Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Учебное пособие 2123

.pdf
Скачиваний:
7
Добавлен:
30.04.2022
Размер:
6.56 Mб
Скачать

УДК 621.86

ПРИМЕНЕНИЕ СРЕДСТВ ТЕХНИЧЕСКОГО ДИАГНОСТИРОВАНИЯ ПОЖАРНЫХ АВТОМОБИЛЕЙ

Студент ЧС – 061 Корчагин Александр Леонидович Руководитель: канд. техн. наук, доц. А.И.Болдинов

Рассмотрены общие вопросы организации систем технического диагностирования пожарных автомобилей МЧС России и факторы, влияющие на их организацию

В настоящее время эксплуатация техники МЧС России осуществляется по планово - предупредительной системе. Более прогрессивной и экономически современной является другая система технической эксплуатации техники, получившая название «по состоянию». Принципиальным отличием этой системы от плановопредупредительной является то, что предельной наработкой устройства – «ресурса» не устанавливается.. Однако, в целях предотвращения возрастания интенсивности отказа сверх допустимой величины производится контроль состояния устройства (непрерывно или дискретно) и выполняются профилактические работы. Доминирующим условием применения системы эксплуатации «по состоянию» является наличие надежных и эффективных средств контроля техники МЧС России, позволяющих качественно определять техническое состояние устройства без разработки и снятия его с базового шасси.

На основе анализа опыта эксплуатации техники МЧС основным недостатком, определяющими недостаточную эффективность мероприятий по поддержанию техники МЧС в исправном состоянии, которые приводят к увеличению количества неисправностей, являются недостаточное применение современных технологий диагностирования технического состояния техники. Современной технологией, основанной на применении вычислительной техники, является разработка автоматизированного рабочего места диагностики - АРМ-Д, которое целесообразно установить на передвижную автомобильную ремонтную мастерскую – ПАРМ на базе Урал 4320. АРМ-Д предназначено для оценки технического состояния пожарных транспортных средств (ТС) на соответствие требованиям действующих стандартов и нормативных документов.

Комплект оборудования и приборов АРМ-Д позволяют производить проверку технических характеристик и состояния основных узлов и агрегатов пожарных автомобилей (ПА) по следующим показателям:

1)состояние тормозных систем ПА

2)показатели токсичности и дымности;

3)показатели внешних световых приборов;

4)суммарный люфт рулевого колеса;

5)диагностики двигателей внутреннего сгорания автомобилей

Все эти показатели проверяются с помощью специальных приборов, которые подключаются к тестируемому автомобилю не зависимо от марки и модели. К данным приборам относятся:

Стенд тормозной СТМ 3500М; Газоанализатор «Автотест-02.02»;

Измеритель дымности отработавших газов "Мета-01МП0.1 АРМ-Д»;

Измеритель параметров света фар автотранспортных средств "ИПФ-01";

Измеритель суммарного люфта рулевого управления "ИСЛ-М";

Адаптеры K-line для диагностики двигателей. Приборы объединены в единую систему на

базе персональной ЭВМ. Функциональная схема системы представлена на рисунке. Система обеспечивает сбор, передачу и хранение измерительной информации, а также автоматическое оформление диагностических карт ПА.

Программа для каждого из показателей имеет свой алгоритм, выполнение действий которого указывается на дисплее ПЭВМ с отображением величин, значений, направление действий и команд.

При проведении диагностики двигателя внутреннего сгорания используется специальная программа Мотор – тестер.Программа МоторТестер МТ-2 считывает и обрабатывает данные с электронного блока управления (ЭБУ) автомобиля через адаптер, обеспечивает возможность сохранять, просматривать и распечатывать полученную информацию, а также управлять исполнительными механизмами двигателя (ИМ). С помощью этой программы можно:

1.Отображать в динамике все контролируемые параметры ЭБУ, просматривать как в цифровом, так и в графическом виде до 7 параметров одновременно.

2.Управлять исполнительными механизмами двигателя в процессе отображения интересующих параметров.

3.Система записи и просмотра поступающей информации, снабженная набором визиров, позволяет определять значения параметров в необходимый момент времени.

4. Получать сведения об ошибках ЭБУ, паспортах ЭБУ, двигателя, калибровок, таблицах коэффициентов топливоподач.

