ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ И...

ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ ИНСТИТУТ ДИНАМИКИ СИСТЕМ И ТЕОРИИ УПРАВЛЕНИЯ СО РАН

БАЙКАЛЬСКИЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР АКАДЕМИИ ИНЖЕНЕРНЫХ НАУК РФ

ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ

В ПРОМЫШЛЕННОСТИ И НА ТРАНСПОРТЕ

ДВАДЦАТЬ ПЕРВЫЙ ВЫПУСК, ПОСВЯЩЕННЫЙ 55-ЛЕТИЮ С НАЧАЛА

НАУЧНО-ПЕДАГОГИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПРОФЕССОРА Ю.Ф. МУХОПАДА

РЕДАКТОР-СОСТАВИТЕЛЬ ВЫПУСКА: А.В. Данеев

ИРКУТСК 2012

2

УДК 681.518.54 ББК 32.965 И 74

РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ:

академик РАИН, заслуженный деятель науки РФ, д.т.н., профессор Ю.Ф. Мухопад (научный редактор); к.т.н., доцент В.Н. Сизых (зам. научного редактора); д.т.н., профессор А.В. Данеев; д.т.н., профессор М.П. Дунаев (ИрГТУ); д.т.н., профессор С.К. Каргапольцев; д.т.н., профессор С.П. Круглов; д.т.н., профессор А.В. Крюков; д.ф.-м.н., доцент В.А. Русанов (ИДСТУ СО РАН); д.т.н., профессор А.П. Хоменко

РЕДАКТОР-СОСТАВИТЕЛЬ ВЫПУСКА: д.т.н., профессор А.В. Данеев

Информационные системы контроля и управления в про-мышленности и на транспорте : сб. науч. трудов / под ред. А.В. Данеева. – Иркутск : ИрГУПС, 2012. – Вып. 21. – 212 с. ISBN 978-5-98710-180-3

Книга посвящена 55-летию начала научно-педагогической деятельно-

сти заслуженного деятеля науки Российской Федерации, доктора техниче-ских наук, профессора Юрия Федоровича Мухопада, широко известного в нашей стране и за рубежом ученого, внесшего выдающийся вклад в микро-электронику, теорию автоматических устройств, робототехнику, в решение разнообразных задач транспорта.

Сборник содержит новые результаты по элементам и устройствам сис-тем управления, контролю, диагностике и моделированию систем управле-ния в промышленности и на транспорте. Статьи рассчитаны на специали-стов, интересующихся системами контроля и управления и их применением в промышленности и на транспорте, а также будут полезны студентам и ас-пирантам вузов соответствующих специальностей.

УДК 681.518.54

ББК 32.965 © Иркутский государственный университет путей сообщения, 2012 © Институт динамики систем и теории управления СО РАН, 2012 © Байкальский научный центр академии ISBN 978-5-98710-180-3 инженерных наук РФ, 2012

И 74

3

Заслуженный деятель науки Российской Федерации, доктор технических наук, профессор

Юрий Федорович Мухопад

4

СОДЕРЖАНИЕ

РАЗДЕЛ I. К ЮБИЛЕЮ ПРОФЕССОРА Ю.Ф. МУХОПАДА

Хоменко А.П. Приветственное слово .......................................................... 6 Каргапольцев С.К. К 55-летию с начала научно-педагогической деятельности профессора Ю.Ф. Мухопада ..................................................7 Данеев А.В. Профессор Ю.Ф. Мухопад: ученый и педагог ...................... 17 Марюхненко В.С. Юрий Федорович Мухопад (к 55-летию научной деятельности) .............................................................................................. 30 Данеев А.В., Каргапольцев С.К. Этюды изобретательского творчества профессора Ю.Ф. Мухопада ....................................................................... 40 Носков С.И. Некоторые рассуждения об искусстве управления диссертационным советом ..................................................... 52 Дунаев М.П. Байкальская конференция – 2003 ......................................... 54 Суржик В.В. Несколько слов о Юрии Федоровиче Мухопаде ................ 57 Сергиенко Л.С. Ученый, умеющий зажигать других ................................ 58 Список научных и учебно-методических работ д.т.н., профессора Юрия Фёдоровича Мухопада ................................................ 61

РАЗДЕЛ II. ЮБИЛЕЙНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Данеев А.В. Экранопланные исследования в Иркутске ........................... 92 Мухопад Ю.Ф., Сизых В.Н. Ситуационное управление человеко-машинной системой на основе логико-вероятностной антропоцентрической модели оператора ................................................. 104 Суржик В.В. Нестационарность параметров движения в математических моделях движущихся систем ..................................... 112 Марюхненко В.С., Антипин Е.И. Логико-вероятностная модель количественной оценки безопасности движения транспорта ................ 123 Корольков Б.П. Синергетика как теоретическая основа самоподдерживаемого развития ............................................................... 133 Данеев А.В., Данеев Р.А. Аналитическое Естествознание Панченкова . 142 Сергиенко Л.С., Баенхаева А.В. Об эволюции стационарных процессов в окрестности источников возбуждения .................................................. 149 Деканова Н.П., Хан В.В., Зимин В.О., Ильин А.Н. Диагностика теплотехнического состояния инженерных систем ................................ 154 Кашковский В.В. Модели систем технической эксплуатации промышленных и транспортных объектов .............................................. 166 Молчанова Е.И., Щербаков И.В., Федоров В.В. Моделирование процессов управления данными и знаниями гибридной экспертной системы ...................................................................................................... 172

5

Михеев А.А., Дунаев М.П. Алгоритмы комбинированного режима сушки древесины ...................................................................................... 180 Бардушко В.Д., Закарюкин В.П., Крюков А.В. Online-контроль остаточного ресурса тяговых трансформаторов ..................................... 184 Аршинский Л.В. Организация взаимодействия с пользователем в системе моделирования правдоподобных рассуждений «ГЕРАКЛИТ» ..................................................................... 190 Огородников Ю.И. Вывод и решение уравнений в вариациях второго порядка для нелинейных управляемых систем ......................... 198 Скрыпник О.Н., Ерохин В.В. Исследование влияния угла маски на условия навигационного сеанса ГЛОНАСС ....................................... 202

ПРИЛОЖЕНИЯ

Сведения об авторах ................................................................................. 206 Требования к оформлению научных статей в сборник «Информационные системы контроля и управления в промышленности и на транспорте» ........................................................................................ 208

6

РАЗДЕЛ I. К ЮБИЛЕЮ ПРОФЕССОРА Ю.Ф. МУХОПАДА

ПРИВЕТСТВЕННОЕ СЛОВО

Ректор Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Иркутский госу-

дарственный университет путей сообщения», заслуженный работник высшего образования Российской Федерации,

доктор технических наук, профессор А.П. Хоменко

В 2012 году исполняется 55 лет с начала научно-педагогической дея-

тельности заслуженного деятеля науки Российской Федерации, доктора технических наук, профессора Юрия Федоровича Мухопада, широко из-вестного в нашей стране и за рубежом ученого, внесшего выдающийся вклад в микроэлектронику, теорию автоматических устройств, робототех-нику, в решение разнообразных задач транспорта.

Поздравляя профессора Юрия Федоровича Мухопада с юбилеем, мы отмечаем его многолетнюю успешную научно-педагогическую деятель-ность, большие заслуги в подготовке кадров, существенный вклад в разви-тие нашего университета, продвижение российской науки. Мы желаем Юрию Федоровичу дальнейших творческих достижений, талантливых учеников и крепкого сибирского здоровья!

7

К 55-ЛЕТИЮ С НАЧАЛА НАУЧНО-ПЕДАГОГИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

ПРОФЕССОРА Ю.Ф. МУХОПАДА

Проректор по научной работе Иркутского государственного университета путей сообщения,

доктор технических наук, профессор С.К. Каргапольцев

В сентябре 2012 года научная общественность нашего университета

будет отмечать 55-летие с начала научно-педагогической деятельности за-служенного деятеля науки Российской Федерации, доктора технических наук, профессора Юрия Федоровича Мухопада, одного из самых извест-ных ученых ИрГУПС.

Юрий Федорович является выпускником факультета радиофизики Томского государственного университета им. В.В. Куйбышева, в котором получил великолепное классическое образование. Следует сказать, что оно явилось не только результатом высокопрофессионального преподавания университетскими профессорами, но и следствием блестящих способно-стей и четкой организованности нашего студента. Я безусловно хотел бы поставить Юрия Федоровича в пример не только нашим учащимся, но и преподавателям как образец служения науке, можно сказать беззаветного. Сейчас многие наши седовласые профессора сетуют: «Не тот нынче пошел студент, не тот. Изрядно измельчал. Вот в наше время каждый второй был «гигантом мысли», а каждая третья – Софьей Ковалевской». Мне в какой-то степени кажется, что есть в этих сентенциях определенная доля истины, хотя больше звучат нотки ностальгии по своим студенческим временам, но однозначно можно сказать, что студент Ю.Ф. Мухопад точно был этим са-

8

мым «вторым», так как именно ему одному на факультете была присужде-на на втором курсе повышенная стипендия имени А.С. Попова, которую он «удерживал» до окончания университета.

Для того, чтобы обозреть и оценить все то, что им достигнуто в нау-ке, необходимо этап за этапом бегло проследить его биографию (провести более подробный анализ не позволяет формат статьи).

Ю.Ф. Мухопад после окончания университета в 1957 г. был направ-лен на предприятие «А/я 92» Министерства электронной промышленности СССР в город Новосибирск инженером-конструктором. А в те времена в так называемых «почтовых ящиках» был сосредоточен лучший произ-водственный потенциал страны, в них отбирались лучшие выпускники. Одновременно Ю.Ф. Мухопад в течение двух лет преподает основы радио-техники в вечернем электротехникуме. При переходе в НИИ химической технологии г. Бийска Алтайского края Ю.Ф. Мухопад сменил профиль своей деятельности и стал разработчиком специализированных информа-ционно-управляющих систем.

Опыт практической работы дал возможность поступить в аспиранту-ру ЛЭТИ (Ленинградский электротехнический институт) им. В.И. Ульяно-ва (Ленина) и защитить кандидатскую диссертацию в 1970 году под руко-водством заслуженного деятеля науки и техники СССР, д.т.н., профессора В.Б. Смолова. На кафедре вычислительной техники ЛЭТИ в то время была мощнейшая в СССР научная школа с участием 12 докторов технических наук и более 30 кандидатов наук. Практические разработки осуществляли и внедряли более 100 штатных инженеров и техников. Это был фактически отраслевой НИИ с одновременным учебным процессом.

Определяющую роль в становлении Ю.Ф. Мухопада как ученого в области микроэлектронной техники сыграл его переход в НПО «Восток» Министерства электронной техники на должность ведущего научного со-трудника (1975–1978 гг.). А в 1988 г. он блестяще защитил диссертацию на соискание ученой степени доктора технических наук в Томском политех-ническом институте по специальностям 05.13.01, 05.13.05.

