во всех странах погибает около 300 тыс. человек и около 10 млн. получают более телесные повреждении. Проблема обеспеченности безопасности движения на улицах и дорогах должна рассматриваться в рамках сложной системы дорожного движения [2]. В 2015 году на территории города Тюмени в 1482 столкновениях транспортных средств погиб 41 человек и пострадали 1972 участника дорожного движения. Количество наездов на пешеходов составило 407, число погибших пешеходов 19, травмированных 409. Таким образом главной задачей данного проекта является снижение числа дорожно-транспортных происшествий на автомобильных дорогах города Тюмени. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: 1. Сбор, обработка и анализ статистических данных. 2. Разработка регрессионной зависимости количества ДТП от параметров дорожного движения и характеристик УДС. 3. Подтверждение адекватности математической модели. 4. Разработка методики прогнозирования ДТП. 5. Оценка УДС на степень опасности, выявление потенциальноопасных очагов аварийности. 6. Разработка комплекса мероприятий для потенциальных очагов аварийности по снижению степени опасности для участков дорожного движения. В табл. 1. и 2 представлена информация о ДТП в Тюмени (за 12 месяцев 2015 г.) приведена в абсолютных показателях. Анализ данных показывает, что доля столкновений в общем количестве ДТП достигает 787 или 53,9 % от общего числа. Второй по значимости вид ДТП наезд на пешехода 256 или 26,8 %. Другие виды ДТП значительно уступают двум вышеуказанным. 159

160 Также следует отметить, что при анализе ДТП по месяцам наибольшее количество приходится на летний период. Так как природно-климатические высокотемпературные условия оказывают существенное влияние на микроклимат в салоне автомобиля и на психофизиологическое состояние водителя.[3] Таблица 1 Статистика ДТП с жертвами в г. Тюмени по видам ДТП за период с января по декабрь 2015 г. Вид ДТП Итого по видам Месяц Итого за месяц % Итого за 1461 период Анализ данных табл. 2 показывает, что самыми аварийно опасными периодами суток являются периоды 18:00-20: ДТП/2 часа или 14,4 % всех за сутки ДТП и 16:00-18: ДТП/2 часа или 13,1 % всех ДТП за сутки. Наименее опасные за сутки периоды 4:00-6:00 15 ДТП/2 часа или 1,6 % всех суточных ДТП и 4:00-6:00 22 ДТП/2 часа или 1,5 % ДТП за сутки. Таблица 2 Статистика ДТП с жертвами в г. Тюмени по времени суток за период с января по декабрь 2015 г. Время Месяц :00-2: :00-4: :00-6: :00-8: :00-10: :00-12: :00-14:

161 14:00-16: :00-18: :00-20: :00-22: :00-0: Итого за месяц % Итого за период 1461 Таким образом, обеспечение безопасности движения на автомобильном транспорте это многоплановой и поэтому требует для своего решения активного участия представителей различных областей [4]. В заключении необходимо отметить, что в дальнейшем планируется создание комплекса мероприятий по снижению аварийности и повышению безопасности дорожного движения. Литература 1. Эртман Ю.А., Эртман С.А. Прогнозные оценки изменения параметров дорожного движения при планировании и реализации существенных градостроительных решений //В сб.: Орг. и безоп. дор. движ; Матер. VI Всерос. науч.-практ. конф Тюмень: Изд-во ТюмГНГУ, С Пугачев И.Н. Организация и безопасность движения: Учебное пособие. Хабаровск: Изд-во Хабар. гос. техн. ун-та, с. 3. Буракова Л.Н., Черменина Е.А., Анисимов И.А. Температура воздуха в салоне автомобиля и ее влияние на безопасность дорожного движения // Организация и безопасность дорожного движения. Матер. VI Всерос. науч-практ. конф. Тюмень: Нефтегазовый университет, с Петров А.И. Расследование и экспертиза дорожно-транспортных происшествий. Часть 2. Инженерно-психофизиологическая, транспортно-трасологическая и автодорожная экспертизы. Учебное пособие. // А.И. Петров, Л.Г. Резник, Д.А. Захаров. Тюмень: ТюмГНГУ, с. Научный руководитель: Захаров Д.А., к.т.н., доцент Анализ и сравнение аварийности в г. Тюмени за гг. Ворошилова Т.А., Тюменский индустриальный университет, г. Тюмень Несмотря на активные действия всех заинтересованных лиц в сфере реализации задач, поставленных Федеральной целевой программой «Повышение безопасности дорожного движения (БДД)», проблема автотранспортной аварийности для нашей страны остается актуальной[1,2]. Последние годы наблюдается положительная динамика в сфере БДД. Несмотря на это 161

162 ежегодно в ДТП в нашей стране гибнет около 25 тысяч человек (в человек, в человек) [7]. Рассматривая динамику аварийности в стране, мы должны понимать, что итоговые по РФ показатели являются суммой региональных. Поэтому для снижения аварийности в стране необходимо решать проблему аварийности на уровне регионов, отдельных районов, городов и даже просто зон ответственности отдельных батальонов ГИБДД [5,8,11]. В рамках данной статьи была совершена попытка сравнить аварийность двух лет ( гг) по Административным округам города Тюмени, как в пространстве, так и во времени (год, месяц, день недели). Основой статистического исследования послужила информация Управления ГИБДД УМВД России по Тюменской области. Нужно отметить, что в Тюменской области на 1,4 миллиона жителей приходится 1,2 миллиона автомобилей, а в областной столице на тысячу жителей приходится около 500 легковых автомобилей, по меркам России население города является достаточно обеспеченным. В 2015 году Тюменская область заняла 8-е место по уровню автомобилизации в стране [6]. Наиболее аварийными местами Тюмени за 2015 год стали ул. Менделеева, 5-й 6-й км Старотобольского тракта, ул. Республики, 92-94а и 9-й км объездной дороги Тюмень - Боровский Богандинский. Наиболее аварийными перекрестками стали: Мельникайте Харьковская, Широтная Олимпийская, Пермякова Геологоразведчиков. Главная же причина ДТП в Тюмени, как, впрочем, и во многих городах РФ, является несоблюдение скоростного режима. Превышение скорости, обозначенной в правилах, стало результатом 823 аварий [7]. Тяжесть последствий в результате ДТП определяется соотношением числа погибших на 100 пострадавших, по городу Тюмени в 2015 году составила 2,07 погибших (в 2014 году данный показатель составил 2,45). По данным ГИБДД Тюменской области за 12 месяцев 2015 года на территории Тюмени было зарегистрировано 1482 дорожно-транспортных происшествия с пострадавшими (в 2014 году показатель составил 1874, что на 26,5% выше), в результате которых погиб 41 человек (по отношению к 2014 составляет -53,6%, 63 человека) и пострадало в ДТП 1972 человека (- 30% по отношению к 2011 году, 2564 человека). Количество ДТП по районам города, а также динамика, представлены в табл.1 и на рис. 1, соответственно. Анализируя имеющиеся данные видно, что основная доля ДТП в 2014 году приходится на Центральный административный округ. Это связано с тем, что большая часть улиц приходится именно на этот округ, по центральным улицам города проходят большинство маршрутов общественного транспорта, плотность движения на них очень высокая, что и является причиной многих ДТП в часы-пик и выходные дни. 162

163 Таблица 1 Количество ДТП по районам города Тюмени Административный округ ДТП Количество Погибло Ранено Ленинский АО Центральный АО Калининский АО Восточный АО Всего по городу: Рисунок 1. Динамика изменения количества ДТП по административным округам в г. Тюмени В 2015 году наблюдается общее снижение количества ДТП, это связано с проведением администрацией города ряда мероприятий по улучшению организации дорожного движения (например, изменение светофорных режимов (пересечение улиц Мельникайте-Харьковская), исключение левых поворотов на ул. Республики, а также установление искусственных неровностей для безопасности пешеходов). Динамика совершения ДТП по месяцам года за гг. изображена в табл. 2 и на рис. 2. Из графика видно, что в 2015 году рост числа ДТП приходится на июнь, что обусловлено социальным фактором повышенным количеством участников мотоциклистов и велосипедистов, а также окончанием учебного года. Изменение числа дорожно-транспортных происшествий по дням недели представлено в табл. 3 и на рис

164 Из графика видно, что в субботу происходит увеличение количества ДТП, касаемо двух лет (2014 и 2015 гг.). Это объясняется повышением транспортной активности горожан в выходной день. Таблица 2 Количество совершенных ДТП по месяцам Месяц года Всего Погибло Ранено Всего Погибло Ранено Январь Февраль Март Апрель Май Июнь Июль Август Сентябрь Октябрь Ноябрь Декабрь Всего: Рисунок 2. Динамика изменения количества ДТП по месяцам года Основное количество ДТП зарегистрировано из-за нарушений ПДД водителями. Наибольшее количество аварий допущено водителями, стаж за рулем которых превышает 15 лет. Анализ полученных данных позволяет отметить следующие основные моменты. 164

165 Таблица 3 Количество ДТП по дням недели День недели Понедельник Вторник Среда Четверг Пятница Суббота Воскресенье Всего: Рисунок 3. Динамика изменения количества ДТП по дням недели 1. В РФ в течение последних двух лет ( гг.) зафиксировано снижение годового числа погибших в ДТП на 15% (с чел. в 2014 г. до чел. в 2015 г.). В г. Тюмени аналогичный показатель снизился за этот же период с 63 до 41 чел. в год, т.е. на 53,6 %. В нашем городе снижение ДТП с погибшими превосходит общероссийскую тенденцию. 2. В г. Тюмени по Административным округам наблюдается снижение количества ДТП в 2015 г. на 20-30% (в зависимости от района). А наиболее аварийным днем является суббота, т.к. в этот день наблюдается повышенная транспортная активность горожан в выходной день. Литература 1. Колесов В.И., Петров А.И. Показатели безопасности дорожного движения первого и второго уровня // Проблемы безопасности и чрезвычайных ситуаций С Колесов В.И., Петров А.И. Анализ транспортной культуры населения // Транспорт. Наука, техника, управление С

166 3. Петров А.И., Колесов В.И. Ранжирование регионов Российской Федерации по характеристикам автотранспортной аварийности: материалы Всероссийской науч.-практ. конф. с межд. участием «Проблемы функционирования систем транспорта», ноября 2014 г. Тюмень: ТюмГНГУ, С Колесов В.И., Петров А.И. Использование ранговых распределений при анализе безопасности дорожного движения// В сборнике: Проблемы функционирования систем транспорта Материалы Всероссийской научнопрактической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых (с международным участием), с. 5. Петров А.И. Устойчивость тренда внутригодовой динамики автотранспортной аварийности в крупном городе. Интелллект. Инновации. Инвестиции, С Петров А.И. Особенности формирования автотранспортной аварийности в пространстве и времени. Тюмень: ТюмГНГУ, с. 7. Шаповалова Е.Н., Петров А.И. Исследование вклада водителей разных категорий в формирование автотранспортной аварийности с тяжелыми последствиями (гибелью людей)// В сборнике: Организация и безопасность дорожного движения Материалы IX всероссийской научно-практической конференции (с международным участием), посвященной памяти профессора, доктора технических наук /Резника Л.Г., С Петров А.И., Ворошилова Т.А., Шаповалова Е.Н. Устойчивость автотранспортной аварийности по признаку внутрисуточной часовой неравномерности: материалы Международной науч.-практ. конф. «Проблемы функционирования систем транспорта». Тюмень: ТюмГНГУ, С Петров А.И., Шаповалова Е.Н, Ворошилова Т.А. Устойчивость возрастного состава водителей-виновников ДТП с жертвами (из числа лиц, управлявших транспортными средствами) в различных регионах России: материалы Международной науч.-практ. конф. «Проблемы функционирования систем транспорта». Тюмень: ТюмГНГУ, С Колесов В.И., Петров А.И. Модель динамики автомобилизации в задачах прогноза показателей безопасности дорожного движения. Проблемы безопасности и чрезвычайнызх ситуаций С Петров А.И., Ворошилова Т.А., Шаповалова Е.Н. Динамика изменения во времени показателей автотранспортной аварийности в Тюмени. Техника и технологии строительства (4). С Петров А.И., Шаповалова Е.Н, Ворошилова Т.А. Место и роль водителя транспортного средства в формировании аварийной ситуации. Техника и технологии строительства (4). С

167 13. Официальный сайт ГИБДД МВД РФ / Сведения о показателях состояния безопасности дорожного движения за 2015 год. Научный руководитель: Петров А.И., к.т.н., доцент Предпусковая подготовка ДВС легкового автомобиля LADA Granta в низкотемпературных условиях Генрих А.А, Ильященко В.А., Тюменский индустриальный университет, г. Тюмень В зимний период при низких температурах воздуха важной проблемой является обеспечение пуска двигателя автомобиля при сохранении его исправности и долговечности. Второй проблемой является снижение затрат на предпусковую подготовку ДВС и снижении е затрат на эксплуатацию автомобилей. Особенно актуально это для северных районов страны с продолжительным зимним периодом с низкими температурами воздуха. Цель работы: определение наиболее экономичного способа предпусковой подготовки ДВС легкового автомобиля LADA Granta при межсменном хранении на открытой стоянке в зимний период. Вопросы влияния зимних условий эксплуатации автомобилей на расход топлива и параметры работы ДВС рассматривалось в работах [1, 2, 3, 4]. Задачи исследования: 1. Установить зависимость времени прогрева ДВС автомобиля LADA Granta от температуры окружающего воздуха. 2. Установить зависимость расхода топлива и электрической энергии при предпусковой подготовке и прогреве ДВС от температуры окружающего воздуха. 3. Установить зависимость затрат на предпусковую подготовку и прогрев ДВС от температуры окружающего воздуха. 4. Разработать методику оптимального способа предпусковой подготовки ДВС автомобиля LADA Granta в зимний период эксплуатации. Математическая модель времени прогрева от температуры воздуха имеет вид τ пр τ S t в, (1) где пр - время прогрева; о - прогрев при идеальных условиях; -параметр чувствительности; в - температура воздуха. Математическая модель расхода топлива от температуры воздуха при работе ДВС на холостом ходу имеет вид Q Q о S t в, (2) где Q - расход топлива; Q о - расход топлива при идеальных условиях. Математическая модель расхода электроэнергии от температуры воздуха имеет вид 167

168 W W о S t в, (3) где W- расход электроэнергии; W о - расход электроэнергии при идеальных условиях. Математическая модель затрат на предпусковую подготовку от температуры воздуха имеет вид S S о S t в, (4) где S- затраты на предпусковую подготовку; S о - затраты на предпусковую подготовку при идеальных условиях. Предпусковая подготовка при проведении исследований заключалась в разогреве охлаждающей жидкости до значения рабочей температуры (90 С). Результаты приведены в таблицах 1, 2, 3. Способ предпусковой подготовки ДВС Однократный разогрев пуском ДВС Многократный разогрев пуском ДВС Однократный разогрев ОЖ электроподогревате-лем Многократный разогрев ОЖ Автономный подогреватель ОЖ Результат экспериментальных исследований Время прогрева, мин Способ предпусковой подготовки ДВС Однократный разогрев пуском ДВС Многократный разогрев пуском ДВС Расход электроэнергии, квт Температура окружающего воздуха, С Таблица 1 Расход топлива, л,2 0,5 0,8 1,,,3 2,2 2,,3 0,5 0,7 0,9 0,2 0,3 0,4 0,8 24 1,,9 1,4 2 3,2 0,4 1,3 2,1 3,,1 0,2 0,4 0,8 Затраты на предпусковую подготовку Таблица 2 Затраты, руб. на предпусковую подготовку и прогрев ДВС Температура окружающего воздуха, С,9 14,7 22,1 32,4 38,3 64,9 85,

169 Однократный разогрев ОЖ электроподогревателем 4,7 7,9 12,7 24,7 Многократный разогрев ОЖ 12,9 40,2 64,5 104,4 Автономный подогреватель ОЖ 2,9 6,1 10,3 22,1 Таблица 3 Рекомендации выбора подогрева охлаждающей жидкости Выбор варианта подогрева ОЖ при температуре Виды предпусковой подготовки воздуха, С и ниже Однократный разогрев пуском ДВС Многократный разогрев пуском ДВС Однократный разогрев ОЖ электроподогревателем Многократный разогрев ОЖ электроподогревателем Анализ результатов исследования показывает, что для разных значений температуры воздуха существует свой оптимальный (по критерию экономичности) способ предпусковой подготовки ДВС. При температуре воздуха выше -20 С рекомендуется применять однократный и многократный разогрев пуском ДВС автомобиля. При температуре воздуха в диапазоне С рекомендуется многократный разогрев пуском ДВС или однократный разогрей ОЖ электроподогревателем. При температуре воздуха в диапазоне ниже -30 С рекомендуется многократный разогрей ОЖ электроподогревателем. Литература 1. Захаров Д.А. Влияние зимних условий эксплуатации автомобилей на топливную экономичность двигателей/ Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Тюмень: ТюмГНГУ с. 2. Захаров Д.А. Влияние зимних условий эксплуатации автомобилей на топливную экономичность двигателей/ Диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Тюмень: ТюмГНГУ Захаров Д.А. Стендовые испытания двигателей на топливную экономичность зимой / Приспособленность автомобилей, строительных и дорожных машин к суровым условиям эксплуатации: Межвуз. сб. науч. тр. Тюмень: ТюмГНГУ, С

170 4. Захаров Д.А. Количественная оценка абсолютной и относительной суровости условий эксплуатации автомобилей / Проблемы эксплуатации автомобилей, строительных, дорожных и подъемно-транспортных машин: Межвуз. сб. науч. тр. Тюмень: ТюмГНГУ, С Сезонное изменение объема текущего ремонта полноприводных автомобилей КамАЗ ОАО «Сургутнефтегаз» УТТ НГДУ «Быстринскнефть» Герасимов А.В., Тюменский индустриальный университет, г. Тюмень Природно-климатические условий оказывают свое воздействие прямо пропорционально на показатели надежности автомобиля. Характеризуются климатические условия следующим образом: - среднегодовой температурой окружающего воздуха и ее максимальными и минимальными значениями; - количеством осадков, выпадающих в год; - влажностью воздуха и барометрическим давлением. Следовательно, климатические условия оказывают значительное воздействие на состояние и характер дорог. Весомым фактором при эксплуатации автомобиля в холодной климатической зоне является, непосредственно, низкая температура, в результате чего, при данных условиях, это сказывается на расход топлива, которому способствует неполнота сгорания, которая связана с его наиболее худшим испарением и распылением. Эксплуатация автомобилей при отрицательных температурах является наиболее сложной и трудной. Районы с холодным и очень холодным климатом охватывают около 56% нашей страны. В среднем температура воздуха доходит до С.На зимний период приходится около дней в году. Скорость ветра достигает 30 м/с. Для анализа взято 483 единиц техники КамАЗ, которые находятся на балансе предприятия УТТ НГДУ «Бчстринскнефть». На графике изображено количество проводимых воздействий текущего ремонта автомобиля КамАЗ по месяцам за гг. 170

171 Рисунок 1. Количество проводимых воздействий текущего ремонта автомобиля КамАЗ По результатам теоретического исследования видно, что наибольшее количество отказов приходится на апрель, август, октябрь и ноябрь. Это обусловлено сезонным изменением температур окружающей среды. Также был проведен анализ количества воздействий при текущем ремонте автомобиля КамАЗ по спецификации работ в пиковый период: апрель 2015 года (483 воздействия). В таблице 1 представлены четыре наиболее частых воздействия. Таблица 1 Наиболее частые воздействия за пиковый период 2015 года Агрегатные воздействия 93 Покрасочные воздействия 75 Воздействия на электрооборудование 35 Воздействия на рулевую систему 27 Следовательно, влияние холодных климатических условий на поток воздействий автомобилей КамАЗ в большей степени приходится на дынные показатели. Для уменьшения количества воздействий необходимо непрерывно производить контроль данных показателей для их своевременного устранения и тем самым поддержания работоспособного состояния автомобиля и увеличения коэффициента технической готовности автомобилей. Учитывая тот факт, что пик возникновения отказов приходится на период изменения температур, целесообразно проводить дополнительную диагностику автомобилей при сезонном обслуживании. Это значительно снизит поток отказов данных работ при использовании планово-предупредительной системы технического обслуживания и ремонта. 171

172 Литература 1. Основы эксплуатации автомобилей и тракторов : учеб. пособие для студ. учреждений высш. проф. образования / С.П.Баженов, Б.Н.Казьмин, С.В.Носов ; под ред. С.П.Баженова. М. : Издательский центр «Академия», с. (Сер. Бакалавриат). Научный руководитель: Захаров Н.С., д.т.н., профессор. Выбор объекта локального исследования в целях повышения эффективности организации дорожного движения в центре крупного города Дрогалева Е.В., Сухина Л.А., Хайрулина Р.Ф., Яшина Е.Ю., Тюменский индустриальный университет, г. Тюмень Дорожное движение является сложным процессом, в котором взаимодействуют транспортные и пешеходные потоки с учетом внешних факторов. Современная ситуация с дорожным движением в городе характеризуется большой неравномерностью движения, наличием больших транспортных заторов, особенно в «часы пик», низким уровнем безопасности на дорогах, неудовлетворительной экологической обстановкой [1]. Общеизвестно, что рост уровня автомобилизации в несколько раз превышает темпы строительства и реконструкции участков улично-дорожной сети (УДС) [2]. Особенно велики проблемы, возникающие с транспортом, в крупных городах, таких, например, как город Тюмень [3]. Всего на дорогах Тюмени 380 тысяч автомобилей. Учитывая, что в областном центре, по официальным данным, проживают 700 тысяч человек, личным транспортом владеют больше половины населения [4]. Все это вызывает необходимость разработки эффективных мероприятий по устранению подобных отрицательных последствий, особенно по снижению транспортных заторов на улично-дорожной сети (УДС). Перекрестки в городе являются средоточием существующих транспортных проблем заторов и аварийности [5]. Мероприятия по оптимизации дорожного движения в городе начинаются с совершенствования движения на перекрестках, направленного на повышение их пропускной способности и снижение опасности в [6, 7, 8]. Поэтому исследования, направленные на улучшение дорожной ситуации на отдельно взятом перекрестке города, имеют, тем ни менее, общегородское значение [9]. В рамках исследований был выбран перекресток ул. Мельникайте - ул. 30 лет Победы г. Тюмени. На данном участке в утренние и вечерние «час-пик» уменьшается пропускная способность в обоих направлениях, что можно наглядно увидеть на рис.1 и рис

173 Рисунок 1. Общий вид затора на ул. Мельникайте со стороны ул. Малыгина Рисунок 2. Общий вид затора со стороны ул. Валерии Гнаровской В рамках исследовательской работы был проведен предварительный анализ данного данного объекта, в результате чего были выявлены следующие проблемы: низкая пропускная способность перекрестка длительное время ожидания разрешающего сигнала светофора Для оптимизации работы транспортной сети необходимо предпринять меры, нацеленные на решение вышеперечисленных проблем. Выдвигается гипотеза, согласно которой улучшит транспортную ситуацию на исследуемом участке строительство двухуровневой развязки, с организацией режима непрерывного движения по улице Мельникайте. Предположительно, организация новой схемы движения на данном перекрестке позволит сократить время проезда автомобилей и увеличит пропускную способность участка УДС. Наглядным примером организации подобной двухуровневой развязки является мост по ул. Пермякова в городе Тюмени, который соединяет сразу 3 улицы (30 лет Победы, 50 лет ВЛКСМ, Республики). 173

174 Рисунок 3. Мост по ул. Пермякова В результате проведенных исследований была предложена модель оптимизации транспортной сети, которая сможет улучшить состояние дорожной ситуации. Дальнейшие исследования будут включать создание имитационной модели данного участка УДС. Литература 1. Эртман Ю.А., Эртман С.А. Методика оценки влияния градостроительных решений на изменение параметров дорожного движения//перспективы науки. - Тамбов, (59). -С Живоглядов В.Г. Ж 67 Теория движения транспортных и пешеходных потоков. -Ростов н/д: Изд-во журн. «Изв. вузов. Сев.- Кавк. регион», с. 3. Эртман Ю.А., Эртман С.А. Результаты исследования влияния градостроительных решений на изменение параметров дорожного движения в городе Тюмени//Наука и бизнес: пути развития. - Москва, (38). - С Официальный сайт ГИБДД Тюменской области - Режим доступа: Эртман Ю.А., Эртман С.А. Результаты исследования влияния градостроительных решений на изменение параметров дорожного движения в городе Тюмени//Наука и бизнес: пути развития. - Москва, (38). -С Эртман С.А., Фадюшин А.А., Карманов Д.С., Эртман Ю.А. Оценка эффективности оптимизации организации дорожного движения на пересечении улиц с интенсивным движением//научно-технический вестник Поволжья» -Казань: «Научно-технический вестник Поволжья», С

175 6. Писцов А. В., Эртман Ю. А., Резник Л. Г. Приспособленность регулируемых пересечений к удовлетворению транспортного спроса в переменных условиях городского движения//научно-технический вестник Поволжья С Шабалин И.В., Эртман С.А., Эртман Ю.А. Оценка транспортной опасности перекрестка как основа для анализа эффективности схемы организации дорожного движения//проблемы функционирования систем транспорта: матер. Всерос. научно-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых учёных (с международным участием). -Тюмень, С Эртман С.А., Эртман Ю.А. Надежность и обоснованность оценки опасности перекрестка, полученной в результате камерального анализа данных//перспективы науки (73). С Эртман С.А., Эртман Ю.А. Результаты исследования дорожного движения на перекрестках города Тюмени с использованием методики анализа аварийных ситуаций//наука и бизнес: пути развития С Научный руководитель: Эртман С.А., к.т.н. доцент. Использование имитационной модели участка УДС при проектировании выделенных полос для общественного пассажирского транспорта Дрогалева Е.В., Сухина Л.А., Хайрулина Р.Ф., Яшина Е.Ю. Тюменский индустриальный университет, г. Тюмень Темпы роста автомобилизации страны значительно опережают темпы строительства новых дорог и развязок [1,2,3,4]. Это является причиной ухудшения условий движения, как следствие, возрастают потери времени в пути, снижается пропускная способность УДС [5, 6, 7]. В современном городе организация дорожного движения на УДС должна учитывать обеспечение преимущественного права проезда пассажирского транспорта общего пользования перед остальными участниками дорожного движения. Организация движения в «часы пик» должна быть преимущественно направлена на сокращение затрат времени пассажиров на поездку. Учитывая современные тенденции, популярным методом ОДД становится выделение специальной полосы для движения общественного транспорта. Для оценки эффективности и экономической целесообразности внедрения мероприятий по усовершенствованию схемы организации дорожного движения на улично-дорожной сети (УДС) возможно использование метода имитационного моделирования [8, 9,10,11]. Для примера использования метода имитационного моделирования при решении вопроса о целесообразности применения выделенных полос на улицах с интенсивным движением, был выбран участок ДУС г.тюмени ул. 175

176 Мельникайте. Улица Мельникайте старейшая улица г.тюмени с историческими постройками, в настоящее время имеет 6-полосное движение с разделительной полосой. Ее протяженность 8,5 км, 11 перекрестков, в т.ч. 2 с круговым движением, 3 путепровода и 1 мост. Для целей исследования был выбран участок ул. Мельникайте от ул. Республика до ул. Харьковская. Объект исследования схематично изображен на карте (рис.1). Рисунок 1. Месторасположение выделенных полос для общественного транспорта В рамках исследовательской работы был проведен анализ дорожного движения на данном участке УДС. Для моделирования транспортных процессов и дорожного движения применяется программный комплекс PTV VISSIM. В качестве данных при моделировании использовались: 1. Параметры элементов дорог на рассматриваемом участке УДС, их пересечения: геометрические характеристики, количество полос, направление движений транспортных средств; 2. Режимы работы светофорных объектов, знаки приоритета; 3. Интенсивность, скорость транспортных потоков и их состав (легковые автомобили, автобусы, грузовые автомобили) средств на перегоне. Таблица 1 Параметры транспортных потоков утренний «час пик» Параметры Ед. Измененное откл. откл, % Абс. Относ. Текущее изм. Время в Пути - Все сек/км,,0 6814,7 5,6 Время в Пути л.а. сек/км 83667,,5 7385,5 8,8 Время в Пути - ОТ сек/км 10669,9 8844,4-1825,5-17,1 Скорость (ср.знач.) -все км/ч 16,4 14,9-1,6-9,7 Скорость (ср.знач.) -л.а. км/ч 20,1 17,3-2,8-13,8 Скорость (ср.знач.) -ОТ км/ч 15,5 19,9 4,4 28,1 Время задержки (ср.знач.) -все сек. 62,3 69,5 7,2 11,6 Время задержки (ср.знач.) -л.а. сек. 76,3 90,2 13,9 18,2 176

177 Время задержки (ср.знач.) -ОТ сек. 94,2 64,1-30,0-31,9 Таблица 2 Параметры транспортных потоков вечерний «час пик» Параметры Ед. Измененное откл. откл, % Абс. Относ. Текущее изм. Время в Пути - Все сек/км,4 Время в Пути л.а. сек/км,9 Время в Пути - ОТ сек/км,3 Скорость (ср.знач.) -все км/ч,1 Скорость (ср.знач.) -л.а. км/ч,8 Скорость (ср.знач.) -ОТ км/ч,8 Время задержки (ср.знач.) -все сек,9 Время задержки (ср.знач.) -л.а. сек,6 Время задержки (ср.знач.) -ОТ сек,6 Примечание к табл. 1, 2: л.а. легковые автомобили, ОТ общественный транспорт. Рисунок 2. Результаты исследования в утренний «час пик» 177

178 Рисунок 3. Результаты исследования в вечерний «час пик» Анализ результатов показал, что после введения выделенной полосы для общественного транспорта пропускная способность данного участка меньше, чем интенсивность движения имеющихся транспортных потоков в часы «пик». Изменение схемы движения путем внедрения выделенных полос для общественного транспорта улучшит все эксплуатационные показатели работы ГОПТ, однако, создаст проблемы для легковых автомобилей. Литература 1. Живоглядов В.Г. Ж 67 Теория движения транспортных и пешеходных потоков. -Ростов н/д: Изд-во журн. «Изв. вузов. Сев.- Кавк. регион», с. 2. Официальный сайт ГИБДД Тюменской области Маркуц В.М. Транспортные потоки автомобильных дорог и городских улиц. Часть 1: интенсивность и безопасность движения автомобилей, пропускная способность транспортных пересечений. 4. Волоха П.С., Литвиненко Ю.В., Захаров Д.А. Развитие городского транспортного комплекса Тюмени. Определение направления деятельности // Проблемы и перспективы развития автомобильного транспорта: материалы междунар. научно-практ. Конференции. Тюмень: ТюмГНГУ, С Эртман С.А., Фадюшин А.А., Карманов Д.С., Эртман Ю.А. Оценка эффективности оптимизации организации дорожного движения на пересе- 178

179 чении улиц с интенсивным движением//научно-технический вестник Поволжья» -Казань: «Научно-технический вестник Поволжья», С Писцов А. В., Эртман Ю. А., Резник Л. Г. Приспособленность регулируемых пересечений к удовлетворению транспортного спроса в переменных условиях городского движения//научно-технический вестник Поволжья С Шабалин И.В., Эртман С.А., Эртман Ю.А. Оценка транспортной опасности перекрестка как основа для анализа эффективности схемы организации дорожного движения//проблемы функционирования систем транспорта: матер. Всерос. научно-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых учёных (с международным участием). - Тюмень, С Березовская А.В., Дрейко С.В., Эртман С.А. Применение имитационного моделирования для оптимизации организации дорожного движения на перекрестке города //В сб.: Новые технологии - нефтегазовому региону Матер.Всерос. с междун. участием науч.-практ. конф. студ., асп. и мол. ученых. Тюмень: Изд-во ТюмГНГУ, С Эртман Ю.А., Эртман С.А. Прогнозные оценки изменения параметров дорожного движения при планировании и реализации существенных градостроительных решений//в сб.: Орг. и безоп. дор. движ.: Матер. VI Всерос. науч.-практ. конф. Тюмень: Изд-во ТюмГНГУ, С Эртман, Ю.А. Методика оценки влияния градостроительных решений на изменение параметров дорожного движения/ю.а. Эртман, С.А. Эртман//Перспективы науки. -Тамбов: ТМБпринт (59). -С Эртман С.А., Эртман Ю.А. Результаты исследования дорожного движения на перекрестках города Тюмени с использованием методики анализа аварийных ситуаций//наука и бизнес: пути развития С Научный руководитель: Эртман С.А., к.т.н., доцент. Варианты реконструкции улиц Мельникайте-50 лет Октября г.тюмени, выполненные при помощи имитационной модели перекрестка. Вариант 1 надземный путепровод Дрогалева Е.В., Сухина Л.А., Хайрулина Р.Ф., Яшина Е.Ю., Тюменский индустриальный университет, г. Тюмень Значительно повысившийся за последние годы в России уровень автомобилизации населения имеет ряд последствий для городских транспортных систем. Он влияет на эффективность обеспечения безопасности дорожного движения, является причиной увеличения плотности транспортных потоков, снижения средней скорости сообщения, 179