5. Проводить испытания для определения частоты вращения коленчатого вала, механических

81

потерь, скорости прогрева двигателя и другие, в зависимости от типа ЭБУ. Благодаря удобному интерфейсу легко управлять процессом диагностики автомобиля, а также делать выводы после проведения всех этапов диагностирования, которые заполняются в специальном окне на дисплее компьютера.

Функциональная схема комплекта АРМ-Д

Реализация создания и оснащение АРМ-Д передвижных автомобильных ремонтных мастерских позволит снизить трудоемкость

технического обслуживания и диагностики ПА, повысить достоверность контроля техническое состояние техники по всем измеряемым параметрам, а также увеличить период для проведения плановых мероприятий по техническому обслуживанию и ремонту техники.

Данными АРМ-Д необходимо оснащять современные передвижные средства технического обслуживания и ремонта, которые применяются при обслуживании пожарных автомобилей в полевых условиях их эксплуатации

Литература

1. Предупреждение и ликвидация чрезвычайных ситуаций. Под общей редакцией Ю.Л.Воробьева, Москва, «Крук», 2002.

2.Мозгалевский А.В., Койда А.Н. Вопросы проектирования систем диагностирования.-Л.: Энергоатомиздат, 1985.

82

УДК 312.314: 62-83

ПРИМЕНЕНИЕ СРЕДЫ MATLAB ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ ГРАНИЦ ИЗОБРАЖЕНИЯ ОБЪЕКТА В СИСТЕМАХ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗРЕНИЯ

Аспирант кафедры РС Лесных Николай Сергеевич Руководители: д-р техн. наук, проф. А.И. Шиянов, канд. техн. наук, доц. М.И.Герасимов

В работе рассматривается возможность применения системы MATLAB для распознавания изображений, а также методы и программные алгоритмы, используемые для цифровой фильтрации и выделения границ объекта на снимке

На сегодняшний день системы технического зрения (СТЗ) представляют собой набор методов, позволяющих технологическому оборудованию «видеть». Областью интересов технического зрения как инженерного направления являются цифровые устройства ввода-вывода, предназначенные для контроля производственного оборудования, такого как промышленные роботы и робототехнические комплексы. Одной из задач, решаемых при помощи СТЗ, является детектирование различных объектов. В качестве объектов могут выступать заготовки, поступающие на конвейер, дефекты в структуре поверхности и пр.

Применяемые программные алгоритмы для детектирования объектов не являются тривиальными; разработка программного обеспечения для СТЗ – сложная и трудоемкая задача. Однако, на сегодняшний день в мире существуют различные пакеты программного обеспечения, позволяющие упростить эту задачу. Среди них следует особо выделить систему MATLAB – пакет прикладных программ для решения задач технических вычислений.

Применение системы MATLAB для распознавания изображений целесообразно начать с изучения базовых алгоритмов обработки данных на простом, но, тем не менее, полезном примере – детектировании границ окружностей на изображении. Прежде всего, необходимо открыть изображение, полученное с входного канала СТЗ. В зависимости от типа видеокамер, применяемых в СТЗ, следует преобразовать обрабатываемое изображение из цветного в монохромное и выполнить автоматическую или ручную настройку его яркости и контрастности. В результате получится изображение, приведенное на рис. 1.

Дальнейшее выделение границ окружностей на изображении происходит методом Канни. Следует отметить, что существуют и другие методы выделения границ объектов – методы Собеля, Робертса, Прюитта и др., однако в данном случае, метод Канни является наиболее эффективным. В результате будет получено изображение, представленное на рис. 2.

Рис. 2. Изображение после детектирования границ окружностей

В действительности, выделенные границы представляют собой тонкие линии. Теперь необходимо произвести заливку тех участков изображения, которые оказались ограниченными соответствующими замкнутыми контурами. Результат данной операции представлен на рис. 3.

Рис. 3. Изображение после заливки замкнутых контуров

 

К полученному изображению необходимо

 

применить систему цифровых фильтров, и, тем

Рис. 1. Исходное изображение (после подстройки

самым, получить возможность удалить ненужные

тонкие линии. Результат представлен на рис. 4.

яркости и контрастности)

 

83

Рис. 4. Изображение после применения цифровой фильтрации

Для получения информативной картины о распознаваемых объектах круглой формы целесообразно отобразить их геометрические размеры и границы на исходном изображении. Окончательный результат показан на рис. 5.

В результате приведенных выше операций были выделены границы окружностей, совмещены с исходным изображением и указаны их радиусы.