В течение 1969–1981 гг. профессором Ю.Ф. Мухопадом была разра-ботана теория структурного синтеза специализированных вычислительных машин. Как реальный практический результат теоретические исследования были применены на предприятиях электронной техники, авиационной и оборонной промышленности. Основные положения этой теории были обобщены Юрием Федоровичем в монографии «Проектирование специа-лизированных микропроцессорных вычислителей». (Новосибирск : Наука, 1981. – 161 с.).

С 1981 по 1994 год научные работы профессора Юрия Федоровича Мухопада связаны с актуальными и тогда и сейчас научными направле-ниями: теорией автоматических устройств и робототехникой. И здесь не обошлось без новых теорий и реальных практических, как говорят на на-

9

учном жаргоне ученые, «прорывов». Им была создана теория проектиро-вания аналого-цифровых вычислительных преобразователей информации с микропрограммным управлением. Ее результаты нашли широкое приме-нение в автоматизации технологических процессов с низкотемпературной (порядка 15000 °С) плазмой, в обработке данных испытаний ракетных дви-гателей, создании роторных роботов для строительной и авиационной промышленности.

В 1987–2005 гг. научные работы Ю.Ф. Мухопада связаны с развити-ем теоретических и прикладных работ: контроля и диагностики автоматов управления на базе больших и сверхбольших интегральных схем (микро-процессоры, контроллеры, БИС ПЗУ, ПЛМ, ПЛИС и др.). Работы обобще-ны в прекрасных монографиях:

1. Проектирование микропроцессорных систем и устройств. – Ир-кутск, Улан-Удэ : ИГУ, ВСТИ, 1987. – 124 с.;

2. Микроэлектронные информационно-управляющие системы. – Ир-кутск : ИрГУПС, 2004. – 404 с.

Вышесказанное говорит о том, что профессор Ю.Ф. Мухопад всегда находится на острие науки, его научная мысль бьется, как сейчас говорят, на приоритетных направлениях исследований.

Результаты работ профессора Ю.Ф. Мухопада нашли широкое при-менение на транспорте и в сельском хозяйстве. В частности, для железно-дорожного транспорта был проведен полный реинжениринг систем дис-петчерской централизации «Сетунь», после которого началось её успешное внедрение. Юрий Федорович создал уникальную систему автоматизиро-ванной диагностики устройств дистанционного контроля температуры букс вагонов, а также других систем автоматизации. Как результат НИР, внедренная на Восточно-Сибирской железной дороге система контроля и диагностики существенно повысила эксплуатационную надежность дис-петчерской централизации. И такие устройства системы контроля были оформлены Юрием Федоровичем к внедрению на всех железных дорогах России.

Хочу особо отметить, что в бытность его заместителем председателя научно-технического совета Республики Бурятия, возглавлявшегося Пред-седателем Совета Министров Владимиром Бизьяевичем Сагановым, под руководством профессора Ю.Ф. Мухопада выполнялась крупная научно-организационная работа. Тот факт, что именно Ю.Ф. Мухопаду была дове-рена роль заместителя председателя НТС всей Республики Бурятия под председательством премьер-министра (при наличии Бурятского отделения СО РАН под председательством академика Н.Л. Добрецова – в последую-щем председателя всего СО РАН), свидетельствует о том, что к тому вре-мени он сумел проявить себя как неординарный ученый-организатор и пе-дагог. Действительно, именно им впервые в Бурятии была организована подготовка кадров в Восточно-Сибирском технологическом институте

10

(ВСТИ) по специальностям «Вычислительные машины, системы и сети» и «Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизиро-ванных систем управления». Ю.Ф. Мухопад в ВСТИ заведовал кафедрами вычислительной техники, автоматизации технологических процессов и производств, вычислительных систем. Сразу же была организована целе-вая научно-исследовательская лаборатория с громадным (на тот период) объемом финансирования (до 350 тыс. рублей в год).

Созданное по инициативе научно-технического совета Республики Бурятия отделение Томского НИИ автоматики и электромеханики (БО-НИИАЭМ), возглавляемое Ю.Ф. Мухопадом, эффективно работало с 1992 по 2005 год. БОНИИАЭМ активно занималось внедрением микроэлектро-ники и автоматики в промышленность и сельское хозяйство Республики Бурятия. В этом проявился и большой организаторский талант Юрия Фе-доровича.

По докладу на Аграрном комитете Федерального Собрания России разработки БОНИИАЭМ автоматизированной гидропонной технологии выращивания витаминных кормов были признаны оригинальными и пер-спективными. Специальным решением Аграрного комитета Республика Бурятия была определена как опытный регион для внедрения этой техно-логии в северных и восточных регионах Российской Федерации. Техноло-гия была внедрена на Сотниковской и Улан-Удэнской птицефабриках. Цех на Улан-Удэнской птицефабрике без модификации проработал более пяти лет с высокой экономической эффективностью при производительности 1,2 тонны зеленого фуража ежесуточно. И, как рассказывал сам Юрий Фе-дорович, «куры на этих птицефабриках бешено неслись в буквальном смысле на износ».

В 1994 году Ю.Ф. Мухопад был приглашен начальником Восточно-Сибирской железной дороги (ВСЖД) Г.П. Комаровым для работы в Ир-кутский институт инженеров железнодорожного транспорта (ИрИИТ). ВСЖД остро нуждалась в подготовке кадров в области автоматики, связи и вычислительной техники. Это направление совершенно отсутствовало в ИрИИТе. Ю.Ф. Мухопад основывает кафедру автоматики, телемеханики и связи с двумя специализациями: 1) СЦБ – «Сигнализация, централиза-ция, блокировка» и 2) МИУС – «Микропроцессорные информационно-управляющие системы». Первоначально кафедра АТС использовала лабо-раторную базу железнодорожного техникума, техникума связи и научно-педагогические кадры НИИ автоматики и электромеханики (БОНИИА-ЭМ). Ректоратом и службами СЦБ ВСЖД оказывалась большая помощь в становлении кафедры АТС.

Я считаю, что именно благодаря выдающимся организационным спо-собностям Ю.Ф. Мухопада и его авторитету в научных кругах ИрИИТу уда-лось всего за пятилетку создать крепкую кафедру, укомплектованную ше-стью штатными докторами технических наук (Ю.Ф. Мухопад, Ю.Б. Башкуев,

11

Ю.Л. Ломухин, А.В. Крюков, Н.Н. Куцый, В.И. Шаманов) с привлечением двух д.т.н. по совместительству (А.П. Семенов, В.И. Мартьянов) и не-сколькими аспирантами. Быстро и качественно были подготовлены все не-обходимые документы для открытия специальностей АТС, МИУС, «Ин-формационные и телекоммуникационные системы», «Программное обес-печение вычислительной техники и автоматизированных систем управле-ния».

Когда в начале 1998 года кафедра АТС была проверена межвузов-ской учебно-методической комиссией, то председатель комиссии первый проректор МИИТ при всем коллективе дал ей высокую оценку и сказал, что он в своей практике не видел столь стремительного положительного роста кафедры, какой был продемонстрирован ИрИИТом благодаря дея-тельности Ю.Ф. Мухопада. На кафедре АТС сразу же была поставлена серьезная научно-исследовательская работа с хорошим финансированием со стороны ВСЖД, и уже через год после образования кафедры начал вы-пускаться целевой сборник научных статей (редактор Ю.Ф. Мухопад, уче-ный секретарь А.В. Данеев), ставший затем ежегодным.

Качественная постановка учебно-методической и научной работы позволила ИрИИТу методом «почкования» создавать на базе кафедры АТС другие кафедры (автоматики и телемеханики, микропроцессорной и ин-формационной техники, телекоммуникационных систем). Причем при раз-делении Ю.Ф. Мухопад передавал отделявшейся кафедре укомплектован-ные лаборатории, базовый состав докторов и кандидатов технических на-ук, оставляя себе для открытия новой специальности «Мехатроника» меньшую часть, так как ему удалось привлечь к работе на кафедре д.т.н. С.И. Носкова, д.ф.-м.н. Н.Н. Климова, к.т.н. В.А. Григорова и подготовить своих докторов и кандидатов наук.

Научный авторитет Ю.Ф. Мухопада позволил ИрИИТу опередить в области микропроцессорной техники и автоматики даже такой мощный вуз, как Иркутский государственный технический университет, и открыть на базе Иркутского государственного университета путей сообщения в 2001 году диссертационный совет по защите докторских и кандидатских диссертаций по трем научным специальностям: 05.13.01 – «Системный анализ, управление и обработка информации»; 05.13.06 – «Автоматизация технологических процессов и производств»; 05.13.18 – «Моделирование, численные методы и комплексы программ». Удачный выбор именно этого стратегического научного направления подготовки кадров высшей квали-фикации также определился в первую очередь научной прозорливостью Ю.Ф. Мухопада.

Деятельность Юрия Федоровича позволила на созданной базе от-крыть в дальнейшем и такие специальности, как «Приборостроение и не-разрушающий контроль» и «Безопасность информации». На сегодняшний день ИрГУПС относится к числу ведущих вузов Сибири в области автома-

12

тики и информационных технологий. Действительно, как сказал классик Востока Руми, «Посмотри, как из ничего возникают миры. Это в твоей вла-сти». Прямо могу сказать, инженерная наука – во власти Ю.Ф. Мухопада.

Вся эта кипучая плодотворная исследовательская и опытно-конструкторская деятельность Юрия Федоровича имела результатом то, что он является автором более 60 изобретений и патентов в области вы-числительной техники и дискретной автоматики, в числе которых наибо-лее значимыми по экономическому эффекту являются: «Устройства для контроля перепрограммируемых блоков памяти» – авторское свидетельст-во СССР № 157/034 БИ № 8, 1990 г.; «Формирователь временных интерва-лов» – авторское свидетельство СССР № 991587, БИ № 3, 1983 г. (внедре-ны в НПО «Восток», НПО «Союз» со значительным экономическим эф-фектом); «Устройство защиты приборов от перенапряжения» – патент № 2109387, 1988 г.

Необходимо сказать, что профессор Ю.Ф. Мухопад как научный ру-ководитель нескольких тем, выполнявшихся по специальным постановле-ниям высших органов государственной власти, своими трудами и изобре-тениями внес существенный вклад в укрепление обороноспособности на-шей страны. Положительные заключения по научным исследованиям Юрий Федорович Мухопад регулярно получает из Санкт-Петербургского электротехнического университета, Новосибирского и Иркутского госу-дарственных технических университетов, Института проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН (Москва), Президиума СО РАН, Бурятского научного центра СО РАН, Института динамики систем и теории управле-ния СО РАН (г. Иркутск), Санкт-Петербургского, Омского, Томского го-сударственных университетов и других ведущих научных центров.