180 ухудшения экологической ситуации. Для того чтобы транспортная система города соответствовала современным нормам, система должна постоянно совершенствоваться путем строительства новых и реконструкции существующих магистралей. Также применяются архитектурно-планировочные мероприятия: строительство транспортных пересечений в разных уровнях, пешеходных надземных переходов, объездных дорог вокруг городов для отвода транзитных транспортных потоков [1]. Перекрестки (пересечения в одном уровне) являются элементами дорожной сети, на которых существенно снижается ее пропускная способность, поэтому любое увеличение нагрузки на транспортную сеть ведет к возникновению заторов и повышению аварийности прежде всего на перекрестках [2, 3]. Закономерно, что оптимизационные мероприятия по повышению пропускной способности участка УДС, в составе которого и перекрестки, и перегоны улиц, должны, прежде всего, быть направлены на повышение пропускной способности перекрестка. Необходимо при этом помнить, что повышение пропускной способности и снижение опасности перекрестка зачастую взаимоисключающие задачи [4, 5]. Одним из наиболее сложных участков УДС города Тюмени является регулируемый перекресток с круговым движением на пересечении улиц Мельникайте и 50 лет Октября (рис. 1). Рисунок 1. Перекресток ул. Мельникайте ул. 50 лет Октября В рамках исследовательской работы был проведен предварительный анализ дорожного движения на данном участке УДС, в результате чего были выявлены следующие проблемы: Низкая пропускная способность Возникновение заторов Длительное время ожидания разрешающего сигнала светофора Затруднительное движение транспортных средств из-за совпадения разрешающего сигнала светофора с пешеходным. 180

181 Среди методов улучшения дорожной ситуации можно выделить строительство на данном перекрестке путепровода, с организацией непрерывного движения по улице Мельникайте. За счет организации такой схемы движения на рассматриваемом объекте можно достичь сокращения времени проезда автомобилей, увеличения пропускной способности дороги и снижения аварийности [6,7]. Технология имитационного моделирования дает возможность проводить вычислительные эксперименты с еще только проектируемыми системами. Для моделирования данного участка улично-дорожной сети использовался программный комплекс PTV VISSIM. Смоделирован действующий перекрёсток с целью анализа движения транспортных средств и пешеходов, прогнозирования возникновения заторов, организации рациональных графиков движения общественного транспорта и решения многих других задач, позволяющих создавать на сети улиц достаточно быстрое, безопасное, и удобное движение транспортных средств и пешеходов. В качестве данных при моделировании использовались: 1. Параметры элементов дорог на рассматриваемом участке УДС и их пересечений: геометрические характеристики, количество полос, направление движений транспортных средств; 2. Режимы работы светофорных объектов, знаки приоритета; 3. Интенсивность транспортных потоков; 4. Действующие скорости движения, не превышающие установленного ограничения, с учетом интенсивности движения и дорожных условий, определяемых геометрией рассматриваемого перекрестка; 5. Состав входящих потоков транспортных средств и пешеходов. В рамках исследовательской работы было выделено несколько возможных мероприятий по повышению пропускной способности улично-дорожной сети. Одним из типовых вариантов реконструкции городских транспортных узлов является устройство пересечения в двух уровнях с кольцевой развязкой. Такое пересечение характеризуется простотой конфигурации, требует незначительного расширения площади для его размещения на перекрестке и удобством для ориентировки водителей транспорта. С помощью имитационной модели участка был рассмотрен вариант создания непрерывного движения по улице Мельникайте: сквозные потоки направлены в прямом направлении через эстакаду, поворотные направления осуществляются по кольцу непосредственно на перекрёстке. Из-за ограниченных условий для размещения в городской среде этот вариант хорошо подходит для модернизации кольцевых пересечений, исчерпавших свою пропускную способность, при обеспечении безопасности движения. Модель магистрали непрерывного движения по улице Мельникайте изображена на рис

182 Рисунок 2. Моделирование надземного путепровода В табл. 1 представлены параметры транспортных потоков, которые были использованы для оценки эффективности данного метода. Таблица 1 Параметры транспортных потоков утренний «час пик» Надземный путепровод Параметры Ед. изм. Абс. откл. Текущее Измененное Относ. откл, % Скорость (ср.знач.) -все км/ч 16,4 18,7 2,26 13,7 Скорость (ср.знач.) -л.а. км/ч 20,1 23,23 3,8 15,8 Скорость (ср.знач.) -ГТ км/ч 22,2 22,6 0,4 1,6 Скорость (ср.знач.) -ОТ км/ч 15,5 16,0 0,5 2,9 Время задержки сек. 62,3 53,5-8,8-14,1 (ср.знач.) все Время задержки (ср.знач.) -л.а. сек. 76,3 60,7-15,6-20,4 Время задержки (ср.знач.) ГТ сек. 46,0 45,6-0,4-0,8 Время задержки (ср.знач.) ОТ сек. 94,2 85,2-8,9-9,5 Примечание к табл. 1, 2, 3: л.а. легковые автомобили, ГТ грузовой транспорт, ОТ общественный транспорт. Результатом строительства является создание улицы непрерывного движения: сквозные потоки направлены в прямом направлении через эстакаду, поворотные направления осуществляются по кольцу непосредственно на перекрёстке. 182

183 При создании непрерывной магистрали время в пути для всех транспортных средств уменьшилось на 14,1%, скорость всех участников дорожного движения увеличилась на 13,7% по ул. Мельникайте в прямом направлении скорость достигает 50 км/ч. Данный метод имеет следующие недостатки: высокие капитальные затраты, наличие коммуникационных сетей, даже временный перенос которых увеличивает сроки и стоимость строительства. Реконструкция требует комплексного подхода, т.к. могут возникать транспортные заторы на соседних перекрестках ул. Мельникайте Республика и Мельникайте Харьковская. Литература 1. Волоха П.С., Литвиненко Ю.В., Захаров Д.А. Развитие городского транспортного комплекса Тюмени. Определение направления деятельности // Проблемы и перспективы развития автомобильного транспорта: материалы междунар. научно-практ. Конференции. Тюмень: ТюмГНГУ, С Писцов А. В., Эртман Ю. А., Резник Л. Г. Приспособленность регулируемых пересечений к удовлетворению транспортного спроса в переменных условиях городского движения//научно-технический вестник Поволжья С Шабалин И.В., Эртман С.А., Эртман Ю.А. Оценка транспортной опасности перекрестка как основа для анализа эффективности схемы организации дорожного движения//проблемы функционирования систем транспорта: матер. Всерос. научно-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых учёных (с международным участием). -Тюмень, С Эртман С.А., Эртман Ю.А. Результаты исследования дорожного движения на перекрестках города Тюмени с использованием методики анализа аварийных ситуаций//наука и бизнес: пути развития С Эртман С.А., Эртман Ю.А. Надежность и обоснованность оценки опасности перекрестка, полученной в результате камерального анализа данных//перспективы науки (73). С Маркуц В.М. Транспортные потоки автомобильных дорог и городских улиц. Часть 1: интенсивность и безопасность движения автомобилей, пропускная способность транспортных пересечений. 7. Эртман С.А., Фадюшин А.А., Карманов Д.С., Эртман Ю.А. Оценка эффективности оптимизации организации дорожного движения на пересечении улиц с интенсивным движением//научно-технический вестник Поволжья» -Казань: «Научно-технический вестник Поволжья», С Научный руководитель: Эртман С.А., к.т.н. доцент. 183

184 Проектирование реконструкции перекрестка улиц Мельникайте-50 лет Октября г.тюмени, выполненное при помощи имитационной модели перекрестка. Варианты 2 и 3. Дрогалева Е.В., Сухина Л.А., Хайрулина Р.Ф., Яшина Е.Ю. Перекрестки (пересечения в одном уровне) являются элементами дорожной сети, на которых существенно снижается ее пропускная способность, поэтому любое увеличение нагрузки на транспортную сеть ведет к возникновению заторов и повышению аварийности прежде всего на перекрестках [1, 2]. Закономерно, что оптимизационные мероприятия по повышению пропускной способности участка УДС, в составе которого и перекрестки, и перегоны улиц, должны, прежде всего, быть направлены на повышение пропускной способности перекрестка. Необходимо при этом помнить, что повышение пропускной способности и снижение опасности перекрестка зачастую взаимоисключающие задачи [3, 4]. Одним из наиболее сложных участков УДС города Тюмени является регулируемый перекресток с круговым движением на пересечении улиц Мельникайте и 50 лет Октября (рис. 1). Рисунок 1. Перекресток ул. Мельникайте ул. 50 лет Октября Среди методов улучшения дорожной ситуации можно выделить строительство на данном перекрестке путепровода, с организацией непрерывного движения по улице Мельникайте. За счет организации такой схемы движения на рассматриваемом объекте можно достичь сокращения времени проезда автомобилей, увеличения пропускной способности дороги и снижения аварийности [5,6]. Технология имитационного моделирования дает возможность проводить вычислительные эксперименты с еще только проектируемыми системами [7, 8]. Для моделирования данного участка улично-дорожной сети использовался программный комплекс PTV VISSIM. Смоделирован действующий перекрёсток с целью анализа движения транспортных средств и пешеходов, прогнозирования возникновения зато- 184

185 ров, организации рациональных графиков движения общественного транспорта и решения многих других задач, позволяющих создавать на сети улиц достаточно быстрое, безопасное, и удобное движение транспортных средств и пешеходов. В рамках исследовательской работы было выделено несколько возможных мероприятий по повышению пропускной способности улично-дорожной сети. Одним из типовых вариантов реконструкции городских транспортных узлов является устройство пересечения в двух уровнях с кольцевой развязкой, рассмотрен в отдельной статье. Такое пересечение характеризуется простотой конфигурации, требует незначительного расширения площади для его размещения на перекрестке и удобством для ориентировки водителей транспорта. Следующий рассмотренный альтернативный вариант: строительство путепровода с изменением направления движения по полосам при осуществлении кругового движения. Рисунок 2. Общий вид модели перекрестка с надземным путепроводом Основные параметры моделируемых транспортных потоков при использовании данного варианта реконструкции представлены в табл.2. В результате применения этого метода происходит снижение плотности транспортного потока, скорости транспортных потоков увеличились на 30%. Главным недостатком метода, дополнительно к высоким капитальным вложениям, является вероятность повышения аварийности на участке. Последний рассмотренный метод: строительство путепровода и реконструкция пространства под путепроводом в многосторонний перекресток. В результате применения данного метода показатели эффективности существенно возросли: средние скорости движения увеличились на 40-55%, время задержки транспорта сократилось 32-52%. При расчете использовалось адаптивное светофорное регулирование. В табл. 3 представлены параметры, по которым оценивались изменения после предполагаемой реконструкции. 185

186 Таблица 2 Параметры транспортных потоков в утренний «час пик» Надземный путепровод с изменением направления движения по полосам Скорость (ср.знач.) -л.а. км/ч 20,1 26,1 6,6 33,9 Скорость (ср.знач.) -ГТ км/ч 20,1 23,2 5,3 29,8 Скорость (ср.знач.) -ОТ км/ч 22,2 19,6 3,7 23,1 Время задержки (ср.знач.) все сек. 15,5 45,5-18,8-29,3 Время задержки (ср.знач.) -л.а. сек. 62,3 50,2-27,0-34,9 Время задержки (ср.знач.) ГТ сек. 76,3 43,2-25,5-37,2 Время задержки (ср.знач.) ОТ сек. 46,0 61,6-26,6-30,2 Таблица 3 Параметры транспортных потоков Надземный путепровод с многосторонним перекрестком Параметры Ед. изм. Относ. Ед. Текущененное откл. Изме- Абс. Параметры откл, изм. % Скорость (ср.знач.) -все км/ч 16,4 20,2 4,1 25,7 Текущее Измененное Абс. откл. Относ. откл, % Скорость (ср.знач.) -все км/ч 16,4 22,5 6,4 39,6 Скорость (ср.знач.) -л.а. км/ч 20,1 30,3 10,8 55,2 Скорость (ср.знач.) -ГТ км/ч 20,1 26,0 8,1 45,5 Скорость (ср.знач.) -ОТ км/ч 22,2 24,6 8,7 54,5 Время задержки (ср.знач.) - все Время задержки (ср.знач.) - л.а. Время задержки (ср.знач.) - ГТ Время задержки (ср.знач.) - ОТ сек. 15,5 43,8-20,5-31,9 сек. 62,3 37,3-39,9-51,7 сек. 76,3 37,1-31,6-46,0 сек. 46,0 44,5-43,7-49,5 На рис.4 представлена сравнительная диаграмма рассмотренных методов реконструкции участка УДС. 186

187 Рисунок 4. Сравнительная диаграмма Таким образом, сравнительный анализ трех вариантов организации дорожного движения позволяет сделать следующие выводы: строительство путепровода с изменением направления движения по полосам при осуществлении кругового движения и с многосторонним перекрестком являются наиболее эффективными методами. Несмотря на то, что результаты варианта со строительством путепровода и многосторонним перекрестком более высокие, совокупные затраты на осуществление строительства путепровода и изменения схемы организации дорожного движения на перекрестке с круговым движением ниже, при сопоставимом результате. Литература 1. Писцов А. В., Эртман Ю. А., Резник Л. Г. Приспособленность регулируемых пересечений к удовлетворению транспортного спроса в переменных условиях городского движения//научно-технический вестник Поволжья С Шабалин И.В., Эртман С.А., Эртман Ю.А. Оценка транспортной опасности перекрестка как основа для анализа эффективности схемы организации дорожного движения//проблемы функционирования систем транспорта: матер. Всерос. научно-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых учёных (с международным участием). -Тюмень, С Эртман С.А., Эртман Ю.А. Результаты исследования дорожного движения на перекрестках города Тюмени с использованием методики анализа аварийных ситуаций//наука и бизнес: пути развития С Эртман С.А., Эртман Ю.А. Надежность и обоснованность оценки опасности перекрестка, полученной в результате камерального анализа данных//перспективы науки (73). С

188 5. Маркуц В.М. Транспортные потоки автомобильных дорог и городских улиц. Часть 1: интенсивность и безопасность движения автомобилей, пропускная способность транспортных пересечений. 6. Эртман С.А., Фадюшин А.А., Карманов Д.С., Эртман Ю.А. Оценка эффективности оптимизации организации дорожного движения на пересечении улиц с интенсивным движением//научно-технический вестник Поволжья» -Казань: «Научно-технический вестник Поволжья», С Эртман Ю.А., Эртман С.А. Методика оценки влияния градостроительных решений на изменение параметров дорожного движения//перспективы науки. - Тамбов, (59). -С Эртман Ю.А., Эртман С.А. Результаты исследования влияния градостроительных решений на изменение параметров дорожного движения в городе Тюмени//Наука и бизнес: пути развития. - Москва, (38). - С Научный руководитель: Эртман С.А., к.т.н. доцент. Оценка влияния сезонных условий на интенсивность отказов грузовых автомобилей УРАЛ-4320 Есикова Ю.И., Тюменский индустриальный университет, г.тюмень Эффективность автомобильного транспорта зависит от условий эксплуатации, которые меняются по сезонам года. Особенно сильно варьируют температура воздуха и дорожные условия. Кроме того, по сезонам меняется интенсивность использования автомобилей, что связано как с изменением условий эксплуатации, так и с рядом других объективных причин [1]. Надежность - комплексное свойство технического объекта, которое состоит в его способности выполнять заданные функции, сохраняя свои основные характеристики в установленных пределах [2]. Надежность грузовых автомобилей во многом определяет своевременность и качество выполнения транспортных функций различных предприятий Российской Федерации, в том числе и нефтегазодобывающих. Деятельность всех нефтегазодобывающих предприятий неразрывно связана с автотранспортом, а следовательно и с надежностью подвижного состава специальной нефтегазопромысловой техники.одним из основных транспортных средств, активно эксплуатирующихся на предприятии ОАО «Сургутнефтегаз», а также в других нефтегазовых предприятиях, являются грузовые автомобили УРАЛ Данное предприятие находится на территории ХМАО,эксплуатация транспорта на территории, приравненной к условиям Крайнего Севера [5] требует повышенного внимания к влиянию климатических условий на надежность автомобилей. 188

189 В структурном подразделении предприятия ОАО «Сургутнефтегаз» УТТ НГДУ «Нижнесортымскнефть» в эксплуатации находятся около 32 % автомобилей Урал. Для оценки влияния сезонных условий на интенсивность отказов были проведены теоретические исследования. По результатам анализа был выявлены системы, наиболее часто подвергающиеся отказам. За 2015 год наиболее частые отказы были выявлены в системе электрооборудования. Система электрооборудования очень важная и неотъемлемая система автомобиля. Электрооборудование автомобиля представляет собой сложный комплекс взаимосвязанных электротехнических и электронных систем, приборов и устройств, обеспечивающих надежное функционирование двигателя, трансмиссии и ходовой части, безопасность движения, автоматизацию рабочих процессов автомобиля и комфортные условия для водителя и пассажиров[4]. Таблица 1 Система автомобиля Количество отказов, ед. %, от общего числа отказов Электрооборудование Тормозная система Навесное оборудование,6 Рулевое управление 592 9,58 На основе полученных данных рассчитали интенсивность отказов для каждого месяца. Результаты представлены на рисунке Электрооборудов ание Тормозная система Навесное оборудование Рулевое управление 189

190 Рисунок 1. Зависимость интенсивности потока отказов систем от сезона года Из графика видно, что наибольшее количество отказов в сентябре, октябре и декабре. В этот период происходит понижение температуры окружающей среды, это как раз и является одной из причин резкого повышения числа отказов. Для того чтобы решить данную проблему перед проведением сезонного обслуживания необходимо проводить планово-предупредительные работы. Знание зависимостей изнашивания деталей, систем от сезонных условий дает возможность прогнозировать износ сопряжений, что позволит снизить затраты на ТО и TP автомобилей путем своевременного и в необходимом объеме их проведения. Создание оптимальных режимов работы и обслуживания позволит снизить интенсивность изменения технического состояния автомобиля, что, в конечном счете, приведет к увеличению долговечности автомобиля, основным показателем которой является ресурс. Литература 1. Захаров, Н.С. Влияние сезонных условий на процессы изменения качества автомобилей [Текст]: дис. д-ра техн. наук. - Тюмень, с. 2. Кузнецов, Е.С. Техническая эксплуатация автомобилей [Текст] / Е.С. Кузнецов. - М.: Транспорт, с. 3. Кузнецов Е.С., А.П. Болдин, В.М. Власов. Техническая эксплуатация автомобилей. Учебник для вузов. / Под ред. Е. С. Кузнецова. - 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Наука, с. 4. Акимов С.В., Чижков Ю.П. А39 Электрооборудование автомобилей. Учебник для ВУЗов. - М.: ЗАО «КЖИ «За рулем», е.: ил. 5. ГОСТ Климат СССР. Районирование и статистические параметры климатических факторов для технических целей. - М.: Изд-во стандартов, Научный руководитель: Захаров Н.С., д.т.н., профессор. Анализ рабочих параметров гравитационных бетоносмесителей Ишкин Ю.Д. Тюменский индустриальный университет, г. Тюмень В настоящее время производятся и предлагаются к покупке для приготовления различных цементобетонных смесей в основном два типа смесителей, различающихся по принципу действия: гравитационного (свободного) и принудительного перемешивания. Смесители принудительного перемешивания, осуществляющие рабочий процесс за счет активных элементов конструкции (лопастей, тарелок, 190

191 шнеков и др.), как правило, обеспечивают большую производительность и используются в технологической линии производства изделий и конструкций крупных производителей. Гравитационные смесители осуществляют перемешивание во вращающемся барабане, путем многократного подъема и свободного падения компонентов смеси. Гравитационные смесители с объемом барабана выше 500 литров используются на бетонных заводах башенного типа малой и средней мощности. В количественном отношении больше всего производятся гравитационные смесители с емкостью барабана до 500 литров. Как правило, это мобильные установки, используемые строительными бригадами, индивидуальными предпринимателями, частными собственниками. Именно по этой причине (востребованности) гравитационные смесители разных типоразмеров около 30 производителей сегодня предлагаются на рынке потребления. Одним из важнейших факторов успешной конкуренции на рынке является качество строительного оборудования. В настоящей работе проводится оценка правильности выбора рабочих параметров, предлагаемых к продаже гравитационных смесителей. Каждый из производителей, решивший выйти на рынок с собственной продукцией, ориентируется на уже существующие аналоги и пытается создать конкурентные модели с точки зрения их надежности, долговечности, ремонтопригодности и других показателей, не вникая в процесс качественного смесеобразования. В результате, ошибки, заложенные в аналогах, закладываются и в новые конструкции. На основании многочисленных исследований процесса смешивания [1] для гравитационных бетоносмесителей геометрический объем барабана V г должен приниматься в раза больше объема загрузки V заг. В противном случае не будет обеспечиваться необходимая интенсивность процесса. Смешиваемые компоненты после подъема лопаткой под действием сил гравитации должны падать с определенной высоты. Во время падения, а также во время взаимного перемещения с движущимися навстречу потоками, передвигаемыми другой лопаткой, происходит перераспределение компонентов [2]. Практически все производители (рис. 1) рекомендуют коэффициент загрузки заведомо больший того, который обеспечит качественное смешивание. 191

192 Рисунок 1. Зависимость между объемом барабана и объемом смешиваемых компонентов Таким образом, можно утверждать, что заводы-изготовители, стремясь представить свою продукцию более привлекательной, завышают возможную производительность гравитационных смесителей, которая напрямую зависит от возможного объема загрузки барабана. Другим важным фактором, влияющим на качество смешивания, является частота вращения барабана. Она определяется из условия влияния центробежных сил, прижимающих смесь к стенкам барабана. Чем больше скорость и радиус вращения, тем большая центробежная сила действует на смешиваемый материал и тем больше вероятность превышения ею силы гравитации [4]. На практике рекомендуется использовать приближенную формулу: 2/ D, где D диаметр барабана (м), - угловая скорость его вращения (рад/с). Фактические значения частоты вращения во многом отличаются от рекомендованных теорией (рис. 2). Таким образом, и установленная заводами-изготовителями частота вращения барабана не способствует качеству перемешивания. 192

193 Рисунок 2. Зависимость между объемом и частотой вращения барабана В качестве рекомендаций можно утверждать, что предприятия не должны задавать конструктивные параметры смесительного оборудования ориентируясь на существующие аналоги. Положенные в основу конструирования теоретические положения процесса смесеобразования, доказанные многолетними исследованиями, помогут создать конкурентоспособную продукцию, что, в свою очередь, будет способствовать дно реализовать ее на рынке потребления. Литература 1. Серебренников А.А. Основы системного подхода к созданию смесительных машин повышенной интенсивности и эффективности /Строительные и дорожные машины С Серебренников А.А. Рабочие процессы и методы проектирования смесительных машин с эксцентриковыми уравновешенными вибровозбудителями дисс на соиск. уч. степени доктора технических наук / Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого. Санкт-Петербург, 2001, с. 3. Серебренников А.А., Ляпоров Д.С. Анализ конструктивной эволюции смесителей /Нефть и газ. Новые технологии в системах транспорта Материалы региональной научно-практической конференции. Ответственный редактор Ш.М. Мерданов С Научный руководитель: Серебренников А.А., д.т.н., профессор. 193

194 Утилизация как часть экологической безопасности автомобилей Ишкин Ю.Д., Тюменский индустриальный университет, г. Тюмень Эксплуатация автомобилей включает в себя несколько этапов, таких как: обкатка нового автомобиля, непосредственно использование, поддержание в исправном состоянии, утилизация. Все перечисленные этапы для коммерческих автомобилей, за исключение утилизации достаточно регламентированы и организованны. На всех этапах эксплуатации автомобиль загрязняет окружающую среду. Экологическая безопасность автомобиля в процессе его нормальной эксплуатации позволяет уменьшить вред наносимый участником движения и окружающей среде. К основным загрязняющим компонентам при эксплуатации автомобилей относятся: - выхлопные газы; - нефтепродукты; - пыль; - продукты истирания шин, тормозных колодок и дисков сцепления; - шум; - смеси против обледенения. Больше всего загрязняют окружающую среду выхлопные газы. На сегодняшний день существуют следующие методы уменьшения загрязнения атмосферы: снижение токсичности выбросов и уменьшение объемов выбросов. Снижение токсичности выбросов может быть достигнуто: изменением конструкции и рабочего процесса ДВС; применением другого вида топлива; очистка выбросов дополнительными устройствами и замена ДВС на малотоксичные установки. Уменьшение объемов выбросов может быть за счет организации транспортных и пассажиропотоков, планировкой дорог. Загрязнение нефтепродуктами возможно при заправке автомобиля, во время движения и стоянки, техническом обслуживании, а также при его хранении. Пыль выделяется во все этапы эксплуатации автомобиля. Продукты испарения шин, включающих в свой состав сажу и силикон, производители снижают посредством кремневой основы или полимеров [1]. Шум создается при движении автомобиля двигателем, шасси и в результате взаимодействия шин с дорогой. Все вышеуказанные загрязнения относятся к непосредственной эксплуатации автомобиля, тем неимение автомобиль продолжает загрязнять окружающую среду и после. Если автомобиль не пригоден к эксплуатации и не попал на утилизацию, загрязнение окружающей среды продолжается. В России на данный момент работает программа утилизации автомобилей (на ходу), по которой в 2016 году за легковой автомобиль выплачиваю способом снижения стоимости на приобретаемый автомобиль 50 тыс. рублей и за грузовик массой больше 2, 91тонны около 350 тыс. рублей [2]. 194

195 Однако существует проблема брошенных автомобилей, которая возникает вследствие следующих действий. После принятия решения владельцем транспортного средства о прекращении его эксплуатации он снимает его с государственной регистрации в ГИБДД. Тем не менее, владельцы коммерческих автомобилей не всегда спешат сдать автомобиль на утилизацию. Самое большее, что они делают, это снимают с государственного учета и далее автомобиль продолжает находиться на территории предприятия (рис. 1) и загрязнять окружающую среду, в частности почву. Рисунок 1. Брошенные автомобили на территории предприятия Загрязнение почвы происходит следующими веществами: минеральной пылью, резиновой крошкой [3], частицами металлов (меди, свинца, никеля, цинка, кадмия), асбестосодержащими частицами, технологическими жидкостями. Проблема утилизации коммерческих автомобилей на данный момент стоит остро. Утилизация коммерческих автомобилей организуется владельцами транспортных средств и осуществляется путем передачи уже разобранных автомобилей в места сбора металлолома. То есть, собственнику необходимо снять с автомобиля годные узлы и агрегаты, транспортировать технику к месту утилизации. Тем не менее, не каждое предприятие планирует расходы, связанные с транспортировкой автомобилей на утилизацию. Такая экологическая невоспитанность и приводит к пассивному загрязнению окружающей среды. Литература Луканин В.Н., Трофиминко Ю.В. Промышленно-транспортная экология: Учеб. Для вузов / Под ред. В.Н. Луканина. М.: Высш. шк., с. Научный руководитель: Ишкина Е.Г., к.т.н., доцент. 195

196 Влияние различных факторов на техническое состояние автобусов Калугин А.А., Базанов А.В. Тюменский индустриальный университет, г. Тюмень В настоящее время автомобильный транспорт является наиболее мобильным транспортом. Плюсы автомобильного транспорта заключаются в том, что в отличие от других типов транспорта автомобильный может доставить груз либо пассажиров практически в любую точку мира. В последние годы автомобильный транспорт большими темпами развивается технически, увеличивается грузоподъемность, пассажировместимость. Улучшается качество топлив используемых в автомобилях, а также совершенствуется сама конструкция силовых установок автомобилей. Усложнение конструкции и применение более усовершенствованных видов топлива требует большего внимания к техническому состоянию автомобилей, требуется увеличение количества воздействий на автомобиль во время проведения регламентных работ таких как техническое обслуживание(то), текущий ремонт(тр), либо капитальный ремонт(кр). На техническое состояние автомобиля влияют конструктивные, технологические, эксплуатационные и другие факторы [1]. Конструктивные это свойства деталей автомобиля, возможность выдерживать большие нагрузки. Способность деталей долгое время не подвергаться деформации. Технологические факторы зависят от качества материалов применяемых для изготовления деталей, применения соответствующей термической обработки. Эксплуатационные факторы зависят от дорожных, транспортных и климатических условий. Они в наибольшей степени оказывают влияние на техническое состояние автомобиля [1]. В зависимости от характеристик дорожного покрытия также может оказываться влияние на состояние энергетической установки [2]. Изменяется коэффициент сопротивления качению, изменяется скорость движения, время работы на определенных передачах. Так только при изменении типа покрытия дорожного полотна ресурс, двигателя и автомобиля в целом, время до капитального ремонта, может измениться в 2 и более раз. Также от типа дорожного покрытия зависит запыленность дороги, частицы пыли попадая в двигатель вызывают абразивный износ. Пыль попадая в двигатель ухудшает эксплуатационные свойства топлива и масла, тем самым увеличивается вероятность образования коррозии в двигателе. Дорожные условия характеризуются качеством дорожного покрытия, его типом, состоянием, прочностью, шириной дороги, количеством полос движения, направлением движения, дальностью видимости [1]. 196

197 Рисунок 1. Категория условий эксплуатации Климатические условия в разные времена года характеризуются температурой окружающего воздуха, влажностью, силой и направлением ветра, количеством осадков, атмосферным давлением, продолжительностью зимнего времени года. Транспортные условия включают в себя дальность перевозок, объем перевозок, тип хранения подвижного состава, регулярность проведения регламентных воздействий на автомобиль [1]. В зависимости от условий эксплуатации, автомобили работают на разных режимах. В определенных условиях, нагрузки испытывают определенные группы деталей. Например, в городских условиях где приходится часто производить остановки чаще работают педалями сцепления и тормоза. Вследствие чего увеличивается вероятность выхода из строя данных деталей [2]. При эксплуатации автомобиля в тяжелых дорожных условиях также страдают детали трансмиссии, детали подвески и рулевое управление. Также скорость движения тесно связана со скоростью вращения деталей двигателя. Например при повышении частоты вращения коленчатого вала на 10%, нагрузки в подшипниках возрастают примерно на 20%. От частоты вращения коленчатого вала зависит частота вращения всех элементов двигателя автомобиля следовательно ускоряется протекание всех рабочих процессов двигателя [2]. Понижение температуры воздуха, ухудшение состояния дороги вследствие снежных заносов, всё это оказывает негативное влияние на техническое состояние автомобилей. Частая эксплуатация автомобиля в условиях влажного климата, вызывает преждевременную коррозию металла. 197

198 Рисунок 2. График зависимости КР от температуры окружающей среды На графике представленном выше показана зависимость технического состояния автобусов Тобольского ПАТП. По графику видно, что основная часть отказов происходит в холодное время года. Основная часть территории нашей страны относится к зоне холодного климата, для которой характерны низкие температуры воздуха в зимний период. Понижение теплового режима эксплуатации автомобиля, вызывает ухудшение протекания многих рабочих процессов в двигателе. Холодный воздух сам по себе имеет уже более высокую плотность, по сравнению с летним периодом эксплуатации. Также происходит увеличение, плотности, вязкости эксплуатационных материалов. Испаряемость топлива становится ниже. В зимнее время года изменяются свойства топлива, а именно: -повышается вязкость и плотность; -понижается испаряемость. Следовательно горючая смесь оказывается обедненной[3]. Холодная обедненная смесь горит недостаточно интенсивно, топливо сгорает неполно, увеличивается его расход, т.е. при неполном сгорании топлива образуются углеводороды (CH). В дизельных двигателях из-за недостаточной температуры конца такта сжатия, топливо воспламеняется с большим запаздыванием. Это сопровождается повышенной скоростью нарастания давления и неполным сгоранием топлива. Автомобили, которые работают на большом расстоянии от основной базы, и поблизости нет отапливаемых стоянок, вынуждены круглосуточно работать на холостом ходу. Такая круглосуточная работа двигателей ведет к большим перерасходам топлива на холостой ход и к повышенным износам, которые также увеличивают расход топлива и количество вредных веществ в отработавших газах. При понижении температуры также увеличивается время работы на холостом ходу и обычных легковых автомобилей, это связано с прогревом двигателя[3]. 198

199 По данным НИИАТ, при работе двигателя на холостом ходу содержание оксида углерода(co) в выхлопных газах может в два с лишним раза превышать его содержание при установившемся режиме. Основная доля пускового износа приходится не на пуск двигателя, а на послепусковой прогрев. В момент пуска на сопрягаемых поверхностях деталей двигателя имеется холодная остаточная пленка смазки, которая очень прочна. Однако после нескольких секунд работы эта пленка разогревается и под одновременным воздействием высоких температур, механических нагрузок и химически агрессивной среды начинает разрушаться, а новые порции смазки (холодной и густой) еще не поступают. В этот период темп износа относительно велик. Затем по мере прогрева двигателя в целом и смазки в частности интенсивность изнашивания снижается[3]. Наглядно зависимость технического состояния от температуры окружающей среды можно посмотреть на следующем графике: Рисунок 3. Влияние температуры окружающего воздуха на возникновение отказов[3]. Эксплуатация транспорта в условиях повышенных температур, также способствует уменьшению ресурса деталей двигателя автомобиля. Высокая температура окружающего воздуха влечет за собой возникновение следующих явлений[2]: Изменение зазоров в сопряжениях; Ослабление смазочных свойств масла и снижение его вязкости; Снижение вязкости и повышение испаряемости топлива; Уменьшение (по массе) количества воздуха поступающего в двигатель, вследствие этого смесь становится переобогащенной. Немаловажным фактором при эксплуатации автомобилей, влияющим на их техническое состояние, являются качество и правильный выбор эксплуатационных материалов, к которым относятся автомобильные топлива, моторные и трансмиссионные масла, охлаждающие жидкости и др.техническое состояние автомобиля, надежность его работы и срок службы в значительной мере зависят от вида и качества топлива, смазочных материалов 199