Таким образом, применение специализированного программного обеспечения для математических расчетов в сочетании с соответствующими алгоритмами обработки и распознавания изображения позволяет добиться качественного результата. Кроме того, программный пакет MATLAB находит применение не только в производстве, но и в образовании, исследовательской и научной работе.

Литература

1.Абраменкова И. - MATLAB. Обработка сигналов

иизображений. Специальный справочник / В. Дьяконов, И. Абраменкова, М., 2007

2.Иглин С.П. - Математические расчеты на базе

MATLAB / С.П. Иглин, СПб, 2007

3.Коткин Г.Л. - Компьютерное моделирование физических процессов с использованием MATLAB / Г.Л. Коткин, В.С. Черкасский, Новосибирск, 2001

Рис. 5. Изображение после окончательной обработки

84

УДК 87.6

ПРОБЛЕМА ПАТРИОТИЧЕСКОГО ВОСПИТАНИЯ И ПОЛИТИЧЕСКОЙ СОЦИАЛИЗАЦИИ МОЛОДЕЖИ

Студент группы СТ-091 Щербатых Антон Николаевич Руководитель: канд. филос. наук, доц. Л.А. Белоглазова

В статье рассматриваются проблемы политической социализации молодѐжи сквозь призму основных агентов политической социализации – государства и образования. Обосновывается связь патриотического воспитания и формирования политической культуры молодѐжи, в соответствии с принципами демократии.

Молодежь играет очень важную роль в социально-экономическом развитии страны. Государства члены ООН признают, что молодое поколение во всех странах является резервом для социальных перемен и технологических инноваций. Идеалы, энергичность и широта взглядов молодежи играют центральную роль в процессе постоянного развития их общества. Часто молодое поколение само задает тон, ведя здоровый образ жизни, оберегая окружающую среду, пропагандируя оригинальное использование новых технологий, например, мобильных устройств и социальных сетей, а также выстраивая мостики к созданию открытых для всех обществ. Вклад молодежи в местное, национальное, региональное и мировое развитие следует признавать и поощрять [1].

Молодѐжь как органическая часть общества выполняет особую социальную функцию, которая не может быть адекватно замещена другими социальными группами. Эта особая функция заключается в сохранении и развитии духовного потенциала страны, в обеспечении преемственности еѐ истории и культуры, и, в конечном итоге – выживании и процветании народа как культурноисторической общности. Однако современная российская действительность показывает, что механизмы интеграции молодѐжи в существующие социально-экономические, идейно-политические, семейно-бытовые и иные процессы недостаточно эффективны или попросту отсутствуют.

Современной характерной чертой молодежи является ее негативное отношение к политике. Низкая политическая активность студенческой молодежи, аморфность, нежелание проявлять себя в общественной работе, стремление к коммерчески направленной деятельности – все это является характеристикой современной молодежи. К основным институтам политической социализации молодежи относятся государство, средства массовой информации и система образования. Но они в должной мере не обеспечивают адекватной интеграции молодѐжи во внутренние процессы жизнедеятельности нашей страны. Огромный пласт потенциально активного населения страны оказывается отторгнутым от еѐ внутренней жизни, или в результате усвоения ложных и даже опасных псевдоценностей, встаѐт по ту сторону от общепринятых социальных, политических, морально-нравственных норм.

Патриотизм является едва ли не самым мощным источником жизнедеятельности нации, народа, государства и отдельной личности. Как пишет один из современных исследователей идеи патриотизма в отечественной культуре и философии А.И. Дырин: «Трудно переоценить его (патриотизма

– прим. моѐ) роль в истории России, в утверждении нашей национальной гордости и национального достоинства, в защите Отечества в периоды войн и других испытаний, в обеспечении национальной

безопасности. Но сегодня слово «патриот» всѐ ещѐ не очень популярно, более того – выступает объектом критики и шельмования…Осмеянию, принижению подвергается патриотизм как явление, как сознание и чувство возвышенной любви к Отечеству» [2;7].

Современный патриотизм имеет некую извращенную форму, проявляющуюся в создании фильмов, книг и песен, о силе и справедливости либо бандитских группировок, либо правоохранительных органов. Служба в армии стала неким «экстримом», в котором участвуют лишь слабые, необеспеченные определенного рода защитой молодые люди. Это демонстрирует не вполне здоровое состояние взаимоотношений между государством и молодежью. Конечно, данная ситуация не является абсолютно повсеместной, но само еѐ наличие указывает на слабое место в системе отношений «государство-молодѐжь». Решение этой проблемы следует ожидать как от самих граждан, так и от политического руководства страны.