Юрий Федорович считает своей важной миссией доводить до науч-ной общественности результаты исследований, он постоянно выступает с докладами на разных международных, всероссийских и отраслевых на-учных конференциях и симпозиумах, в том числе он представил эти ре-зультаты на Международном симпозиуме INFO-89 в 1989 году в г. Минске; на Международном конгрессе в 1990 году в г. Новосибирске; на V Всесоюзном семинаре в 1990 г. в г. Иркутске; на Международной конференции в 1992 г. в г. Барнауле; на Международной конференции в 1993 г. в г. Иркутске; в г. Москве на юбилейной конференции им. А.С. Попова в 2000 г.; на ежегодных конференциях «Информационные и математические технологии», СО РАН СЭИ, 2000–2006 гг., и др.

Всего профессором Ю.Ф. Мухопадом опубликовано более 300 науч-ных работ, в том числе, как уже упоминалось выше, и одни из первых оте-чественных монографий по применению микропроцессорной техники:

1. Мухопад Ю.Ф. Проектирование специализированных микропро-цессорных вычислителей. – Новосибирск : Наука, 1981. – 163 с.

13

2. Мухопад Ю.Ф. Микропроцессорные системы управления робота-ми. – Иркутск : ИГУ, 1984. – 142 с.

3. Мухопад Ю.Ф. Специализированные вычислительные среды. –Улан-Удэ : Бурятское кн. изд-во, 1982. – 189 с.

4. Мухопад Ю.Ф. Микропроцессорные системы контроля больших интегральных схем памяти. – Иркутск : ИГУ, 1984. – 144 с.

5. Мухопад Ю.Ф. Мостовые вычислительные и управляющие уст-ройства. – Иркутск : ИГУ, 1984. – 180 с.

Заседание диссертационного совета Д 218.004.01 За последние годы им издано 5 книг и брошюр, включая фундамен-

тальные работы: 1. Мухопад Ю.Ф. Микроэлектронные информационно-управляющие системы. – Иркутск : ИрГУПС, 2004. – 404 с. (с грифом УМО МПС России); 2. Мухопад Ю.Ф. Теория дискретных устройств. – Иркутск : ИрГУПС, 2010. – 172 с.; 3. Мухопад Ю.Ф. Микроэлектронные системы управления. – Братск : БрГУ, 2009. – 285 с. Два последних учеб-ных пособия на Всероссийском конкурсе учебно-методических и научных публикаций «Фонд отечественной науки» отмечены дипломами «Лучшее издание в отрасли» и получили гриф УМО РАЕ. Под научной редакцией профессора Ю.Ф. Мухопада издано шесть выпусков сборника научных трудов «Микроэлектронные системы контроля и управления на железно-дорожном транспорте». – Иркутск : ИрИИТ, 1995–2000 гг., и четырнадцать

14

сборников научных трудов «Информационные системы контроля и управ-ления в промышленности и на транспорте» в 1999–2011 гг.

Ю.Ф. Мухопад отдает много сил организации прикладной науки, им выполняется большая работа в общественной должности Председателя президиума Байкальского научного центра Академии инженерных наук им. А.М. Прохорова.

Юрий Федорович ведет большую работу по созданию научных школ. Он является научным руководителем проблемной лаборатории «Информационно-управляющие системы» при нашем университете, им создана научная школа в области структурных методов проектирования микроэлектронных систем управления и диагностики вычислительных систем. Диссертационные работы, выполняемые под руководством Ю.Ф. Мухопада, отличаются научной новизной. В частности, в кандидат-ской диссертации А.З. Комкова под руководством Ю.Ф. Мухопада впер-вые была сформулирована новая концепция построения объемных пнев-мосхем, что дает возможность построения высоконадежных пневмострук-тур для химической, нефтяной, металлургической промышленности, транспорта и космической техники, а также открывает перспективу разви-тия пневмонаноавтоматики!

В кандидатской диссертации С.Б. Антошкина оригинально решены вопросы структурной организации высокоточных аналого-цифровых пре-образователей информации. Пока еще не защищены, а только представле-ны к защите диссертации Г.К. Хомякова, В.Ц. Ванчикова, А.В. Мельнико-ва. В представленной докторской диссертации Г.К. Хомякова впервые ис-пользованы методы анализа с применением системной модели Ю.Ф. Му-хопада и алгоритмического подхода к управлению процессом реабилита-ции физического состояния человека. Докторская диссертация В.Ц. Ван-чикова базируется на открытии нового свойства ламинарных гидропотоков образовывать нарастающий пристенный слой жидкости вплоть до «заку-поривания» капилляра. В докторской диссертации А.В. Мельникова от-крыто явление образования траекторий кумуляции при управлении энерге-тическими потоками мощных механических систем ударного действия.

В последние годы Ю.Ф. Мухопад является научным руководителем разработки средств управления экранопланов, отличающихся безопасным режимом полета. Самостабилизирующиеся экранопланы неизвестны в ми-ровой практике. Ю.Ф. Мухопад выступил научным консультантом двух докторских диссертаций (А.В. Данеев и В.В. Суржик), защищенных по указанной тематике. Только за последние 10 лет Ю.Ф. Мухопадом подго-товлены 9 докторов и 12 кандидатов технических наук. В предыдущие го-ды им выпущены 10 кандидатов наук при совместном руководстве с за-служенным деятелем науки и техники СССР В.Б. Смоловым и один доктор физико-математических наук совместно с академиком С.Н. Васильевым (Новосибирск, СО РАН).

15

Подготовленные автором ученые продолжают его исследования, за-няв соответствующие должности: В.Д. Бардушко – профессор, заведую-щий кафедрой «Электроснабжение» ИрГУПС, А.В. Данеев – профессор, заведующий кафедрой «Информатика» ИрГУПС, В.С. Марюхненко – про-фессор ИрГУПС, Л.С. Сергиенко, М.П. Дунаев, Г.Г. Гоппе, В.В. Суржик – профессора Национального исследовательского Иркутского государствен-ного технического университета, А.В. Пуртов – к.т.н., начальник отдела НИИ энергетики (г. Новосибирск), Н.Н. Пашков – профессор Московского государственного университета путей сообщения; В.К. Попков – д.ф.-м.н., профессор, зав. отделом института вычислительной математики и геоин-форматики СО РАН, зав. кафедрой телекоммуникационных систем Сибир-ского государственного университета телекоммуникаций и информатики (г. Новосибирск), большое количество других учеников профессора Ю.Ф. Мухопада занимается преподавательской деятельностью в нашем и других университетах.

За время работы ИрГУПС профессором Юрием Федоровичем Мухо-падом были разработаны новые курсы лекций «Теория дискретных уст-ройств железнодорожной автоматики и связи», «Технические средства микропроцессорной техники», «Информационные системы» и «Программ-ное обеспечение микропроцессорных систем». В целом Юрий Федорович много времени уделяет подготовке специалистов для железнодорожного транспорта.

Заслуги профессора Юрия Федоровича Мухопада в педагогической деятельности и подготовке научных кадров определяются тем, что он бо-лее 40 лет на высоком научном и методическом уровне преподает ведущие дисциплины кафедры. Под его непосредственным руководством подготов-лено и выпущено около 120 выпускников нашего университета, которые были распределены и работают на Восточно-Сибирской железной дороге и в промышленности.

Юрий Федорович Мухопад за добросовестный труд, достигнутые успехи в подготовке высококвалифицированных специалистов для желез-нодорожного транспорта, активную деятельность в области научных ис-следований неоднократно поощрялся и награждался премиями, памятными подарками ректоратом института, управлением Восточно-Сибирской же-лезной дороги, Приказом Президента РФ ему присвоено почетное звание «Заслуженный деятель науки Российской Федерации», в 2006 г. он удосто-ен звания «Заслуженный профессор Иркутского университета путей сооб-щения», награжден медалью «200 лет МВД России» за активную помощь в развитии высшего и послевузовского образования в системе МВД Рос-сии, медалью им. А.И. Берга Академии инженерных наук и Федерации космонавтики РФ за развитие кибернетики, медалью имени Альфреда Но-беля за изобретательскую деятельность и развитие науки, почетными гра-

16

мотами Правительства Республики Бурятия за вклад в развитие науки и подготовку высококвалифицированных кадров для республики.

Поражаясь творческому долголетию Юрия Федоровича, мы уверены, что он еще полон сил для дальнейшего развития науки и подготовки науч-но-педагогических кадров.

17

ПРОФЕССОР Ю.Ф. МУХОПАД: УЧЕНЫЙ И ПЕДАГОГ

Заведующий кафедрой «Информатика» Иркутского государственного университета путей сообщения,

заслуженный работник правоохранительных органов РБ, почетный сотрудник МВД России,

почетный сотрудник полиции Монголии, доктор технических наук, профессор

А.В. Данеев

В этом году мы, друзья, коллеги, ученики, имеем прекрасный повод поздравить Юрия Федоровича Мухопада с 55-летием с начала его научно-педагогической деятельности. Мы желаем Юрию Федоровичу крепкого здоровья, долголетия, творческой активности и надеемся на дальнейшее плодотворное сотрудничество с ним! В течение этих 55 лет Юрий Федоро-вич достиг исключительных творческих и педагогических успехов, причем оба рода его деятельности всегда находятся в неразрывной связи. Вся жизнь и творчество Ю.Ф. Мухопада посвящены служению науке, внедре-нию научных достижений в практическую деятельность, подготовке высо-коквалифицированных кадров.

Я познакомился с Юрием Федоровичем Мухопадом 20 лет назад в Улан-Удэ, когда в этот город приехал крупный ученый-механик, д.ф.-м.н., профессор Владимир Алексеевич Левин из Института механики МГУ (сейчас он – академик РАН). Тогда Юрий Федорович работал заве-дующим кафедры «Вычислительные системы» в Восточно-Сибирском технологическом институте. Уже на этой встрече Юрий Федорович пора-зил меня своей истинно профессорской манерой поведения: он держался с большим достоинством, но в то же время никак не выпячивая себя перед другими, всегда к месту очень квалифицированно и в то же время остро-

18

умно поддерживал беседу. В том же году мы встретились в г. Иркутске на Всесоюзной научной конференции «Современные проблемы механики жидкости, газа и плазмы», на которой я был ученым секретарем. После этого мы достаточно часто встречались или в г. Улан-Удэ, или в г. Иркут-ске, куда Юрий Федорович приезжал для решения проблем по научно-техническим договорам, которые им выполнялись с рядом сибирских ор-ганизаций. Наше общение практически не прекращалось, когда он пере-ехал в г. Иркутск. Юрий Федорович за время нашего общения оказал ог-ромное воздействие на меня и как выдающийся ученый, и как человек с большой буквы в целом.