200 и технических жидкостей. Эксплуатационные материалы должны соответствовать требованиям соответствующей НТД, конструкции механизмов, климатическим условиям, режимам эксплуатации автомобилей. Именно правильно подобранные эксплуатационные материалы могут улучшить пусковые свойства автомобиля, в условиях отрицательных температур. Литература 1. Канарчук В.Е. Техническое обслуживание, ремонт и хранение автотранспортных средств К. В шк., 1991 Кн. 2. Резник Л.Г. Ромалис Г.М., Марков С.Т. Эффективность использования автомобилей в различных условиях эксплуатации М. : Транспорт, с. 3. Хасанов Р.Х. Основы технической эксплуатации автомобилей: Учебное пособие. Оренбург: ГОУ ОГУ, с. Научный руководитель: Базанов А.В., к.т.н., доцент. Оценка эффективности введения в эксплуатацию путепровода по ул. Запольная Карманов Д.С., Фадюшин А.А., Тюменский индустриальный университет, г. Тюмень Город Тюмень занимает 3 место по уровню автомобилизации в России. Наряду с ускоренной автомобилизацией в условиях исторически неприспособленной для этого улично-дорожной сети, высоких темпов роста жилищного строительства, в целом низкого уровня водительской грамотности и культуры, отсутствием единой логичной градостроительной политики при возведении пунктов притяжения грузо- и пассажиропотоков приближает ситуацию транспортного коллапса в нашем городе [1]. В научно-исследовательской работе проведена оценка целесообразности и эффективности схем организации дорожного движения в районе улиц Чернышевского, Запольная, Лунева при вводе в эксплуатацию транспортной развязки на пересечении автомобильных дорог по улицам Первомайская и Запольная с применением разработанной Исполнителем научнопрактической методики, основанной на установлении и использовании закономерностей изменения параметров дорожного движения. Введение транспортной развязки по ул. Запольная увеличит пропускную способность у пересечения ул. Первомайская ул. Вокзальная. С другой стороны, из-за того, что транспортная развязка не имеет двух съездов налево, транспортный поток вынужден двигаться прямо по ул. Запольная до ул. Чернышевского. Это увеличивает транспортный спрос на пересечение 200

201 ул. Чернышевского ул. Камышинская. При введении транспортной развязки и расширении ул. Чернышевского до 4 полос, требуется установка светофорного объекта на пересечении ул. Чернышевского ул. Камышинская. Установка светофора на перекрестке положительно повлияет на безопасность дорожного движения, но уменьшит пропускную способность. В ходе работы было разработано 16 вариантов организации дорожного движения (ОДД). В данной статье приведено 3 из них: Вариант 1 введение в эксплуатацию путепровода по ул. Запольная, смена направления одностороннего движения по ул. Железнодорожная и организация одностороннего движения по ул. Гранитная. Вариант 2 - перераспределение транспортного потока по ул. Камышинкой на ул. Победы, в целях объезда пересечения ул. Чернышевского ул. Камышинская, с учетом схемы ОДД варианта 1. Вариант 3 - расширение проезжей части по ул. Камышинская до 4 полос движения, с учетом схемы ОДД варианта 1. В связи с отсутствием на развязке левых поворотов с ул. Запольная на ул. Первомайская (в сторону железнодорожного вокзала), транспортный поток будет двигаться по ул. Запольная до пересечения с ул. Гранитная, что увеличит коэффициент загруженности пересечения (649 ТС/час утром, по прогнозированию на основе макромоделирования). В связи с таким значением транспортного спроса, для его удовлетворения, необходима организация левого поворота с двух полос. Следовательно, требуется реорганизация дорожного движения на ул. Гранитная или ул. Железнодорожная (одностороннее движение от ул. Чернышевского до ул. Товарное шоссе). Анализ результатов микромоделирования показал, что организация двустороннего движения не дает значительного эффекта. Наиболее эффективный вариант организации дорожного движения, по анализу результатов микромоделирования, это организация одностороннего движения по улицам Чернышевского Перекопская Лунева Гранитная Железнодорожная. Таблица 1 Анализ результатов моделирования (утреннее время) Показатель Значение показателя Вариант 1 Вариант 2 Вариант 3 Среднее время задержки, сек 121,12 108,52 120,44 Среднее количество остановок 2,53 2,25 2,5 Средняя скорость движения, км/ч 21,41 23,08 21,5 Среднее время задержки стоя, сек 77,42 69,38 76,98 Пройденное расстояние, км Количество активных ТС Количество прибывших ТС

202 Расширение ул. Камышинская также не дает значительного эффекта (среднее время задержки уменьшилось на 1%, скорость не изменилась). Затор, существующий в первом варианте по ул. Камышинская уменьшился в 2 раза. Такое же изменение длины затора можно добиться распределением потока с ул. Камышинская на ул. Железнодорожная через ул. Победы (180 ТС/час по ул. Победы из 588 ТС/час с ул. Камышинская). Такое распределение потоков дает значительный эффект, в особенности для ул. Камышинская (среднее время задержки уменьшилось на 10%, средняя скорость движения увеличилась на 8%). Литература 1. Эртман Ю.А., Эртман С.А. Прогнозные оценки изменения параметров дорожного движения при планировании и реализации существенных градостроительных решений //В сб.: Орг. и безоп. дор. движ; Матер. VI Всерос. науч.-практ. конф Тюмень: Изд-во ТюмГНГУ, С Оптимизация транспортных потоков на основе макромоделирования движения транспорта Карманов Д.С., Фадюшин А.А., Тюменский индустриальный университет, г. Тюмень Город Тюмень является ярким примером процесса субурбанизации, т.е. укрупнения существующих городов путем расширения территории муниципальных образований и присоединения к городу небольших пригородных населенных пунктов [1]. В настоящее время ведутся строительные работы путепровода по ул. Запольная, который соединит центральную часть города и район Дома Обороны. Вследствие такого нововведения транспортный спрос перераспределится на ул. Чернышевского, что приведет к образованию заторных явлений. В статье проведено перераспределение транспортных потоков в районе улиц Герцена Камышинская Железнодорожная Товарное шоссе Первомайская при вводе в эксплуатацию транспортной развязки на пересечении автомобильных дорог по улицам Первомайская и Запольная. В данной статье приведен анализ перераспределения транспортных потоков двух вариантов: Вариант 1 существующая дорожная ситуация (рис.1). Вариант 2 введение в эксплуатацию путепровода по ул. Запольная при существующей ОДД, за исключением расширения проезжей части ул. Чернышевского до 4 полос (рис.2). 202

203 Рисунок 1. Макромодель варианта 1 Рисунок 2. Макромодель варианта 2 Введение транспортной развязки по ул. Запольная увеличит пропускную способность у пересечения ул. Первомайская ул. Вокзальная. С другой стороны, из-за того, что транспортная развязка не имеет двух съездов налево, транспортный поток вынужден двигаться прямо по ул. Запольная до ул. Чернышевского. Это увеличивает транспортный спрос на пересечение ул. Чернышевского ул. Камышинская. При введении транспортной развязки и расширении ул. Чернышевского до 4 полос, требуется установка 203

204 светофорного объекта на пересечении ул. Чернышевского ул. Камышинская. Установка светофора уменьшит пропускную способность. В связи с отсутствием на развязке левых поворотов с ул. Запольная на ул. Первомайская (в сторону железнодорожного вокзала), транспортный поток будет двигаться по ул. Запольная до пересечения с ул. Железнодорожная, что увеличит коэффициент загруженности пересечения (670 из 1227 ТС/час утром, по прогнозированию на основе макромоделирования). В связи с таким значением транспортного спроса, для его удовлетворения, необходима организация левого поворота с двух полос. Следовательно, требуется реорганизация дорожного движения на ул. Гранитная или ул. Железнодорожная (одностороннее движение от ул. Чернышевского до ул. Товарное шоссе). Литература 1. Захаров Д.А., Чистяков А.Н. Особенности функционирования транспортного комплекса города Тюмени // Нефть и газ Западной Сибири: материалы международной научно-практической конференции. Тюмень: ТюмГНГУ, С Оптимизация перевозочной деятельности на предприятии Колупаева П.Г., Гаваев А.С., Тюменский индустриальный университет, г. Тюмень Развитие рыночной экономики в стране значительно изменило содержание коммерческой составляющей работы предприятий. От транспорта в коммерческой деятельности во многом зависит не только скорость доставки груза, но и их сохранность, качество, а также затраты по перевозке, которые занимают удельный вес в издержках обращения. С момента перехода экономики страны на рыночные отношения все большее значение стала приобретать задача эффективного управления на предприятии. Оптимизация технологических процессов, повышение производительности труда за счет внедрения новых технологий, совершенствование организации и планирования труда являются основными методами, которые обеспечивают решение экономических задач [1]. Одним из наиболее эффективных вариантов решения задач снижение издержек и улучшения качества перевозочного процесса является оптимизация учета и планирования перевозок на предприятии [2]. Оптимизация это выбор из всех возможных вариантов использования ресурсов тех, которые дают наилучшие результаты [3]. В качестве примера для исследования было рассмотрено предприятие с численностью персонала чуть более 200 человек, из них: административно-управленческий персонал 4%; ИТР 24%; производственный персонал 67%; обслуживающий персонал 5%. 204

205 На балансе компании 9 единиц техники. Доставка продукции осуществляется тягачами (МАЗ) с полуприцепами (HARTUNG и ТСП), а также с использованием двух автомобилей ГАЗель. При невозможности осуществить перевозку собственными ПС, предприятие нанимаем сторонних перевозчиков. Основные маршруты перевозок продукции: Тюмень Корочаево; Тюмень Нижневартовск (Радужный); Тюмень Муравленко; Тюмень Вынгапуровский; Тюмень Тарко-Сале; Тюмень Уфа; Тюмень Новый Уренгой; Тюмень Надым; Тюмень Таежный; Тюмень Усть-Кут; Тюмень Приобье; Тюмень Архангельск. Перевозку мелких грузов для нужд производства и завода привозят со всей западной части страны, изделия из металла из Челябинска и Екатеринбурга. Для оптимизации перевозочной деятельности предприятия необходимо произвести анализ следующих данных: пробег ПС за квартал; среднее время простоя под погрузкой-разгрузкой; среднее время простоя в ожидании заказа; показатель ритмичности производства; средний расход топлива. Для сбора исходных данных берем для анализа период времени работы с по года. Данные по скорости, пробегу транспорта получаем с отчета приложения Wialon-Hosting «Статистика работы автотранспорта». ПО «Wialon-Hosting Путевые отчеты» предназначено для анализа эффективности использования как одного ТС, так и всего автопарка. Для обработки и анализа информации по маршрутам имеется база данных заказов. Для улучшения перевозочного процесса на предприятии и повышения эффективности использования подвижного состава может быть предложено такое мероприятие как разработка рационального плана отгрузки для транспортных средств, с учетом плана выпуска продукции и повышения ритмичности производства включающая в себя следующие решения: увеличивать ритмичность производства, транспортного процесса за счет своевременной доставки материалов на склад, минимизация запасов продукции, хранящейся на складе. Вся продукция должна заказываться строго под конкретный заказ; при планировании перевозки заранее согласовывать груз на всех стадиях производства, что улучшит качество транспортного процесса, поскольку сократится время простоев автомобилей в ожидании заказа, уменьшится нулевой пробег до места погрузки; составление рационального плана отгрузок на длительный период позволит систематизировать перевозочный процесс, сократить простои транспорта. В результате проведенных мероприятий получили: введение показателя ритмичности производства и транспортного 205

206 процесса позволит сократить простои транспорта, составить более рациональный план отгрузки для транспорта и повысить качество логистики; время простоя влияет на время ездки. При увеличении простоя в ожидании погрузки или заказа, увеличивается общее время ездки. При анализе данных было выявлено, что более рационально будет минимизировать запасы на складе, заказывать строго под конкретного потребителя, также необходимо уменьшить нулевой пробег автомобилей до места погрузки; сокращение время простоя улучшит качество транспортного процесса, поскольку условия перевозочного процесса будут максимально приближены к реальным условиям. Своевременность поставки продукции дает конкурентные преимущества и надежность в компании для клиентов [4]; планирование графиков отгрузки с учетом плана выпуска продукции производством позволит систематизировать перевозочный процесс, уменьшить простои транспорта в ожидании готовности заказа и по другим техническим причинам [5]. Сократился общий простой в ожидании погрузки ТС на 12 дней за квартал, что позволит чаще проводить ТО и Р и быть задействованными работой на территории. Рисунок 1. Оптимизация нулевого пробега Снижение простоев в ожидании погрузки влечет за собой уменьшение нулевого пробега ТС за квартал до мест погрузки рис.1 и соответственно сокращение общего пробега ПС. Экономическая эффективность от внедрения результатов проекта составляет 38848,9 рублей за месяц и,6 рублей за год Литература 1. Гаваев, А.С. К вопросу о совершенствовании планирования перевозок грузов [Текст] / А.С. Гаваев, П.Г. Колупаева // Транспортные и транспортно-технологические системы: материалы Международной научнопрактической конференции. Тюмень: ТюмГНГУ, С

207 2. Куликов, Ю. И. Грузоведение на автомобильном транспорте [Текст]: учебное пособие для студ. высш. учеб. заведений / Ю. И. Куликов. М. : Издательский центр «Академия», с. 3. Григорьян, Т. А. Планирование на автотранспортном предприятии [Текст]: учеб. пособие / Т. А. Григорьян, И. И. Карамышева; ТюмГНГУ. Тюмень: ТюмГНГУ, с. 4. Молоткова, Н.В. Основы управления транспортным средством и безопасность движения / Н.В. Молоткова, А.О. Хренников. Тамбов, Чайников Д.А. Приспособленность автомобилей к массе перевозимого груза по расходу топлива. Дисс.... канд. техн. наук, ; Тюмень: ТюмГНГУ, 2010 Научный руководитель: Гаваев А.С., к.т.н. Исследование состава транспортного потока по гендерному признаку Колупаева П.Г., Гаваев А.С., Тюменский индустриальный университет, г. Тюмень Транспортный поток - совокупность транспортных средств, движущихся по проезжей части дороги. Состав транспортного потока (наличие в составе транспортных средств различного типа) - оценка осуществляется по процентному составу или доле транспортных средств различных типов. В данном исследовании мы рассматриваем транспортный поток в зависимости от пола водителя. Отношение к транспортному средству, поведение в экстремальных ситуациях, скорость реакции, способность концентрироваться, все это зависит от пола[1]. Число женщин водителей в России составляет около 3 млн. Учитывая, что общее количество водителей по данным статистики около 35 млн., то нетрудно догадаться, что мужчин за рулем гораздо больше. Получается около 31 млн. мужчин за рулем. Таблица 1 Соотношение количества мужчин и женщин-водителей в выходной день Показатель ТЦ Солнечный ТЦ Галерея Вояж ТЦ Панама Кол-во мужчин, чел Кол-во женщин, чел Всего, чел Кол-во мужчин, % Кол-во женщин, %

208 Типичная ошибка, которая наблюдается про женщин-водителей - это констатация количества аварий, приходящихся на мужчин и женщин без учета соотношения числа мужчин и женщин за рулем [2].В ходе экспериментальных исследований было проведено наблюдение на нескольких участках улиц г. Тюмени и вблизи торговых центров, с целью выявления соотношения числа женщин и мужчин за рулем. Продолжительность наблюдения 1 час, выходной день, интервал времени наблюдения: табл.1. Продолжительность наблюдения 2 часа, будний день, интервал времени наблюдения: и табл.2. Таблица 2 Соотношение количества мужчин и женщин водителей в будний день Показатель Республика - Широтная - Пермякова Мельникайте Время Кол-во мужчин, чел Кол-во женщин, чел Всего Кол-во мужчин, % Кол-во женщин, % Время Кол-во мужчин, чел Кол-во женщин, чел Всего Кол-во мужчин, % Кол-во женщин, % Остановка «Дом Печати» В результате проведенных исследований было выявлено, что количество женщин за рулем во много раз меньше, чем мужчин. Подвижность водителей женщин в выходные дни возрастает в среднем на 5 %, а мужчин падает на 5 %. Не смотря на то, что количество ДТП по вине мужчин-водителей значительно больше, чем по вине женщин, общее соотношение количества ДТП по вине женщин к количеству женщин-водителей больше, чем соотношение количества ДТП по вине мужчин / количеству мужчин-водителей. Женщинводителей виновных в ДТП составило 0,85 %; а мужчин-водителей 0,5 % (рис. 1). 208

209 Рисунок 1. Соотношение количества виновных в ДТП мужчин и женщин Женщины-водители опаснее мужчин-водителей в 0,85/0,50 = в 1,7 раза. Данные статистики свидетельствуют о том, что аварии, произошедшие по вине водителей-женщин менее серьезны. Но управление ГИБДД опубликовало статистику аварий в Тюменской области, совершенных с участием водителей мужчин и женщин. Выяснилось, что несмотря на аккуратный стиль вождения, слабый пол по этим показателям превосходит сильный. К примеру, согласно данным дорожных полицейских, виновниками ДТП в состоянии алкогольного опьянения стали 29 мужчин и 28 женщин. В общем из 775 аварий за последние восемь месяцев 448 случились по вине водителей-женщин, при этом различные травмы получили 676 человек, 19 погибли. По вине мужчин произошло 327 ДТП, в которых 387 человек пострадали, 19 погибли [3]. Из наблюдений инспекторов ДПС следует, что женщины за рулем меньше мужчин превышают скоростной режим и не совершают резких маневров на дороге. Но, к сожалению, большая часть аварий происходит из-за неуверенности на дороге: естественная реакция женщины в неординарной обстановке отпустить руль и не предпринимать никаких действий [4]. Несмотря на это самое главное помнить, что безопасность на дорогах зависит не от того, кто за рулем - мужчина или женщина, а от сознательности и внимательности самого водителя. Литература 1. Колупаева, П. Г. Изучение особенностей вождения автомобиля с учётом гендерного признака [Текст] / П. Г. Колупаева, А. С. Гаваев // Транс- 209

210 портные и транспортно-технологические системы: материалы Международной научно-практической конференции. Тюмень: ТюмГНГУ, С Электронный ресурс: comments=flat. (дата обращения г.). 3. Колупаева, П.Г. Анализ статистических данных обучающихся в автошколе города Тюмень [Текст]/П.Г. Колупаева, А.С. Гаваев// Материалы научно-практического сетевого электронного журнала «Техника и технологии строительства» / под. ред. Кирничный В.Ю. - Омск: СибАДИ, С Электронный ресурс: (дата обращения г.). Научный руководитель: Гаваев А.С., к.т.н., доцент. Методы улучшения экономических и мощностных показателей двигателей внутреннего сгорания Корчагин В.А., Шмырин А.В., Тюменский индустриальный университет, г. Тюмень В ближайшие десятилетия поршневые ДВС не смогут утратить доминирующее положение в силовых установках транспортных средств. Улучшение процессов сгорания, газообмена и топливоподачи, а так же применение современных материалов и технологий обработки деталей двигателей, приводит к увеличению эффективного и механического КПД. В связи с этим продолжает оставаться актуальной проблема улучшения мощностных и экономических показателей. В 2000 году в Женеве был представлен экспериментальный бензиновый пятицилиндровый двигатель внутреннего сгорания, оборудованный системой Variable Compression фирмы SAAB с изменяемой степенью сжатия. Его уникальные особенности позволяют достигать мощности в 225 л.с. при рабочем объеме в 1,6 л. и сохранять расход топлива сравнимого с вдвое меньшим двигателем. Возможность без шагового изменения рабочего объема позволяет двигателю работать на бензине, дизельном топливе или на спирте. В двигателе использована объединенная головка блока цилиндров с гильзами цилиндров. Объединенный блок с одной стороны закреплен на валу, с другой взаимодействует с кривошипно-шатунным механизмом. КШМ обеспечивает смещение объединенной головки от вертикальной оси на 4, чем достигается изменение степени сжатия в пределе от 8:1 до 14:1. Необходимое значение степени сжатия поддерживается системой управления двигателем в зависимости от нагрузки (при максимальной нагрузке минимальная степень сжатия, при минимальной максимальная степень сжатия). Несмотря на впечатляющие результаты двигателя по мощности и 210

211 крутящему моменту, силовая установка не пошла в серию, а работы по ней в настоящее время свернуты. Под нагрузкой, за счет поворота эксцентрикового вала, шатун отклоняет моноблок в сторону, и объем камеры сгорания увеличивается (степень сжатия 8). При этом подключается нагнетатель, и воздух начинает поступать в двигатель под избыточным давлением. Расход топлива для разработанного двигателя на 30% меньше, чем у обычного двигателя такого же объема, а показатели по токсичности отработавших газов соответствуют действующим нормам. Бензиновый двигатель Skyactiv работает по принципу, в котором впускной клапан не закрывается при достижения поршня нижней мертвой точки, а продолжает быть приоткрытым примерно до половины хода поршня. При этом некоторая часть горючей смеси выталкивается обратно во впускной коллектор, уменьшая тем самым разряжение в нём. Это снижает крутящий момент двигателя, но за счет того что реализуется более полное расширение, повышается эффективность двигателя, также уменьшаются насосные потери за счет того что снижена разрежённость во впускном коллекторе. Напомним, что «насосные потери» возникают на такте впуска, когда поршень идет вниз и всасывает воздух. Вследствие того, что при работе на холостом ходу дроссельная заслонка почти закрыта, так как при работе без нагрузки необходимо меньшее количество воздуха, давление в цилиндре и во впускном коллекторе значительно ниже атмосферного. В результате поршень для движения вниз преодолевает сильный вакуум, затрачивая при этом дополнительную энергию. Двигатель Skyactiv работает по такому циклу только при низких нагрузках, при увеличении оборотов впускной клапан начинает закрываться гораздо раньше и рабочий цикл двигателя приближается к классическому циклу Отто, тем самым увеличивается эффективная степень сжатия и повышается максимальный крутящий момент, степень сжатия при максимальных нагрузках достигает показателя 14:1. Для предотвращения детонации в этом режиме работы двигателя SKYACTIV-G была усовершенствована система управления опережением зажигания. Для борьбы с высокими температурами в камерах сгорания, которые способствуют появлению детонации, японские инженеры применили разветвлённую систему выпуска в отличии от старой системы, с коротким выпускным коллектором волна высокого давления доходит до следующего цилиндра за короткий промежуток времени, проявляя свой негативный эффект во всем диапазоне оборотов двигателя. Однако с выхлопной системой, имеющей длинный тракт выпускного коллектора, волне требуется время для достижения следующего цилиндра, и данный эффект проявляет себя только на низких оборотах двигателя. Это позволяет снизить количество остаточных газов почти во всем диапазоне работы двигателя. К тому же, коллектор длиной свыше 600 мм лучше гасит реактивный момент двигателя, а использование кольцевой формы позволяет экономить компоновочное пространство. 211

212 Непосредственный впрыск бензина был принят концерном Volkswagen как наиболее эффективное средство экономии топлива, обеспечивающее его снижение до 20 %. Одна из основных проблем это очистка отработавших газов, которая решилась разработкой нового нейтрализатора, который способен аккумулировать оксиды азота. Впервые VAG применил прямой впрыск в 2001 году во время гонок в Ле Мане на 3,6 литровом двигателе V8 с 600л.с. Новая технология получила название FSI Fuel stratified Injection (Послойный Впрыск Топлива). Послойный впрыск топлива на части нагрузок стал определяющим фактором в достижении такого результата. В послойном режиме двигателю требуется, чтобы более богатая топливно-воздушная смесь находилась непосредственно перед свечами зажигания для мгновенного воспламенения. Более бедная смесь располагается в удалении от свечи, ближе к верхней кромке поршня. Один из положительных результатов этой технологии заключается в низких температурных потерях, поскольку облако топливной смеси изолировано воздушной прослойкой от стенок камеры сгорания и головки блока цилиндров. В новом типе двигателя топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания с помощью инжектора, который находится со стороны головки блока цилиндра и способен контролировать впрыск с частотой до тысячной доли секунды под давлением впрыска до 110 бар. Однако наряду с достижениями, система FSI имеет свои недостатки. Основной связан с повышенным содержанием серы в низкокачественном бензине. Это не дает двигателю показывать такие же результаты в процессе своей эксплуатации, как и в лаборатории на чистом бензине. Из рассмотренных методов самым лучшим оказался двигатель SKYACTIV это самый эффективный двигатель внутреннего сгорания на сегодняшний день для автомобилей массового производства. Так как он имеет ряд преимуществ по сравнению с конкурентами: 1. Степень сжатия 14:1 привела к увеличение крутящего момента на 15% и уменьшение расхода топлива и выбросов СО2 на 15%. 2. Выпускная система улучшает удаление отработавших газов. 3. Насосные потери уменьшены на 20% благодаря регулированию фаз газораспределения и новому масляному насосу. 4. Непосредственный многократный впрыск топлива предотвращает детонацию. 5. Уменьшение габаритов привело к меньшим тепловым потерям и снижению общей массы агрегата на 10%. 6. Потери на трение уменьшены на 30%. Литература 1. Демидов В.Н. Двигатели с переменной степенью сжатия. М.: Машиностроение, с. 212

213 2. Тер-Мкртичьян Г.Г., Кутенев В.Ф., Ямапин A.И. Вопросы теории двигателей с управляемым движением поршней с плоскими преобразующими механизмами. М.: Изд-во ПНЦ НАМИ, с. Научный руководитель: Корчагин В.А., к.т.н., доцент Влияние природно-климатических условий на отказы автомобилей КамАЗ ОАО «Сургутнефтегаз» Левицкий Д. Ю., Тюменский индустриальный университет, г. Тюмень Предприятие ОАО «Сургутефтегаз» (далее ОАО «СНГ») одна из крупнейших нефтяных компаний России, активно развивающая секторы разведки и добычи нефти и газа, переработку газа и производство электроэнергии, производство и маркетинг нефтепродуктов, продуктов нефте- и газохимии [1]. В своей структуре ОАО «СНГ» имеет большое количество структурных подразделений, занимающихся определёнными видами работ по добыче, транспортировке, переработке нефти, строительству производственных объектов и т. д. Подвижной состав организации выполняет функции транспортировки грузов и пассажиров, а техника специального назначения обеспечивает производственный процесс ОАО «СНГ». Объектом изучения данной статьи является группа автомобилей на базе КамАЗ (614 единиц) структурного подразделения УТТ НГДУ Фёдоровскнефть, территориально расположенное в ХМАО-Югре, г. Сургут. База КамАЗ широко унифицирована, а на её основе создано большое количество машин с различным навесным оборудованием для обслуживания объектов нефтегазодобычи (бортовые машины, различные агрегаты для исследования скважин, гидроманипуляторы, насосные установки, автоцистерны, автокраны и прочие виды спецтехники). В рамках взаимодействия ОАО «СНГ» и Тюменского индустриального университета в области обеспечения работоспособности и повышения надёжности ТТМ предприятия последним предоставлена база данных об отказах исследуемых автомобилей. Одним из факторов, влияющих на отказы, являются природно-климатические условия в зоне работ автотракторной техники. В данной работе будет рассмотрена именно эта группа факторов как причина возникновения отказов ТТМ. Для обеспечения непрерывного производства предприятия необходима высокая надёжность данных транспортно-технологических машин (ТТМ). Отказы, случающие на линии, которые влекут за собой простои техники, а 213

214 иногда и срывают работу всего подразделения, приводят к масштабным убыткам и, как следствие, к недополучению прибыли. Различают следующие состояния ТТМ с точки зрения их способности выполнять заданные функции: исправное, неисправное, работоспособное, неработоспособное и предельное. Неисправным является состояние автомобиля, при котором он не соответствует хотя бы одному из требований нормативно-технической документации и (или) конструкторской документации. Работоспособным называют состояние автомобиля, при котором значения всех параметров, характеризующих его способность выполнять заданные функции, соответствуют требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской документации. Неработоспособным является состояние, при котором значение хотя бы одного параметра, характеризующего способность техники выполнять заданные функции, не соответствуют требованиям нормативно-технической и (или) конструкторской документации. Предельным называют состояние, при котором дальнейшее применение ТТМ по назначению недопустимо или нецелесообразно либо восстановление исправного или работоспособного состояния невозможно или нецелесообразно. Отказ это событие, заключающееся в нарушении работоспособного состояния объекта [2]. Отказ может приводить к неисправному и неработоспособному состоянию, что влечёт последствия, рассмотренные ранее. Надёжность это свойство любого изделия, в том числе автомобиля, сохранять по наработке (времени, пробегу) в заданных пределах показатели всех параметров, определяющих способность выполнения изделием требуемой функции [3]. На основании предоставленной базы данных проанализированы отказы по всем системам автомобиля КамАЗ за 2015 год. В ходе анализа выявлены основные системы машины, в которых отказы встречались чаще. Это элементы системы электрооборудования, отказы деталей и узлов ДВС, тормозной системы и системы охлаждения. Информация по основным отказам представлена в таблице 1: 214

215 Количество отказов автомобилей КамАЗ за рассматриваемый период Таблица 1 Система автомобиля Январь Февраль Март Апрель Май Июнь Июль Август Сентябрь Октябрь Ноябрь Декабрь Итого за год Электрооборудование ДВС Тормозная система Система охлаждения Примечание к таблице: отказы ДВС рассмотрены без учёта навесного оборудования двигателя. На основании обработанных данных представлена графическая зависимость, отражённая на рисунке 1: Рисунок 1. «Распределение отказов автомобилей КамАЗ за 2015 год» График имеет некоторый характер, который можно приближённо считать волнообразным с пиковыми значениями отказов в периоды марта, май июль и август октябрь. 215

216 Отказы в период февраля марта (пик в марте) обусловлены низкой температурой марта месяца, который в среднем был холоднее, чем февраль (рисунок 2). Рисунок 2. «Температура воздуха в марте 2015 года в г. Сургуте» Отказы в мае июле обусловлены весеннее-летним потеплением, которое приводило к обильному таянию снега и скоплению воды в заболоченной местности, где эксплуатируется спецтехника. В этот период характерно увеличение среднесуточного количества солнечных часов (рисунок 3). Рисунок 3. «Среднесуточное количество солнечных часов в 2015 году в г. Сургуте» 216

217 Также увеличилось количество выпадаемых осадков (в мае количество осадков, которое выпадает в Сургуте, в среднем составляет 31,8 мм, июне 33,3, июле 47 мм (рисунок 4) [4]. Рисунок 4. «Количество осадков в 2015 году в г. Сургуте» Отказы за август октябрь можно объяснить также периодом выпадения осадков. Октябрь является одним из самых дождливых месяцев в году, 52 мм осадков [4] (рисунок 5) и понижением температуры окружающего воздуха ниже нуля (рисунок 6). Рисунок 5. «Количество осадков в октябре в 2015 году в г. Сургуте» 217

218 Рисунок 6. «Температура воздуха в октябре в г. Сургуте» Таким образом, очевидна зависимость отказов под действием природно-климатических условий. Для снижения числа отказов возможно календарное смещение проведения планово-предупредительных работ перед пиковыми периодами отказов для техники. Также можно сместить начало сезонного обслуживания автотракторной техники с предварительным диагностированием для заблаговременного выявления несоответствия параметров технического состояния перед зимней эксплуатацией. Литература 1. Сургутнефтегаз, открытое акционерное общество. Сайт компании. 2. Зорин В. А. Основы работоспособности технических систем: учебник для студ. высш. учеб. заведений / В. А. Зорин. М. : Издательский центр «Академия», с. 3. Техническая эксплуатация автомобилей: Учебник для вузов. 4-е изд., перераб. и дополн. / Е. С. Кузнецов, А. П. Болдин, В. М. Власов и др. М.: Наука, с. 4. Погода в России. Pogoda360. Прогноз, статистика. К вопросу о повышении безопасности движения на пересечении улиц Ветеранов труда Ватутина Марилов В.С., Новопашин А.А., Тюменский индустриальный университет, г. Тюмень Увеличение количества автомобильного транспорта и объема перевозок грузов и пассажиров ведет к повышению интенсивности движения, что в условиях крупных городов приводит к возникновению транспортной проблемы. 218

219 В настоящее время существующая улично-дорожная сеть не отвечает техническим и количественным возможностям эксплуатируемых транспортных средств. [1] Примером служит нерегулируемый перекресток улиц Ветеранов труда и Ватутина. В связи с непрерывным движением автомобилей по улице Ветеранов труда, поворот налево с улицы Ватутина существенно затруднен. Учитывая то, что перекресток нерегулируемый, транспортные потоки движутся с высокой скоростью, что делает выезд с улицы Ватутина аварийноопасным. Данные по интенсивности (авт./ч.) движения в «часы пик» представленные в таблице 1. Таблица 1 Направление Тип ТС Ветеранов труда Ветеранов труда (в город) (из города) Ватутина Утро (8:00-9:00) Легковой Грузовой Обед (14:00-15:00) Легковой Грузовой Вечер (18:00-19:00) Легковой Грузовой Анализ результатов (таблица 1) показывает, что наибольший автомобильный поток наблюдается в утреннее и вечернее время. Высокая интенсивность и организация движения напрямую влияет на безопасность транспортных средств. Проблемы безопасности дорожного движения, прежде всего, связаны с нерегулируемыми пешеходными переходами. По данным статистики в Российской Федерации наезды на пешеходов составляют 40% всех ДТП, а доля пешеходов среди погибших в ДТП составляет около 45%. Поэтому с нерегулируемыми пешеходными переходами связаны две важные проблемы организации дорожного движения - обеспечение пропускной способности улично-дорожных сетей и снижение задержек транспорта. [2] На рис. 1 представлена фотография рассматриваемого нерегулируемого перекрестка. 219