Молодежь издавна была, есть и будет самой перспективной частью населения. Так как основной составляющей политического сознания являются, прежде всего, знания, то необходимо пристальное внимание обращать на систему образования. Образование является тем институциональным механизмом политической социализации, который в зависимости от качества и уровня, формирует первоначальные представления о политических реалиях жизни, о субъективности и объективности политики и о месте каждого человека в системе политических отношений. Только благодаря использованию потенциала системы образования возможно добиться необходимого результата для повышения уровня жизни в нашей стране. Для этого нужно обратить внимание на молодежь и на ее нужды и чаянья. В наше экономически и политически нестабильное время очень сложно выбрать правильный путь развития государства. Но в единстве систематического сотрудничества основных институтов политической социализации молодежи, а именно, государства и образования, при соответствующей поддержке средств массовой информации, возможно осуществление тех высоких целей, которые как бы громко не звучали, но всетаки являются необходимыми для эффективного развития любого государства.

Литература

1.Лента новостей «РИА Новости». Международный день молодежи http://www.rian.ru/spravka/20100812/263731592.html.

2.Дырин А.И. Дырин И.А. Патриотическая идея и военная доктрина для будущей России в литературе русского зарубежья первой половины ХХ века / А.И.

Дырин И.А. Дырин. – М.:»Мегапир», 2008.

85

УДК 658.39.012

ПРОБЛЕМЫ ВНЕДРЕНИЯ ERP СИСТЕМ НА РОССИЙСКИХ ПРЕДПРИЯТИЯХ

Магистрант группы МГ-102 Бударина Елена Александровна Руководитель: канд. экон. наук, доц. Т.В. Щѐголева

В работе определены основные причины неудач внедрения систем класса ERP на российских предприятиях, начиная как с неполного осознания высшим руководством предприятия потребности в реинжиниринге основных бизнес-процессов, так и заканчивая непониманием и сопротивлением со стороны персонала предприятия.

В настоящее время перед большинством крупных и средних российских предприятий стоит проблема замены/создания современной информационной системы управления предприятием. Существующие системы устарели как морально, так и физически и уже не удовлетворяют современным требованиям. Кроме того, существующие АСУ вчерашнего дня соответствуют только функциональному принципу управления. Непрозрачность, дублирование информации, низкая оперативность ее получения, недостаточная достоверность и детализация - вот те ключевые недостатки, которые в первую очередь препятствуют эффективному управлению предприятием.

Для многих, в том числе крупнейших, российских предприятий характерна следующая картина: множество локальных программных продуктов собственной разработки, устаревший парк компьютерной техники, отсутствие хороших специалистов. В последние 5-7 лет большинство наиболее квалифицированных сотрудников отделов АСУ последовательно уходили с предприятий; в результате практически некому стало заниматься модернизацией АРМ, да и сами программные продукты сильно устарели, оставаясь при этом востребованными.

Чего в первую очередь ожидают предприятия от внедрения системы такого уровня? Ключевые моменты здесь - прозрачность информации, увеличение возможностей контроля и управляемости системы. По ожиданиям директоров, система управления позволит проводить оперативный анализ ситуации, оценивать различные варианты поведения предприятия на рынке (ассортиментная политика, снабжение, снижение себестоимости, повышение качества и конкурентоспособности продукции). Эти задачи не новы для предприятий, они всегда существовали и всегда решались, но в настоящий момент ни оперативность, ни достоверность, ни взаимная связность получаемых результатов не соответствуют требованиям сегодняшнего дня.

Однако опыт внедрения таких сложных систем, как SAP R/3, на российских предприятиях показывает, что реальная отдача от системы оказывается значительно ниже, а сроки внедрения и связанные с ним затраты существенно выше ожидаемых. В чем здесь дело? Многие генеральные директора по этому поводу повторяют почти одно и то же выражение: "автоматизированный бардак" - мощнейшие функциональные возможности ERPсистем сводятся на нет несовершенством системы

управления предприятия, в первую очередь неподходящей инфраструктурой и низкой квалификацией персонала. А если брать шире, то несовершенна сама идеология управления, менталитет, корпоративная культура российского предприятия. Даже наличие современной компьютерной техники не смягчает ситуацию.