Сочетание глубокой мысли с могучим интеллектом позволило Юрию Федоровичу добиться выдающихся результатов на научном фронте. Ему всегда были присущи яркая индивидуальность, большой талант и трудо-любие, любовь к творчеству и целеустремленность, трезвый аналитиче-ский ум и богатое воображение, чувство справедливости и объективность. Общеизвестны научное чутье и научно-техническое мастерство Юрия Фе-доровича, позволяющее ему осуществлять самые сложные замыслы. Дос-тигнув на определенном этапе, притом весьма рано, своего уровня научно-го творчества, он уже никогда не снижал требовательности к себе. Эти достижения, как я считаю, связаны у Юрия Федоровича с такими привле-кательными чертами маститого ученого как отсутствие консерватизма, стремление ко всему новому, когнитивный взгляд на окружающую нас действительность.

Творчество профессора Ю.Ф. Мухопада многогранно: являясь при-знанным специалистом в микроэлектронике и теории автоматических уст-ройств, он охотно отдавал дань и другим направлениям, таким как робото-техника, экранопланостроение, создавая и здесь образцы, которые могли бы заново принести их автору широкое признание. Как показал опыт его руководства диссертационным советом при ИрГУПС, Юрию Федоровичу подвластны и сферы механики, где он может высказать свое авторитетное мнение.

Причем необходимо отметить, что профессор Ю.Ф. Мухопад знает производство не понаслышке: на заре своей трудовой деятельности он ра-ботал в специализированном конструкторском бюро оборонного предпри-ятия, на предприятиях Министерства общего машиностроения, Министер-ства электронной промышленности. Созданные им в то время генераторы и усилители на металлокерамических лампах нашли применение в теле-метрических системах космической техники и могли работать в интервале температур от –100° до 400°. Оригинальная конструкция, состоящая из СВЧ-резонаторов, вошла составной частью в систему управления кос-мическими аппаратами. Предложенные им в 1964–1970 годах таблично-алгометрические структуры и взаимосвязанные микропрограммные авто-

19

маты определили совершенно новые направления в развитии специализи-рованных вычислителей реального времени.

Обучаясь в аспирантуре Ленинградского электротехнического ин-ститута, Ю.Ф. Мухопад совершенствует эти направления под руково-дством заслуженного деятеля науки и техники СССР профессора В.Б. Смолова. Им создан оригинальный дискретный фильтр для выделения нестационарного сигнала из шумов с тремя уровнями адаптации. Во мно-гих практических задачах фильтр работает эффективнее известных фильт-ров Винера – Калмана. Ю.Ф. Мухопадом развиты собственные оригиналь-ные методы контроля и диагностики автоматов и микропроцессорных сис-тем. В 1960–1965 гг. им была создана методика конструирования и расчета генераторов сантиметрового диапазона на металлокерамических лампах. Генераторы и усилители были успешно применены в телеметрии, радио-технических системах и изделиях оборонной техники. Эти разработки су-щественно опережали не только отечественный, но и зарубежный уровень того времени. То же самое можно сказать и о других научных достижениях Юрия Федоровича. После защиты кандидатской диссертации в 1970 г. Юрий Федорович переходит на преподавательскую работу, активно про-должая заниматься научными исследованиями. Юрий Федорович – автор почти шестидесяти (60!) изобретений в области вычислительной техники и дискретной автоматики, внедренных в производство и принесших значи-тельный экономический эффект в масштабах страны.

Когда Юрий Федорович работал в Восточно-Сибирском технологи-ческом институте (г. Улан-Удэ), заведуя кафедрой «Вычислительные сис-темы», им было положено начало подготовки и выпуска специалистов в Республике Бурятия в области вычислительной техники. Я общался со многими бурятскими учеными, и все они, отдавая дань глубокого уваже-ния неутомимой деятельности Юрия Федоровича на научной ниве, отме-чали также его как носителя высоких духовных ценностей. Юрий Федоро-вич проводил большую научно-организационную работу как заместитель Научно-технического совета Республики Бурятия. Он является основате-лем Научно-исследовательского института автоматики и электромеханики (Улан-Удэ), внесшего заметный вклад в создание различных оригинальных автоматических устройств, и работал его директором с 1994 по 2010 год. И здесь наиболее ярко проявился организаторский талант Ю.Ф. Мухопада.

И в настоящее время, являясь профессором кафедры «Управление техническими системами» (УТС) Иркутского государственного универси-тета путей сообщения, Юрий Федорович активно занимается научно-исследовательской работой. Он и его научная школа продолжают разви-вать научное направление конструирования аппаратно-программных ин-формационно-управляющих систем. Результаты этих исследований нашли применение в задачах управления технологическими процессами на же-лезнодорожном транспорте, в технике связи и навигационных системах,

20

в микроэлектронных средствах для сельского хозяйства. Юрий Федорович является научным руководителем госбюджетной НИР кафедры УТС, осно-вателем научной школы «Анализ и синтез информационно-управляющих систем реального времени». Профессор Ю.Ф. Мухопад выполняет боль-шой объём работы по подготовке аспирантов и докторантов. Список его научных и научно-методических работ включает более 300 наименований. О его творческом долголетии говорят и следующие факты: за последние пять лет им получено девять патентов, опубликовано более 35 статей, сде-лано много докладов на международных и всероссийских конференциях. В последние годы Юрий Федорович активно ведёт исследования в области специальных систем мехатроники (экранопланы, управление высокомощ-ными механическими устройствами).

В настоящее время научные интересы Юрия Федоровича охватыва-ют широкий спектр исследований и посвящены:

- структурной организации сложных автоматов управления; - проектированию высоконадежных информационно-управляющих

систем для процессов реального времени; - контролю и диагностике управляющих устройств; - криптографической защите информации; - системам управления мехатроникой (в том числе управлению эк-

ранопланами). Хочу отметить только три результата Юрия Федоровича, которые

достаточно характеризуют высочайший научный уровень его исследова-ний и изобретений:

- микропрограммный автомат (новая структурная организация по-зволяет снизить объем памяти автомата в тысячи и десятки тысяч раз в зависимости от числа входных переменных);

- три типа самостабилизирующихся экранопланов (разработки уни-кальны и являются на сегодняшний день единственными в мире, т. к. все другие существующие конструкции не обладают свойст-вом самостабилизации);

- три типа устройств криптографической защиты информации мик-росекундного быстродействия, недостижимого во всех известных способах и достигнутого за счет реализации спецпроцессоров с управлением от макропрограммных автоматов управления.

В научном отношении ко многим научным результатам профессора Ю.Ф. Мухопада можно применить слово из молодежного сленга – «не-тленка».

Искусство Юрия Федоровича Мухопада как выдающегося ученого проявляется, прежде всего, в умении находить наилучший механизм реше-ния сложнейших задач. В этом заключается непреходящая ценность его творчества. Говоря шахматным языком, профессор Ю.Ф. Мухопад являет-

21

ся гроссмейстером научно-технических композиций. Одной из опреде-ляющих граней таланта большого мастера мне представляется его безоши-бочное чувство идейной цельности задачи. В то же время Юрий Федоро-вич является признанным мастером детали (сам он называет ее «изюмин-кой»), детали, которую не придумывают заранее, а удачно находят в мину-ту вдохновения и которая неожиданно чудесным образом оживляет весь авторский замысел, что дало прекрасные результаты в его изобретатель-ской деятельности.

Несмотря на большую и трудную организационно-методическую ра-боту председателя диссертационного совета Д 218.004.01 при Иркутском государственном университете путей сообщения по защите докторских и кандидатских диссертаций по трем научным специальностям: 05.13.01 – «Системный анализ, управление и обработка информации», 05.13.06 – «Автоматизация технологических процессов и производств», 05.13.18 – «Моделирование, численные методы и комплексы программ» (причем Юрий Федорович стоял у самых истоков его создания), профессор Ю.Ф. Мухопад выполняет все виды учебной работы (лекции, практические занятия, курсовое и дипломное проектирование, руководство аспирантами и докторантами).

Заседание диссертационного совета Д 218.004.01 22 декабря 2006 года. Идет защита кандидатской диссертации начальника ИВВАИИ генерал-

майора И.И. Величко, на которой я (крайний справа) выступил оппонентом

22

За время работы в ИрГУПС Юрий Федорович подготовил 9 докторов технических наук и 12 кандидатов наук. Это является феноменальным ре-зультатом (ниже в табл. 1 привожу блистательный список лиц, защитив-ших диссертации под его руководством или у которых он выступил науч-ным консультантом). И ученики высоко ценят его как ученого и как чело-века, так как все они почувствовали благотворность личного влияния про-фессора Ю.Ф. Мухопада. Как научный руководитель и научный консуль-тант Юрий Федорович относится к своим ученикам и коллегам с необык-новенным вниманием и заботой. Он выступил научным консультантом и моей диссертации «Моделирование и оптимизация в динамике специ-альных типов летательных аппаратов», которая в 2004 году была представ-лена на соискание ученой степени доктора технических наук по специаль-ности 05.13.18 – «Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ». Я в то время служил в Восточно-Сибирском ин-ституте Министерства внутренних дел Российской Федерации. Юрий Фе-дорович несколько раз посещал этот институт, и всегда он вызывал нешу-точное волнение среди курсантов, которые с благоговением смотрели на него в генерал-майорском железнодорожном мундире.

Необходимо отметить, что профессор Ю.Ф. Мухопад действительно внес большой вклад в развитие Восточно-Сибирского института МВД Рос-сии. В возглавляемом им диссертационном совете защитили диссертации сотрудники и адъюнкты института (кроме меня): д.т.н. Л.В. Аршинский, к.т.н. А.В. Абаев, к.т.н. Е.В. Валеев, к.т.н. К.Н. Белоусов, к.т.н. С.Н. Шварц-Зиндер. Юрий Федорович выступил оппонентом на защите докторской диссертации заместителя начальника института по учебной работе полков-ника внутренней службы В.П. Удилова. Он принимал непосредственное участие в лицензировании, аттестации и аккредитации нашего вуза в каче-стве эксперта (я в ВСИ МВД России много лет отвечал за эти процедуры). И за вклад в развитие системы высшего образования МВД России был за-служенно отмечен медалью «200 лет МВД России».

В настоящее время в ИрГУПС профессор Ю.Ф. Мухопад проводит занятия по двум курсам: «Теория дискретных устройств», «Программное обеспечение микропроцессорных информационно-управляющих систем». Педагогическая деятельность поглощает у Юрия Федоровича много вре-мени. Относясь к своей «миссии» с чрезвычайной серьезностью и добро-совестностью, он тщательно готовит конспекты занятий, учебные планы, учебно-методические разработки.