220 Рисунок 1. Перекресток улиц Ветеранов труда и Ватутина Для улучшения транспортной ситуации на данном пересечении были рассмотрены следующие варианты: 1. Ограничение скорости при подъезде к перекрестку (до 40 км/ч); 2. Внедрение светофорного объекта. Сравнение результатов моделирования существующей ситуации и первого варианта представлены в таблице 2. Как видно из таблицы скорость транспортных средств на всем участке улично-дорожной сети протяженностью 600 метров, в вечернее время уменьшается на 7% и на 8% в утреннее, время в пути увеличивается на 8% и 14% соответственно. Сравнение результатов моделирования существующей ситуации и второго варианта представлены в таблице 3. Установка светофора снизит скорость транспортных средств на 9% вечером и на 12% утром, а время в пути увеличится на 10% и 19% соответственно. Таблица 2 Параметр Нерегулируемый С ограничением скорости (до 40 км/ч) Вечер (18:00-19:00) Время задержки, сек; 0,82 1,28 56 Скорость, км/ч; 59,91 55,56-7 Время в пути, сек; 11684,,9 8 Остановки, ед Утро (8:00-9:00) Время задержки, сек; 0,95 1,47 55 Скорость, км/ч; 59,32 54,64-8 Отклонение (%) 220

221 Время в пути, сек; 11400, Остановки, ед Параметр Нерегулируемый При внедрении светофора Таблица 3 Отклонение (%) Вечер Время задержки, сек; 0,82 3, Скорость, км/ч; 59,91 54,45-9 Время в пути, сек; Остановки, ед Утро Время задержки, сек; 0,95 4, Скорость, км/ч; 59,32 52,17-12 Время в пути, сек; Остановки, ед Безопасность дорожного движения возрастет, в связи с пофазным разъездом автомобилей. Так же будет добавлена фаза для пешеходов. Цикл светофорного регулирования составлял 82 сек., для движения по улице Ветеранов труда было выделено 64 сек., а по Ватутина 12 сек. Принимая во внимание небольшую интенсивность движения по ул. Ватутина, реализация данных мероприятий не повлечет за собой существенное увеличение задержек, однако безопасность дорожного движения повысится. Моделирование проводилось в программном комплексе PTV Vissim Использование имитационной модели дает возможность анализировать движение транспортных средств и пешеходов, прогнозировать возникновение заторов при внедрении различных средств организации дорожного движения. [3] Литература 1. Захаров Д.А., Чистяков А.Н. Проблемы функционирования транспортного комплекса города Тюмени, - Тюмень, с. 2. Петров А.И. Расследование и экспертиза дорожно-транспортных происшествий. Часть 2. Инженерно-психофизиологическая, транспортнотрасологическая и автодорожная экспертизы. Учебное пособие. // А.И. Петров, Л.Г. Резник, Д.А. Захаров. Тюмень: ТюмГНГУ, с. 3. Карманов Д.С., Фадюшин А.А. Моделирование транспортных потоков восточного административного округа города Тюмени: Материалы VIII Всероссийской научно-практической конференции, - Тюмень: ТюмГНГУ, Научный руководитель: Захаров Д.А., к.т.н., доцент. 221

222 Оценка эффективности регулируемых пересечений в г. Тюмени путём использования показателя транспортной очереди Морозов В.В., Тюменский индустриальный университет, г. Тюмень Одной из основных проблем функционирования транспортных систем крупных городов является проблема формирования транспортных заторов. Но к настоящему времени в зарубежной и отечественной литературе отсутствует чёткое понятие транспортного затора. Поэтому, также возникает трудность определения транспортного затора как размерного или безразмерного, удельного показателя [1,5,6]. Однако, проанализировав различные научные источники, можно прийти к выводу, что вместо понятия транспортного затора прибегают к различным показателям, так или иначе связанным с длиной транспортной очереди. При этом необходимо отметить, что под "длиной" здесь следует понимать не расстояние, которая занимает очередь, а количество автомобилей, образующих её [2,3,6]. Аналитически можно определить транспортную очередь через математическое ожидание [2,6]:, 1, где интенсивность входящего потока, авт./ч.; интенсивность выходящего потока авт./ч.; математическое ожидание транспортной очереди. Формула (1) используется для случайного входящего потока, (2) для стабильного (регулярного) потока [2,6]. Также стоит отметить, что длина транспортной очереди скорее будет показателем не эффективности, а "неэффективности", т.е. чем больше автомобилей по той или иной причине не смогли пройти через сечение дороги, тем ниже будет эффективность организации дорожного движения [2,6]. Поэтому, для оценки работы регулируемых пересечений в г. Тюмени был произведён сбор данных на одном из светофорных объектов, а именно "ул. Червишевский тракт Стрела". В качестве примера, график изменения длины транспортной очереди по крайней левой полосе по направлению в центральную часть города представлен на рис.1. Кроме этого, путём использования детекторов транспорта Traficam для оценки состояния транспортного потока на 29 светофорных объекта были собраны данные об интенсивности движения транспортных средств [4]. В качестве примера на рис.2 представлена диаграмма максимальных значений суточной интенсивности движения ТС на светофорном объекте "ул. Червишевский тракт Стрела"

223 Длина транспортной очереди, авт :00:00 6:15:00 6:30:00 6:45:00 7:00:00 7:15:00 7:30:00 7:45:00 8:00:00 8:15:00 8:30:00 8:45:00 9:00:00 9:15:00 9:30:00 9:45:00 10:00:00 10:15:00 10:30:00 10:45:00 Рисунок 1. График изменения длины транспортной очереди на светофорном объекте "ул.червишевский тракт Стрела" по крайней левой полосе по направлению в центральную часть города за г Интенсивность движения ТС, авт.\ч В центр Направление движения Из центра 223

224 Рисунок 2. Диаграмма максимальных значений суточной интенсивности движения ТС на светофорном объекте "ул. Червишевский тракт Стрела" за г. В настоящее время исследования в данной области продолжаются. В дальнейшем планируется реализовать следующие задачи: 1. Произвести сбор данных основных параметров транспортного потока, в том числе сбор данных о составе потока, проходящих через регулируемые пересечения в г. Тюмени. 2. Установить существующие закономерности между формированием транспортных очередей и остальными транспортными потоками, либо установить их отсутствие. 3. Сформировать предложения по практическому использованию полученных результатов научного исследования. Литература 1. Гасников А.В., Кленов С.Л., Нурминский Е.А., Холодов Я.А., Шамрай Н.Б. Введение в математическое моделирование транспортных потоков: Учебное пособие / Издание 2-е, испр. и доп. А.В. Гасников и др. Под ред. А.В. Гасникова. М.: МЦНМО, С Дрю Д. Теория транспортных процессов и управление ими. М.: Транспорт, С Морозов В.В., Ярков С.А. Анализ закономерностей изменения интенсивности транспортных средств на примере регулируемых пересечений в г. Тюмени. В сборнике: Организация и безопасность дорожного движения Материалы IX всероссийской научно-практической конференции (с международным участием), посвящённой памяти профессора, доктора технических наук Резника Л.Г.. Тюмень, С Морозов В. В., Ярков С.А. Интенсивность как параметр транспортного потока. Организация и безопасность дорожного движения: материалы VIII Всероссийской научно-практической конференции, 12 марта 2015 г. / отв. редактор В.И. Бауэр. Тюмень: ТюмГНГУ, С Морозов В.В., Ярков С.А. В сборнике: Проблема транспортных заторов и существующие методы их решения. Проблемы функционирования систем транспорта: материалы Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных (с международным участием), 5. 7 ноября 2014 г. Т.2 / отв. редактор В.И. Бауэр. Тюмень: ТюмГНГУ, С Морозов В.В., Ярков С.А. Решение проблемы формирования транспортных очередей в крупных городах. Проблемы качества и эксплуатации автотранспортных средств: Организация автомобильных перевозок и безопасность дорожного движения [Текст]: материалы XI междунар. заочн. науч.-техн. конф. 15 марта 2016 г., Пенза / [редкол.: Э.Р. Домке (отв. ред.) и др.]. Пенза: ПГУАС, С

225 Научный руководитель: Карнаухов В.Н.., д.т.н., профессор. Интенсивный и экстенсивный пути развития улично-дорожной сети в мировой практике Морозов Г.Н., Тюменский индустриальный университет, г. Тюмень Городская улично-дорожная сеть (далее - УДС) - комплекс объектов, включающий в себя магистральные улицы общегородского значения различных категорий, магистральные улицы районного значения, улицы, дороги и проезды в зонах жилого, производственного и иного назначения, дороги и проезды на территориях природных комплексов, площади, мосты, эстакады, подземные переходы, разворотные площадки городских маршрутных транспортных средств и иные объекты [1]. Дорожно-транспортная ситуация на дорогах современных мегаполисов характеризуется большой загруженностью УДС, вследствие чего наблюдаются повсеместные заторы, снижение скоростей сообщения, ухудшение экологической ситуации и безопасности движения [2, 3]. Методы борьбы с увеличивающейся автомобилизацией и проблемами, связанными с ней, можно объединить в два направления: 1. Интенсивный путь увеличение производительности УДС за счёт совершенствования существующей системы путём повышения качества организации дорожного движения, увеличения эффективности работы светофорных объектов, снижения количества транспорта на дорогах и подобных мер; 2. Экстенсивный путь строительство сооружений, новых дорог и реконструкция старых, за счёт чего увеличивается площадь и плотность дорожного полотна УДС. Одним из примеров применения крайней меры в условиях особого обострения транспортной проблемы является решение властей столицы Мексики г. Мехико [4]. Здесь в связи с глобальными систематическими заторами на УДС, сводящими на нет преимущества пользования легковыми автомобилями, было установлено, что владельцы автомобилей с четным числом на номерном знаке могут ездить в черте города в четные дни, а с нечетными в нечетные дни. Это является наглядным примером ситуации, когда уровень автомобилизации города в недопустимой степени превышает развитие УДС и ее пропускной способности. Также примером, относящимся к интенсивному пути, являться метод введения платной парковки в центре Москвы. Эксперты пришли к выводу, что мероприятие положительно сказалось на загруженности дорог на всей территории города [5]. Проанализировав показатели дорожного движения 225

226 за февраль 2014 года в вечерний «час пик» в разных частях столицы, по итогам исследования выяснилось, что вечерняя загруженность дорог внутри Садового кольца по сравнению с февралем 2013 года сократилась на 18 процентов. В остальной части города время поездки уменьшилось на три процента. Не менее эффективный метод организации движения транспортных потоков, широко используемый в международной практике это введение платного въезда в центр города. Платный въезд обеспечивает снижение загрузки УДС центра города и положительно влияет на экологическую обстановку, но, как правило, данная мера вызывает негативную реакцию со стороны населения. Самый известный в мире пример введения платного проезда проезд в центр города Лондон. Плата введена в 2003 году. Номер автомобиля считывается камерами наблюдения, после чего фиксируется факт въезда. Стоимость одноразового въезда от 10,5 фунтов стерлингов. Для жителей домов, попадающих в зону, действует постоянная 90-процентная скидка. Яркими примером экстенсивного пути развития является строительство многоуровневых развязок, а также многоуровневых дорог в Японии (рис.1). Рисунок 1. Многоуровневые дороги в Японии Япония - островное государство, расположенное в западной части Тихого океана. Из четырех тысяч островов, входящих в ее состав, основная часть приходится на острова Японского архипелага. Страна занимает территорию км 2. Плотность населения 336 чел/км 2. По состоянию автомобилизации на 2008 год Япония находится на 16 месте в мире (593 авто на 1000 жителей) [6]. Имея немного пространства для расширения, с до- 226

227 вольно высокой плотностью населения, города Японии в основном развиваются вверх, а не в стороны, в следствии чего в панораме города имеется множество небоскребов. Для удовлетворения транспортного спроса, обусловленного высоким уровнем автомобилизации и плотностью населения, власти Японии тратят огромные деньги на строительство многоуровневых развязок, а также многоуровневых дорог. Транспортная развязка - соединение автомобильных дорог в разных уровнях со съездами для перехода автомобилей и других транспортных средств с одной дороги на другую. Примеры транспортных развязок приведены на рис.2 и рис.3. Рисунок 2. Автомобильная развязка в районе Пуси, Шанхай, Китай Огромный перекресток трасс Нанбей и Яньян, находищийся в Пуси (историческом центре Шанхая), - это единственная в мире транспортная развязка с шестью уровнями. Рисунок 3. Автомобильная развязка в Лос-Анджелес 227

228 Не менее сложная развязка, чем в Шанхае - это лос-анджелесская развязка имени судьи Гарри Преджерсона, являющаяся одной из самых сложной в мире. Развязка создана для движения не только легковых автомобилей. Она также включает в себя дороги для пассажирского транспорта, железнодорожные пути Лос-Анжделеского метрополитена (Metro Green Line) и транзитную дорогу Harbor. Система была введена в эксплуатацию в 1993 году. Однако же, строительство большого количества дорог и развязок не является решением проблемы сразу по нескольким причинам, - строительство новых дорог не успевает за темпами роста автомобилизации как в связи с недостаточным финансированием, так и в связи с имеющимися территориальными застройками, кроме того, увеличение плотности и размера УДС стимулирует рост автомобилизации. Необходимо правильно сочетать укрупнение УДС (количественное увеличение УДС) и применение мероприятий по совершенствованию организации дорожного движения [2, 3], создание условий для пользования общественным пассажирским транспортом [7] и ввод ограничений на проезд личного транспорта в центр города (качественное улучшение УДС), то есть грамотно совмещать интенсивный и экстенсивный пути развития. Литература 1. «Академик. Улично-дорожная сеть города» /Режим доступа: 2. Эртман, Ю.А. Методика оценки влияния градостроительных решений на изменение параметров дорожного движения/ю.а. Эртман, С.А. Эртман//Перспективы науки. -Тамбов: ТМБпринт (59). -С Эртман Ю.А., Эртман С.А. Прогнозные оценки изменения параметров дорожного движения при планировании и реализации существенных градостроительных решений //В сб.: Орг. и безоп. дор. движ; Матер. VI Всерос. науч.-практ. конф Тюмень: Изд-во ТюмГНГУ, С Клинковштейн Г.И. Организация дорожного движения: Учеб. для вузов. М.: Транспорт, с. 5. «Влияние платных парковок на движение в Москве» /Режим доступа: 6. Список стран по количеству автомобилей на 1000 человек /Режим доступа: 7. Эртман Ю.А., Эртман С.А., Перепелкина О.Н., Логунова А.Н., Карнаухов В.Н. Оценка доступности маршрутов городского пассажирского транспорта для маломобильных групп населения//научно-технический вестник Поволжья, 3. -Тамбов: С

229 8. Эртман Ю.А., Эртман С.А. Результаты исследования влияния градостроительных решений на изменение параметров дорожного движения в городе Тюмени//Наука и бизнес: пути развития. - Москва, (38). - С Научный руководитель: Эртман С.А., к.т.н., доцент. Применение технологии имитационного моделирования для проектирования выделения полосы непрерывного движения транспорта на магистральных улицах города Морозов Г.Н., Тюменский индустриальный университет, г. Тюмень В условиях роста автомобилизации и необходимости экономии бюджетных средств, насущной задачей является непрерывный поиск путей совершенствования организации дорожного движения для повышения безопасности и эффективности транспортного процесса [1]. Одним из методов организации дорожного движения, позволяющим без существенных затрат повысить эффективность передвижения транспорта на участке улично-дорожной сети, является создание транспортных коридоров или полос непрерывного движения транспорта. Полоса непрерывного движения специально оборудованная полоса, исключающая полностью или частично задержки в виде светофорного регулирования, а также конфликтные зоны, связанные с пересечением транспортных или пешеходных потоков. Выделение полосы непрерывного движения способствует повышению скоростей транспортного потока, снижению шумовой нагрузки и выбросов вредных веществ в атмосферу города. В то же время, анализ доступной литературы позволяет сделать вывод о том, что условия выделения полосы непрерывного движения на городских магистралях и улицах не установлены. Нет указаний на то, при каких интенсивностях движения транспорта и конструктивных особенностях дороги использование этого мероприятия можно считать целесообразным. Отсутствуют также обобщенные выводы по опыту применения полосы или коридора непрерывного движения. Ввиду актуальности проведения исследований в этом направлении, необходимо по первичным признакам и данным предварительных исследований определить участки улично-дорожной сети города, на которых может быть реализовано мероприятие по выделению полосы непрерывного движения. Проводить натурные эксперименты на реальном участке УДС всегда задача сложная и даже опасная. Любое непродуманное вмешательство в установленные схемы организации дорожного движения чревато не только снижением эффективности транспортного процесса на данном участке, но 229

230 и стрессами для водителей и пешеходов, и даже увеличением аварийности на участке. Поэтому целесообразной и необходимой мерой перед принятием решения о выделении полосы непрерывного решения является этап компьютерного моделирования участка, что позволит узнать результат эксперимента без риска сделать неверный шаг в реальности [2, 3, 4]. Таким образом, целью исследования является повышение эффективности дорожного движения на участках магистральных городских дорог и улиц при использовании выделения коридора или полосы непрерывного движения. Для реализации поставленных задач исследования был выбран участок улично-дорожной сети города Тюмени по ул. 50 лет ВЛКСМ. В рамках данной работы рассмотрен участок улицы, включающий пересечения с ул. Максима Горького и ул. Холодильная. Выдвинута гипотеза о том, что выделение полосы непрерывного движения транспорта на данном участке позволит существенно повысить пропускную способность магистральной улицы города в рассматриваемом направлении без снижения показателей эффективности дорожного движения в других направлениях. Рассмотрим реализацию предложенного метода на примере перекрестка ул.50 лет ВЛКСМ и ул. М. Горького (рис. 1). Рисунок 1. Схемы организации дорожного движения В качестве средства выделения полосы непрерывного движения предлагается применить составные сигнальные столбики с шагом 1 1,3 м по ГОСТ, установленные между первой и второй полосой движения по ул. 50 лет ВЛКСМ в направлении ул. Пермякова совместно с разметкой 1.1 перед перекрестком, далее через перекресток и еще 10 метров за ним. Расставленные таким образом сигнальные столбики, позволяют совершать движение только в прямом направлении по одной полосе. Вторая полоса, в свою очередь, преимущественно используется только для поворота налево. 230

231 Полоса для непрерывного движения увеличивается за счёт уменьшения ширины полосы для поворота на ул. М. Горького. Над полосами устанавливаются транспортные трёхсекционные светофоры Т2 со стрелками по направлениям согласно ГОСТ [5]. В условиях предлагаемой схемы организации дорожного движения светофорное регулирование на полосе непрерывного движения вводится только для пропуска пешеходного потока, а, с учетом его незначительной интенсивности, предлагается организовать пешеходный переход через ул.50 лет ВЛКСМ по одному регулируемому пешеходному переходу (с вызывным устройством) со стороны ул. Запольная. На основе полученных эмпирическим путем данных создана имитационная модель в программном комплексе PTV Vissim (рис. 2.). При имитации по ул. 50 лет ВЛКСМ в сторону ул. Пермякова было организовано непрерывное движение, таким образом, чтобы автомобильный поток двигался без задержек, связанных со светофорным регулированием, в соответствии с вышеизложенным описанием организации полосы непрерывного движения. Рисунок 2. Модель в программном комплексе PTV Vissim На перекрёстке ул. 50 лет ВЛКСМ - ул. Холодильной, из-за увеличения притока транспортных средств к перекрёстку за счёт организации непрерывного движения, светофорный такт, регулирующий левый поворот, перестаёт справляться с возросшим количеством автомобилей. Для устранения этого, увеличено время движения для поворота с ул. 50 лет ВЛКСМ на ул. Холодильную за счет сокращения времени встречного движения по ул. 50 лет ВЛКСМ. На картограммах скорости транспортных потоков (рис. 3) наблюдается улучшение ситуации на участках 1 и 2, а также в целом по направлению от ул. Максима Горького до ул. Холодильной. Организуется транзитное движение транспортного потока по ул. 50 лет ВЛКСМ. Как показал анализ результатов имитационного моделирования, после выделения полосы непрерывного движения сократилось время задержки на 27%, средняя скорость движения транспорта увеличилась на 25%, транспортный затор со стороны ул. Запольной сократился на 74% при увеличении транспортного затора со стороны ул. Пермякова на 22%. Транс- 231

232 портный затор со стороны ул. Пермякова увеличился вследствие корректировки светофорного регулирования на перекрёстке ул. 50 лет ВЛКСМ ул. Холодильной. Рисунок 3. Картограммы скорости транспортных потоков Положительный эффект от введения полосы непрерывного движения достигается за счет реализации её пропускной способности, близкой к максимальной. Проектирование текущей ситуации, однако же, не дает возможности провести перспективный анализ. Необходимы прогнозные характеристики параметров транспортных потоков [6,7]. Литература 1. Эртман Ю.А., Эртман С.А. Методика оценки влияния градостроительных решений на изменение параметров дорожного движения//перспективы науки. - Тамбов, (59). -С Эртман Ю.А., Эртман С.А. Результаты исследования влияния градостроительных решений на изменение параметров дорожного движения в городе Тюмени//Наука и бизнес: пути развития. - Москва, (38). - С Эртман С.А., Фадюшин А.А., Карманов Д.С., Эртман Ю.А. Оценка эффективности оптимизации организации дорожного движения на пересечении улиц с интенсивным движением//научно-технический вестник Поволжья» -Казань: «Научно-технический вестник Поволжья», С Березовская А.В., Дрейко С.В., Эртман С.А. Применение имитационного моделирования для оптимизации организации дорожного движения на перекрестке города //В сб.: Новые технологии - нефтегазовому региону Матер. Всерос. с междун. участием науч.-практ. конф. студ., асп. и мол. ученых. Тюмень: Изд-во ТюмГНГУ, С

233 5. ГОСТ Р «Технические средства организации дорожного движения» / Библиотека гостов, стандартов и нормативов - Режим доступа: 6. Эртман Ю.А., Эртман С.А. Прогнозные оценки изменения параметров дорожного движения при планировании и реализации существенных градостроительных решений//в сб.: Орг. и безоп. дор. движ.: Матер. VI Всерос. науч.-практ. конф. Тюмень: Изд-во ТюмГНГУ, С Писцов А. В., Эртман Ю. А., Резник Л. Г. Приспособленность регулируемых пересечений к удовлетворению транспортного спроса в переменных условиях городского движения//научно-технический вестник Поволжья С Научный руководитель: Эртман.С.А., к.т.н., доцент. Перевод дизельных автомобилей на газ Пантелеев А.Б., Козин Е.С. Тюменский индустриальный университет, г. Тюмень Экологические требования к современному автомобилю являются в настоящее время приоритетными. Экологическая безопасность - это свойство автомобиля снижать негативные последствия влияния эксплуатации автомобиля на участников движения и окружающую среду. Она направлена на снижение токсичности отработанных газов, уменьшение шума, снижение радиопомех при движении автомобиля. Перевод дизельного двигателя на газ это верный путь к экономии затрат на топливо и повышению экологичности выхлопа вредных веществ. Наиболее реальной альтернативой бензину и дизельному топливу является сжиженный или сжатый газ. Запасы его в несколько раз превосходят запасы нефти, да и технология переработки проще, чем технология извлечения бензина из нефти. Кроме того, для перехода на газообразное топливо практически не требуется вносить конструктивные изменения в двигатели внутреннего сгорания. Газ великолепно смешивается с воздухом и равномерно распределяется по цилиндрам двигателя, что гарантирует его практически полное сгорание и высокую топливную экономичность. Компанией ОАО «Сургутнефтегаз» сегодня используется десятки тысяч единиц транспорта, работающего на дизельном топливе. Транспорт, работающий преимущественно на дизельном топливе, отличается высокими показателями выхлопа сажи и других вредных веществ. Таким образом, в условиях ухудшения экологической обстановки и роста цен на энергоносители, выбор более дешёвого и экологичного топлива, приобретает большое значение для эффективной эксплуатации техники. 233

234 В 2015 году стартовала президентская программа по переводу транспорта на газ. Государственная программа Российской Федерации «Внедрение газомоторной техники, с разделением на отдельные подпрограммы по автомобильному, железнодорожному, морскому, речному, авиационному транспорту и техники специального назначения» срок реализации годы. [3] Наиболее реальной альтернативой дизельному топливу является сжиженный или сжатый газ. Существуют два способа перевода дизельного двигателя на газ: первый это перевод двигателя в газодизельный (двухтполивный) режим работы, второй это полный перевод двигателя под газ (монотопливный режим работы). Перевод дизельного мотора на газ задача сложная и дорогостоящая. Вариант с газодизельным мотором более простой и дешёвый (так называемый газодизельный двигатель). В этом случае для работы дизеля на газе необходима подача в цилиндры некоторого количества дизтоплива - так называемой запальной порции. Подаваемая в конце такта сжатия, она будет воспламеняться и поджигать газо-воздушную смесь, поступающую в цилиндры на такте впуска.[2 ] При газодизельном режиме у автомобиля полностью исчезает черный дым. Кроме того, у газодизеля, по сравнению с обычным дизельным двигателем, возрастают ресурс и срок службы масла(из-за уменьшения отложений на деталях цилиндро-поршневой группы). Для переоснащения мотора требуется установка газобаллонного оборудования и определенная доводка имеющейся топливной аппаратуры. Для переоборудования дизельных автомобилей необходимо следующее оборудование: ТНВД с механизмом установки запальной дозы дизельного топлива и пневмомеханическим клапаном; смеситель газа; дозатор газа; электромагнитный клапан с фильтром; нагреватель газа; редуктор высокого давления; редуктор низкого давления двухступенчатый; привод регулятора и дозатора газа; дополнительное электрооборудование; соединительные трубопроводы, арматура и установочные кронштейны. Аппаратура обеспечивает работу дизельного двигателя с сохранением стандартной топливной системы. Для использования метана на автомобиле необходимы баллоны повышенной прочности. [1] 234

235 Преимуществами работы автомобиля на сжатом природном газе являются: увеличение межремонтного периода работы двигателя увеличение срока службы моторного масла снижение дымности отработавших газов неизменность мощности двигателя от вида топлива снижение суммарного комплексного показателя токсичности снижение выбросов твердых частиц Суммировав суточные расходы топлива всех четырехсот пятидесяти трех автомобилей марок КАМАЗ и УРАЛ, работающих в НСН ОАО «Сургутнефтегаз», было выявлено, что средне - суточный расход данных автомобилей с учётом поправочных коэффициентов 20% составил,82 литров. Поправочный коэффициент учитывает автомобили, которые простаивают по каким-либо причинам. Закупочная цена на дизельное топливо составляет в среднем 30 руб. за литр. Таким образом, суточные затраты на топливо составят руб. При переоборудовании автомобилей на газодизельные моторы, затраты при стоимости метана 14 рублей составят рублей. Ст60% = Тобщ 0,6 Цл/метана (1) Ст40%= Тобщ 0,4 Цкб (2) Ст60% = 19400 0,6 14= руб. Ст40%= 19400 0,4 30= руб,6 руб руб Затраты при газодизельном моторе Затраты при дизельном моторе Рисунок 1. Соотношение суточных затрат при разных режимах работы 235

236 7760 л. Расход метана л. Расход дизеля Рисунок 2. Расход топлива после переоборудования мотора Таким образом, суточная экономия на топливо составит рубля: (С = Ст Сг/д Месячная экономия рублей) Годовая экономия будет равна рублей. Экономия на моторном масле составит рублей в год. Обще годовая экономия за счет переоборудования автомобилей КА- МАЗ, УРАЛ на газодизельный режим составит: руб. Установка газобаллонного оборудования на один автомобиль стоит рублей. В эту стоимость входит: стоимость и установка оборудования, 4 баллона по 80 литров и обучение водителей. Таким образом, затраты на дооборудование четыреста пятидесяти трех автомобилей газовым оборудованием составят рублей. (Сгбо = Асс Цгбо) (3) Для заправки автомобилей газом, необходимо установить компрессорные станции на всех местах базирования техники НГДУ «Нижнесортымскнефть». АГНКС будут монтироваться к имеющимся магистралям газопровода газотурбинных котельных. Затраты на станции будут равны пятидесяти девяти миллионам рублей ( руб.) Одна АГНКС с производительностью 5000 м 3 /ч, стоимостью руб.; Две АГНКС с производительностью до 2500 м 3 /ч, стоимостью руб.; Семь модулей АГНКС производительностью до 1000 м 3 /ч, стоимостью по руб. На установку газобаллонного оборудования и обучение водителей для работы с ГБО требуется один день, а следовательно, в это время, техника будет простаивать. Простой техники в день в среднем стоит рублей. Таким образом, 236

237 если 453 автомобиля день простоят на обслуживании, то предприятие лишается значительных денежных средств, а именно: рублей. Для обслуживания газобаллонного оборудования требуется ввести две рабочие единицы и обучить 6 автослесарей работе с ГБО. Поэтому дополнительные затраты на заработную плату составят руб. в год. Затраты на обучение составят руб. Рентабельность составит 42,8% Одним из важнейших экономических показателей, характеризующих эффективность работы организаций, является рентабельность. Она позволяет судить о результативности деятельности организации в целом, о доходности различных направлений, окупаемости затрат, финансовом положении предприятия и т.д. R П Б С 100 % пр, (4) Где Пб прибыль от переборудования автомобилей С-Затраты нам переоборудование автомбилей Срок окупаемости составит 2,4 года Т ОК Ф П ОП Б (5) Дополнительная экономия за время эксплуатации газобаллонного оборудования с учетом амортизации составит руб. 1. Таким образом, перевод автомобилей на газодизельное топливо позволит снизить выбросы в атмосферу канцерогенных веществ. Как следствие, сократятся затраты на охрану окружающей среды. 2. Газодизельное топливо продлит жизнь автомобильного двигателя почти в 1,5 раза. 3. Перевод автомобилей с дизельного топлива на газодизель экономически обоснован. Достаточно большие затраты на переоборудование машин, их обслуживание и строительство компрессорных АГНКС окупаются за 2,4 года. Литература 1. Галышев Ю. В., Магидович Л. Е. Перспективы применения газовых топлив в ДВС // Двигателестроение С Лапушкин Н. А., Савенков А. М. Форсунка для впрыска смесевого топлива в цилиндр газодизельного двигателя внутреннего сгорания // Гази- 237

238 фикация. Природный газ в качестве моторного топлива. Подготовка, переработка и использование газа / ИРЦ «Газпром», Вып С Лисицын Е. Б. Повышение эффективности использования газового топлива в газодизельных двигателях: дис. канд. техн. наук. М., с. Статья поступила в редакцию Распределение интенсивности эксплуатации автомобилей частных владельцев Петельская С.Г. Тюменское военно-инженерное командное училище имени маршала инженерных войск А.И. Прошлякова, г. Тюмень Интенсивность эксплуатации автомобилей является одним из факторов, влияющих на планирование потребности в ресурсах для проведения технического обслуживания. Эксплуатация автомобилей частных владельцев имеет ряд отличительных особенностей по сравнению с эксплуатацией автомобилей, принадлежащих автотранспортным предприятиям (АТП). К таким особенностям относится: сезонность эксплуатации, неравномерное распределение автомобилей по территории страны, меньшие среднегодовые пробеги. Для более точного распределения ресурсов при проведении ТО автомобилей, принадлежащих гражданам, сервисным предприятиям необходимо знать распределение интенсивности эксплуатации автомобилей в течение года. Вопросы интенсивности эксплуатации автомобилей, принадлежащих АТП рассматривались многими учеными, в то время, как интенсивности эксплуатации автомобилей частных владельцев изучена не достаточно. Например, Напольский Г.М. отмечает, что большая часть автомобилей частных пользователей не эксплуатируется зимой. Так же продолжительность эксплуатации автомобилей в течение года не одинакова и зависит от климатических условий в различных районах. В районах с умеренным климатом продолжительность эксплуатации составляет в среднем 8,9 мес., а в районах с жарким климатом - 10,4 мес. [1, с. 163]. Сезонные изменения интенсивности эксплуатации рассматривал Фастовцев Г.Ф. сравнивая условия эксплуатации автомобилей общего пользования и автомобилей частных владельцев, отметил, что интенсивность эксплуатации легковых автомобилей индивидуального пользования имеет сезонный характер со спадом в зимнее время, в то время, как легковые же автомобили общего пользования эксплуатируются круглый год [2, с. 7]. 238