Другая проблема, характерная для российских экспериментов по внедрению систем класса ERP, - оценка реального масштаба или мощности производства, где предполагается получить эффект от внедрения системы управления. По данным авторитетной Gartner Group

(http://www.gartnergroup.com), эффективность внедрения системы уровня R/3 целиком зависит от масштаба предприятия, на котором происходит внедрение. При объемах производства менее 10 млн. долл. в год не следует ожидать повышения интегральной эффективности производства в результате внедрения R/3.

Этому явлению есть несколько объяснений. Во-первых, внедрение самой системы требует инвестиций в объеме 3,5-5 млн. долл., и желательно в первый же год, чтобы система начала функционировать как можно раньше. Во-вторых, предполагается, что в компании с 10-миллионным оборотом численность сотрудников не превышает 100 человек, а значит, она достаточно мобильна и гибка в управления, ей не требуется столь тяжеловесное решение. В-третьих, при таких объемах освоения на рынке существуют другие системы управления, доступные как по цене, так и по качеству. В-четвертых, от годового оборота компании на модификацию информационной системы не может и не должно быть истрачено более 5-7%. [2]

У предприятия, "созревшего" для внедрения интегрированной информационной системы, есть много путей реализации этой идеи. Однако наиболее ясно видятся два:выбросить все "старье" (в области автоматизации) и начать новую жизнь, внедряя одну из стандартных систем управления предприятием, предлагаемых на российском рынке;попытаться объединить все наработанное с помощью технологий и программных продуктов класса WorkFlow и middleware в единую интегрированную систему.

Первый путь требует больших инвестиций, но может дать достаточно быстрый результат при грамотно организованной работе по внедрению (в противном случае есть риск "утонуть" во внедрении навсегда). Второй - гораздо менее затратный путь, но растянутый во времени, задачи решаются

86

поэтапно по мере их остроты и готовности соответствующего (уже разработанного ранее) ПО к интеграции с другими системами. Следует, однако, заметить, что эта растянутость не всегда во вред; она бывает и во благо, поскольку уровень корпоративной культуры и готовность коллектива адекватно работать в новых условиях часто "не успевают" за развитием и внедрением новых технологий, информационных систем и т.д [1].

Эти два подхода не антагонистичны, в идеальной ситуации они даже дополняют друг друга. Если у вас на предприятии слишком много своих программных наработок и они вас устраивают, хотя есть и ощущение их некоторой старомодности, начните со второго пути - создайте "малой кровью" интегрированную систему предприятия через систему WorkFlow. Это на 4-5 лет решит самые острые проблемы, связанные с прозрачностью и целостностью корпоративной информации и знаний, приучит коллектив работать

вусловиях тотального электронного обмена информацией, позволит более четко очертить контуры рабочих процессов и процедур. Затем можно думать о внедрении наиболее подходящей вам стандартной системы класса ERP и внедрять ее уже в условиях выстроенных рабочих процессов (даже если они на 100% соответствуют выбранной ERP-системе, в сложившихся условиях их будет проще модифицировать и настроить).

Однако, какой бы подход предприятие ни выбрало, его руководству и коллективу на подготовительном этапе все равно предстоит большая работа по осмыслению своей деятельности

вразрезе процессной ориентации: выделение процессов, их описание и анализ, совершенствование в соответствии со стратегическими установками предприятия, "утряска" всех вопросов, связанных с деятельностью предприятия в условиях комбинированной структуры - традиционной функциональной и процессной по отдельным рабочим процессам. Именно от успеха этой работы зависят все последующие достижения предприятия в области внедрения систем класса ERP.

Словосочетание «человеческий фактор» чаще других можно встретить рядом со словами «ERPсистема». Проблема не только и даже не столько в готовности работников самых разных уровней воспринять технически новое рабочее место. Более болезненно проходит процесс изменения рабочих отношений с коллегами. Как правило, внедрение системы требует обучения, дополнительной работы ведущих сотрудников и эмоционального напряжения. Несмотря на то, что разработаны и применяются самые разные методики, позволяющие смягчить реформы управления персоналом (например, проведение среди сотрудников деловых игр с новыми ролями), нередки случаи, когда внедрение обходится компании в несколько уволенных опытных работников. Поэтому у персонала должен быть некий резерв прочности, иначе предприятие может столкнуться с саботажем и потерять производительность.

87

Также ещѐ одной сложностью является нахождение хорошей команды консультантов.