Профессор Ю.Ф. Мухопад имеет самое высокое почетное звание среди ученых – «заслуженный деятель науки Российской Федерации», он избран академиком трёх российских и двух зарубежных Академий наук; кроме того, что Юрий Федорович является председателем диссертацион-ного совета при ИрГУПС, он еще член диссертационного совета в БрГУ (Братск) по научной специальности 05.13.01. Ю.Ф. Мухопад был основате-

23

лем и является бессменным научным редактором межвузовского сборника научных статей «Информационные системы контроля и управления в про-мышленности и на транспорте» (выпускается с 1995 года в ИрГУПС, при-чем на начальном этапе я принимал активное участие в формировании первых выпусков). Кроме того, он является президентом Байкальского на-учного центра Академии инженерных наук Российской Федерации. По ре-комендации Ю.Ф. Мухопада Академия инженерных наук РФ им. академи-ка А.М. Прохорова избрала меня, а также д.т.н., профессора Ю.Б. Башкуе-ва и д.т.н., профессора М.П. Дунаева членами-корреспондентами, а д.т.н., профессора И.А. Иванова академиком этой общественной организации. Кроме того, Юрий Федорович является действительным членом Россий-ской академии космонавтики и Нью-Йоркской академии наук, Российской академии естествознания и Европейской академии Natural History.

Профессор Ю.Ф. Мухопад выполняет функции руководителя секции ежегодной Байкальской научной конференции «Информационные и мате-матические технологии в науке, технике, экологии и образовании» при СЭИ СО РАН, являясь в то же время членом программного комитета кон-ференции. Ю.Ф. Мухопад – член редакционного совета трех научных жур-налов из списка ВАК:

- «Современные технологии. Системный анализ. Моделирование» (Иркутск);

- «Научные труды НГТУ» (Новосибирск); - «Фундаментальные исследования» (Москва). Юрий Федорович поддерживает тесные связи с ведущими учеными

нашей страны в области аппаратных и программных средств микроэлек-тронной техники и теории управления сложными системами. При каждой командировке в города Москву, Санкт-Петербург, Новосибирск и Томск он обсуждает с ними наиболее актуальные проблемы в этой области, изу-чает вопросы постановки учебно-методической работы в передовых уни-верситетах России.

Говоря о профессоре Ю.Ф. Мухопаде как о личности с высоким мо-ральным идеалом, можно утверждать, что он посвящает и свою научную работу, и свою организаторскую деятельность, и всю свою жизнь служе-нию Родине. Являясь носителем высоких духовных ценностей, он проти-востоит казенно-бездушному отношению к человеку. Мы часто с ним бе-седуем на самые разнообразные темы, поэтому могу сказать, что Юрия Федоровича заботит нравственная сторона общества, он много думает о роли ученого в обществе и назначении науки. Несмотря на то, что ему как крупному ученому присущ определенный рационализм, он не является «сухарем» и всегда проявляет к людям великодушие. Он никогда не дер-жит зла ни на кого и часто говорит: «Если ответить злом на зло, то это оз-начает удвоить зло».

24

Профессор Ю.Ф. Мухопад с министром транспорта Российской Федерации И.Е. Левитиным

Хотел бы написать об одном факте из жизни Ю.Ф. Мухопада.

Стремлясь к идеалам морального и физического самосовершенствования, Юрий Федорович по утрам занимался обливанием холодной водой на ули-це в любую погоду, как он говорил: «Иду путем Порфирия Иванова». Один раз, гостя у меня, он уговорил и меня облиться; на улице трещал тридцати-градусный мороз, и меня терзали смутные сомненья, однако, как говорит-ся, дал слово – не забирай его обратно. И вот мы в трусах стоим босыми ногами на снегу, каждый с двумя ведрами холодной воды. Юрий Федоро-вич вылил на себя свои два ведра и крякнул от удовольствия, а я, каюсь, сильно замешкался, мне как-то стало страшно. Тут Юрий Федорович начал подбадривать меня, и я, задержав дыхание, решился и вылил на себя воду. К удивлению, мне холодно не было, я даже, как и Юрий Федорович, испы-тал некоторое удовольствие. Я тогда еще подумал тоже двигаться изредка путем Порфирия Иванова, но у меня нет той организованности Юрия Фе-доровича, которая, по-видимому, необходима для идущих этим путем. Од-нако все равно я с удовольствием вспоминаю, что чуть-чуть прошагал сей дорогой.

25

Академик А.А. Трофимук вручает диплом доктора технических наук Ю.Ф. Мухопаду в здании Президиума СО РАН, г. Новосибирск,

1988 год Я хорошо знаю семью Юрия Федоровича. У него прекрасная супру-

га, Татьяна Содномовна, которая, несмотря на то, что является превосход-ным специалистом в научной области телекоммуникаций и кандидатом технических наук, в настоящее время полностью посвятила себя семье: мужу, детям, внукам, и, как мне кажется, вполне довольна своей нынешней ролью. Считаю, что к ней могут быть приложены слова одного нашего классика: «Она умна и необыкновенно обаятельна». Дети Юрия Федоро-вича и Татьяны Содномовны, дочь Туяна и сыновья Андрей и Александр, щедро одарили своих родителей внуками. В настоящее время Александр успешно работает доцентом в нашем университете, имеет степень канди-дата технических наук, и отец вполне может им гордиться. Андрей и его сын Константин (внук Ю.Ф. Мухопада) – подлинные мастера информаци-онных технологий.

Недавно я случайно взял в руки томик стихов А.С. Пушкина, в кото-ром меня привлекло стихотворение «Жуковскому», содержание которого, как я считаю, как будто посвящено Юрию Федоровичу Мухопаду:

26

Когда к мечтательному миру Стремясь возвышенной душой, Ты держишь на коленях лиру Нетерпеливою рукой; Когда сменяются виденья Перед тобой в волшебной мгле И быстрый холод вдохновенья Власы подъемлет на челе, – Ты прав, творишь ты для немногих, Не для завистливых судей … Но для друзей таланта строгих, Священной истины друзей. … Кто наслаждение прекрасным В прекрасный получил удел И твой восторг уразумел Восторгом пламенным и ясным.

А.С. Пушкин «Жуковскому» Величайшая личная скромность, высочайший профессионализм,

редкий талант в соединении с глубоким чувством ответственности и вни-мание к людям вызывают неизменное уважение всех, кто работает и обща-ется с Юрием Федоровичем Мухопадом.

Таблица 1

Список докторов наук и кандидатов наук, защитивших диссертации под научным руководством профессора Ю.Ф. Мухопада или у которых

он выступил научным консультантом за последние 10 лет

Фамилия И.О.

Название диссертации

Год защиты

Иско-мая сте-пень

Специ-альность

Место защиты

1 2 3 4 5 6

Бардушко В.Д.

Анализ и парамет-рический синтез систем тягового электроснабжения

2001 Д.т.н. 05.13.01 Иркутск, ИрГУПС

Ванчиков В.Ц.

Исследование гид-родинамических свойств и методов управления вязким подслоем техниче-ских систем

2001 К.т.н. 01.04.14 Улан-Удэ,

ВСГТУ

27

1 2 3 4 5 6

Жукова Н.И.

Разработка инстру-ментальных средств для проектирования и анализа информа-ционной деятельно-сти предприятия

2001 К.т.н. 05.13.01 Иркутск, ИрГУПС

Нелюбин П.А.

Методы и алгорит-мы структурного проектирования средств обработки информации в сис-темах радиосвязи с кодовым разделе-нием каналов для железнодорожного транспорта


Агафонов Т.Б.

Методы обработки и кодирования ин-формации в инфор-мационных корпо-ративных сетях промышлен-ных предприятий


Огород-ников Ю.И.

Оценивание пара-метрических воз-мущений в задачах анализа и синтеза технических систем


Данеев А.В.

Моделирование и оптимизация в ди-намике специаль-ных типов лета-тельных аппаратов


Дунаев М.П.

Методы управления технологическим процессом контро-ля и наладки про-мышленного обо-рудования


28

1 2 3 4 5 6

Крюков Е.А.

Математическое моделирование предельных режи-мов электроэнерге-тических систем для целей диспет-черского управле-ния

2005 К.т.н. 05.13.18 Братск, БрГУ

Марюх-ненко В.С.

Структурный син-тез навигационного обеспечения ин-формационных сис-тем управления подвижными объ-ектами


Сергиенко Л.С.

Математическое моделирование фи-зико-технических систем с меняю-щейся структурой


Антошкин С.Б.

Структурное проек-тирование аналого-цифровых преобра-зователей инфор-мационно-измерительных систем реального времени


Корольков П.Б.

Разработка единой системы кодирова-ния подвижного со-става железнодо-рожного транспорта


Чернова Л.И.

Обработка геопро-странствен-ной ин-формации при циф-ровом моделирова-нии топографиче-ских задач


29

1 2 3 4 5 6

Комков А.З.

Программно-перестраиваемые пневматические структуры в систе-мах управления технологическими процессами


Пашков Н.Н.

Методы анализа и синтеза разрывных систем адаптивного управления техно-логическими про-цессами


Гоппе Г.Г.

Методы и техниче-ские средства энер-го- и ресурсосбере-гающего управле-ния турбомеханиз-мами



Информационный анализ и структур-ный синтез навига-ционного обеспече-ния управляемых транспортных средств


Тихий И.И. Методологические основы определе-ния состояния сложных объектов и их применение в авиационной тех-нике


30

ЮРИЙ ФЕДОРОВИЧ МУХОПАД

(К 55-ЛЕТИЮ НАУЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ)

Доктор технических наук, профессор кафедры

«Автоматика и телемеханика» Иркутского государственного университета путей сообщения

В.С. Марюхненко

Знания – величье, красота, Знания – не клад жемчужин: Время уничтожит клад, Знающий и Мудрый вечно нужен!

Мухаммед ибн Али Ас-Самарканди, XVI век

Трудовая деятельность Юрия Федоровича Мухопада началась в кон-

це 50-х годов прошлого века. Тогда молодого радиоинженера впервые за-интересовали проблемные вопросы кибернетики, теория и практика при-менения вычислительной техники.

В 2012 году исполняется пятьдесят пять лет с начала научной дея-тельности Ю.Ф. Мухопада. За эти годы Юрий Федорович разработал ряд технических устройств диапазона СВЧ; стал известным специалистом Рос-сийской Федерации по проектированию вычислительных систем связи и автоматики, одним из ведущих ученых Восточной Сибири – руководите-лем научной школы «Анализ и синтез микроэлектронных информационно-управляющих систем реального времени», идеологом ряда научных на-правлений по системному анализу, управлению и обработке информации; защитил кандидатскую и докторскую диссертации; получил звание про-фессора и заслуженного деятеля науки РФ; стал автором множества изо-бретений, статей, монографий и учебников.