239 Захаров Н.С. и Довбня Б.Е. в своих исследованиях, проведенных для АТП показывают, что необходимо выделять три компоненты интенсивности эксплуатации автомобилей, которые изменяются по определенным закономерностям: l lc lт lp, (1) где lc изменение средней интенсивности эксплуатации за относительно продолжительный период времени (тренд); lt периодическая (сезонная) компонента; lр случайная компонента [3]. Описать сезонную составляющую Захаров Н.С. и Довбня Б.Е. предлагают гармоническим рядом с числом гармоник от 2 до 5: lt lkcos( m( kti Tk )), (2) g k 1 где k - номер гармоники; g - количество гармоник; lk - полуамплитуда колебания k-й гармоники; m - интервал между Ti и Ti+1 (в градусах); Tk - начальная фаза колебания (в месяцах). Довбня Б.Е. предложил моделировать случайную компоненту используя законы распределения и в своих исследованиях установил, что наилучшую аппроксимацию эмпирических распределений обеспечивают законы: экспоненциальный закон, закон Вейбулла, нормальный закон, ТР-закон, логарифмически нормальный [4]. Для установления закона распределения интенсивности эксплуатации автомобилей частных владельцев было проведено анкетирование граждан, имеющих автомобиль, в 2012 г. и 2015 г. (рис. 1). Пробег, км Время, мес. Рисунок 1. Изменение интенсивности эксплуатации автомобилей частных владельцев в течение 2015г. 239

240 Полученные данные обработаны с помощью метода скользящих средних и представлены на рисунке 2. Пробег, км Время, мес. Рисунок 2. Изменение интенсивности эксплуатации автомобилей частных владельцев в 2012, 2015 годах (скользящие средние второго уровня) Полученный график позволяет предположить, что интенсивность эксплуатации автомобилей, принадлежащих гражданам меняется по нормальному закону, и наиболее активно автомобили эксплуатируются в летние месяцы. В дальнейшем предполагается установить закон распределения интенсивность эксплуатации по месяцам, учитывая, что в опросе участвовало пятьдесят автовладельцев. От закономерности изменения суммарной наработки зависит закономерность формирования потока требований на ресурсы для проведения ТО, что необходимо учитывать при планировании производственной программы сервисного предприятия. Литература 1. Напольский Г.М. Технологическое проектирование автотранспортных предприятий и станций технического обслуживания: Учебник для вузов. - М.: Транспорт, с. 2. Фастовцев Г. Ф. Автотехобслуживание. - М.: Машиностроение, с. 3. Захаров Н.С., Довбня Б.Е. Сезонные изменения интенсивности эксплуатации автомобилей КамАЗ в условиях Западно - Сибирского нефтегазового комплекса // Эксплуатация технологического транспорта и специальной автомобильной и тракторной техники в отраслях топливно-энергетического комплекса: Межвуз. сб. науч. тр. Тюмень: ТюмГНГУ, С

241 4. Довбня Б.Е. Влияние сезонных изменений интенсивности эксплуатации на производственную программу предприятий по техническому обслуживанию автомобилей. - Автореферат дис. канд. тех. наук. - Тюмень, с. Научный руководитель: Захаров Н.С., д.т.н., профессор. Особенности зимней эксплуатации транспортных машин с использованием биотоплива Прасолов Р.В., Тюменский Индустриальный университет, г. Тюмень В настоящее время в мире энергетический баланс формируется преимущественно на основе трех невозобновляемых углеводородных источников энергии природного газа, нефти и угля. Необходимость решения глобальных проблем, связанных с ограниченностью ископаемых запасов топлива и обеспечением экологической безопасностью, обусловила интенсивный рост использования возобновляемой энергетики, и в частности биоэнергетики. В настоящее время в мире известно множество видов возобновляемых источников энергии, некоторые из них изложены ниже. Солнечная энергия, полученная непосредственно как энергия с высокой температурой, не имеет отрицательного экологического воздействия. Геотермальная энергия является естественно тепловой энергией глубоких слоев земной коры, происходящих от естественных паров, горячей лавы и естественной радиоактивности горных парод в коре Земли. Это тепло может быть использовано для производства электроэнергии или промышленного водяного пара. Океан представляет обширный источник возобновляемой энергии ветров, волн и потоков. Кроме того, существует огромное количество энергии в форме теплового перепада температур. Энергия океана используется с довольно плохо. Энергия ветра используется при преобразовании скорости ветра в полезные формы энергии. Энергия ветра относится к возобновляемым источникам, она экологически чиста, не загрязняет атмосферы, не создает парникового эффекта. Эта энергия может использоваться как альтернативный источник получения электричества. Один из возобновляемых источников энергии биологические топливо, важным видом которого являются растительные масла. Биологическое топливо считают нейтральным относительно выбросов в атмосферу оксида углерода. Диоксид углерода, получаемый при сжигании биотоплива, абсорбируют сами растения, которые выращивают, чтобы произвести биотоплива. 241

242 Самая большая доля приходится на Соединенные Штаты Америки - 48% биотоплива в мире. Самый распространённый вид биотоплива - биоэтанол, его доля составляет 82% всего производимого в мире топлива из биологического сырья. При этом биотопливо составляет только 2,3% от общего объёма используемого жидкого (моторного) топлива. Этот показатель выше в Бразилии (20,1%), Соединенных Штатах (4,4%) и Европейском Союзе (4,2%). Биодизель это метиловый эфир жирных кислот, обладающий свойствами горючего материала, получаемый переэтерефикацией растительных или животных жиров. Его главное достоинство это сокращение концентрации СО2 в атмосфере.[1] Использование биодизеля не нарушает баланса углекислого газа в атмосфере земли. В результате химической реакции переэтерификации образуется, в первую очередь, метиловые эфиры жирных кислот, а также побочный продукт - глицерин, широко используемый в фармацевтической и лакокрасочной промышленности. Промежуточными продуктами при этом являются моно- и диглицериды, наличие которых в биодизеле нежелательно.[1] Объем производства биодизеля из различных сельскохозяйственных культур Таблица 1 Сырье Этанол, литров с тонны CO2, кг с тонны Пшеница Рожь Ячмень Кукуруза Биодизель может смешиваться с дизельным топливом. При малых долях биотоплива в смеси, возможно использование этих биотоплив без каких-либо переделок в двигателях. Другие виды биотоплива, такие, как чистое растительное масло, биометанол, биогаз, биодиметил эфир и биоводород, требуют при своем использовании существенного изменения, как инфраструктуры снабжения, так и модификации двигателя. Таблица 2 Характеристики минерального дизельного топлива и «биодизеля» Характеристика Минеральное дизельное топливо Биодизель 242

243 Цетановое число Температура застывания, 0 С Содержание серы 0,2 - Зольность, % 0,03 - Вязкость при 20 0 С, мм 2 /с 3,8 7,5 Теплотворная способность, кдж/кг Биоэтанол - обычный этанол, получаемый в процессе переработки растительного сырья, для использования в качестве биотоплива. Химическая формула С2Н5ОН. Это жидкое спиртовое топливо, который производится из сельскохозяйственной продукции, содержащей крахмал или сахар, зерновых, картофеля, сахарной свеклы, батата, сахарного тростника и др. Биоэтанол как топливо нейтрален в качестве источника парниковых газов. [2] Таблица 3 Объем производства биоэтанола из различных сельскохозяйственных культур Сырьё Объём производства биоэтанола с площади 1 га, м Сахарная свекла 2,5-3,0 Сахарный тростник 3,5-5,0 Кукуруза 2,5 Пшеница 0,5-2,0 Картофель 1,2-2,7 Сахарное сорго 3,0-5,0 Биогаз газообразное топливо, продукт анаэробного микробиологического разложения органических веществ. По данным шведских и швейцарских ученых, биогаз на 75% чище дизельного топлива и на 50 % чище бензина.[3] В состав биогаза входит метан СН4 (60-70%), диоксид углерода СО2 (до 30%), а также в малых количествах оксид углерода СО, водород Н2, азот N2, кислород О2, воздух, водяной пар Н2О, и сернистый водород Н2S. [3] Состав и количество биогаза не являются постоянными и зависят от вида перерабатываемого субстрата и от технологии производства биогаза. В зависимости от источника получения биогазы подразделяются на три основных вида: - газ метантенков, получаемый на городских очистных канализационных сооружениях (БГ КОС); 243

244 - биогаз, получаемый в биогазовых установках (БГУ) при сбраживании отходов сельскохозяйственных производств (БГ СХП); - газ свалок, получаемый на полигонах отходов, содержащих органические компоненты (БГ ТБО). Таблица 4 Классификация и состав биогазов Компоненты биогаза Содержание компонентов, % об. БГ КОС БГ СХП БГ ТБО CH СО N О,6 Н2-0,01-0,02 0-3,6 СО - 0,01-0,02 2,8 Биодизельное топливо сгорает практически без образования токсичных окислов серы. Полученный эфир отличается хорошей воспламеняемостью, обеспечиваемой высоким цетановым числом: если для нефтяного дизельного топлива характерен показатель в ед., то для метилового эфира ед. Это позволяет использовать его в дизельных двигателях без прочих веществ, стимулирующих воспламенение. Главная проблема биодизеля, при использовании в холодные периоды год, это его вязкость. При низких температурах биодизель застывает и образует пробки в топливной системе, что приводит к поломке и дорогостоящему ремонту. Также при перепаде температур возможно расслоение топлива, что приводит к коррозии и образованию льда. Спирт и его смеси с бензином не замерзают, однако еще больше склонны к поглощению влаги. На определенном этапе это может привести к расслоению топливной смеси. Ситуация усугубляется тем, что даже если сразу расслоения не произойдет, резкие перепады температуры могут привести к появлению в топливной системе водяного конденсата. При низких температурах он замерзает и приводит к забивке топливопроводов, фильтров и др. Влага также способствует появлению коррозии. Таким образом, для районов с резко континентальным климатом спиртобензиновые смеси могут оказаться непригодными. Биогаз не получил пока большой популярности в качестве автомобильного топлива, но его использование в сельскохозяйственной области растёт. Биотопливо получило большую популярность как в Европе, так и в Азии. С каждым годом объём его потребления в мире растёт, а технологии производства стремительно развиваются. Тем не менее биотопливо ещё не 244

245 скоро получит широкое распространение ввиду того, что запасы природной нефти и газа всё ещё находятся на высоком уровне. Рисунок 1. Доля общего объёма потребления топлив (%) В России биотоплива для двигателей внутреннего сгорания всё ещё мало распространены. Этому способствует как наличие значительных запасов нефти и газа, так и объективные трудности, связанные с получением и использованием топлив из природного сырья. В Россия более суровый климат чем в Европе, Америке или Бразили, и получать дешевый спирт или масло, снимая по нескольку урожаев в год, не выйдет. Кроме этого, огромный парк устаревшей техники [4], которая эксплуатируется в России непригоден для использования в ней биотоплива, а отрицательные температуры в течении долгого периода времени (в некоторых районах до 9 месяцев) заметно ограничивает и применимость биотоплив. Литература 1. ГОСТ Р Топливо дизельное ЕВРО. Технические условия[текст]. Введ М. : Изд-во стандартов, 2009, 35 с. 2. ГОСТ Р Денатурированный топливный биоэтанол. Технические условия[текст]. Введ М. : Изд-во стандартов, 2009, 11 с. 3. ГОСТ Р Нетрадиционные технологии. Энергетика биоотходов. Общие технические требования к биогазовым установкам[текст]. Введ М. : Изд-во стандартов, 2011, 16 с. 4. Автостат - аналитическое агенство [Электорнный ресурс]: 245

246 Влияние холодных климатических условий на эксплуатацию автомобилей КамАЗ Прозоров Я.В., Тюменский индустриальный университет, г.тюмень. Климатические условия оказывают значительное влияние на поток отказов автомобилей. Это обусловлено неблагоприятными условиями для эксплуатации автомобилей. В России эксплуатация автомобилей осуществляется в разных климатических условиях. Такие условия отличаются от условий средней полосы нашей страны в основном это районы с очень холодным и холодным климатом. Значимый фактор, для климатических условий, при эксплуатации автомобилей это температура окружающего воздуха, а именно отрицательная температура. Эксплуатация автомобилей при отрицательных температурах является наиболее сложной и трудной. Районы с холодным и очень холодным климатом охватывают около 56% нашей страны. В среднем температура воздуха доходит до С.На зимний период приходится около дней в году. Скорость ветра достигает 30 м/с. Также эксплуатация автомобилей, при низких температурах, влияет на расход топлива, которому способствует неполнота сгорания, связанная с более худшим испарением и распылением топлива. Для анализа были взяты 206 единиц техники КамАЗ, которые находятся на балансе предприятия УТТ НГДУ «Нижнесортымскнефть». Анализ влияния низких температур на надежность автомобилей. Результаты отказов за три года ( ). На графике изображена зависимость изменения отказов автомобиля КамАЗ от месяца. 246

247 Рисунок 1. Зависимость изменения отказов автомобиля КамАЗ Из данного графика видно, что наибольшее количество отказов приходится на июнь, сентябрь и октябрь месяц. Исходя из этого, можно сделать вывод: для очень холодных климатических условий, характерные отказы для автомобиля КамАЗ будут происходить в период с июня по октябрь. Также был проведен анализ количества отказов автомобиля КамАЗ по видам работ. Результаты анализа приведены в таблице 1. По результатам анализа (приведенным в таблице 1), было выявлено, что наибольшее количество отказов приходится на эелектрооборудование, рулевое управление и тормозную систему. Отсюда следует вывод: влияние холодных климатических условий на поток отказов автомобилей КамАЗ в большей степени приходится на электрооборудование, рулевое управление и тормозную систему. После проведения анализа, было выявлено, что наибольшее количество отказов автомобиля КамАЗ, при его эксплуатации в холодных климатических условиях, приходится на электрооборудование. Стоит отметить, что отказы повышаются в июне, сентябре и октябре месяце. Следовательно необходимы мероприятия по снижению данных отказов. Для уменьшения количества отказов, нужен непрерывный контроль данного оборудования, для своевременного ремонта и тем самым поддержания работоспособного состояния автомобиля. Для этой цели подойдет планово-предупредительная система технического обслуживания и ремонта. Учитывая тот факт, что пик возникновения отказов приходится на июнь, сентябрь и октябрь месяц, целесообразно проводить дополнительную диагностику автомобилей при сезонном обслуживании. Это выявит возможный отказ и позволит провести мероприятия для того чтоб устранить отказ до его возникновения. Таблица 1. Количество отказов автомобиля КамАЗ по видам работ Система вентиляции и отопления КПП Передний мост (ПМ) Задний мост (ЗМ) Двигатель Навесное оборудование РКП Система охлождения Электрооборудование Тормозная система Замена автошины

248 Карданный вал Подвеска Рулевое управление Система питания Сцепление Замена АКБ Замена ОЖ Покраска ТС и СТ Колеса ступицы Средний мост (СМ) Система выбр. Отр. Газов Литература 1. Основы эксплуатации автомобилей и тракторов : учеб. пособие для студ. учреждений высш. проф. образования / С.П.Баженов, Б.Н.Казьмин, С.В.Носов ; под ред. С.П.Баженова. М. : Издательский центр «Академия», с. (Сер. Бакалавриат). Утилизация и переработка автотранспортных отходов в г. Тюмени Рычкова М.С., Тюменский индустриальный университет, г. Тюмень По статистическим данным, объем отходов ежегодно в целом по России увеличивается примерно на 400 млн. тонн (15%). Интенсивное развитие автомобильного транспорта выдвинуло в число актуальных и в перспективе более острых проблему сбора и переработки отходов городского автотранспорта: изношенных автопокрышек, свинцово-кислотных аккумуляторов, отработанных горюче-смазочных материалов и др.[1] Европейские страны имеют комплексный подход к решению проблемы уничтожения и переработки отходов (рециклинг), а в России фактически единственным способом уничтожения отходов остается «захоронение на полигонах», или попросту свалка. Переработке подвергается лишь 10% ТБО и около 60% промышленных отходов. Весь остальной мусор транспортируется на полигоны. Площадь каждого мусорного полигона составляет от 50 до 60 га. В подавляющем большинстве полигоны ТБО возникают стихийно, без учета природоохранных требований - в отработанных карьерах, различных выемках, котлованах. Свой ресурс мусорные полигоны вырабатывают через три-четыре года. После чего эти полигоны закрывают, а захоронения покрывают грунтом толщиной около 1 м.[2] 248

249 В Тюмени одна из таких свалок автопокрышек сгорела в районе Утяшево в 2011 году. Кроме этого, старыми шинами завален карьер в лесу по Ялуторовскому тракту недалеко от микрорайона Лесной.[3] Переработка шин необходима потому, что автомобильная резина не подвержена биологическому разложению; шины сделаны из огнеопасного материала, и возгорание большого скопления покрышек приведет к экологической катастрофе; шины это хорошая среда для размножения насекомых и грызунов, многие виды которых могут являться переносчиками инфекционных заболеваний; автомобильные шины лучше подвергнуть переработке, потому что их хранение займет большую земельную площадь. В Тюмени накапливается около 10 тысяч тонн (рис 1.) изношенных автомобильных шин, при этом ежегодный прирост автомобилей составляет 25 тысяч единиц. Отработанные покрышки являются ценным материалом для переработки на вторсырьё и из тонн можно получить тонн резины, готовой к дальнейшему использованию в производстве. Грузовые и автобусные 23% Для спецтехники и проч. 2% Для с/х техники 2% Легковые шины 73% Рисунок 1. Виды автомобильных покрышек и их доли в объеме образовавшихся отходов В настоящее время наметились два принципиально различных пути переработки покрышек: 1) электромеханическое измельчение с использованием режущего инструмента (с охлаждением или в эластичном состоянии) с последующей переработкой резиновой крошки в резинотехнические изделия и регенерат; 2) переработка с изменением химической структуры резины методом термодеструкции или пиролизом резины с получением жидких продуктов разложения сходных с нефтепродуктами, пригодными для получения горюче-смазочных материалов, антикоррозионных мастик и т.д. Лицензии на утилизацию шин в г. Тюмени имеются у пяти предприятий. Из переработанной резины изготавливают покрытия для спортивных и детских площадок, тротуарную плитку, подошву для обуви, коврики и брызговики для автомобилей, его используют для строительства бесшумных дорог и добывают топливо. Утилизация старых шин позволяет экономить и 249

250 сохранять природные запасы нефти, из которой добывается каучук для их производства. В деле переработки отработанных аккумуляторных батарей основными проблемами являются: организация их сбора; использование эффективных технологических методов извлечения свинца; соблюдение экологических норм на всех этапах переработки. Ситуация со сбором и утилизацией автомобильных аккумуляторов в России находится на стадии постепенной легализации. Это связано с отсутствием в действующем законодательстве необходимой нормативной базы. Работа со свинецсодержащими отходами требует соответствующих классу опасности лицензий, в том числе на транспортировку, но далеко не все организации, которые занимаются приёмом, производят это легально. Опасность заключается в том, что нелегальные пункты сбора принимают батареи только со слитым электролитом, чем вынуждают население сливать экологически-вредную кислоту самостоятельно. Свинец является токсичным металлом, попадая в организм, он накапливается в костях, вызывая их разрушение. Экологические проблемы осложняет присутствие в аккумуляторных батареях, кроме свинца, количество которого в общей их массе составляет 55-68%, и пластмассы (15-20%), экологически вредных сурьмы (1-3%) и серной кислоты (10-15%). В Тюмени функционирует несколько небольших фирм, которые собирают и передают на переработку автомобильные аккумуляторы. Большая часть собираемых аккумуляторов приходится на долю автотранспортных предприятий города. Частный сектор практически не охвачен сбором аккумуляторов. Переработку аккумуляторных батарей осуществляет Тюменский аккумуляторный завод. Переработка автомобильных аккумуляторов заключает в себе несколько этапов. На первом этапе источники энергии складируются в специальном отсеке, где происходит слив электролита для дальнейшей нейтрализации. Далее, на перерабатываемой линии происходит разрезание корпусов аккумуляторных батарей на более мелкие детали, которые затем помещают в дробильный аппарат. На выходе получаются мелкие гранулы, состоящие из компонентов батареи. Далее, полученные гранулы направляются на оснащённый магнитами конвейер. С его помощью стальные гранулы легко отделяются от прочих материалов и поступают в дальнейшую переработку. Затем происходит отделение пластика от прочих металлов. Для этого осколки помещают в ёмкости с водой и при помощи высокого давления вымываются тяжёлые металлы. Оставшийся пластик перерабатывают в гранулы для дальнейшей продажи. Оставшиеся от аккумуляторных батарей металлы при помощи плавки разделяются на свинец, который расплавляется гораздо быстрее, и медь. 250

251 Благодаря этим этапам, на выходе можно получить несколько отдельных компонентов, пригодных для дальнейшей переработки: стальной лом; свинец; медь; пластиковые гранулы; отработанный электролит. В дальнейшем каждый из этих элементов, после обработки, используется в производстве новых аккумуляторов, что делает процедуру переработки практически без отходной. Что в свою очередь, максимально минимизирует риск загрязнения окружающей среды различными токсическими веществами. Отработанные нефтяные масла имеют класс опасности от 2 до 4, являются одним из наиболее распространенных видов отходов, они характерны для машиностроения, производства и ремонта автомобилей, химической и электроэнергетической промышленности. К отработанным маслам относятся минеральные масла, произведенные из сырой нефти, или синтетические масла, загрязненные физическими и/или химическими примесями. В ходе использования на производстве технические масла меняют свою структуру: разлагаются, обугливаются, разжижаются и, как правило, загрязняются инородными отходами и веществами. При попадании в окружающую среду отработанные нефтепродукты выделяют токсичные вещества, гибельно влияющие на живые организмы, работу внутренних органов человека. Утилизация отработанных моторных масел может включать: Сжигание (термическое уничтожение); Биопереработку в лабораторных условиях; Механическую очистку смесь разделяется на фракции, на выходе получаются отходы и очищенное масло для вторичного использования; Регенерацию для использования в строительстве. Мировое годовое потребление смазочных масел (рис 2.) в 2015 году составило около 45 млн. тонн. Трансмиссионное масло 2% Смазка 3% Другие типы промышленного масла 11% Масло из морей 5% Технологическое масло 10% Автомобильные смазки 56% Гидравлическое масло 13% Рисунок 2. Глобальное использование различных смазочных материалов 251

252 В связи с неконтролируемым сливом, сжиганием и другими некорректными методами утилизации, доступное для переработки масло в мире составляет около 16 миллионов тонн в год. В Тюмени перерабатывается очень малый процент отработанных масел от 3% до 7%. Переработка отработанных масел ведется на Антипинском нефтеперерабатывающем заводе. В настоящее время объективным сдерживающим фактором в развитии городской системы сбора, переработки отходов производства и потребления можно назвать такие задачи, как отсутствие нормативной базы, адекватной современным требованиям к состоянию экологической среды, транспортировки отходов, их хранения, переработки, сбыта переработанного сырья, захоронения и сжигания отходов.[1] Решение проблемы утилизации отходов возможно только за счет внедрения принципиально новых подходов. Впрочем, новыми их назвать нельзя, в большинстве развитых стран давно внедрена система рециклинга. Рециклинг дословно означает «возвращение в оборот». [4] По статистике, в Европе рентабельно перерабатывают и используют около двух десятков автокомпонентов. По экспертным оценкам, существующая индустрия утилизации позволяет перерабатывать более 85% от массы машины, а в России эта цифра не превышает 15%, что делает отрасль экологически вредной. [2] Помимо внедрения системы рециклинга, необходима пропаганда экологической ответственности: социальная реклама, общественные проекты, государственные инициативы. Литература 1. Белоусова Е.Е., Обзорная справка [Электронный ресурс]: Проблемы утилизации отходов 2. Арустамов Э.А., Баркалова Н.В., Левакова И.В. Экологические основы природопользования. Учебное пособие.-м.: Дашков и К с. 3. Шестак Ю. Тюменская Интернет-газета «Вслух.ру». [Электронный ресурс]: Бизнес на утилизации автомобильных шин 4. Дементьева Е. А., Соболев А. В. Разработка механизма экологически чистой утилизации высокотехнологичных бытовых отходов // Молодой ученый с. Научный руководитель: Штайн Г.В., к.т.н., доцент 252

253 Влияние уровня заряженности аккумуляторной батареи на пуск двигателя легковых автомобилей в зимний период Сапоженков Н.О., Тюменский индустриальный университет, г. Тюмень Показатели системы электростартерного пуска (СЭП) двигателя внутреннего сгорания (ДВС) при отрицательных температурах зависят от многих факторов, основным из которых является уровень заряженности аккумуляторной батареи (АКБ). Имитационное моделирование процессов формирования уровня заряженности АКБ позволяет определить наработку АКБ на отказ в зависимости от условий и интенсивности эксплуатации легковых автомобилей [3-5], на основании чего можно определить оптимальную периодичность осуществления операций по контролю её заряда для повышения надёжности пуска ДВС в зимний период. В этой связи, требуется определить минимальное пороговое значение уровня заряженности, при котором необходимо осуществлять заряд АКБ. Согласно ГОСТ [1], пуск ДВС считается надёжным при 75%-ном уровне заряженности АКБ. Это значение соответствует требованиям стандартизированных испытаний для определения численных показателей СЭП, но не в полной мере отвечает реальным условиям эксплуатации, так как пуск ДВС возможен при меньших значениях уровня заряженности АКБ. В работе [6] приводятся данные о том, что минимальный уровень заряженности АКБ для пуска ДВС грузовых автомобилей марки Scania, в соответствии с рекомендациями завода-изготовителя, составляет 40-50%. При этом, в рамках проведенных экспериментальных исследований [6] установлено, что в диапазоне температур от 20 C до 25 C пуск таких ДВС в определённых условиях может быть осуществлён и при менее чем 15%-ном уровне заряженности АКБ. Однако, ввиду возможных отличий ДВС (объём, количество цилиндров, тип смесеобразования и пр.) и СЭП (ёмкость АКБ, сопротивление проводов, конструкция, мощность и передаточное число стартера и пр.), а также применяемых эксплуатационных жидкостей (топливо, масло) некорректно обобщать эти данные для всех автомобилей. Больший по сравнению с легковыми автомобилями объём масляного картера на грузовых автомобилях (от 20 и более) способствует снижению скорости остывания ДВС, что при регулярном использовании обеспечивает благоприятный температурный режим его составных частей и позволяет снизить момент сопротивления прокручиванию коленчатого вала во время пуска. Более того, следует учитывать, что ёмкость АКБ для грузовых автомобилей обычно превышает А ч, в связи с чем, из-за малого внутреннего сопротивления, они способны обеспечивать достаточно высокие пусковые токи даже при критически малых значениях уровня заряженности. Методика расчетного определения вольт-амперных характеристик стартерных свинцовых АКБ, подробно описанная в [5], позволяет оценить 253

254 пусковые качества ДВС с учётом технических характеристик АКБ, мощности и передаточного отношения стартера, электрического сопротивления стартерной цепи, сопротивления вращению коленчатого вала ДВС и других показателей, численные значения которых изменяются с понижением температуры (рис. 1). Рис. 1. Изменение численных значений показателей СЭП во время пуска ДВС: а вращающий момент стартера; б момент сопротивления вращению коленчатого вала ДВС; в напряжениеакб, г частота вращения коленчатого вала ДВС Методика наиболее полно и достоверно отражает процессы пуска ДВС, однако её использование осложняется малой доступностью точных данных о конструкции стартера и АКБ. Для расчёта вольт-амперных характеристик АКБ, необходимо знать количество, площадь и шаг сборки положительных и отрицательных электродов, состав и объём активной массы, материал сепараторов и пр., а изготовители АКБ не всегда предоставляют такую информацию в сопроводительной документации. Вместе с тем, известно [2], что по мере разряда АКБ увеличивается доля воды в растворе электролита, из-за чего температура его замерзания повышается. В этой связи минимальное пороговое значение уровня заряженности предложено ограничить температурой, при которой раствор электролита в АКБ замерзает, в результате чего пуск ДВС однозначно становится невозможным. 254

255 Принимая во внимание то, что в имитационной модели формирования уровня заряженности АКБ используются среднесуточные значения температур окружающей среды, для предупреждения возможных отказов АКБ с учётом резкого отклонения температуры от среднего значения в самые холодные месяцы, при определении периодичности заряда АКБ с учётом её теплоёмкости и регулярной эксплуатации автомобиля предложено использовать пороговое значение уровня заряженности 30%, так как в соответствии с таблицей [2, с. 88], в этом случае раствор электролита, в зависимости от климатического исполнения АКБ, замерзает в диапазоне температур от 20 С до 14 С. Для очень холодных регионов, где температура окружающей среды в течение суток часто опускается ниже 30 С, минимальный уровень заряженности следует поднять до 40%. Таким образом, использование предложенного метода определения уровня заряженности АКБ для осуществления пуска ДВС при моделировании эксплуатации автомобилей в течение зимнего периода с учётом данных о среднесуточных температур воздуха и скорости ветра, позволяет установить количество отказов АКБ и продолжительность критического периода, соответствующего минимальным значениям уровня заряженности АКБ. Указанный период служит ориентиром, позволяющим оценить затраты на проведение операций по контролю заряда АКБ и затраты, возникающих в случае неудавшегося пуска ДВС, что позволяет выбрать оптимальный метод обеспечения работоспособности АКБ для осуществления надёжного пуска ДВС в зимний период. Литература 1. ГОСТ Р Батареи аккумуляторные свинцовые стартерные для автотракторной техники. Общие технические условия [Текст]. М.: Стандартинформ, с. 2. Болотовский, В.И. Эксплуатация, обслуживание и ремонт свинцовых аккумуляторов [Текст] / В.И. Болотовский, З.И. Вайсгант. Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, с. 3. Захаров, Н.С. Влияние условий эксплуатации на долговечность автомобильных шин [Текст] / Н.С. Захаров. Тюмень: ТюмГНГУ, с. 4. Захаров, Н.С. Использование ТР-распределения при моделировании процессов изменения качества автомобилей / Н.С. Захаров // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ С Макарихин, А.В. Разработка методики расчёта и совершенствование параметров систем пуска автомобилей семейства ЗИЛ [Текст] : дис. канд. тех. наук. : / Макарихин Алексей Владиславович. Москва, с. 255

256 6. A fractional order model for lead-acid battery crank ability estimation [Текст] / J. Sabatier [et al.] // Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation, vol. 15, no. 5, pp Научный руководитель: Захаров Н.С., д.т.н., профессор Методы оценки фактической ёмкости автомобильных аккумуляторных батарей при отрицательных температурах Сапоженков Н.О., Тюменский индустриальный университет, г. Тюмень Эксплуатация легковых автомобилей в городе в зимний период имеет ряд особенностей: регулярные поездки на короткие расстояния, езда с низкой скоростью, частые остановки и продолжительные периоды работы двигателя (ДВС) на холостом ходу [2-11]. Малая мощность генератора на оборотах холостого хода и высокий ток потребителей в начальные периоды движения в таких условиях снижают эффективность заряда аккумуляторных батарей (АКБ), в результате чего, из-за недостаточного уровня заряженности, пуск ДВС в холодное время года затрудняется. В этой связи, определение оптимального метода измерения уровня заряженности АКБ при проведении экспериментальных исследований по установлению закономерностей его формирования в низкотемпературных условиях, является важной задачей. Уровень заряженности АКБ определяется как отношение фактической ёмкости к номинальной [1]: С АКБ С 100, С з где Сз уровень заряженности АКБ, %; САКБ фактическая ёмкость АКБ, А ч; С20 номинальная ёмкость АКБ при 20-часовом разряде, А ч; Номинальная ёмкость конструктивный параметр, который закладывается производителем при изготовлении АКБ и не меняется в процессе эксплуатации. В связи с этим, из формулы следует, что для определения уровня заряженности необходимо знать фактическую ёмкость АКБ, изменение которой является результатом воздействия конструктивных и эксплуатационных факторов. В настоящее время известен только один метод измерения фактической ёмкости, предусмотренный ГОСТ [1] измерение времени разряда АКБ при постоянной нагрузке. Согласно [1] для этого требуется разряжать АКБ током постоянной величины при начальной температуре (25±2) О С до того момента, пока напряжение на полюсных выводах не упадёт до (10,5±0,05)В. В этом случае длительность разряда и сила разрядного тока определяют фактическую ёмкость АКБ [1]:

257 CАКБ t I H, где CАКБ ёмкость АКБ, А ч; t длительность разряда, ч; IH ток разряда, А. Данный метод считается наиболее достоверным и показательным, т.к. однозначно указывает количество «ампер-часов», запасённых в АКБ. Однако, его использование на практике связано с большими временными затратами, поскольку для полного разряда АКБ при малых значения тока требуется от 5 до 20 часов. При этом отклонение значений температуры АКБ или тока разряда от регламентированных в [1] влечёт за собой резкое увеличение погрешности измерений, поэтому применение указанного метода не в полной мере отвечает условиям проведения эксперимента на автомобиле при отрицательных температурах. Вместе с тем, наряду с методами измерения фактической ёмкости могут использоваться методы для её оценки, основанные на работе различных по конструкции и принципу действия приборов и устройств. Условно, наиболее распространенные из них можно разделить по типу измеряемого косвенного показателя, на основании которого осуществляется оценка ёмкости АКБ. В качестве такого показателя может использоваться: - изменение плотности электролита АКБ; - изменение напряжения АКБ под нагрузкой; - изменение внутреннего сопротивления АКБ либо отклика на тестовый сигнал. Изменение плотности электролита прямо пропорционально фактической ёмкости АКБ, так как в процессе разряда расходуется кислота, по количеству воды в растворе электролита с помощью ареометра можно достаточно точно определить, насколько разряжена АКБ. Однако, при низких температурах повышается вязкость электролита и ухудшается его способность к перемешиванию, как по внутреннему объёму АКБ, так и в порах активной массы, что приводит к стратификации раствора электролита, в результате чего при разряде он становится неоднородным по плотности: более плотные слои кислоты скапливаются снизу, а вода концентрируется вверху и вблизи активной массы (рис. 1). Рисунок 1. Стратификация электролита по внутреннему объёму моноблока АКБ при разряде [6] 257