И это оправданно, поскольку работа консультантов значительно сложнее, многограннее и ответственнее работы технологических настройщиков системы. Если вы приобретаете систему не через бизнес-консультантов, то иногда можно обойтись силами специалистов поставщика системы. На том же «Росаре», правда, специалисты поставщика системы по объективным причинам не могли обеспечить весь необходимый объем работ, и для настройки учета затрат были привлечены консультанты из Deloitte & Touche [3].

Также хочется отметить, что реинжиниринг бизнес-процессов на основе ERP систем может не приниматься персоналом предприятия.

Неприятие персоналом новшества может принимать разные формы, начиная от открытого выражения недовольства и отказа от использования системы, подобных следующему "Мы 30 лет работали без этого, так зачем нам лишние хлопоты?", до скрытого, пассивного саботажа.

Современные системы автоматизации управления производством весьма чувствительны к подобным явлениям. В их основу положен принцип слаженной и надлежащей работы всех подразделений предприятия (блоков системы) и сбой в одном из них приводит к ошибкам в других, что в результате приводит к некорректности полученных выходных данных. А это, с учетом вышеуказанного неоднозначного отношения работников к системе, в свою очередь приводит к росту нелояльности персонала к системе. Таким образом возникает обратная положительная связь, когда незначительное отклонение на входе при прохождении через систему усиливается и подается снова на вход, что приводит к еще большему рассогласованию системы и ошибочным выходным результатам.

Поэтому одной из основных задач решаемых менеджерами компании на данном этапе внедрения системы автоматизации управления предприятием является модификация корпоративной культуры, в соответствии с требованиями системы, снижение уровня конфликтности и нелояльности персонала к системе, выявление возникающих конфликтов внутри компании, определение их природы и устранение последних.

Литература

1.Бугорский В.Н. Информационные системы в экономике: Экономика информатики: Учеб. пособиеИнформационные системы в экономике/СПбГИЭА. -СПб. :СП6ГИЭА, 2007.

2.Дмитров В.И. Передовые информационные технологии при создании компьютеризованных интегрированных логистических систем. //Информационные технологии.-2009. - N 10. - 8-11,

3.Ивлев К. и др. Автоматизация процессов логистики

//Компьютер- пресс.-2009. - N 11. - 245 - 250.

Опасность возникновения затопления низинных районов происходит при разрушении плотин, дамб и гидроузлов. На основе мониторинговых статистических данных выявлены районы с наибольшей опасностью затопления (рис.1). Экономическая эффективность гидрологических прогнозов и предупреждений об опасных явлениях связана с их заблаговременностью. Чем больше заблаговременность прогноза, тем больше возможностей появляется для принятия защитных мер, а, следовательно, для предотвращения ущерба. Примерно 184 гидротехнических сооружения на территории области сегодня включены в перечень опасных, там возможно возникновение чрезвычайных ситуаций. В случае аварий на этих сооружениях в зону подтопления могут попасть около пяти тысяч строений, значительная часть автомобильных дорог, девять мостов. Это свидетельствует об актуальности проблемы и высокой необходимостью внедрения и совершенствования системы мониторинга и прогнозирования опасных гидрологических явлений.
Задачи математического моделирования процессов, происходящих в окружающей среде, требуют исходных данных о местности, а также визуализации расчетных данных. В связи с этим встает вопрос о создании информационноаналитических систем нового поколения, привязанных к реальным географическим объектам. Такую привязку позволяют осуществить географические информационные системы (ГИС) [3]. По каждому гидроузлу должны быть схемы и карты, где показаны границы затопления и дается характеристика волны прорыва (рис.2). Высота и скорость волны прорыва зависят от того, где происходит разлив - в верхнем или нижнем бьефах русла реки и ее поймы. Для равнинных районов скорость движения прорыва колеблется от 3 до 25 км/ч, в горных местностях доходит до 100 км/ч. Значительные участки местности через 15-30 мин. обычно оказываются затопленными слоем воды толщиной от 0,5 до 10 м и более. Время, в течение которого территории могут находиться под водой, колеблется от нескольких часов до нескольких суток.
На рис. 1 показаны зоны возможного затопления:
- наиболее опасные районы по степени риска затопления;
- опасные районы по степени риска затопления;

УДК 624.131

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ОПАСНЫХ ГИДРОЛОГИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ НА ВОДНЫХ ОБЪЕКТАХ ВОРОНЕЖСКОЙ ОБЛАСТИ

Студент гр.ЧС -062 Фирсов Алексей Юрьевич Руководители: канд. техн. наук, доц. А.В.Звягинцева, Ю.П. Соколова

В работе рассмотрена информационно-аналитическая система прогнозирования последствий чрезвычайных ситуаций гидрологического характера для Воронежского водохранилища. С помощью программы Arc View GIS определены зоны возможного затопления при аварии на гидротехническом сооружении от прорыва плотины

- наименее опасные районы по степени риска затопления.