31

Юрий Федорович родился в Сталинграде (ныне Волгоград) 3 ноября 1934 года. Отец, Федор Иванович, работал электромехаником на Сталин-градском тракторном заводе. Мать, Клавдия Ивановна, швея массового пошива, работала в ателье и с 1952 г., после гибели отца, одна воспитывала двух младших сестер.

Ю.Ф. Мухопад после первого курса Томского государственного университета, факультет радиофизики, с однокурсником,

курсантом военного училища Раннее детство Юрия Федоровича пришлось на непростые предво-

енные годы, а первые школьные годы совпали с временем Великой Отече-

32

ственной войны. Испытать пришлось и бомбежки Сталинграда, и ужас ав-густовской эвакуации через Волгу под обстрелом фашистов, когда прямым попаданием было взорвано идущее рядом судно, и неустроенность тыло-вой голодной жизни в эвакуации.

С третьего по десятый класс Юрий Федорович учился в средней школе № 25 г. Барнаула. Школа была с физико-математическим уклоном. Под руководством школьных учителей он активно занимался в физиче-ском и химическом кружках, увлекся радиолюбительством. Ученик сред-них классов Юра Мухопад собирал детекторные радиоприемники и лампо-вые приемники прямого усиления. А для достижения высокого качества приема он самостоятельно создавал полупроводниковые детекторы на ос-нове PbS (сульфида свинца) лучшего качества, чем те, которые могла себе позволить приобрести школьная лаборатория. Сейчас такие вещества на-зываются прямозонными полупроводниками. Со своими разработками юный ученик участвовал в областных выставках школьного творчества.

Опытные школьные учителя и собственная настойчивость дали воз-можность Юрию Федоровичу приобрести знания, достаточные для посту-пления (с одной четверкой в аттестате зрелости при остальных отличных) на факультет радиофизики Томского государственного университета (ТГУ). В 1950-х годах, до создания Сибирского отделения Академии Наук СССР в г. Новосибирске, Томск славился как научная столица Сибири. И сегодня, благодаря своим выдающимся ученикам и традициям, факуль-тет радиофизики ТГУ по ряду таких научных направлений, как микроэлек-троника, управление, техника сверхвысоких частот, сильноточная электро-ника и др., не утратил своего значения.

В университете Юрий Федорович учился с большим удовольствием, настойчиво овладевал новым для него уровнем знаний. Ежедневно он не-сколько часов посвящал дополнительным занятиям в библиотеке универ-ситета. С особой теплотой вспоминает Юрий Федорович университетских преподавателей: по математике доцента Георгия Александровича Бюллера; по теоретическим основам радиотехники доцента Александра Борисовича Сапожникова; по электродинамике доцента Петра Павловича Бирюлина. В течение четырех лет Юрий Федорович – стипендиат престижной (и ма-териально весомой) именной стипендии им. А.С. Попова, которая присуж-далась одна на факультет. Одновременно Юрий Федорович упорно зани-мается спортом. Под руководством однокурсника, чемпиона Сибири и Дальнего Востока среди юношей по десятиборью Сергея Кибирева, и тренера Виктора Степановича Ковязина неспортивный подросток Юрий Мухопад стал перворазрядником по легкой атлетике и по горному туриз-му, завоевал третий разряд по штанге.

33

Ю.Ф. Мухопад – студент-дипломник, 1957 год Занятия спортом не только укрепили здоровье юного студента, но и

развили в нем такие необходимые будущему научному работнику качест-ва, как способность к напряженному труду, умение ориентироваться в сложной обстановке, терпение, целеустремленность и воля к победе. Под руководством своего дипломного руководителя, члена-корреспондента АН СССР, фронтовика Владимира Николаевича Кессениха, который к тому времени (в 1953 г.) только уволился из Советской Армии, Юрий Федоро-вич подготовил оригинальный дипломный проект.

Символично, что Юрий Федорович, будущий академик Академии космонавтики им. К.Э. Циолковского, закончил университет в 1957 г. – в год запуска первого искусственного спутника Земли.

По окончании университета Ю.Ф. Мухопад по распределению был направлен в специализированное конструкторское бюро оборонно-космического назначения в г. Новосибирск. В то время область научных интересов Юрия Федоровича определялась преимущественно производст-венной необходимостью. И первая его научная статья (в соавторстве с Юрием Григорьевичем Шелюхиным), опубликованная в 1959 г. в науч-ном журнале «Вопросы специализированной радиоэлектроники», была по-

34

священа расчету генераторов колебаний СВЧ-диапазона на металлокера-мических лампах.

В 1960-х годах актуальными стали вопросы разработки автоматов в системах управления. Почти одновременно и независимо появляются по-священные этому направлению фундаментальная публикация акад. В.М. Глушкова и статья Ю.Ф. Мухопада. К 1964 г. Юрий Федорович соз-дал методику проектирования взаимодействующих автоматов и её основ-ные положения опубликовал в «Техническом вестнике» Министерства машиностроения СССР. Технические разработки взаимодействующих ав-томатов широко применялись для создания систем оборонного назначения и существенно опережали зарубежный уровень того времени.

Десять лет практической работы в качестве инженера в условиях весьма жесткого регламента работы оборонного предприятия дали Юрию Федоровичу бесценный конструкторский опыт разработки аппаратуры и одновременно сформировали его не только как исполнителя, но и как ру-ководителя и организатора научных исследований.

В те годы в СССР радиотехника была передовой, бурно развиваю-щейся отраслью науки и техники. И казалось, что молодому, энергичному специалисту достаточно следовать избранной специальности, соответство-вать требованиям времени, и научный успех не заставил бы себя ждать. Молодому инженеру предлагали заняться вопросами радиолокации в НИИ г. Москвы. Но Юрий Федорович, обладая обостренной интуицией, уже то-гда уловил перспективность развития проблем управления и технической кибернетики в целом.

Несмотря на собственные успехи в конструировании радиоаппарату-ры и непростую в то время идеологическую ситуацию вокруг кибернетики, которая советскими идеологами была объявлена «продажной девкой импе-риализма», Юрий Федорович не оставил научного интереса к вычисли-тельной технике и цифровой обработке информации. Именно в начале 1960-х гг. он, можно сказать, контурно обозначил пути решения проблем управления с применением ЭВМ, сделал первые шаги, которые впоследст-вии вывели его в ряд видных ученых по основополагающим проблемам кибернетики и подвели к созданию собственной научной школы.

Научный интерес к кибернетике и вычислительной технике привел в 1967 г. Ю.Ф. Мухопада в аспирантуру Ленинградского электротехниче-ского института (ЛЭТИ) им. Ульянова (Ленина). Опираясь на всё крепну-щую уверенность в том, что в перспективе развитие техники будет опреде-ляться широким применением электронных вычислительных машин, он поступил именно на кафедру «Вычислительная техника», несмотря на то, что пришлось сдавать дополнительный экзамен по новой для него специ-альности.

Годы учебы Юрия Федоровича в аспирантуре – это годы становле-ния уже сложившегося специалиста-практика по радиотехнике и вычисли-

35

тельной технике как ученого. С теплотой и признательностью Юрий Фе-дорович отзывается о своем научном руководителе Владимире Борисовиче Смолове. Фронтовик, доктор технических наук, заслуженный деятель нау-ки и техники СССР В.Б. Смолов более 30 лет (до своего 80-летия) был за-ведующим кафедрой вычислительной техники ЛЭТИ. Он подготовил 12 докторов и 30 кандидатов технических наук. Его методическое мастерство, широкий кругозор как ученого были востребованы и перенимались учени-ками.

Под руководством В.Б. Смолова работоспособный, целеустремлен-ный и с огромным творческим потенциалом аспирант Ю.Ф. Мухопад к концу обучения в аспирантуре в 1970 г. досрочно закончил научные ис-следования, написал и защитил кандидатскую диссертацию, посвященную особенностям проектирования навигационных систем для Военно-морского флота.

После защиты диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук и до 1976 г. Ю.Ф. Мухопад работает в Новосибирском институте связи, а с 1976 г. по 1978 г. в научно-производственном объеди-нении «Восток». В качестве ведущего научного сотрудника он занимается проблемами контроля и диагностики больших интегральных схем памяти и созданием многомашинных локальных вычислительных систем техноло-гической направленности.

В течение 1969–1981 гг. Ю.Ф. Мухопадом создана теория структур-ного синтеза специализированных вычислительных машин и преобразова-телей информации для автоматизации технологических процессов. Разра-ботки нашли применение на предприятиях электронной, авиационной и оборонной промышленности.

С 1981 г. Ю.Ф. Мухопад в сферу своих научных интересов включает новый круг проблем – управление технологическими процессами. В русле этого научного направления им разработана теория проектирования анало-го-цифровых преобразователей информации с микропрограммным управ-лением. Научные результаты проведенной работы нашли применение в ав-томатизации управления технологических процессов с низкотемператур-ной (порядка 1500 °С) плазмой, в обработке результатов испытаний двига-телей, в создании роторных роботов для строительной и авиационной про-мышленности.

С 1978 г. Ю.Ф. Мухопад переходит к научно-педагогической дея-тельности в вузах Восточной Сибири. Кроме того, в это время он активно занимается внедрением научных разработок, собственных и в соавторстве с учениками, в различные отрасли народного хозяйства: в промышлен-ность, на транспорт, в сельское хозяйство. Продолжает развитие научных направлений в областях вычислительной, в том числе микропроцессорной, техники; автоматизации управления технологическими процессами; анали-

36

за больших систем; обработки информации. Руководит кафедрами, обуча-ет аспирантов, консультирует докторантов и соискателей.

В Восточно-Сибирском технологическом институте (г. Улан-Удэ) в 1978–1992 гг. Юрий Федорович последовательно проходит должности заведующего кафедрами «Вычислительная техника», «Автоматизация тех-нологических процессов и производств», «Вычислительные системы».

С 1987 г. научная работа Ю.Ф. Мухопада связана с развитием теоре-тических и прикладных работ конструирования, контроля и диагностики автоматов управления на базе больших и сверхбольших интегральных схем (микропроцессоры, контроллеры, запоминающие устройства, логиче-ские схемы). Одновременно с работой по совершенствованию вычисли-тельной техники на «традиционной» (т. е. микроэлектронной) элементной базе Юрий Федорович занимается вопросами развития пневмоавтоматики и струйной техники. Тогда же он сформулировал новую концепцию – кон-цепцию объемных пневмосхем, обладающих повышенной надежностью, в том числе и в агрессивных средах.

Несмотря на большую загруженность административной и педагоги-ческой работой Ю.Ф. Мухопад непрерывно занимается обобщением ре-зультатов научных достижений. К этому периоду им опубликовано более 200 научных статьей. По каждому разработанному научному направлению изданы монографии.