258 В этом случае измерения с помощью ареометра должны осуществляться по факту окончательного выравнивания плотности раствора электролита внутри АКБ, в противном случае погрешность измерений существенно возрастает. Использование данного метода оценки ёмкости АКБ так же затрудняет проведения эксперимента, так как, во-первых, характер изменения продолжительности выравнивания плотности раствора электролита по внутреннему объёму моноблока АКБ при пониженных температурах с достаточной точностью не установлен, а во-вторых, из-за отсутствия доступа к «жидкому» электролиту, этот метод неприменим к АКБ типа AGM и GEL, получившим на сегодняшний день широкое распространение. Приборы, измеряющие напряжение АКБ под нагрузкой, расходуют ёмкость и пригодны в качестве оценочных только для незначительно разряженных АКБ. Более того, оценка уровня заряженности АКБ по напряжению при подключенной нагрузке сопровождается значительными погрешностями измерения и больше подходит для ознакомительных целей, так как напряжение АКБ имеет существенную зависимость от серии предшествующих зарядов и разрядов и достигает равновесных значений только спустя определённое время. Устройства, подобные нагрузочной вилке, часто имеют только одно сопротивление, в связи с чем, требуется их калибровка в зависимости от конструкции и ёмкости исследуемой АКБ, что увеличивает время, погрешность и трудоёмкость экспериментов Метод оценки фактической ёмкости АКБ на основании её внутреннего сопротивления отличаются удобством, малым временем оценки, минимальным расходом ёмкости и с прогнозируемой погрешностью (рис. 2). Рисунок 2. Оценка ёмкости АКБ на автомобиле по результатам измерения её внутреннего сопротивления Работа приборов, в основу работы которых положен указанный метод, как правило, основана на практических эталонных данных о разрядных характеристиках тех или иных АКБ с учётом ёмкости, уровня заряженности, 258

259 температуры, конструкции и других параметров, что обеспечивает высокую точность оценки. Таким образом, анализ методов оценки и измерения уровня заряженности АКБ показал, что метод оценки ёмкости, основанный на измерении внутреннего сопротивления АКБ, наиболее полно отвечает условиям проведения экспериментальных исследований по установлению закономерностей формирования уровня заряженности АКБ с учётом условий и интенсивности эксплуатации легковых автомобилей в городе в зимний период. Использование приборов и устройств, реализующих данный метод, позволяет снизить временные и трудовые затраты при осуществлении непосредственных измерений, что обеспечивает оперативность и точность оценки уровня заряженности АКБ, в связи с чем данному методу следует отдавать предпочтение. Литература 1. ГОСТ Р Батареи аккумуляторные свинцовые стартерные для автотракторной техники. Общие технические условия [Текст]. М.: Стандартинформ, с. 2. Захаров, Н.С. Изменение зарядного тока автомобильных аккумуляторных батарей в зимний период / Н.С. Захаров, Н.О. Сапоженков // Научно-технический вестник Поволжья С Захаров, Н.С. Взаимосвязь между климатическими факторами / Н.С. Захаров, Г.В. Абакумов, А.Н. Ракитин // Научно-технический вестник Поволжья С Захаров, Н.С. Методика сравнительной оценки потребительских свойств автомобилей / Н.С. Захаров, О.А. Новоселов, В.А. Ракитин // Научно-технический вестник Поволжья С Захаров, Н.С. Влияние условий эксплуатации на долговечность автомобильных шин [Текст] / Н.С. Захаров. Тюмень: ТюмГНГУ, с. 6. Захаров, Н.С. Использование ТР-распределения при моделировании процессов изменения качества автомобилей / Н.С. Захаров // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ С Захаров, Н.С. Факторы, влияющие на продолжительность простоя транспортно-технологических машин в текущем ремонте / Н.С. Захаров, С.А. Савин, М.М. Иванкив, А.А. Лушников // Нефтяное хозяйство С Захаров, Н.С. Оценка срока окупаемости газобаллонного оборудования с учетом изменения надежности газодизельных автомобилей / Н.С. Захаров, В.А. Ракитин // Инженерный вестник Дона, 2015, 2, ч.2 URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2p2y2015/

260 9. Захаров, Н.С. Изменение зарядного тока автомобильных аккумуляторных батарей в зимний период / Н.С. Захаров, Н.О. Сапоженков // Научнотехнический вестник Поволжья С Сапоженков, Н.О. Изменение температуры автомобильных аккумуляторных батарей в зимний период / Н.О. Сапоженков // Инженерный вестник Дона, 2015, 3. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n3y2015/ Сапоженков, Н.О. Влияние сезонных условий на надёжность электрооборудования / Н.О. Сапоженков, А.Н. Макарова // Научно-технический вестник Поволжья С A fractional order model for lead-acid battery crank ability estimation [Текст] / J. Sabatier [et al.] // Communications in Nonlinear Science and Numerical Simulation, vol. 15, no. 5, pp Научный руководитель: Захаров Н.С., д.т.н., профессор Определение себестоимости при техническом обеспечении предприятия строительно-дорожной техники Силецкий К.А., Балин А.В., Тюменский индустриальный университет, г. Тюмень Организации по строительству и обустройству нефтегазовых месторождений арендует строительно-дорожные машины (СДМ) у специализированных предприятий по данному виду деятельности. При заключении договорных обязательств, предполагается время и препятствует вариации комплекта ежедневного предоставляемой СДМ при изменении объемов работ, что обуславливает образование изменения численности требуемых машин и механизмов. Для определения себестоимости работы СДМ в первую очередь рассчитывается себестоимость одного машино-часа. Расчет необходим для выбора поставщика транспортных услуг нужд предприятия. Обладая информацией о реальной себестоимости одного машино-часа, можно выбрать поставщика на наиболее выгодных условиях. Анализ рынка в данном случае не даст объективную информацию, так как поставщики стремятся к получению максимальной прибыли. Выбор технически обеспеченной организации СДМ путем аренды обусловлен: изменением динамики объемов работ в течение строительного сезона; периодичностью использования специфической техники по времени; обеспечением необходимого количества недостающей собственной техники (прежде всего, транспортных средств); снижением расходов за арендные платежи и расходов на содержание организации системы эксплуатации, технического обслуживания и ремонта 260

261 СДМ. Для определения себестоимости одного машино-часа определенного вида СДМ необходимо учитывать алгоритм калькуляции себестоимости работы СДМ (рис. 1). В себестоимость 1 машино-часа входят также отнесенные к одному часу расходы на подготовительные работы, связанные с обслуживанием и управлением оборудования. Все расходы, входящие в состав стоимости 1 маш-ч, подразделяют на три группы: постоянные, эксплуатационные и единовременные. К постоянным расходам относятся амортизационные отчисления на погашение первоначальной стоимости СДМ и его капитальный ремонт, на содержание эксплуатационной базы. Эти расходы отчисляются независимо от технического состояния СДМ. Эксплуатационные расходы включают в себя расходы на производство текущих ремонтов, приобретение эксплуатационных материалов, заработную плату машиниста. Рисунок 1. Калькуляция себестоимости работы транспортной техники За счет единовременных расходов осуществляются подготовка СДМ к работе, его транспортирование от базы предприятия до объекта, с одного объекта на другой и возвращение на базу. Учитывая зависимость единовременных расходов от числа перебазировок СДМ и от условий его работы на объекте, эту группу расходов в ряде случаев не включают в стоимость 1 маш-ч, 261

262 а оплачивают отдельно. Чтобы достигнуть снижения себестоимости 1 машино-часа, необходимо оптимизировать время и затраты на подготовку СДМ к работе и производство технического обслуживания и ремонта (ТО и Р). Резерв уменьшения калькуляции машино-смены состоит из оптимальной сменности и росте производительности использования СДМ. Выбор технического обеспечения строительства предполагает сопоставление расходов организации при использовании определенного вида строительной СДМ. Необходимо сравнить расходы строительно-монтажных работ с применением СДМ организации на период строительства и расходы строительно-монтажных работ с применением СДМ арендованной на определенный период строительства [1]. При приобретении новой техники необходимо включить расходы первоначальной стоимости и расходы на создание системы и ее эксплуатации, на которые начисляются амортизационные отчисления в течение срока использованного объекта с приведением затрат к отчетному году [2]. Арендные платежи исчисляются из объема предоставленных услуг в течение отчетного периода. Сумма арендных платежей складывается из нескольких величин амортизационных отчислений, комиссионных вознаграждений арендодателю, компенсации страхования арендованного имущества и других расходов арендодателя, определенные в заключенном договоре аренды. С использованием метода целесообразно принять выбор обеспечения применения арендованной СДМ в транспортном строительстве и выбор технически обеспеченным строительством сводится к ниже перечисленным стадиям: 1. Определение стоимости затрат на приобретение собственной СДМ приведенной к отчетному периоду и комплектации парка. Данный расчет выполняется по методу определения начисление амортизации для СДМ. 2. Расчет калькуляции аренды СДМ, приведенной к отчетному периоду. 3. Динамика затрат по годам выполнения строительно-монтажных работ. Создание оптимизированного парка СДМ позволяется строительной организации быть мобильней в условиях риска, обеспечивает уменьшение затрат на оборудование территории. Литература 1. Ключникова О.В., Цыбульская А.А., Шаповалова А.Г. Основные принципы выбора типа и количества строительных машин для комплексного производства работ [Электронный ресурс] // Инженерный вестник Дона

263 2. Управление предприятиями по эксплуатации и ремонту автотранспортной и специальной техники: рабочая тетрадь/ Яркин А.В., Ишкина Е.Г., Конев В.В. Под редакцией Мерданова Ш.М. Тюмень: ТюмГНГУ, с. 3. Николаев, С.Н. Состав эффективного комплекса услуг по техническому сервису строительных машин // Механизация строительства Научный руководитель: Конев В.В., к.т.н., доцент Оценка риска несохранности груза на автомобильном транспорте Стоян К.К. Тюменский индустриальный университет, г. Тюмень Согласно ГОСТ Р «Услуг транспортные. Грузовые перевозки. Номенклатура показателей качества», сохранность груза является одним из трех показателей качества автомобильной перевозки. Кроме того, сохранность груза, согласно нормативно-правовым актам выступает как обязательство перевозчика согласно договору перевозки груза. Случаи несохранности груза распространены, согласно данным «РОСГОСТРАХ» уровень несохранности груза составляет 0,3-0,45% от общего объема грузопотока. По данным «РОССЮРВЕЕР» каждая 6 перевозка осуществляется на предельном уровне сохранности груза и является потенциально несохранной. Обеспечению достаточного уровня показателя сохранности груза способствует правильная организация перевозочного процесса. С этой целью были проанализированы факторы, влияющие на сохранность груза и разработан механизм комплексной оценки несохранности груза. Согласно исследованию, факторы несохранности груза (ФНГ) приведены двумя группами: 1. Организационно-технологические факторы несохранности груза; 2. Факторы несохранности груза в процессе транспортировке. Посредству экспертного метода были выявлены приоритетные ФНГ по двум группам. ФНГ транспортировки входят в список организационнотехнологическим ФНГ. В список приоритетных ФНГ относятся: - Крепление груза; - Квалификация водителя; - Размещение груза в кузове транспортного средства; - Упаковка груза; - ФНГ транспортировки. В свою очередь, к приоритетным ФНГ транспортировки относятся: - Дорожное воздействие; 263

264 - Природно-климатическое воздействие; - Культура вождения водителя; - Техническое состояние транспортного средства; - Аварийность; - Криминальные воздействия. Для комплексной оценки несохранности груза, был выбран логиколингвистический метод. Данный метод является синтезом теории планирования эксперимента и элементов лингвистических переменных теории нечётких множеств и позволяет осуществить формализацию модели в виде аналитического выражения полиноминального типа[1]. Согласно определённым приоритетным ФНГ и основываясь на характеристиках данных факторов были построены терм-множества и определенны в один масштаб от -1 до +1, что является факторным пространством для дальнейшей обработки входных переменных [2]. Согласно выше изложенному были построены фази-модели ФНГ рис 1 и ФНГ транспортировки рис. 2. Рисунок 2. Комплексная оценка рисков несохранности груза Y Рисунок 2. Комплексная оценка рисков несохранности груза транспортировки X1 На базе фази-моделей и матрицы опроса сформированы результирующие уравнения полинома, для ФНГ (1) и ФНГ транспортировки (2), которые 264

265 являются входным параметрам комплексной оценки рисков несохранности груза Y. 0,,,,,,,,,, (1) 0,,,0402 0,0402 0,,,, (2) Оценка адекватности уравнения проводилась по F-критерию Фишера расч 21,00566 >>> F табл 2,6603 расч 6,07442 >>> F табл 2,75 Поскольку Fрасч> Fтабл, то есть гораздо больше, то с высокой доверительной вероятностью (P > 0,99) можно считать полученное уравнение адекватным представленным данным. Литература 1. Методика проведения экспертных методов для оценки качества продукции [Текст]/Гличев А. В., Цибизов Н. И., Рабинович Г. О. [и др.].- М.: Из-во стандартов, с. 2. Уланова Н. Ю. Интеллектуальная экспертная система поддержки принятия решений в нечетких условиях конъектуры рынка [Текст]/ Уланова Н.Ю., Вагин А.В., Спесивцев А. В. // Проблемы управления рисками в техносфере.- Спб, С Повышения экологической безопасности автомобилей в полном жизненном цикле Хусейнов Х.Б., Бердиев А.Л., Тошев Дж.Ш., Таджикский технический университет им. акад. М.С. Осими Негативные воздействия на окружающую среду приводят к ее изменению, ухудшение жизненных условий и существенно влияют на человека. Во всем мире производится около 80 тысяч видов различных химических продуктов, ежегодно используется около 250 млн. тонн органических химических продуктов, значительная часть которых после использования бесконтрольно попадает в окружающую среду [5]. По мнению многих ученых во всем мире, хозяйственная деятельность человека становится доминирующей силой, способной изменить мир, поставив его на грань глобальной экологической катастрофы. 265

266 Факторов экологического воздействия автомобилей на окружающую среду и организм человека чрезвычайно много на всех этапах полного жизненного цикла - при производстве, эксплуатации и завершающей утилизации. Каждый из них имеет определенную цену - те затраты, которые необходимы для определенного улучшения его показателей, а также ценность - те выгоды, которые организация может получить при их достижении. И те, и другие не всегда являются однозначными и просто определяемыми. И, тем не менее, эти факторы начинают играть все большую роль в мировом автомобилестроении. При сравнительном анализе факторов экологической безопасности автомобилей все чаще учитывают все стадии полного жизненного цикла, используя для расчетов разработанные методы, методики и компьютерные программы. Бурный рост населения и развитие индустрии вступают в глобальный конфликт с природой и ресурсами планеты. Население Земли уже превышает 7,3 миллиардов и увеличивается на 6 млн. человек ежемесячно. По прогнозам, через 25 лет население на планете будет составлять 9 миллиардов, а к 2050 году более 10 миллиардов человек. Однако темпы роста числа автомобилей на планете в 2 раза превышают темпы роста населения, и к 2050 году ожидается, что автомобилей будет более 1,5 миллиарда штук [1]. Повышение уровня СО в воздухе может привести к глобальным изменениям климата, так как способствует увеличению средней температуры на планете, усиленному испарению влаги и повышению концентрации водяных паров. Повышение средней температуры воздуха на планете ведет к подъему уровня мирового океана, сокращая площадь поверхности суши и приводя к еще большему испарению воды. Научно обоснованные прогнозы, составленные с помощью компьютерных моделей, показывают возможное удвоение содержания СО2 в атмосфере Земли к середине 21 века, что приведет к увеличению средней температуры вблизи поверхности Земли на 3-5 градусов. Причем, в полярных регионах планеты увеличение температуры может быть существеннее, чем в среднем, что значительно скажется на таянии полярных льдов [1]. Как показывают оценки - на период эксплуатации автомобиля приходится 80-85% всех энергетических затрат в полном жизненном цикле, примерно 12-16% приходится на процессы его изготовления и около 2-5% на процессы вторичной переработки и утилизации [1]. Стадия эксплуатации является доминирующей в обеспечении экологической безопасности на протяжении всего жизненного цикла автомобиля, поэтому столь важными являются любые шаги, направленные на снижение токсичности отработанных газов, сокращение потребления топлива автомобилями. Мировой парк легковых автомобилей в количестве около 700 млн. единиц сегодня выбрасывают в атмосферу более 3,5 миллиардов тонн СО2 ежегодно. Оценки показывают, что за полный период эксплуатации один легковой автомобиль в среднем потребляет более 14 тысяч литров топлива, 266

267 более 200 литров масла, образует более 3 тонн твердых отходов и около 200 кг жидких отходов, выделяет суммарную эмиссию в атмосферу более 40 тонн отработавших газов, в том числе около 120 кг СО2, 80 кг NОх и 40 кг мелкодисперсных частиц сажи [2]. Выбросы СО2 зависят непосредственно от расхода топлива. При полном сжигании одного литра дизельного топлива образуется 2,6 кг СО2, при сжигании бензина 2,3 кг (дизельное топливо имеет большую плотность) [1]. Ни один существующий катализатор, ни один фильтр не уменьшают выбросов углекислого газа в атмосферу. Международным сообществом во главе с Организацией Объединенных Наций были разработаны и приняты ряд глобальных документов в области защиты окружающей природной среды, большинство из которых непосредственно затронуло автомобильную промышленность [3]. За прошедшие 100 лет в США было принято более 50 различных законов, касающихся защиты окружающей среды, 2/3 из которых приняты за последние два десятилетия. Очень важными были шаги по исключению свинца из топлива и снижению токсичности выхлопных газов автомобилей. По данным специалистов США за 25 лет с момента подписания первого Акта о чистоте воздуха в 1970 году эмиссия двигателями автомобилей основных вредных веществ, была сокращена более, чем на 96%, то есть в 25 раз. Современные автомобили с двигателями внутреннего сгорания (ДВС) становятся все лучше и чище [1]. За последние 40 лет в Европе выхлопы легковых автомобилей с ДВС стали чище в раз. К 2020 году они станут чище еще в несколько раз по сравнению с сегодняшними. И основная заслуга в этой позитивной тенденции принадлежит введенным нормам и директивам, установившим высокие требования к производителям автомобилей и топлива. За последние 40 лет содержание токсичных компонентов уменьшилось на 70%. Частично эти требования коснулись и Республику Таджикистан. К нам поступает зарубежных автомобилей, которые в развитых странах были признаны экологически не безопасными. В настоящее время многие зарубежные моторостроительные фирмы взяли курс на решение задачи достижения нулевой токсичности отработанных газов. Их многолетний опыт показывает, что добиться этого можно только в случае использования альтернативных (не нефтяных) видов моторного топлива. Именно поэтому, практически все перспективные экологически чистые автомобили, проектируются под альтернативные виды топлива. Поэтому, по нашему мнению, следует проводить экологическую программу повышения экологической безопасности в полном жизненном цикле автомобилей по следующим направлениям: - широкое внедрение результатов работ, по снижению экологической опасности существующих двигателей, используемых нефтяных и синтетических углеводородных топлив для автотранспортных средств; 267

268 - поэтапная замена нефтяных топлив на сжиженный природный газ (СПГ) как наиболее чистого из углеводородных топлив, с обязательным созданием необходимой криогенной инфраструктуры в транспортном комплексе области; - модернизация дорожного хозяйства; - создание управляющей системы обращения и утилизации отходов АТК, способной обеспечить их селективную и безопасную переработку, а также их вторичное использование в производственно-хозяйственной сфере. Литература 1.Петров Р. Л. Концепция и анализ полного жизненного цикла автомобиля. Автомобильная промышленность, 1999, 10, с P.Л. Петров Экономические аспекты утилизации старых автомобилей, АВТОГРИН, 3, Е.В. Пашков, Г.С. Фомин, Д.В. Красный. Международные стандарты ИСО Основы экологического управления. Москва: ИПК Издательство стандартов, В. Е. Годлевский и др. Система менеджмента качества па основе ИСО/ТУ, ГП «Перспектива», Самара, Научный руководитель: Абдуллоев М.А., к.т.н., доцент Некоторые экологические требования к организации дорожного движения в городах Республики Таджикистан Хусейнов Х.Б., Пиров Дж.Т., Тагоев С.С., Таджикский технический университет им. акад. М.С. Осими Автомобильный транспорт является одной из основных составляющих транспортного обеспечения безопасности Республики Таджикистан. В то же время развитие автомобильного транспорта в РТ сталкивается с проблемами, требующими комплексного решения на высоком уровне. Автотранспорт загрязняет воздух оксидом углерода, оксидами азота и серы, углеводородами, альдегидами, сажей, а также свинцом и его соединениями. Топливо и отработавшие газы двигателей автомобилей по-разному влияют на организм человека, но наиболее токсичными являются свинец и его соединения. При отравлении оксидом углерода появляются головные боли, удушье, боли в животе и рвота, сонливость, учащенное сердцебиение. Отравлениям такого рода подвержены водители, работники службы движения и пешеходы в больших городах. Оксид азота в соединении с водяными парами образует азотную кислоту, которая раздражает легочную ткань, что приводит к хроническим заболеваниям. Диоксид азота раздражает слизи- 268

269 стую оболочку глаз, легких и вызывает необратимые изменения в сердечнососудистой системе. Соединения свинца вызывают в организме нарушения в обмене веществ и кроветворных органах. Загрязнение окружающей среды токсичными компонентами отработавших газов приводит к большим экономическим потерям. Это связано, прежде всего, с тем, что токсичные вещества вызывают нарушения в росте растений, приводят к снижению урожаев и потерям в животноводстве [1]. Непосредственную опасность для растений представляют диоксид серы, оксид азота, продукты фотохимических реакций и этилен. Накапливаясь в растениях, они создают опасность для животных и людей. Особенно опасны полосы земель вдоль дорог, при большой интенсивности движения на них разрешается сеять только технические культуры. Грунтовые и поверхностные воды в большей степени подвержены опасности загрязнения топливом, маслами и смазочными материалами. Пленка из углеводородов на поверхности воды затрудняет процессы окисления, отрицательно влияет на живые организмы и изменяет качество воды. Отработавшие газы способствуют ускорению процессов разрушения изделий из пластмассы и резины, оцинкованных поверхностей и черных металлов, а также покраски, облицовки и конструкции зданий. При солнечной безветренной погоде компоненты отработавших газов и углеводороды в результате фотохимических реакций образуют смог, т. е. вещества, сильно раздражающие слизистую оболочку и оказывающие токсичное воздействие на организм человека. На концентрацию в воздухе токсичных веществ влияют сорт топлива, тип двигателя, скорость и равномерность движения, состав транспортного потока и интенсивность движения, возможности распределения этих продуктов в атмосфере (топографические, метеорологические и климатические условия - направление и скорость ветра, чистота и влажность воздуха, туман и температура воздуха и др.). Концентрация вредных продуктов уменьшается с удалением от проезжей части дороги, причем тем заметнее, чем выше скорость ветра. В плотно застроенных и плохо проветриваемых районах городов, у перекрестков концентрация таких веществ растет. Еще одним фактором воздействия транспорта на окружающую среду и человека является шум, создаваемый двигателем внутреннего сгорания, шасси автомобиля (в основном механизмами трансмиссии и кузова), и в результате взаимодействия шины с дорожным покрытием. Интенсивность шума зависит от топографии местности, скорости и направления ветра, температурного градиента, влажности воздуха, наличия и типа шумозащитных сооружений и др. Поэтому, для снижения экологической нагрузки на окружающую среду от автотранспорта очень важно поддержание в течение всего срока службы экологических параметров, заложенных заводом-изготовителем. Поэтому экологические проблемы, связанные с использованием транспортных средств, является актуальным вопросам. 269

270 Актуальность данной темы обусловлена возрастающим количеством автомобильного транспорта и решением проблемы его воздействия на качество городской среды и здоровье населения РТ. Изучение негативных последствий развития автотранспортного комплекса позволяет определить два пути воздействия автомобильного транспорта на природную среду с учетом его недостаточно высокого уровня эколого-технологического совершенства. Во-первых, автотранспорт потребляет значительное количество природных материалов и сырья и, прежде всего, невозобновляемых и дефицитных энергоносителей, таких, например, как нефть, а во-вторых загрязняет окружающую среду. Исследование данной работы предусматривает выявление следующих задач: 1.Выявить основные загрязняющие вещества от автомобильного транспорта. 2.Рассмотреть специфику влияния автомобильного транспорта на окружающую среду. 3.Рассмотреть основные направления по повышению экологичности автомобильного транспорта. Вследствие, загрязнения среды обитания вредными веществами, отработавших газов двигателей внутреннего сгорания, зоной экологического бедствия для населения становятся целые регионы, в особенности крупные города. Проблема дальнейшего снижения вредных выбросов двигателей все более обостряется ввиду непрерывного увеличения парка эксплуатируемых автотранспортных средств, уплотнения автотранспортных потоков, нестабильности показателей самих мероприятий по снижению образования вредных веществ в процессе эксплуатации. Природа требует грамотного и бережного отношения к себе, а усилия по сохранению среды обитания являются обязанностью каждого разумного человека. И это очень характерно, что последние годы ознаменовались переосмыслением человечеством важности задач по защите окружающей среды, сохранению природных ресурсов и обеспечению устойчивого, развития. Осознание хрупкости природы и ее ограниченной способности восстанавливаться после широкомасштабных и все усиливающихся антропогенных воздействий, начало за последние десятилетия принимать форму вполне конкретных программ, мероприятий, соглашений и постановлений[2]. В настоящее время в городах Республика Таджикистан существуют Комитет или отделы по охраны окружающего среды, где на основании выборочного контроля АТС выдают экологические талоны сроком на 3-6 месяцев. В настоящий момент должны, исходя из своих экологически-экономических предпосылок, разработать перспективный план ввода в ближайшие годы на территории Республик нормативных требований (или в виде технического регламента): 270

271 по допустимым выбросам вредных веществ в отработавших газах АТС. по характеристикам выпускаемых или закупаемых видов моторных топлив. по выпуску заводами изготовителями (если такие имеются) или закупке АТС, отвечающие определенному экологическому классу Евро-2 5. Литература 1. Методика оценки технического уровня легковых автомобилей И с изменениями 1980г. Минавтопром, Москва, НАМИ, Ю.В. Трофименко, Т.Ю. Григорьева, И.А. Авенариус. Оценка экологической безопасности легкового автомобиля// Экология и промышленность России, июль 2004, с В.П. Хортов. Новый взгляд на экологическую опасность АТС// Автомобильная промышленность, 2000, 6, с.22. Научный руководитель: Давлатшоев Р.А., к.т.н., доцент Повышение эффективности пассажирских перевозок на маршруте 21 г.тюмени Чайников Д.А., Сухинина И.В., Тюменский индустриальный университет, г. Тюмень Повышение эффективности городского общественного пассажирского транспорта задача, которая ставится перед пассажирскими предприятиями уже многие десятилетия [1]. Современные условия диктуют еще более жесткие требования к сокращению затрат перевозчиков [2]. Наибольшие проблемы у перевозчиков связаны с маршрутами, прибыль от которых минимальна. Одним из таких маршрутов ОАО «ТПАТП 1» является 21. С целью минимизации затрат перевозчика на указанном маршруте был проведен сбор данных о пассажиропотоках счетно-табличным методом [3]. Характеристика маршрута представлена в табл. 1. Таблица 1 Характеристика маршрута 21 «Центральный рынок д. Падерина» Время оборота, ч Длина маршрута, км Скорость ТС, км/ч. Модель ТС (пассажировместимость, чел.) 1,2 26,49 22,1 МАЗ-206(72) Класс средний На рис. 1 приведены данные о пассажиропотоках на маршруте 21, полученные в феврале 2015 года. 271

272 Рисунок 1. Распределение пассажиропотока на маршруте 21в прямом направлении, рейсы: 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15 В промежуток с часов до часов утра пассажиропоток не значителен. Заполнение салона автобуса всего 4 человека. На третьем рейсе в промежуток с ч. пассажиропоток очень незначителен: наполняемость салона автобуса 3 человека. По графику видно, что самая большая наполняемость салона автобуса в промежуток с ч ч. в основном это такие остановочные пункты, как: «Центральный рынок» - 12 человек, «Мориса Тореза» - 21 человек, «Революции» - 22 человека, «Универмаг» - 22 человека, «Экспресс» - 26 человек, «Калинина» - 26 человек, «Школа 19» - 26 человек. На рис. 2 представлены данные о пассажиропотоках на маршруте 21в обратном направлении. В промежуток времени с ч. значительный пассажиропоток. Начиная с остановочного пункта «пос. Московский» - 16 человек и дальше по схеме движения автобуса наполняемость в салоне увеличивается до 27 человек, все сидячие места заняты. С до часов, пассажиропоток значительно уменьшается. Наполняемость салона от 4 человек и меньше. В качестве основных способов повышения эффективности маршрута 21 можно предложить следующие: 1. Изменить схему маршрута. 2. Изменить график. 3. Замена подвижного состава на маршруте. В рамках первого предложения возможно из схемы маршрута убрать те остановки, на которых заходит очень мало пассажиров, либо не заходят вообще. Таковым является остановочный пункт «Развязка Московского тракта». Во время проведения исследования на данном пункте не было ни оного входящего/выходящего пассажира. 272

273 Рисунок 2. Распределение пассажиропотока на маршруте 21в прямом направлении, рейсы: 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16 Изменение графика может быть связано с заменой четырех рейсов, а именно 5, 6, 7, 8 двумя. То есть одним оборотом, вместо двух. Так как на рейсах в эти часы ( ) незначительный пассажиропоток: максимум 3 человека. Первый обед у смены начинается в и заканчивается в 09 40, можно это время заменить двумя рейсами. Возможно, в это время пассажиропоток будет больше. А обед передвинуть на время с до А затем отправить автобус в отстой с до ч. Далее автобус будет выполнять маршрут по обычному графику. Поскольку на представленных диаграммах максимальное количество пассажиров в салоне автобуса не превышало 27 человек, подвижной состав может быть заменен на более экономичный, например, микроавтобус Ford- Transit, вместимостью до 27 человек [4]. Предлагаемые мероприятия позволят снизить затраты перевозчика на 38% за счет уменьшения пробегов и использования более экономичного подвижного состава, способного обслужить пассажиропоток маршрута. Статья опубликована при поддержке благотворительного фонда В. Потанина. Литература 1. Петров А.И. Адаптация финансирования городского общественного транспорта к современной экономической ситуации. Проблемы адаптации техники к суровым условиям. Доклады международной научно-практической конференции. Тюмень: ТюмГНГУ, С

274 2. Гаваев, А.С. К вопросу о совершенствовании планирования перевозок грузов/ А.С. Гаваев, П.Г. Колупаева // Транспортные и транспортно-технологические системы: материалы Международной научно-практической конференции. Тюмень: ТюмГНГУ, С Чикишев Е.М., Виноградов И.И. Исследование некоторых маршрутов наземного городского общественного пассажирского транспорта г. Тюмени. Организация и безопасность дорожного движения материалы VII Всероссийской научно-практической конференции. Тюмень: ТюмГНГУ, С Резник Л.Г., Евтин П.В., Чайников Д.А. Эффективная эксплуатация автомобилей с наименьшими затратами топлива. Проблемы эксплуатации и обслуживания транспортно-технологических машин Материалы международной научно-технической конференции. Тюмень: ТюмГНГУ, С Научный руководитель: Чайников Д.А., к.т.н., доцент Расширение использования природного газа на автобусах малой вместимости, работающих на маршрутах регулярного сообщения Чикишева А.А., Тюменский индустриальный университет, г. Тюмень В большинстве стран мира развитие улично-дорожной сети не успевает за стремительным ростом автомобильного транспорта на дорогах. Таким образом, заторы на дорогах стали обычным делом. Особенно это наблюдается в крупных (население от 250 тыс. чел. до 1 млн чел.) и крупнейших (с населением свыше 1 млн чел.) городах. Одним из путей снижения загруженности автомобильных дорог является применение и популяризация городского общественного пассажирского транспорта (ГОПТ). В работах [1-8] рассматриваются некоторые пути организации и способы повышения эффективности ГОПТ. В работе [9] указывается, что для популяризации общественного транспорта среди населения необходимо, прежде всего, обращать внимание на техническое состояние автобусов, их внешний вид, скоростные характеристики и регулярность движения. Однако другим немаловажным фактором является стоимость проезда, особенно для льготных категорий населения (школьников, студентов, пенсионеров и др.). Одним из способов сдерживания или снижения платы за проезд является применение альтернативных моторных топлив, например, природного газа [10-14]. Газовое топливо по стоимости значительно ниже в сравнении с бензином и дизелем (как правило в 2 и более раз), а также более экологично [15, 16]. 274