Рис. 1. Карта-схема степени риска затопления на территории Воронежской области на основе средних мониторинговых данных (5-7 лет).

Решение поставленной задачи требует данные о гидроузле и местности, расположенной выше (водохранилище) и ниже по течению реки. Для гидроузла и водохранилища важнейшими являются данные об объѐме водохранилища, ширине и глубине водохранилища у плотины и в нижнем бьефе. Заключительной частью подготовки исходных данных является определение предполагаемых параметров разрушения гидроузла. Такими параметрами являются степень разрушения гидроузла, и высота порога бреши. Эти параметры выбираются по желанию пользователя и могут варьироваться от нуля до единицы. Данные о створе гидроузла были предоставлены комитетом природных ресурсов Воронежской области.

В данной работе проведено прогнозирования последствий чрезвычайной ситуации, связанной с разрушением плотины, с применением ГИС технологий, на примере плотины Воронежского водохранилища. В качестве инструмента прогнозирования и оценки масштабов затопления местности применялась программа «Волна 2.0», которая представляет собой программную реализацию утвержденной методики оценки последствий разрушения гидроузлов, при использовании в работах по исследованию аварий и катастроф данного типа [4].

При решении поставленной задачи местность, расположенная выше (водохранилище) и ниже по течению реки разбивается на так называемые створы, то есть перпендикулярные сечения к направлению течения реки.

88

Рис.2. Волна прорыва и ее сущность

В соответствующих сечениях определяются необходимые параметры, важнейшими из которых являются удаление от створа гидроузла, отметки горизонталей местности и расстояния между ними.

Рис.3. Уровень затопления в створах по реке

Рис.4. Волна прорыва для створа 8

В процессе реализации поставленной цели проведено моделирование волны прорыва и проведен расчет параметров волны прорыва. При моделировании рассматривался вариант полного мгновенного разрушения гидроузла. Местность ниже по течению реки была разбита на 8 створов (ограничение программы «Волна 2,0»). Для получения данных о створах по реке была создана электронная карта местности района водохранилища и реки ниже по течению относительно гидроузла (Arc View GIS). Исходными данными стала отсканированная карта города и реки

Воронеж масштаба 1:10000, предоставленная управлением МЧС. Далее средствами модуля Spatial Analyst была создана грид-тема рельефа местности, являющаяся цифровой моделью рельефа, и построена трехмерная форма этой карты средствами модуля 3D Analyst для отображения результатов прогнозирования. Полученные результаты, описывающие параметры волны прорыва, были отображены на созданной для этих целей электронной карте (рис. 3 - 4).

При этом зона затопления строится как поверхность соответствующая максимальной отметке затопления в соответствующем створе. Следует учитывать, что построенная таким образом зона затопления относится лишь к той части местности, которая расположена выше по течению реки относительно створа реки, для которого строится зона затопления, и ниже по течению реки относительно предыдущего створа.

Таким образом, совмещение результатов модельных расчетов с ГИС технологией позволяет получать карты глубин, площадей и длительности затопления территории, а также карты сравнительного анализа. Для защиты населения и территории от поражающего действия волны прорыва и как следствие ее – наводнений – необходимо своевременное прогнозирование поражающего действия волны прорыва плотин и возможных зон затопления.

Литература

1.Калустян Э.С. Статистика и причины аварий плотин // Проблемы безопасности при чрезвычайных ситуациях. 1997. Вып. 3. С. 40-50.

2.Козлитин А.М.. Математические модели и методы количественной оценки экологического и интегрированного риска аварий гидротехнических сооружений // Устойчивое экологическое развитие: региональные аспекты: Межд. .науч. сб. тр. Саратов:

СГТУ, 2001. С.83-102.

3.ArcVieW 3D Analist. Руководство пользователя. ESRI Press. 1998. 118с.