К 1988 г. Юрий Федорович самостоятельно подготовил диссертацию на соискание ученой степени доктора технических наук. В том же году диссертация на тему «Специализированные преобразователи информации для управления техническими системами» была успешно защищена в дис-сертационном совете Томского политехнического института.

В 1990-х годах Юрий Федорович Мухопад – активный участник ме-ждународной научной деятельности. Он был председателем секции «Про-ектирование СВЧ-устройств» на конференции в г. Варна (Болгария); рабо-тал в составе конференции по метрологии в Праге (Чехословакия); читал курс лекций по проектированию специализированных вычислителей в Ин-ституте кибернетики в г. Вроцлав (Польша).

С 1994 г. д.т.н., профессор Ю.Ф. Мухопад работает в Иркутском ин-ституте инженеров железнодорожного транспорта (с 2002 г. – Иркутский государственный университет путей сообщения). Создает кафедру «Авто-матика, телемеханика и связь» и становится её первым заведующим. Впо-следствии кафедра «Автоматика, телемеханика и связь» была разделена на кафедру «Автоматики и телемеханики» и кафедру «Телекоммуникацион-ных систем». Но Юрий Федорович не возглавляет ни одну из них, а, следуя актуальности проблем управления современными сложными системами и с целью создания базы для подготовки специалистов по робототехнике, создает и возглавляет кафедру «Управление техническими системами». При непосредственном участии Юрия Федоровича в ИрГУПС открыто для

37

обучения студентов пять специальностей в области информационных тех-нологий и технической кибернетики. Одновременно, с 1992 по 2002 г. Юрий Федорович – директор филиала Томского научно-исследователь-ского института автоматики и электромеханики.

В 1995 г. Ю.Ф. Мухопада по результатам отечественных и зарубеж-ных публикаций избирают академиком Нью-Йоркской академии наук. Власти США предлагают ему работу в престижном университете и гаран-тируют решение бытовых и научно-организационных проблем в связи с переездом. Но Юрий Федорович, как ученый, преданный развитию оте-чественной науки, отказался от выгодного предложения.

С 2010 г. Юрий Федорович – профессор кафедры «Управление тех-ническими системами» ИрГУПС и, по совместительству, профессор ка-федры автоматизированных систем Национального исследовательского Иркутского технического университета.

За время педагогической работы в вузах издал для студентов и аспи-рантов ряд учебных пособий:

1. Мухопад Ю.Ф. Микроэлектронные информационно-управляющие системы. – Иркутск : ИрГУПС, 2004. – 404 с.

2. Мухопад Ю.Ф. Микроэлектронные системы управления : учеб. по-собие. – Братск : БрГУ, 2009. – 285 с.

3. Мухопад Ю.Ф. Теория дискретных устройств : учеб. пособие. – Иркутск : ИрГУПС, 2010. – 172 с.

Два последних признаны на Всероссийском конкурсе (г. Сочи, 2009 г. и 2010 г.) лучшими в отрасли.

С 2002 г. Юрий Федорович Мухопад открывает новые для себя на-правления научной деятельности. В это время он руководит разработкой концепций и математического обоснования:

а) режима самостабилизации аэродинамических объектов с исполь-зованием экранных свойств поверхности Земли и создания на этой основе безопасных летательных аппаратов (экранопланов) нового класса;

б) структурного синтеза сложных многомерных систем на основе их информационного анализа и создания высокоэффективного навигационно-го обеспечения подвижных транспортных средств с ассоциативно-сетевым структурированием обработки информации;

в) определения состояния сложных объектов и оценки эффективно-сти их функционирования;

г) управления энергетическими потоками высокомощных механиче-ских систем ударного действия;

д) криптографической защиты информации; е) системного анализа в области управления физическим состоянием

человека и разработкой специализированной медицинской техники.

38

Результативность научного руководства Ю.Ф. Мухопада подтвер-ждается тем, что только с 2002 г. под его руководством защищено 10 док-торских и 15 кандидатских диссертаций.

Следует отметить, что творческая сторона личности Ю.Ф. Мухопада заключается и в том, что он не ограничивается сугубо теоретическими изысканиями и разработками. Он активный изобретатель. Под его авторст-вом получено более 60 свидетельств на изобретения и патенты, и под его руководством проведен полный реинжениринг систем диспетчерской цен-трализации «Сетунь», после чего началось её успешное внедрение на же-лезнодорожном транспорте России.

Значимой является и общественно-научная деятельность Ю.Ф. Му-хопада. Много лет (с 2001 г.) Ю.Ф. Мухопад является председателем ус-пешно работающего докторского диссертационного совета ИрГУПС по специальностям: 05.13.01 – «Системный анализ, управление и обработ-ка информации», 05.13.06 – «Автоматизация технологических процессов и производств», 05.13.18 – «Моделирование, численные методы и ком-плексы программ». Кроме этого, Юрий Федорович – редактор научного сборника статей «Информационные системы контроля и управления в про-мышленности и на транспорте» (за 17 лет вышло 20 сборников); член ре-дакционных коллегий научных журналов из списка ВАК: «Фундаменталь-ные исследования» (Москва), «Научные труды НГТУ» (Новосибирск), «Современные технологии. Системный анализ. Моделирование» (Ир-кутск); президент Байкалького научного центра Академии инженерных на-ук Российской Федерации.

Признание многолетнего и результативного труда Юрия Федоровича Мухопада на федеральном и региональном уровнях государственной вла-сти, а также со стороны научного сообщества ярко проявляется в его на-граждениях. Учтены результаты работы Юрия Федоровича по созданию конструкций радиотехнических систем космического и оборонного назна-чения, высокоэффективная педагогическая деятельность, усилия по орга-низации научных исследований в вузах Восточной Сибири.

Указом Президента Российской Федерации от 16.06.2010 г. Ю.Ф. Му-хопаду присвоено почетное звание «Заслуженный деятель науки Россий-ской Федерации».

Ю.Ф. Мухопад также награжден: - почетными грамотами Совета Министров Республики Бурятия –

за успешное исполнение обязанностей заместителя председателя научно-технического совета республики (2004 г.) и за развитие учебной и научно-исследовательской работы в области вычислительной техники и управле-ния (2010 г.);

- грамотами министра образования РФ, медалью «200 лет МВД» – за подготовку высококлассных специалистов для отрасли;

39

- медалью им. академика А.И. Берга и медалью им. Альфреда Но-беля от Российских академий космонавтики, естествознания, инженерных наук – за высокие достижения в научно-исследовательской деятельности.

Юрий Федорович Мухопад славен своими учениками. За время на-учно-педагогической деятельности он в качестве научного консультанта или руководителя подготовил 10 докторов и 23 кандидата технических на-ук. Но в действительности количество учеников у Юрия Федоровича го-раздо больше, ибо, не заботясь о приоритетах, он всегда рад оказать мето-дическую и научную помощь студенту, аспиранту, молодому ученому. Не поддается счету то количество научных идей, предложений, замыслов, сформировавшихся у его формальных и неформальных учеников во время собеседований с Учителем, которые часто высказываются в качестве заме-чаний или раздумий при обсуждении научных проблем системного анали-за, управления и обработки информации. Благодаря этому сложилась эф-фективно работающая научная школа Ю.Ф. Мухопада – «Анализ и синтез микроэлектронных информационно-управляющих систем реального вре-мени».

Юрий Федорович Мухопад – человек высокой культуры и энцикло-педических знаний. И со стороны может показаться, что он всецело занят только вопросами науки. Но есть у него и увлечения, казалось бы, далекие от научной деятельности. Любит русское искусство во всех его проявлени-ях, с удовольствием слушает классическую музыку, мастерит по дереву. В увлечениях Юрий Федорович видит наилучшую возможность восстано-вить баланс положительных эмоций, которые совершенно необходимы для успешного научного творчества.

Творческим успехам Юрия Федоровича способствует его дружная семья. Жена Юрия Федоровича Татьяна Содномдоржиевна Бадмаева и сын Александр – ученые, кандидаты технических наук; сын Андрей – предпри-ниматель и общественный деятель в г. Иваново; дочь Туяна – лингвист. Юрий Федорович и Татьяна Содномдоржиевна имеют пять внучек и три внука. Надежный тыл, теплый семейный климат и взаимопонимание обес-печивают высокую работоспособность Юрия Федоровича, возможность заниматься любимым делом – наукой, получать в этом истинное наслаж-дение и достигать существенных результатов.

Мы от всей души поздравляем Юрия Федоровича Мухопада с науч-ным юбилеем. Желаем здоровья, новых учеников и достижений на ниве знаний.

40

ЭТЮДЫ ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКОГО ТВОРЧЕСТВА ПРОФЕССОРА Ю.Ф. МУХОПАДА

Заведующий кафедрой «Информатика» Проректор по научной работе Иркутского государственного Иркутского государственного университета путей сообщения, университета путей сообщения, доктор технических наук, доктор технических наук, профессор А.В. Данеев профессор С.К. Каргапольцев

Одна почти народная мудрость гласит: «Теория без практики мерт-

ва». Действительно, все мы знаем, что огромное количество теоретических работ лежит где-то на полках, в столах без движения. В то же время и без теории невозможен прогресс. Профессора Юрия Федоровича Мухопада характеризует то, что свои теоретические решения современных научно-технических проблем в области микроэлектроники, автоматизации, робо-тотехники, транспорта он доводит до авторских свидетельств, патентов, алгоритмов. В настоящее время редко можно встретить такой счастливый симбиоз теории и практики. Еще реже встречаются случаи, когда разра-ботки доходят до широкомасштабного производства. Но это, в общем-то, другая история.

В случае с Юрием Федоровичем Мухопадом считаем немаловаж-ным, что он после окончания Томского государственного университета ра-ботал в специальных организациях Новосибирска (инженер-конструктор завода «А/я 92») по спецтематике и Бийска Алтайского края (руководитель сектора НИИ химических технологий), имеющей важнейшее народно-хозяйственное значение. Здесь он досконально вник в проблемы изобрета-тельской, опытно-конструкторской деятельности и в специфику производ-ственных процессов. И в результате инженер Ю.Ф. Мухопад создал новые резонансные системы для металлокерамических ламп генераторов и уси-лителей телеметрических систем космических аппаратов, которые могли

41

функционировать в диапазоне температур от –100° до +400°. По некото-рым разработкам Юрием Федоровичем готовятся печатные работы, и его первая публикация выходит в 1960 году в сборнике «Специальная радио-электроника».