275 Мировой опыт использования природного газа на ГОПТ рассмотрен в работах [17-21 др. ]. Для России, имеющей огромные запасы природного газа, данное направление является очень актуальным. Однако в ряде стран (Аргентина, Бразилия, Германия, Индия, Иран, Китай и др.), использующих природный газ как альтернативное топливо, уделяют огромное внимание инфраструктуре строительству автомобильных газонаполнительных компрессорных станций (АГНКС) и криогенных автомобильных заправочных станций. Таким образом, использование газового топлива на общественном транспорте не осложнено доступностью заправочных станций. Что не скажешь о России. В настоящее время в нашей стране отсутствуют разветвлённые сети газовых заправочных станций в городских и межмуниципальных сообщениях. Рассматривая город Тюмень можно отметить, что здесь находится лишь одна такая заправка, которая к тому же расположена в 10 км от центральной части города. Этот фактор значительно затрудняет использование природного газа в целом и в том числе на ГОПТ. Одним из путей решения данной проблемы является применение мини АГНКС [22, 23]. В работе [24] рассмотрено применение таких заправочных станций, как при использовании автобусов большой вместимости, так и автобусов малой и средней вместимости на примере Тюменских автотранспортных предприятий. При этом дневная производительность разных мини АГНКС может значительно отличаться [24]. Например, компания ООО «Бродвей» (завод производитель оборудования SICOM) предлагает мини АГНКС со следующими техническими характеристиками (табл. 1). Технические характеристики мини АГНКС Таблица 1 модель входное выходное производительность компрессор дожимной давление давление бар бар нм³/час (220) нет (220) нет (360)400-4+B да (220) нет (220) нет (360) B да В данном случае при наличии дожимного компрессора на АГНКС максимально можно заправить газа до 400 нм³/час или 9600 нм³/сут. 275

276 Рассмотрим на примере тюменской организации ООО УПК «Автомобилист», оказывающей услуги перевозки по регулярным маршрутам, возможность установки оптимальной газовой компрессорной станции на территории предприятия. При этом главным критерием установки является наличие газопровода так как мини АГНКС подключается к бытовой газовой сети с интервалом давлений от 0,017 до 0,035 бар. В рассматриваемой организации числится около 50 автобусов малой вместимости (15-26 мест). Транспортные средства работают на городских общественных регулярных маршрутах 52, 57, 68, 97 [25]. Марки транспортных средств: ГАЗ, Citroen, Fiat, Ford, Peugeot, Renault. Год выпуска от 2009 до Все автомобили работают по дизельному циклу. На данные транспортные средства может быть установлено до 6 баллонов общей ёмкостью около 300 л (75 м 3 ). Таким образом, можно рассчитать какое количество природного газа необходимо для предприятия: Q 3 А V, (1) м н где Q 3 количество кубических метров газа в день, необходимых для м функционирования всех транспортных средств предприятия, м 3 ; Ан количество автобусов в наряде, шт; V суммарный объём баллонов одного автобуса, м 3. Подставив значения по предприятию ООО УПК «Автомобилист» получим следующие значения: Q м м По следующей формуле определим оптимальную мини АГНКС для бесперебойной работы на природном газе: АГНКС П АГНКС Т н. (2) где ПАГНКС часовая производительность АГНКС, м 3 /час; Тн время в наряде, ч. С учётом работы общественного транспорта в г. Тюмени с 6:00 до 22:00, чтобы удовлетворить потребности рассматриваемого предприятия необходима станция производительностью 3750 м 3 и выше. Для этого могут подойти АГНКС (360)400-4+B и (360) B: 276

277 АГНКС м. Применение природного газа на ГОПТ может стабилизировать (или снизить) цены на проезд, что может в свою очередь стимулировать людей пересесть с частного транспорта на общественный. Это поможет снизить загруженность автомобильных дорог и улучшить экологическую ситуацию особенно в крупных и крупнейших городах. Литература 1. Загорский И.О., Володькин П.П. Эффективность организации регулярных перевозок пассажирским автомобильным транспортом. Хабаровск: Изд-во Тихоокеан. гос. ун-та, с. 2. Горев А.Э., Олещенко Е.М. Организация автомобильных перевозок и безопасность движения: учебное пособие. М.: Издательский центр «Академия», с. 3. Гудков В.А. Миротин Л.Б., Вельможин А.В., Ширяев С.А. Пассажирские автомобильные перевозки / учебник под ред. В.А. Гудкова. М.: Горячая линия Телеком, Петров А.И. Влияние внешней среды на устойчивость системы пассажирского общественного транспорта / монография. Тюмень: ТюмГНГУ, с. 5. Петров А.И. Концепция формирования результативности функционирования городского пассажирского общественного транспорта под воздействием внешней среды // Транспорт Урала. Екатеринбург: Изд-во Ур- ГУПС, С Петров А.И. Формирование результативности пассажирских автомобильных перевозок в условиях переменной внешней среды / учебное пособие. Тюмень: ТюмГНГУ, с. 7. Петров А.И. Резник Л.Г. Государственное регулирование в сфере автодорожного надзора за рынком пассажирских перевозок / учебное пособие. Тюмень: ТюмГНГУ, с. 8. Спирин И.В. Организация и управление пассажирскими автомобильными перевозками: учебник. 5-e изд., перераб. М.: Издательский центр «Академия», с. 9. Чикишев Е.М. Корректирование перевозочных маршрутов городского общественного пассажирского транспорта г. Тюмени и г. Екатеринбурга//Грузовое и пассажирское автохозяйство. М.: Издательский дом Панорама, С Дементьев В.В., Коклин И.М. О программе строительства АГНКС и Крио-АЗС с целью расширения использования газомоторного рынка // Москва: Издательство Машиностроение, (85). С

278 11. Певнев Н.Г., Банкет М.В., Бакунов А.С. Перспективы развития инфраструктуры использования КПГ в Омске // Транспорт на альтернативном топливе, (41). С Распоряжение Правительства РФ от р «О регулировании отношений в сфере использования газового моторного топлива». Москва, с. 13. Чикишев Е.М. К вопросу рационального размещения автомобильных газонаполнительных компрессорных станций в г. Тюмени // Материалы Всероссийской (с международным участием) научно-практической конференции «Новые технологии - нефтегазовому региону». Тюмень: ТюмГНГУ, Том. III С Чикишев Е.М. Необходимость сети автомобильных газонаполнительных компрессорных станций в г. Тюмени // Автогазозаправочный комплекс + Альтернативное топливо. Москва: ООО Изд-во Машиностроение, (102). C Анисимов И.А., Иванов А.С. Исследование экологических показателей газодизельных автомобилей при выполнении транспортной работы в низкотемпературных условиях эксплуатации // Грузовое и пассажирское автохозяйство, С Ерохов В.И., Николаенко А.В. Оценка экологической безопасности современных автотранспортных средств // Транспорт на альтернативном топливе Т С Khan, M.I., Yasmin, T., Shakoor, A. International experience with compressed natural gas (CNG) as environmental friendly fuel // Energy Systems Volume 6, Issue 4, pp, 2015, doi: /s x. 18. Lim, C., Kim, D., Song, C., Kim, J., Han, J., Cha, J.-S. Performance and emission characteristics of a vehicle fueled with enriched biogas and natural gases // Applied Energy - Volume 139, pp, 2015, doi: /j.apenergy Rabl, A. Environmental benefits of natural gas for buses // Transportation Research Part D: Transport and Environment - Volume 7, Issue 6, pp, 2002, doi: /S (02)00007-X. 20. Wang, R., Wu, Y., Ke, W., Zhang, S., Zhou, B., Hao, J. Can propulsion and fuel diversity for the bus fleet achieve the win-win strategy of energy conservation and environmental protection? // Applied Energy - Volume 147, pp, 2015, doi: /j.apenergy Zhang, S., Wu, Y., Hu, J., Huang, R., Zhou, Y., Bao, X., Fu, L., Hao, J. Can Euro V heavy-duty diesel engines, diesel hybrid and alternative fuel technologies mitigate NOX emissions? New evidence from on-road tests of buses in China // Applied Energy - Volume 132, pp, 2014, doi: /j.apenergy Иванов А.С. Перспективы использования малогабаритных АГНКС // Материалы Международной научно-технической конференции 278

279 «Нефть и газ Западной Сибири» Тюмень: ТюмГНГУ, Том. III С Чикишева А.А. Использование мини АГНКС на автотранспортных предприятиях г. Тюмени // Материалы Международной научно-технической конференции «Нефть и газ Западной Сибири». Тюмень: ТюмГНГУ, Том. III С Чикишева А.А., Абакумов Г.В. С. Применение природного газа на автобусах ГОПТ, как мера по сдерживанию роста и снижению оплаты за проезд // Материалы Международной научно-технической конференции «Проблемы функционирования систем транспорта». Тюмень: ТюмГНГУ, С МКУ «Тюменьгортранс». [Электронный ресурс]: URL: (дата обращения: ). Научный руководитель: Абакумов Г.В., к.т.н., доцент кафедры «Эксплуатация автомобильного транспорта» Исследование вклада водителей разных возрастных категорий в формирование автотранспортной аварийности с тяжелыми последствиями (гибелью людей) Шаповалова Е.Н., Тюменский индустриальный университет, г. Тюмень Изучение причинно-следственных связей в формировании автотранспортной аварийности - довольно масштабный процесс, требующий учета множества факторов. К числу таких факторов относятся общая дорожная ситуация, состояние дорожного полотна, погодные условия и многое другое. Важнейшую роль в обеспечении безопасности дорожного движения играет сам водитель, его психические, физические и эмоциональные особенности. Мероприятия по предупреждению дорожно-транспортных происшествий (ДТП) должны планироваться с учетом различных критериев. Одним из таких критериев может быть возраст водителя. Чтобы наилучшим образом выстроить работу по предупреждению аварийности, желательно детально представлять себе, например, демографические особенности состава водителей виновников ДТП. Возрастные особенности восприятия внешней информации и реакции на нее действительно оказывают большое влияние на вероятность участия человека в опасных дорожно-транспортных ситуациях, имеющих шансы перерастания в аварийные [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]. В рамках данной статьи рассматриваются вопросы оценки статистической связи между возрастом водителя и той ролью, которую они играют в формировании ДТП с тяжелыми последствиями (в частности, в ДТП с погибшими) в общей структуре виновников гибели людей. Целью данной статьи является статистический анализ двух массивов информации - данных по 279

280 возрастному распределению населения региона и данных по распределению по возрастным категориям виновников ДТП, вследствие которых погибли люди. Такой анализ основан на построении регрессионных моделей, связывающих данные из этих двух массивов[8]. Основой исследований является гипотеза о неравномерном (неравном) вкладе в формирование аварийности водителей разных возрастов. В связи с этим в ходе исследований решались две задачи: 1. Установление закономерности доминирования водителей какоголибо возраста в формировании аварийности с погибшими посредством оценки вклада в формирование аварийности водителей разных возрастов. 2. Установление устойчивости полученных закономерностей для шести регионов Республики Дагестан, Краснодарского края, Красноярского края. Для того, чтобы решать поставленные задачи корректно, необходимо иметь статистику о виновниках ДТП с жертвами, их возрасте. Эту информацию можно получить на сайте ГИБДД МВД РФ [9]. Второй массив статистической информации, необходимый для исследований распределение населения региона по возрастным категориям [10]. Обработав эту информацию статистически, мы получили необходимые нам для построения регрессионных моделей данные (табл. 1). Таблица 1 Данные о статистике виновников ДТП с жертвами / о статистике демографического состава жителей трех регионов Российской Федерации [9, 10] Диапазон возраста водителя-виновника ДТП Республика Дагестан (05 регион) Процент населения данной возрастной категории, % Распределение населения и виновников ДТП с жертвами по возрастным диапазонам Краснодарский край (23 регион) Процент населения данной возрастной категории, % Процент населения данной возрастной категории, % Процент населения данной возрастной категории, % Красноярский край (24 регион) Процент населения данной возрастной категории, % Распределение виновников ДТП с погибшими жертвами по возрастным категориям, %,9 3,,2 2,,2 18,,1 28,,2 18,9 20,5 20,5 17,8 24,,1 16,2 16,1 16,1 15,4 20,,9 17,9 18,3 18,3 19,9 23,,4 12,5 11,2 11,2 13,6 1,6 Свыше 70 6,3 12 8,9 8,

281 Сумма, % На рис. 1 3 представлены регрессионные модели статистической связи между долей населения какого-либо возраста в общей структуре населения, соответственно, Республики Дагестан, Краснодарского края, Красноярского края и долей водителей-виновников ДТП с жертвами в общем числе виновников таких ДТП. Рисунок 1. Соотношение виновников ДТП с жертвами определенного возраста к доле населения Республики Дагестан (05 регион РФ) того же возраста 281

282 Рисунок 2. Соотношение виновников ДТП с жертвами определенного возраста к доле населения Краснодарского края (23 регион РФ) того же возраста Рисунок 3. Соотношение виновников ДТП с жертвами определенного возраста к доле населения Красноярского края (24 регион РФ) того же возраста 282

283 Анализ показывает, что во всех трех регионах ДТП с жертвами распределяются по возрастам виновников неравномерно, т.е. в определенном, в сравнении с другими, возрасте число опасных для окружающих водителей возрастает. Об этом говорит экспоненциальный характер кривых, описывающих исследуемые закономерности. Визуальное сравнение между собой трех графиков зависимостей показывает, что при всей схожести общей тенденции для изучаемых закономерностей характерны региональные различия. Выводы по работе следующие. 1. Основной тенденцией для всех графиков является возраст основных виновников ДТП с жертвами. Он составляет лет. Второй по степени риска участия в ДТП возрастной категорией водителей-участников ДТП является категория лет. 2. Возрастная категория лет оказывает сравнительно низкое влияние, в то время как ее процент во всех областях примерно одинаков. Так же слабое влияние на риск аварийности оказывают возрастные группы населения лет и свыше 70 лет. Литература 1. Колесов В.И., Петров А.И. Показатели безопасности дорожного движения первого и второго уровня // Проблемы безопасности и чрезвычайных ситуаций С Колесов В.И., Петров А.И. Анализ транспортной культуры населения // Транспорт. Наука, техника, управление С Колесов В.И., Петров А.И. Использование ранговых распределений при анализе безопасности дорожного движения: материалы Всероссийской науч.-практ. конф. с межд. участием «Проблемы функционирования систем транспорта», ноября 2014 г. Тюмень: ТюмГНГУ, С Петров А.И., Колесов В.И. Ранжирование регионов Российской Федерации по характеристикам автотранспортной аварийности: материалы Всероссийской науч.-практ. конф. с межд. участием «Проблемы функционирования систем транспорта», ноября 2014 г. Тюмень: ТюмГНГУ, С Петров А.И. Особенности формирования автотранспортной аварийности в пространстве и времени. Тюмень: ТюмГНГУ, с. 6. Петров А.И. Региональная автотранспортная аварийность как производная уровня автомобилизации населения // Сборник материалов Международной научной конференции «Наука и образование: фундаментальные основы, технологии, инновации» Оренбург: Изд-во Оренб. гос. ун-та, С

284 7. Петров А.И., Ворошилова Т.А., Шаповалова Е.Н., Устойчивость автотранспортной аварийности по признаку внутрисуточной часовой неравномерности: материалы Международной науч.-практ. конф. «Проблемы функционирования систем транспорта». Тюмень: ТюмГНГУ, С Петров А.И., Шаповалова Е.Н, Ворошилова Т.А., Устойчивость возрастного состава водителей-виновников ДТП с жертвами (из числа лиц, управлявших транспортными средствами) в различных регионах России: материалы Международной науч.-практ. конф. «Проблемы функционирования систем транспорта». Тюмень: ТюмГНГУ, С Сведения о показателях состояния безопасности дорожного движения по регионам России [Электронный ресурс.] Режим доступа: 10. Сведения о численности постоянного населения регионов России на 1 января 2016 года [Электронный ресурс.] Режим доступа: https://www.fedstat.ru. Научный руководитель: Петров А.И., к.т.н., доцент Анализ состояния аварийности грузовых автомобилей в России Языков Е.С., Панфилов А.А., Тюменский индустриальный университет г. Тюмень По данным [3] аналитического агентства «Автостат» на начало 2016 года парк грузовых автомобилей в России составил 3,73 млн. единиц. Около 75% парка старше 10 лет. Большинство таких автомобилей с амортизированы и нуждаются в списании. Годовая выработка одного грузового автомобиля (в т/км) за последние 8 лет снизилась почти на 35 %, а по сравнению с 1990 г. более чем в 3 раза. Снижение выработки указывает на то, что на рынке предложение превышает спрос, устаревший парк списывается несвоевременно, а объемы перевозок грузов, значительно снижаются. Возраст машин в первую очередь отражается на безопасности и надёжности при их эксплуатации, чем старше автомобиль, тем больше вероятность отказа его агрегатов [1]. Основными причинами и условиями возникновения ДТП являются неисправности автомобиля и ошибки водителя. Рассмотрим основные причины и условия возникновения ДТП (при эксплуатации грузового транспорта). Самые распространённые причины возникновения ДТП: 1. Неисправности - критический износ узлов и агрегатов, приводящих к отказу рулевой, тормозной и других систем автомобиля. 2. Человеческий фактор - сонливость, невнимательность, неопытность, алкогольное опьянение. 284

285 3. Состояние дорог - скорость, разбитая или заледенелая дорога. 4. Перевозимый груз - груз может быть плохо закреплён, транспортное средство не подходит для перевозки данного груза. В таблице 1. представлена статистика ДТП с грузовыми автомобилями [2]. Причина львиной доли всех аварий является человеческий фактор. Таблица 1 ДТП с участием грузовых автомобилей в России за (Январь Ноябрь 2015 год) Причины ДТП Значение ДТП погибло ранено Водителями грузовых автомобилей В состоянии опьянения По причине неисправности транспортного средства В 2015 году количество аварий, спровоцированных водителями грузового транспорта, снизилось на 13%. Об этом свидетельствуют предварительные данные Госавтоинспекции МВД России (рис.1.). Эксперты связывают снижение аварийности с внедрением тахографов (контролем за режимом труда и отдыха водителей), системы спутникового мониторинга (ГЛОНАС), а также с соблюдением ими ПДД. Рисунок 1. Статистика количества ДТП в период ( гг.) Количественный анализ основных видов дорожно-транспортных происшествии с грузовыми автомобилями представлен на рис

286 10% 8% 4% 3% 36% Столкновения Опрокидывания Наезды 18% Падения грузов Столкновения с ЖД 21% Падения с мостов Другие Рисунок 2. Количественный анализ видов ДТП 1. Наезды. Множество аварий происходит в результате банальной невнимательности участников дорожного движения. Наезды часто приводят к печальным и даже трагическим последствиям. Существуют наезды на пешеходов, велосипедистов и на неподвижные препятствия. Самая распространенная причина невнимательность водителя. Нередко пешеходы пересекают проезжую часть в неположенном месте, велосипедисты любят ездить без шлемов и пренебрегают правилами дорожного движения. Также такие ситуации могут быть вызваны плохим покрытием дороги, неисправностями органов управления автомобиля. 2. Опрокидывания. Такие ДТП чаще всего случаются на загородных трассах, при движении на высокой скорости. В результате опрокидывания автомобиль может загореться. Часто машины переворачиваются из-за того, что водитель пытается избежать другого ДТП. Машина может опрокинуться во время заноса, а также по причине лопнувшего или оторвавшегося колеса. Во многих случаях после опрокидывания автомобиль восстановлению не подлежит: смещается геометрия кузова, и ремонтировать его нецелесообразно. 3. Падения транспорта (с мостов и путепроводов). Такие происшествия отличаются особой тяжестью последствий: гибнут не только находящиеся в салоне люди, но и оказавшиеся в месте падения. Транспортное средство может вынести за пределы моста или путепровода по причине неисправного рулевого управления, при движении по скользкой дороге, а также в условиях плохой видимости. При падении даже с небольшой высоты в несколько метров шансы выжить у тех, кто находится в салоне минимальны. 4. Падение перевозимых грузов. 286

287 Плохо закрепленные грузы могут упасть и становясь причиной серьезных ДТП. Следует опасаться автомобилей, перевозящих крупные или опасные грузы. 5. Столкновения. Статистика свидетельствуют, что одним из наиболее распространенных видов ДТП являются столкновения. Они случаются по разным причинам, в разных вариантах и зачастую с самыми тяжелыми последствиями. Столкновения двух транспортных средств можно разделить на несколько видов. Самым опасным является лобовое. В таких авариях чаще всего транспортное средство выезжает на встречную полосу. Не менее распространены и боковые столкновения, которые часто случаются на перекрестках. Боковой удар происходит в результате не предоставления преимущества другому транспортному средству. Касательные столкновения обычно случаются при перестроении и характеризуются сравнительно небольшими повреждениями автомобилей и отсутствием серьезных травм у водителей и пассажиров. Что касается задних столкновений, не соблюдается безопасная дистанция. Этот вид отличается тем, что в нем может участвовать несколько транспортных средств. 6. Столкновения с железнодорожным транспортом. Аварии, которые случаются на железнодорожных переездах, относятся к числу самых тяжких ДТП. Виновником таких аварий, за редким исключением, является водитель автомобиля. Водитель обязан удостовериться в безопасности, при пересечении железнодорожной линии. Аварии с грузовыми автомобилями являются наиболее опасными так как сопровождаются большой смертностью и тяжёлыми травмами водителей и пассажиров. В дорожно-транспортных происшествиях чаще всего гибнет взрослое работоспособное население, что увеличивает нагрузку на пенсионный фонд и социальные службы. Следовательно, тема научного исследования в области безопасности дорожного движения является актуальной поскольку тесно связана с жизнью и здоровьем граждан Российский Федерации. Кроме, того большое количество ДТП с грузовыми автомобилями оказывает существенное влияние на экономическую обстановку в стране потому что связано с большим материальным ущербом. Пути решения данной проблемы связанны с большими затратами денежных средств. В первую очередь необходимо дисциплинировать водителей путём оснащения грузовых автомобилей тахографами и ГЛОНАСС системами и свести к нулю человеческий фактор. Литература 1. Захаров Н.С. Актуальные проблемы эксплуатации автомобилей и транспортно-технологических машин в нефтегазодобывающем регионе [Текст] / Н С Захаров, Г.В. Абакумов, К.В Бугаев и др. // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ С

288 2. Сведения о показателях состояния безопасности дорожного движения [Электронный ресурс] // (дата обращения: ) 3. (дата обращения: ) Научный руководитель: Панфилов А.А.,, к.т.н., доцент. 288

289 СЕКЦИЯ «ПРОЕКТИРОВАНИЕ, СООРУЖЕНИЕ И ЭКСПЛУАТАЦИЯ СИСТЕМ ТРАНСПОРТА И ХРАНЕНИЯ НЕФТИ И ГАЗА» Подготовка грунтового основания резервуара для хранения жидких углеводородов в условиях Крайнего Севера Антропова Л.Б., Гильдебрандт М.И., Грузин А.В., Омский государственный технический университет, г. Омск Существенная доля капитальных затрат на строительство новых резервуарных парков в сложных геологических и сейсмических условиях, в том числе и в условиях Крайнего Севера, приходится на подготовку и устройство грунтового основания резервуаров. Существенным образом на стоимость влияет цена доставки необходимых строительных материалов в данную местность. Таким образом, задача разработки технологии, позволяющей рационально использовать местные строительные материалы, сохраняет свою актуальность. Очевидно, что разработка и последующее использование подобных технологий приведёт к сокращению материальных и временных затрат при строительстве. Для того чтобы минимизировать удельный расход материалов при строительстве резервуарных парков, принято строить резервуары объемом м 3, которые являются экономически более выгодными. Данные резервуары также позволяют накапливать и хранить большие объёмы нефти и нефтепродуктов. При строительстве таких резервуаров одной из важных задач является соблюдение технологии уплотнения грунта основания резервуара, т.к. от правильного устройства основания зависит бесперебойность работы сооружаемого объекта в процессе его дальнейшей эксплуатации [1,2]. Согласно руководящим документам, песчаный грунт для сооружения основания должен быть средней крупности [3]. Однако, может возникнуть ситуация, когда данного грунта нет вблизи строительной площадки и необходимы дополнительные затраты на его доставку. Поэтому необходима технология, позволяющая получать необходимый грунт из имеющегося на строящемся объекте. Для решения данной проблемы на базе организованной в Омском государственном техническом университете студенческой научно-исследовательской лаборатории «Основания и фундаменты объектов нефтегазовой отрасли» проводятся исследования, направленные на создание искусственной композиции грунтового основания резервуара для хранения нефти и нефтепродуктов, а также на изучение деформационных свойств полученной смеси. Для исследования используется песчаный грунт поймы реки Иртыш, который в соответствии с ГОСТ «Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик» предварительно был разделен на фракции с помощью лабораторных сит (рисунок 1). 289

290 Рис.1. Разделение грунта на фракции Чтобы составить необходимую грунтовую композицию необходимо определить деформационные характеристики χi каждой из полученных фракций песчаного грунта. Зная характеристики χi каждой гранулометрической фракции грунта, рассчитывают интегральное значение требуемой деформационной характеристики χ по формуле:, n где χ - суммарная деформационная характеристика грунта; Ai требуемое содержание i-ой гранулометрической фракции в несвязанном дисперсном грунте, определяется подбором так, что бы Ai=1; ki поправочный коэффициент для i-ой гранулометрической фракции грунта, определяется опытным путём; χi деформационная характеристика i-ой гранулометрической фракции грунта. С каждой из выделенных фракций проводились компрессионные испытания с целью изучения их деформационных характеристик (рисунок 2). Далее методом подбора необходимо определить долю Ai каждой i-ой фракции грунта в композитной смеси, которая будет иметь необходимые деформационные характеристики так, что бы было выполнено условие Ai=1. На основе полученных значений содержания Ai при устройстве оснований зданий и сооружений, заданные количества каждой фракции необходимо смешать с помощью соответствующего оборудования. i 1 A i k i Рис.2. Компрессионные испытания Исходя из полученных на современном этапе исследований результатов, можно сделать вывод о том, что разрабатываемая технология создания композитного дисперсного грунта для устройства оснований резервуаров i 290

291 для хранения нефти и нефтепродуктов является перспективной и имеет ряд таких достоинств, как: уменьшение капитальных затрат на этапе строительства; уменьшение времени, необходимого на транспортировку строительных материалов; не требуется специализированного оборудования для подготовки грунта. На рисунке 3 представлена последовательность этапов создания композиции грунтового основания резервуара для хранения нефти и нефтепродуктов. Исходный несвязный дисперсный грунт Отбор несвязного дисперсного грунта Разделение грунта на фракции Определение деформационной характеристики фракции χi Определение относительного содержания фракции Аi Смешивание определённых долей фракций Несвязный дисперсный грунт с заданной деформационной характеристикой χ Рис. 3. Последовательность композиции грунтового основания резервуара для хранения нефти и нефтепродуктов Предполагается, что разрабатываемая технология позволит рационально решить проблему комплексного использования местных ресурсов в ходе строительства резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов. Литература 1. Грузин А.В. Совершенствование технологии подготовки песчаного основания резервуара для хранения жидких углеводородов / А.В. Грузин, Л.Б. Антропова // Инновации в строительстве глазами молодых специалистов: сб. науч. тр. Междунар. науч.-техн. конф., Курск, 5 6 дек г. Курск: Юго-Зап. гос. ун-т, С Коновалова, А. Д. Исследование особенностей деформации песчаного основания резервуара РВС / А. Д. Коновалова, А. В. Грузин // Материалы IV Междунар. науч.-практ. конф. «Фундаментальные и прикладные исследования в современном мире» (24-25 декабря 2013 г., Россия, г. Санкт-Петербург). С-Пб.: ООО "Стратегия будущего" Т.1. С СП Земляные сооружения, основания и фундаменты. Актуализированная редакция СНиП Научный руководитель: Грузин А.В., к.т.н., доцент. 291

292 Определение оптимальной периодичности пропуска очистительного устройства по МН Бранд А.Э. Григорьева П.В., Мостовая Н.А., Тюменский индустриальный университет, г. Тюмень Реологический состав нефтей, транспортируемых по магистральным нефтепроводам компанией ОАО «АК «Транснефть», являющейся монополистом и главным оператором МТ, содержит парафины, размер которых индивидуален для каждого месторождения. При перекачке нефтей, содержащих высокий процент парафинов, нередко образуются асфальтено-смолистые парафиновые отложения (АСПО), затрудняющие транспорт углеводородного сырья и увеличивающие гидравлические сопротивления. На рисунке 1 приведен вид нефтепровода с АСПО. Рисунок 1. Отложения АСПО в нефтепроводе Интенсивность парафинизации трубопроводов зависит от физико-химических свойств нефти, температуры потока и гидродинамических условий перекачки [1]. Для повышения надёжности, поддержания минимального значения гидравлических сопротивлений и пропускной способности применяют периодические очистки внутренней полости трубопровода с помощью специальных средств, в том числе очистительные и диагностические скребки, пускаемые в камеры пуска СОД, представленных на рисунке

293 Рисунок 2. - Устройство пуска-приема скребка При осуществлении очистительных мероприятий с применением скребков увеличиваются затраты на электроэнергию насосов, создающих напор. При сильной развитости АСПО на внутренних стенках трубопровода затраты достигают существенных размеров. Своевременное периодическое проведение очистительных мероприятий позволяет снизить до минимума экономические издержки. Периодичность определяется интенсивностью отложений, для определения которого необходима информация о реологическом составе транспортируемой нефти. Для определения оптимальности периодичности очистительных мероприятий применим критерий минимальных затрат на очистку при условии выполнения планового объема перекачки. При анализе затрат на очистку были применены следующие параметры: скорость транспортировки нефти реологический состав потери напора на трение затраты на мощность привода насосного оборудования затраты на очистку В результате анализа Ду 702 мм и длиной до 400 км со средней вязкость 20 сст и производительностью до 2500 м 3 /ч пропуск очистительных устройств должен проводиться каждые 8 суток. Полученная зависимость решается графоаналитическим методом, с использованием компьютерных технологий. Литература 1. Фролов, Ю.А. Очистка полости действующих магистральных трубопроводов / Ю.А. Фролов, В.Ф. Новоселов. Уфа: Уфим. нефт. ин-т, с. Научный руководитель: Венгеров А.А., ассистент кафедры «Транспорт углеводородных ресурсов». 293

294 Уточнение классификации способов бестраншейной прокладки трубопроводов на основе патентного анализа Волчек П.А., Панов В.И., Тюменский государственный индустриальный университет, г. Тюмень Первоначально необходимо определиться с терминами «прокладка» и «укладка», используемыми в технической литературе (в том числе в описании изобретений). Эти термины достаточно часто трактуются вольно, и не учитывается различие в области их применения. В соответствии с «Толковым словарем русского языка» С.И. Ожегова и Н.Ю. Шведовой [1] приставка «про» образует глаголы со значением действия, развивающегося во всем процессе (объеме) в течение какого-нибудь промежутка времени. В свою очередь приставка «у» образует глаголы со значением направления действия, движения внутрь чего-либо. Таким образом, термин «прокладка» должен быть употребим с точки зрения воздействия на трубу, а термин «укладка» - с точки зрения поведения самой трубы. Например: «процесс прокладки трубопроводов осуществляется с использованием специализированной техники» и «труба укладывается в заранее подготовленную траншею». Прокладка - наиболее трудоемкий процесс в общем комплексе работ по сооружению или капитальному ремонту трубопроводных систем. В зависимости от расположения трубопровода относительно нулевой отметки различают следующие способы прокладки: надземные, наземные и подземные. Области сооружения надземных (на опорах и эстакадах) и наземных (с обволовыванием грунтом) трубопроводов достаточно специфичны. Их использование проводится на основе оценки ряда критериев (физико-механические свойства грунтов, рельеф местности, климатические условия эксплуатации, наличие и расположение сопутствующих инженерных и гражданских сооружений) и обосновывается технико-экономическими расчетами. Традиционный, так называемый «открытый» способ прокладки [2] включает в себя ряд операций, среди которых наиболее затратными являются земляные работы (разработка траншеи, выравнивание дна траншеи для укладки трубы, создание песчаной постели, засыпка траншеи и восстановление растительного слоя или дорожного полотна). Помимо высокой стоимости сооружение открытым способом сопряжено с необходимостью разрушения, а затем восстановления дорог и дорожных покрытий, что приводит к значительным осложнениям в работе транспорта. В последние десятилетия в зарубежной и отечественной практике все более широкое распространение получают технологии бестраншейной прокладки [3]. В ряде случаев их использование оказывается не только намного эффективнее, но и единственно возможным вариантом прокладки, который 294

295 не нарушает жизнедеятельности уже возведенных на пути трубопровода инженерных объектов [4]. Проведенный поиск патентов за период с 2000 по 2015 год показал устойчивый интерес авторов к совершенствованию известных и разработке новых способов бестраншейной прокладки трубопроводов. Наряду с известными (рис. 1 а-е), выявлены новые принципы работы устройств для реализации бестраншейной прокладки (рис. 1 ж-з). а) б) в) г) д) е) ж) з) и) Рис. 1. Схемы устройств для реализации бестраншейной прокладки В целом за указанный период выявлено более 30 патентов на изобретения, относящихся к совершенствованию реализации бестраншейной прокладки трубопроводов. Их анализ позволил внести изменения (рис. 2) и уточнить ранее имевшуюся классификацию [1]. 295