4.Дмитриева В.А.Гидрологическая изученность Воронежской области. Каталог водотоков. /В.А. Дмитриева. – Воронеж: ИПЦ ВГУ, 2008. 225 с.

5.Звягинцева А.В., Соколова Ю.П., Расторгуев И.П.Прогнозирование опасных метеорологических

явлений при определении характера и масштабов стихийных бедствий: монография. Воронеж: ГОУВПО

«ВГТУ», 2009. 215 с.

89

УДК 614.87

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СИСТЕМЫ ОПТИЧЕСКОЙ ЛОКАЛИЗАЦИИ ПРИРОДНЫХ ОБЪЕКТОВ

Cоискатель кафедры химии Авдюшина Анна Евгеньевна Руководители: канд. техн. наук, доц. А.В.Звягинцева

В статье описывается программное обеспечение, разработанное специально для использования в системе экологического мониторинга и оптической локализации природных объектов

Современная экология часто сталкивается с ситуациями, когда необходимо организовать длительное наблюдение за некоторой областью пространства с целью изучения появляющихся в этой области природных объектов. Примером может быть наблюдение за поведением животных и птиц в их естественной среде обитания. Часто при этом необходимо не только делать видеозаписи, но и определять координаты наблюдаемых объектов, стоить траектории их перемещения и т.п. Когда речь идет о военных целях, то для этого используют специальную технику – радиолокационные станции, пеленгаторы и т.п. Однако применение таких средств в научных целях невозможно как в силу их высокой стоимости, так и в силу недоступности большинству исследовательских центров.

Рассматриваемая система предназначена для организации видеонаблюдения за природными объектами в их естественной среде. Система строится на основе модулей, находящихся в свободном доступе на современном рынке.

Структурно система состоит из центрального поста (сбора и обработки данных) и двух или более необслуживаемых периферийных постов (видеонаблюдения), объединенных в единую сеть (Рис. 1). Связь между постами может осуществляться как по проводному, так и по радио каналу. После разворачивания системы для работы с ней достаточно присутствия одного человека на центральном посту.

Периферийные посты отвечают за получение изображения интересующего оператора сектора пространства. Каждый из этих постов представляет собой видеокамеру, закрепленную на поворотном устройстве, позволяющем поворачивать ее на 360 градусов в горизонтальной плоскости и на 180 градусов в вертикальной. Сигнал с выхода видеокамеры передается на центральный пост. Оттуда, в свою очередь, производится управление поворотным устройством.

Более подробно принцип работы системы рассмотрен в [0]. В данной же статье основное внимание будет уделено ее центральному посту.

Центральный пост системы представляет собой автоматизированное рабочее место (АРМ) оператора, обеспечивающее ему оперативный доступ ко всем функциям системы. С технической точки зрения оно представляет собой ПЭВМ, снабженную большим монитором (или несколькими), позволяющим одновременно выводить изображения со всех периферийных постов системы, и мощным процессором,

обеспечивающим вычисление местоположения заинтересовавшего оператора объекта (далее «цели») в реальном времени.

Пост видео-

 

 

наблюдения

 

Пост видео-

1

 

 

 

 

наблюдения

 

 

 

 

 

 

2

 

 

Центральный

 

 

 

пост

 

Пост видео-

 

 

Пост видео-

наблюдения

 

 

 

 

наблюдения

3

 

 

 

 

n

 

 

 

Риc. 1.

Структурная схема системы

 

Ядром

АРМ

является

специальное

программное обеспечение (СПО), установленное на ПЭВМ. Это СПО обеспечивает:

вывод на экран и запись на жесткий диск ПЭВМ видеопотока с одного или нескольких периферийных постов системы;

управление положением камеры каждого из периферийных постов;

указание оператором цели и определение ее местоположения;

отображение местоположения периферийных постов системы и цели на интерактивной карте местности;

формирование отчетов по результатам работы системы, содержащих фотографии цели и ее положение на карте местности.

Окно программы в режиме «Наблюдение» приведено на рис. 2.

Это «дежурный» режим работы системы. В этом режиме оператору предоставляется возможность самостоятельно наблюдать за изображениями с периферийных постов и вручную управлять положением камер. Оператор может выбрать заинтересовавший его объект, выделить его на изображении и выбрать пункт меню «Следить за объектом». После этого программа переходит в режим «Слежение». Производится автоматический поиск объекта, указанного оператором на одном из изображений, на изображения с других камер. Далее производится расчет местоположения объекта, он

90