296 Рис. 2. Уточненная классификация способов бестраншейной прокладки Литература 1. С. И. Ожегов, Н. Ю. Шведова Толковый словарь русского языка, Изд-во "ИТИ Технологии" с. 2. Антипьев В. Н., Бахмат Г.В., Земенков Ю.Д. и др. Эксплуатация магистральных газопроводов. Тюмень: Изд-во "Вектор Бук" с. 3. Серебренников А.А., Курочкин С.Г. Устройство для бестраншейной прокладки полиэтиленовых трубопроводов /В сборнике: Эксплуатация и обслуживание транспортно-технологических машин /Межвузовский сборник научных трудов. Тюмень, С Серебренников А.А., Курочкин С.Г. К вопросу классификации машин и оборудования для бестраншейной прокладки. В сборнике: Нефть и газ. Новые технологии в системах транспорта. Материалы региональной научно-практической конференции. Ответственный редактор Ш.М. Мерданов С Научный руководитель: Серебренников А.А., д.т.н., профессор. 296

297 К вопросу обеспечения безопасной эксплуатации магистральных газопроводов Гарбар А.Е., Венгеров А.А., Земенков Ю.Д., Тюменский индустриальный университет, г. Тюмень Основной метод доставки газа потребителям в России это трубопроводный транспорт. Из отчетов по аварийности Ростехнадзора в период с 2011 по 2015 годы произошло 84 аварии на участках магистральных трубопроводов, из них 55 аварий отнесены к магистральным газопроводам (см. рис. 1). Рис. 1 Аварии на магистральных газопроводах Анализ материалов технического расследования причин перечисленных аварий показал, что больше 60% инцидентов произошло с магистральными газопроводами, эксплуатируемыми более 30 лет. Основными причинами остальных аварий являются несоблюдение технологии проведения работ в охранной зоне газопроводов, отступление от проектных решений, отсутствие периодических обходов, технического обследования приборов, диагностики технического состояния трубопроводов, а также текущего и капитального ремонта опасных производственных объектов. Приведем несколько примеров таких аварий, только за последние два года можно выделить несколько событий г. произошла авария на участке магистрального газопровода Пангодинского ЛПУМГ, 1984 г. ввода в эксплуатацию. В режиме эксплуатации магистрального газопровода «Уренгой-Новопсков 1» произошло разрушение 40 м трубы, диаметром 1420 мм с утечкой и возгоранием газа г. произошла авария на 139 км магистрального газопровода «Челябинск Петровск» Ургалинского Линейно-производственного управления ООО «Газпром трансгаз Уфа» (Республика Башкортостан) в нормальном режиме эксплуатации магистрального газопровода «Челябинск Петровск» произошло его разрушение с утечкой и возгоранием газа. 297

298 3 марта 2013 г. произошло разрушение шести трубных секций с возгоранием газа на 1704 км 1-й нитки магистрального газопровода «Бухара-Урал» эксплуатируемого ООО «Газпром трансгаз Екатеринбург», по причине брака при производстве. При выборе трассы залегания трубопровода предварительно проводят оценку риска возникновения аварий и различных утечек. На данный момент применяют различные методики: СТО Газпром, РД Кроме того, существует ряд программных комплексов («ТОКСИ+», «PHAST», «FLACS»), которые позволяют моделировать большинство возможных сценариев аварий, а также оценивать наиболее вероятные места их возникновения. Однако основным недостатком всех методик оценки риска является неточное определение массы горючего вещества в облаке топливно-воздушной смеси и скорости фронта пламени [9]. Основной задачей анализа риска является формирование сведений о наиболее «слабых местах» и обоснованных рекомендаций по уменьшению риска. Существует два подхода к оценке последствий аварий: количественный и качественный, т.е. количественный анализ риска (КАР) и вероятностный анализ безопасности (ВАБ) соответственно. Согласно, результатов оценки риска, подбирают наиболее оптимальный вариант трассирования. В промышленной безопасности существует два способа минимизации последствий аварий. В России наиболее распространенным является «защита расстоянием»: в зависимости от технологических параметров магистральных трубопроводов, значимости и степени уязвимости объектов воздействия задаются минимальные расстояния от оси трубопровода до населенных пунктов. В соответствии со СНиП «Магистральные трубопроводы» минимальные расстояния (в зависимости от диаметра) составляют от магистральных газопроводов м, от магистральных трубопроводов сжиженного углеводородного газа м. Другим способом обоснования минимальных безопасных расстояний для отдельных объектов МГ, МН и МТ СУГ является разработка специальных технических условий на проектирование. Практика использования количественного анализа риска при разработке специальных технических условий показала, что размер зон поражения и тяжесть последствий при авариях на МТ, определяющие минимальные безопасные расстояния, связаны с технологическими параметрами трубопровода, характеристиками перекачиваемого продукта и т.д. Основными факторами, определяющими сценарии развития аварий на МГ и зоны поражения людей являются: несущая способность грунта, давление в месте разрыва, расположение места разрыва относительно компрессорных станций и линейных запорных кранов. География и геология территории России осложнена различными природными условиями. В результате чего, проектирование трассы трубопроводов не всегда возможно с безопасным удалением от населенных объектов. 298

299 Согласно нашего законодательства проектная организация обязана обеспечить безопасность населения увеличением расстояния от существующих сооружений. С другой стороны в ряде зарубежных стран нет законодательных норм на минимальные безопасные расстояния между населенными объектами и трубопроводами. В зависимости от участка трубопровода для обеспечения безопасности вводятся дополнительные требования: снижение рабочего давления, сокращение расстояния между задвижками, увеличение толщины стенки и минимального заглубления трубопровода. Согласно зарубежным данным по аварийности именно толщина стенки и глубина залегания трубопроводных систем основополагающие факторы их устойчивости при воздействии, вызванном внешними причинами. Увеличение глубины залегания с 1 до 2 м снижает вероятность повреждений трубопровода от внешнего воздействия в 10 раз в сельской местности и в 3,5 раза в пригородной зоне. Отмечено, что при увеличении толщины стенки трубы воздействие внешнего фактора снижается в 4 раза, а при толщине стенки 10 мм и более частота утечек при внешнем воздействии уменьшается в раз. Так, на трубопроводах с толщиной стенки трубы более 5 мм аварийность из-за коррозии в 3 6 раз ниже, чем с меньшей толщиной стенки [10]. Вопрос размещения магистральных трубопроводов вблизи населенных пунктов должен решаться на основе мирового эмпирического опыта, и не с масштабным пессимистическим настроем, а с индивидуальным подходом к каждому опасному производственному объекту. Литература 1. Лисанов М.В., Савина А.В. Анализ риска аварий при обосновании безопасных расстояний от магистральных трубопроводов сжиженного углеводородного газа до объектов с присутствием людей. 2. Годовые отчеты о деятельности Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору [Электронный ресурс]: архив гг. Режим доступа: (дата обращения: ). 3. Агапова Е.А., Дегтярёв Д.В., Лисанов М.В. Сравнительный анализ российских и зарубежных методик и компьютерных программ по моделированию аварийных выбросов и оценке риска/безопасность труда в промышленности с. 4. Лисанов М.В., Савина А.В., Дегтярев Д.В., Самусева Е.А. Анализ российских и зарубежных данных по аварийности на объектах трубопроводного транспорта/ Безопасность труда в промышленности с. Научный руководитель: Земенков Ю.Д., д.т.н., профессор. 299

300 Анализ факторов, влияющих на объем аварийных выбросов на нефте-и нефтепродуктопроводах Гильмияров Е.А. Тюменский индустриальный университет, г. Тюмень Согласно экологической политике ОАО «АК «Транснефть», введенной в действие г., основными принципами в области охраны окружающей среды являются учет отдаленных экологических последствий при эксплуатации объектов трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов, а также полное возмещение вреда, причиненного окружающей среде. Несмотря на снижение количества аварий при трубопроводном транспорте нефти и нефтепродуктов [1], объекты нефтяной промышленности остаются основным источником опасных выбросов [2]. В связи с этим ТИУ ведется разработка системы мониторинга надежности и безопасности объектов трубопроводного транспорта, а также методов повышения эффективности стратегии технического обслуживания. Одним из составляющих системы является модуль прогнозирования утечек и выбросов. Данный модуль позволяет решить следующие задачи: определение места возникновения аварии, составление перечня возможных событий на основании [3], оценка степени опасности и объема утечки с учетом множества факторов и т.п. В целом факторы, влияющие на процесс аварийного опорожнения, можно разделить на пять групп: 1) параметры отверстия; 2) свойства перекачиваемого продукта; 3) условия трассы трубопровода; 4) режим работы трубопровода до перекрытия задвижек; 5) успешность действий по устранению аварии. Основными параметрами отверстия являются его форма, размер и размещение на трубопроводе. Форма отверстия влияет на величину аварийного расхода, поскольку углы и неровности кромок создают сопротивление потоку. Также подобные неровности являются концентраторами напряжений и могут способствовать росту сквозного повреждения. Размер отверстия, кроме непосредственного влияния на величину расхода, может ограничивать применение тех или иных расчетных методик и зависимостей [4]. К свойствам перекачиваемого продукта, определяющих параметры истечения, относятся плотность, вязкость, газосодержание и давление насыщенных паров. Последние два фактора используются при описании процесса выделения в атмосферу свободной газовой фазы. К третьей группе относятся факторы, в разной степени влияющие на процесс аварийного опорожнения трубопровода профиль трассы, вид про- 300

301 кладки (подземный, наземный и т.д.), слагающие грунт породы, температура окружающей среды. Например, комплексное влияние профиля трассы на процесс истечения заключается в том, что он определяет величину гидростатического напора над отверстием, порядок опорожнения участков и ограничивает максимальную величину утечки жидкой фазы. Режим работы трубопровода характеризуется такими факторами, как давление на выходе с перекачивающей станции и расход продукта в трубопроводе. Данные величины с момента образования сквозного дефекта в трубе постоянно изменяются в результате смещения рабочей точки системы «трубопровод-перекачивающая станция» и отключения насосных агрегатов после обнаружения утечки. Успешность действий по устранению аварии или инцидента в данном случае определяется временем, прошедшим с момента образования сквозного повреждения до отключения насосных агрегатов, закрытия задвижек и полного устранения утечки. Следует отметить, что до перекрытия задвижек расчет утечки производится, как для нефтепровода со сбросом, а после как истечения через отверстие. Совершенствование методик расчета объемов аварийных утечек, например, приведенной в работе [5], возможно с внедрением методов математического моделирования с применением ЭВМ, а также изучением таких явлений, как: распространение волн гидравлического удара при перекрытии задвижек и остановке насосных агрегатов; стабилизацию давления в трубопроводе после остановки перекачки, особенно при истечении через мелкие отверстия; динамику выделения свободного газа из газонасыщенной нефти или нефтепродукта с высоким давлением насыщенных паров; распределение нефтепродуктов по трубопроводу, по которому осуществляется последовательная перекачка; снижение вязкости высоковязких и высокозастывающих нефтей; условия пролегания трубопровода: глубину заложения, свойства грунта. Особенно на объемы утечек могут оказывать такие свойства грунта, как пористость, проницаемость, водо- и нефтенасыщенность и т.д. Литература 1. Ежегодные отчеты о деятельности Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору. 2. Ежегодные государственные доклады «О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации». 3. РД КТН «Методическое руководство по оценке степени риска аварий на магистральных нефтепроводах и нефтепродуктопроводах» 4. Ишмухаметов И.Т., Исаев С.Л., Лурье М.В. Трубопроводный транспорт нефтепродуктов. М.: Нефть и газ, с. 301

302 5. Антипьев В.Н., Земенков Ю.Д., Шабаров А.Б. Диагностика повреждений и утечек при трубопроводном транспорте многофазных углеводородов. Тюмень: Вектор Бук, с. Научный руководитель: Земенкова М.Ю., к.т.н., доцент кафедры ТУР. Эксплуатационная надежность магистральных трубопроводов как направление инновационной деятельности нефтяных компаний Григорьева П.В., Мостовая Н.А., Бранд А.Э. Тюменский индустриальный университет, г. Тюмень Важность безопасного режима эксплуатации и повышения эксплуатационного ресурса трубопроводного транспорта отражена в многочисленных исследованиях и связана с решением проблем сложной комплексной задачи, в том числе технической, экологической, экономической, технологической и организационной составляющей. Увеличение инвестиционной составляющей в исследования по технологической и технической составляющей говорит о важности направления и наличию открытых вопросов. На рисунке 1 приведена финансовая инновационная деятельности НК «Роснефть». Рисунок 1. - Финансирование инновационной деятельности НК «Роснефть», млрд.руб. Эксплуатационная надежность нефтепроводов в значительной степени определяется интенсивностью коррозии стенок трубопровода. Проведенный анализ аварийных ситуаций компании ОАО «АК «Транснефть» и ПАО «Роснефть» показал, что основной ущерб заключается в потере металла, ведущим к многомиллиардным убыткам при ремонте и замене поврежденных участков трубопроводов[1]. Решение данной проблемы является приоритетной задачей в условиях экономической нестабильности. Наиболее важными по мнению авторов является исследование скорости развития коррозии при установлении нестационарных режимов, являющихся наиболее опасными с точки зрения надежности, и недопущение установления кавитационных режимов работы в насосных агрегатов, влияющих на работоспособность всей системы. 302

303 Литература 1. Подавалов И.Ю. Анализ методов проектирования газопроводов с учётом элементов риска. Трубопроводный транспорт 2006 г, Уфа, С Научный руководитель: Венгеров А.А., ассистент кафедры «Транспорт углеводородных ресурсов». Анализ режимов работы магистрального нефтепровода по установкам Зарубина М.А. Тюменский индустриальный университет, г. Тюмень Карты технологических режимов работы МН разрабатываются для каждого технологического участка нефтепроводов, для физических параметров нефти, фактически перекачиваемой по нефтепроводу, для периодов года, в которых производительность режимов с одним и тем же набором насосного оборудования отличается более чем на 5% за счет изменения физических параметров нефти, а также, карту технологических режимов включаются режимы для максимально-возможной производительности участка Qmax и минимальной производительности участка Qmin, для ряда производительностей в интервале от Qmin до Qmax. Технологические режимы должны соответствовать критерию минимальных удельных (на единицу грузооборота) затрат на электроэнергию. Для технологических участков нефтепроводов, проложенных параллельно и обеспечивающих перекачку нефти в одном направлении, разрабатываются технологические режимы, в которых производительность на этих участках указывается как их суммарная величина в данном направлении. Для разработки карт технологических режимов нефтепроводов представляют следующую информацию: перечень выведенных из эксплуатации (на консервацию и в режим содержания в безопасном состоянии) участков нефтепроводов; перечень находящихся в постоянной эксплуатации электродвигателей магистральных и подпорных насосов по каждой НПС; перечень находящихся в постоянной эксплуатации магистральных и подпорных насосов по каждой НПС и перечень выведенных из эксплуатации на консервацию и в режим содержания в безопасном состоянии НПС (насосных). Головная НПС может работать в следующих режимах: НПС работает как промежуточная НПС; НПС работает как головная НПС с подключенным резервуаром (резервуарами); НПС работает как головная НПС через резервуар (резервуары); НПС работает как головная НПС с приемом нефти в один резервуар (резервуары) и забором нефти из другого резервуара (резервуаров). 303

304 Рис. 1. Основные технологические схемы перекачки нефти: а постанционная; б через резервуар; в с подключенным резервуаром; г из насоса в насос; 1 резервуар;2 насосный цех. При работе НПС как промежуточной, реализуется режим «из насоса в насос». Данный режим используется на технологических участках, когда промежуточная НПС работает за счет давления, которое развивает предыдущая НПС. При работе головной НПС через резервуар (резервуары) вся нефть, поступающая на прием НПС, подается в резервуар (резервуары), а затем с помощью подпорных насосов подается на магистральные насосы и в магистральный нефтепровод. Такой режим применяется в том случае, когда необходимо «перехватить» воздушные или газовые пробки, которые возникают в предшествующем технологическом участке нефтепровода во время ремонта или во время перекачки нефти с малой производительностью. В том случае, когда на НПС поступает не кондиционная партия нефти необходимо исключить попадание этой партии дальше в магистраль. Для этого не кондиционную партию нефти направляют в один из резервуаров (группу резервуаров), а забор нефти производится из другого резервуара (группу резервуаров). Такой режим называется «порезервуарно». Для сокращения потерь от «больших дыханий» необходимо избегать внутрипарковых перекачек продукта из резервуара в резервуар. При работе НПС с подключенным резервуаром (резервуарами) вся нефть, поступающая на прием НПС с помощью подпорных насосов подается на магистральные насосы и затем в магистральный нефтепровод. Если количество нефти, поступающей на прием НПС больше, чем откачивается 304

305 насосами головной станции, то излишки нефти поступают в резервуар (резервуары). Уровень нефти повышается. Если количество нефти, откачиваемой насосами головной станции, больше чем поступающее на прием НПС, то недостающая нефть забирается из резервуара (резервуаров). При этом уровень нефти понижается. Этот режим является основным режимом работы головных НПС, так как основная масса нефти поступает сразу в магистраль, минуя резервуары, что предотвращает испарение легких фракций и позволяет компенсировать неравномерность производительности работы смежных технологических участков. В результате проделанной работы можно сделать вывод, что основным режимом работы нефтепровода является работа НПС с подключенным резервуаром (резервуарами), так как основная масса нефти поступает в магистраль, что предотвращает испарение легких фракций и компенсирует неравномерность производительности работы смежных технических сооружений. Литература 1. Правила технической эксплуатации магистральных нефтепроводов. РД Бородавкин П.П., Березин В.Л.. Сооружение магистральных трубопроводов: Учебник для вузов. 2-е изд., перераб. И доп. М.: Недра, с. 3. Регламент «По техническому управлению и контролю за работой МН»., 2003г. 4. Вайншток С.М., Новоселов В.В., Прохоров А.Д., Шаммазов А.М. Трубопроводный транспорт нефти. Том 1, том 2 М.: Недра, Автоматизация и телемеханизация магистральных нефтепроводов. Основные положения. РД Руководство по организации эксплуатации и технологии технического обслуживания и ремонта оборудования и сооружений нефтеперекачивающих станций. РД ТН Техника и технологические процессы при транспорте энергоресурсов: Учебное пособие в 2-х томах. Под общей редакцией Ю.Д. Земенкова. -Тюмень: Изд. «Вектор Бук» т с. 8. Транспорт и хранение нефти и газа в примерах и задачах: учеб. пособие / Под общ. ред. Ю.Д. Земенкова. -СПб.: Недра, с. 9. Эксплуатация магистральных нефтепроводов: учеб. пособие / под общ. ред. Ю.Д. Земенкова. -3-е изд., перераб. и доп. -Тюмень: Изд-во «Вектор Бук», с. 10. Техническая и параметрическая диагностика в трубопроводных системах/ Антипьев В.Н., Земенков Ю.Д., Шабаров А.Б. и др. Под общей редакцией Ю.Д. Земенкова. -Тюмень: изд-во «Вектор Бук», 2002, 432с. Научный руководитель: Земенкова М.Ю., д.т.н., доцент. 305

306 Повышение энергоэффективности при транспорте углеводородного сырья Ковалёв Д.В., Тюменский индустриальный университет, г. Тюмень Нефтегазовая отрасль занимает важнейшее место в экономике и политике России, обеспечивая до 1/3 валового внутреннего продукта ВВП страны. Для безусловного сохранения потенциала отрасли одной из основных задач, стоящих перед высшим руководством страны, является модернизация технической и технологической базы компаний нефтегазового комплекса посредством внедрения новых передовых техники, технологий и материалов. Увеличение затрат на транспортировку углеводородного сырья приводит к необходимости решать вопросы энергосбережения, которые, главным образом, связаны с вопросами уменьшения удельных затрат электрической энергии. Россия может сократить энергопотребление на транспорте нефти на 148 млн т. у. т., что составляло 28 % всего потребления энергии при транспортировке в 2015 году. Существуют даже оценки потенциала в размере 38 %. В табл. 1 показан технический потенциал энергосбережения по видам транспорта и топлива. Большая часть этого потенциала является экономически и финансово эффективной. Таблица 1 Оценка технического потенциала повышения энергоэффективности. Прямые эффекты, млн т. у. т. Большая часть мероприятий, необходимых для повышения энергоэффективности на железнодорожном транспорте, может быть реализована без дополнительных капитальных затрат. Замена и модернизация железнодорожных цистерн и прочего оборудования необходима для продолжения эксплуатации железнодорожного хозяйства. Все изготавливаемые современные железнодорожные цистерны более эффективны, чем те, что в настоящее время 306

307 находятся в эксплуатации в России, и поэтому для повышения энергоэффективности не потребуется новых инвестиций для разработки инновационных технологий и оборудования. Существует значительный технический потенциал повышения энергоэффективности трубопроводного транспорта нефти, газа и нефтепродуктов. На перекачку газа компрессорными станциями на российские предприятия, для бытовых нужд и на экспорт уходит более 9 % российского внутреннего потребления газа. Потребление газа на газопроводах может быть снижено приблизительно на 43 %. Большая часть инвестиций, необходимых для снижения потерь на газопроводах, является экономически и финансово эффективными. Мероприятия по снижению потерь включают: установку систем улавливания утечек газа при неработающих компрессорах; установку пневматического оборудования с низкими выбросами газа (для насосных установок непрерывного и периодического действия); совершенствование энергетических обследований и технического обслуживания клапанов и поверхностей трубопроводов; применение поршневых компрессоров и установку на них уплотнителей; установку сухого уплотнения на ротационные компрессоры; установку сепараторов на резервуары попутного газа и замену оборудования компрессорных станций. По оценкам агентств по охране окружающей среды, основанным на практике, подобные меры могут снизить утечки газа на 50 %. Трубопроводный транспорт является комплексным потребителем электроэнергии. Первым и основным источником энергозатрат являются электродвигатели насосов. На магистральных нефтепроводах для привода основных и подпорных насосов применяются синхронные электродвигатели нормального исполнения типа СТД и взрывозащищенные типа СТДП, а также асинхронные электродвигатели. Для обеспечения оптимальных режимов эксплуатации нефтепроводов и параметров технологического процесса, и, соответственно, сокращения затрат электроэнергии, требуется регулирование по частоте вращения насосных агрегатов и внедрение частотно-регулируемых электроприводов (ЧРП) для насосов магистрального нефтепровода. При реализации проектов строительства следует применять электродвигатели ведущих компаний мира АВВ и Сименс с использованием частотно-регулируемых приводов, а также российских производителей с к.п.д. не менее 96,7 %. Основная часть потребляемой электроэнергии расходуется на преодоление силы гидравлического сопротивления в трубопроводах. Поэтому снижение коэффициента гидравлического сопротивления в трубопроводах является основной научной проблемой в трубопроводном транспорте. В данный момент проводятся исследования по данному направлению для магистральных нефтепродуктопроводов применением различных присадок и методов 307

308 воздействия на перекачиваемую среду. Реализация позволит выполнить импортозамещение дорогостоящих присадок зарубежных производителей, применение которых повышает производительность транспортировки до 30 % и снижает электропотребления приводов насосов до 40 %. Для решения вопроса применяется также регулярная очистка нефтепроводов специальными очистными устройствами. Таким образом, экономия энергии на трубопроводах можно достичь путем установки более современных насосов и повышения качества внутренней поверхности трубопроводов. Необходимо активнее внедрять перечисленные выше мероприятия, способствующие снижению энергоемкости транспортного сектора в целом и достижению национальной цели по повышению энергоэффективности экономики. Литература: 1 Диагностика повреждений и утечек при трубопроводном транспорте многофазных углеводородов./под общей редакцией Ю.Д. Земенкова. -Тюмень: Вектор Бук, с. 2 Техническая и параметрическая диагностика в трубопроводных системах/ Антипьев В.Н., Земенков Ю.Д., Шабаров А.Б. и др. Под общей редакцией Ю.Д. Земенкова. -Тюмень: изд-во «Вектор Бук», 2002, 432с. 3 Техника и технологические процессы при транспорте энергоресурсов: Учебное пособие в 2-х томах. Под общей редакцией Ю.Д.Земенкова. -Тюмень: Изд. «Вектор Бук» т с. 4 Агапчев В.И. и др. Новая технология диагностирования нефтепромысловых трубопроводов из полимерных материалов// В сб. докладов Научно практического семинара «Обеспечение эксплуатационной надежности систем трубопроводного транспорта», 11 апреля 2006 г., Киев 2006, с Глухова О.В., Фаттахов М.М. Эффективность применения трубопроводов из полиэтиленовых труб // Нефтегазовое дело, Основы эксплуатации гидравлических систем нефтегазовой отрасли: учебное пособие/земенков Ю.Д., Богатенков Ю.В., Земенкова М.Ю., Венгеров А.А., Тырылгин И.В., Воронин К.С., Дудин С.М., Некрасов В.О. Под общ.ред. Ю.Д.Земенкова.-Тюмень: «Вектор Бук», с. 7 Эксплуатация магистральных нефтепроводов: учеб. пособие/под общ. ред. Ю.Д. Земенкова. -3-е изд., перераб. и доп. -Тюмень: Изд-во «Вектор Бук», с. 308

309 Рекомендации по применению технологии кустового сброса воды Карп А.Н., Паламарчук И.В., Филиал ООО «ЛУКОЙЛ-Инжиниринг», «КогалымНИПИнефть», г. Тюмени 1. Цель и содержание работы В настоящее время большинство нефтяных месторождений Западной Сибири находятся на завершающей стадии разработки. Повышение энергоэффективности добычи и транспорта высокообводненных нефтяных эмульсий является актуальной проблемой по причине увеличения объемов перекачиваемых попутных вод и роста издержек производства. На месторождениях ООО «ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь» возникают проблемы с высокой загруженностью системы нефтесбора и объектов подготовки нефти. 2. Используемые методы, технологии, описание процесса Практикуемые решения характеризуются расширением объектов системы сбора и подготовки нефти и воды, что нерационально по причине увеличения затрат на подготовку нефти, со значительными разовыми капитальными вложениями и постоянным ростом эксплуатационных расходов. Технология предварительного сброса воды на кустовой площадке потребует строительство шурфа. В шурфе устанавливается специальная трубная вставка разработки ООО «РН-УфаНИПИнефть». Газожидкостная смесь с АГЗУ поступает в трубную вставку, где под воздействием гравитационных сил происходит расслоение водонефтяной эмульсии. Далее в процессе флотации (подъём нефти пузырьками газа) частично обезвоженная газожидкостная продукция направляется по коллектору в нефтесборный трубопровод. Вода отводится по НКТ и после фильтра направляется в нагнетательную скважину. Данная технология позволяет осуществлять сброс попутной воды до 70 % (рисунок 1). Рис 1. Принципиальная схема технологии ШПСВ 3. Результаты, выводы Результаты технико-экономического расчета показали, что применение технологии первичного кустового сброса воды наименее затратное, чем 309

310 традиционные решения по наращиванию пропускной способности нефтесборных трубопроводов и мощности объектов подготовки нефти и воды. Эффективность применения данной технологии на Северо-Конитлорском месторождении ООО «ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь» за расчетный период составил 2,1 млн. долл. Новизна данного проекта состоит в том, что на месторождениях ООО «ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь» технология кустового сброса воды не применяется. Данная технология опробована и внедрена на месторождениях «НК «Роснефть». На основе существующей технологии и опыта практического применения, были сформированы и предлагаются технологические критерии применения к фактическим условиям месторождений в ООО «ЛУ- КОЙЛ-Западная Сибирь» и были разработаны рекомендации по усовершенствованию данной технологии по очистке воды для системы ППД. Проанализировав большой объем данных по месторождениям ООО «ЛУКОЙЛ-Западная Сибирь», рекомендован участок для опытно промышленных испытаний на Северо-Конитлорском месторождении. Научный руководитель Паламарчук И.В., Филиал ООО «ЛУКОЙЛ- Инжиниринг» «КогалымНИПИнефть» в г. Тюмени Проектирование систем газоснабжения жилых домов Кирьянова О.А., Омский государственный технический университет, г. Омск Системы газоснабжения являются подсистемами больших систем энергетики, характеризуются высокими темпами развития. В связи с ростом газификации страны большой интерес представляют вопросы оптимизации систем газоснабжения небольших населённых пунктов, так как в настоящее время в сельских районах страны строительство малоэтажных, малоквартирных и усадебных зданий осуществляется в широких масштабах. Газоснабжение представляет собой сложнейшую инженерную систему, обеспечивающую безопасную подачу газа по трубам ко всем потребителям. Трубы для газоснабжения являются составной частью этой сложной инженерной системы. В связи с этим выбор материала труб для газоснабжения имеет первоочередное и определяющее значение. В наши дни в системах газоснабжения применяются трубы из разного материала. Наибольшее распространение имеют стальные и полиэтиленовые трубы. Каждый из этих материалов обладает достаточно высокими техническими характеристиками. При строительстве подземных газопроводов широко используются полиэтиленовые трубы, которые обладают рядом преимуществ по сравнению со стальными. 310

311 Полиэтиленовые трубы для газоснабжения укладывают прямо в грунт без специальной защиты и изоляции, в которых нуждаются стальные трубы. Полиэтиленовые трубы весят в 7 раз меньше стальных аналогичного диаметра и поставляются в бухтах или намотанными на барабаны. Высокая пластичность полиэтиленовых труб для газоснабжения и прочность на разрыв позволяют прокладывать их в пучинистых грунтах и в регионах с повышенной сейсмической активностью. Полиэтиленовые трубы обладают целым рядом преимуществ, определяющих целесообразность и высокую эффективность их использования. Срок службы полиэтиленовых труб для газопроводов значительно больше, чем металлических. Они не боятся почвенной коррозии, не требуют защиты от блуждающих токов, легче стальных в два-четыре раза, выпускаются длинномерными отрезками, требуют меньших затрат на транспортировку. При правильной организации работ, скорость строительства газопроводов с использованием полиэтиленовых труб для газоснабжения в два-три раза выше скорости строительства из стальных труб. Стоимость строительства газопроводов с использованием полиэтиленовых труб в среднем ниже по сравнению со строительством стальных газопроводов. Затраты труда при использовании полиэтиленовых труб в строительстве газопроводов меньше в три раза, чем при монтаже аналогичных стальных конструкций. Полиэтиленовые трубы характеризуются полным отсутствием коррозии. В отличие от стали, физические и химические свойства полиэтиленовых труб гарантируют герметичность и устойчивость к потере массы под воздействием агрессивных веществ (кислоты, щелочи и др.), находящихся в почве и в транспортируемой среде, в течение всего срока эксплуатации. Полиэтиленовые трубы пластичны. Поэтому при монтаже трубопровода требуется меньше соединительных деталей, упрощается проектирование и строительство трубопровода. Для сварки полиэтиленовых труб не требуется тяжелая техника, ниже потребление электроэнергии (либо топлива) по сравнению со сваркой стальных труб. Применение длинномерных труб в бухтах снижает количество сварных соединений в раз. Все это значительно ускоряет строительство полиэтиленового трубопровода и снижает стоимость монтажа. Сравнительная характеристика эксплуатационных свойств полиэтиленовых и стальных труб Свойства материала труб Полиэтиленовые трубы Стальные трубы Срок эксплуатации Не менее 50 лет лет 311

312 Стойкость к изнашиванию Подверженность коррозии Свойства внутренней поверхности Высокая стойкость к изнашиванию (в 10 раз выше стали) Не требуется катодная защита, высокая коррозионная и химическая стойкость к агрессивным средам, не вступает в химическую реакцию с проходимым в ней газом Низкая шероховатость внутренней поверхности, в процессе эксплуатации увеличивается гладкость внутренней поверхности (шлифуется) и увеличивается внутренний диаметр трубы Износ и электрохимическая коррозия Низкая сопротивляемость коррозии Ухудшение пропускной способности в процессе эксплуатации Полиэтиленовые трубы имеют пропускную способность на 25-30% выше, чем у стальных за счет гладкой внутренней поверхности и отсутствия внутренних отложений. Внутренний диаметр стальных труб со временем уменьшается вследствие коррозионного зарастания. Диаметр же полиэтиленовых труб увеличивается в процессе эксплуатации без потери работоспособности за счет характерного для полиэтилена явления ползучести. Это увеличение составляет около 1,5% за первые 10 лет и около 3% за весь срок службы трубопровода. Вследствие этого внутренняя поверхность полиэтиленовых труб со временем становится более мягкой и гладкой, что улучшает условия обтекания стенки полиэтиленовой трубы и снижает сопротивление движению. К достоинствам полиэтиленовых труб также относятся надежность, долговечность, низкие эксплуатационные расходы. Срок службы стальных подземных трубопроводов составляет не более 25 лет. Тогда как срок эксплуатации полиэтиленовых трубопроводов - не менее 50 лет. Сравнительная таблица условий монтажа полиэтиленовых и стальных труб Пластичность Гибкость полиэтиленовых труб упрощает строительство и позволяет отказаться от использования отводов при радиусах поворота не менее 40Ø трубы Необходимость использования отводов для изменения направления трубопро- Эластичность Высокая эластичность, позволяющая строить газопроводы, используя способ прокладки змейкой водов Необходимость установки компенсаторов 312

313 Удобство транспортировки и монтажа мон- Скорость тажа Необходимость грузоподъемных механизмов для монтажа, тяжелого большегрузного транспорта для перевозки Ручная дуговая сварка, фланцевые соединения нет Быстродействие при авариях Небольшой удельный вес по сравнению с стальными трубами, что облегчает транспортировку и монтаж трубопроводов Трубы соединяются стыковой сваркой, электромуфтовой сваркой Возможность механического пережатия в любом месте для прекращения прохождения транспортируемой среды В заключении хотелось бы отметить, что оптимальное проектирование предполагает ком