Другое направление его изобретательской и опытно-конструк-торской деятельности связано с таблично-алгоритмическими структурами и взаимосвязанными микропрограммными автоматами. Первая публика-ция, связанная с практикой проектирования сложных микропрограммных автоматов для управления командно-решающими приборами, была опуб-ликована в 1964 г. в трудах Министерства обороны, т. е. практически через год после выхода фундаментальной книги академика В.М. Глушкова «Тео-рия автоматов» (Физматгиз, 1962). Причем монография В.М. Глушкова но-сила чисто физико-математический характер с ориентацией на абстракт-ный синтез, тогда как Ю.Ф. Мухопад предложил методику функциональ-ного синтеза с ориентацией на феррит-транзисторные и диодные логиче-ские матрицы. Приходится сожалеть о том, что публикация Юрия Федоро-вича была в столь малодоступном производственном журнале, тем самым не был зафиксирован международным сообществом приоритет в использо-вании программируемых логических матриц, появившихся за рубежом лишь в середине 1970-х годов. Кратко этот метод изложен позднее в его книге «Микропроцессорные информационно-управляющие системы» на страницах 201–206 (Иркутск : ИрГУПС, 2004. – 404 с.).

С марта 1977 года Ю.Ф. Мухопад продолжает заниматься изобрета-тельской деятельностью, работая начальником лаборатории, а затем стар-шим научным сотрудником научно-производственного объединения «Вос-ток» (г. Новосибирск).

После защиты кандидатской диссертации Ю.Ф. Мухопад за три года (с 1976 по 1978 годы) активно оформляет документы и получает 15 автор-ских свидетельств (с соавторами):

1. Мухопад Ю.Ф., Молодкин В.А. Мостовой триггер. Авторское сви-детельство № 450363. БИ, 42, 1975.

2. Мухопад Ю.Ф., Смолов В.Б., Молодкин В.А. Радиочастотное ПЗУ. Авторское свидетельство № 517940. БИ, 22, 1976.

3. Мухопад Ю.Ф., Смолов В.Б., Молодкин В.А. Делительное устрой-ство. Авторское свидетельство № 482769. БИ, 32, 1976.

4. Мухопад Ю.Ф., Молодкин В.А., Булатова Г.И. Косинусный функ-циональный преобразователь. Авторское свидетельство № 529463. БИ, 35, 1976.

5. Мухопад Ю.Ф., Молодкин В.А., Сажин В.А. Балансный функцио-нальный преобразователь. Авторское свидетельство № 533357. БИ, 44, 1976.

6. Мухопад Ю.Ф., Молодкин В.А., Пуртов А.В. Аналого-цифровой преобразователь. Авторское свидетельство № 571896. БИ, 16, 1977.

42

7. Мухопад Ю.Ф., Молодкин В.А. Преобразователь напряжения в код. Авторское свидетельство № 566344. БИ, 27, 1977.

8. Мухопад Ю.Ф., Молодкин В.А. Секансный функциональный пре-образователь. Авторское свидетельство № 537817. БИ, 33, 1977.

9. Мухопад Ю.Ф., Молодкин В.А., Погорелов К.В. Многофункцио-нальный преобразователь. Авторское свидетельство № 525123. БИ, 30, 1977.

10. Мухопад Ю.Ф., Молодкин В.А., Погорелов К.В. Устройство для решения степенных уравнений. Авторское свидетельство № 532865. БИ, 39, 1977.

11. Мухопад Ю.Ф., Молодкин В.А. Функциональный преобразова-тель трех переменных. Авторское свидетельство № 613336. БИ, 28, 1977.

12. Мухопад Ю.Ф., Молодкин В.А., Лаптев А.П. Устройство сравне-ния напряжений. Авторское свидетельство № 532865. БИ, 13, 1977.

13. Мухопад Ю.Ф., Молодкин В.А. Ячейка считывания информации. Авторское свидетельство № 574771. БИ, 36, 1977.

14. Мухопад Ю.Ф., Молодкин В.А. Вычислительное устройство с перестраиваемой структурой. Авторское свидетельство № 524187. БИ, 29, 1977.

15. Мухопад Ю.Ф., Молодкин В.А., Булатова Г.И. Синусный функ-циональный преобразователь. Авторское свидетельство № 590090. БИ, 6, 1978.

Надо сказать, что различные преобразователи информации, фильтры, вычислительные устройства существенно опережали зарубежный уровень того времени. Следует отметить созданный Ю.Ф. Мухопадом оригиналь-ный дискретный фильтр для выделения нестационарного сигнала из шумов с тремя уровнями адаптации (авторское свидетельство № 714408. БИ, 5,1980), который работает эффективнее других фильтров. В целом, в вы-шеперечисленных авторских свидетельствах Ю.Ф. Мухопадом реализова-ны собственные оригинальные методы контроля и диагностики автоматов и микропроцессорных систем, структурного синтеза специализированных вычислительных машин и преобразователей информации для автоматиза-ции технологических процессов. Разработки нашли применения на пред-приятиях электронной техники, авиационной и оборонной промышленно-сти.

С сентября 1978 года Ю.Ф. Мухопад переезжает в г. Улан-Удэ. Он работает заведующим кафедрой, профессором Восточно-Сибирского тех-нологического института, а с марта 1992 года основывает Бурятское отде-ление Научно-исследовательского института автоматики и электромехани-ки (БОНИИАЭМ) и становится его директором. При этом темпы его изо-бретательской деятельности не ослабевают, а ускоряются. За этот период им получено 30 авторских свидетельств и положительных решений по за-явкам (с соавторами):

43

1. Мухопад Ю.Ф., Молодкин В.А., Смолов В.Б. Функциональный преобразователь трех переменных. Авторское свидетельство № 594509. БИ, 7, 1978.

2. Мухопад Ю.Ф., Гардер В.М. Цифровое устройство воспроизведе-ния функций. Авторское свидетельство № 579622. БИ, 416, 1979.

3. Мухопад Ю.Ф., Гардер В.М. Устройство для вычисления функции. Авторское свидетельство № 696472. БИ, 41, 1979.

4. Мухопад Ю.Ф., Кучина Е.М. Адаптивный аналого-цифровой фильтр. Авторское свидетельство № 714408. БИ, 5, 1980.

5. Мухопад Ю.Ф., Молодкин В.А., Федченко А.И. Сверхвысокочас-тотный триггер. Авторское свидетельство № 587626. БИ, 1980, ДСП.

6. Мухопад Ю.Ф. Устройство для выделения единиц из П-разрядного кода. Авторское свидетельство № 1108022. БИ, 8, 1981.

7. Мухопад Ю.Ф., Будаев Б.Д. Ассоциативное запоминающее уст-ройство. Авторское свидетельство № 95161. БИ, 34, 1982.

8. Мухопад Ю.Ф., Пуртов А.В. Устройство вычисления координат изображения. Авторское свидетельство № 1090161. ДСП, 1982.

9. Мухопад Ю.Ф., Бадмаева Т.С., Кругликов С.В. Устройство для оп-ределения координат центра изображения. Авторское свидетельство № 991452. БИ, 3, 1983.

10. Мухопад Ю.Ф., Скосырский Г.С., Халудоров Ж.Ж., Могнонов П.Б., Репин В.К. Многоканальный формирователь временных последова-тельностей. Авторское свидетельство № 991587. БИ, 3, 1983.

11. Мухопад Ю.Ф., Ангархаева В.Б., Славский Г.П. Дробно-рациональный фильтр. Авторское свидетельство № 1061249. БИ, 46, 1983.

12. Мухопад Ю.Ф., Слепнев В.В., Никифоров С.О. Устройство вы-черчивания циклоидальных кривых. Авторское свидетельство № 809156. БИ, 30, 1984.

13. Мухопад Ю.Ф., Бадмаева Т.С. Устройство для программного управления с применением коммутаторов. Авторское свидетельство № 1087996. БИ, 15, 1984.

14. Мухопад Ю.Ф., Чимитов Д.Н., Попков В.К. Устройство нахожде-ния экстремальных путей на графах. Авторское свидетельство № 1134944. БИ, 2, 1985.

15. Мухопад Ю.Ф., Болонкин А.А., Глухоедов Ю.Н., Нимаев В.Б. Способ измерения тепла. Авторское свидетельство № 1210070. БИ, 5, 1986.

16. Мухопад Ю.Ф., Смолов В.Б. Устройство для вычисления функ-ций. Авторское свидетельство № 1290305. БИ, 6, 1987.

17. Мухопад Ю.Ф., Буинов А.Н. Устройство поиска неисправных блоков и элементов. Авторское свидетельство № 1309042. БИ, 17, 1987.

18. Мухопад Ю.Ф., Пуртов А.В. Аналого-цифровой преобразователь. Авторское свидетельство № 1322477. БИ, 25, 1987.

44

19. Мухопад Ю.Ф., Слепнев В.В., Никифоров С.О. Устройство для вычерчивания циклодальных кривых. Авторское свидетельство № 1418071. БИ, 31, 1988.

20. Мухопад Ю.Ф., Рудковский В.П. Устройство для вычисления ко-ординат изображения. Авторское свидетельство № 1468255. ДСП, 1988.

21. Мухопад Ю.Ф., Чекмарев Ю.Д. Постоянное запоминающее уст-ройство. Авторское свидетельство № 1410101. БИ, 26, 1988.

22. Мухопад Ю.Ф., Скосырский Г.С. Устройство функционального контроля блоков памяти. Положительное решение, № 681/24 от 20.12.1988.

23. Мухопад Ю.Ф., Бальжанов С.Ц. Многоуровневый накопитель для радиочастотного ПЗУ. Положительное решение по заявке № 74379659/24 от 30.01.89.

24. Мухопад Ю.Ф., Бабкин П.А., Сербуленко Л.М. Устройство управления электронно-лучевой трубкой для отображения символьной ин-формации. Авторское свидетельство № 1474635. БИ, 15, 1989.

25. Мухопад Ю.Ф., Буинов А.Н., Ламбаева И.А., Скибинский В.Л. Устройство поиска неисправных блоков и элементов. Заявка № 4773726/24 от 25.12.1989.

26. Мухопад Ю.Ф. Устройство для контроля перепрограммируемых блоков памяти. Авторское свидетельство № 157/034. БИ, 8, 1990.

27. Мухопад Ю.Ф. Запоминающее устройство. Положительное ре-шение по заявке № 4797727/24 от 20.12.1993.

28. Мухопад Ю.Ф., Сербуленко Л.М. Устройство контроля микро-процессорной системы. Положительное решение по заявке ВНИИГПЭ № 94033171/033292, сентябрь 1994.

29. Мухопад Ю.Ф., Рудковский В.П. Устройство параллельного сум-мирования чисел. Положительное решение по заявке на изобретение, де-кабрь 1994.

30. Мухопад Ю.Ф., Мельников С.А., Лазаренко С.Б., Фарион И.А. Технология автоматизированного выращивания растений и устройство ее реализации. Положительное решение по заявке ВНИИГПЭ, 1995.

Изобретения Ю.Ф. Мухопада по преобразователям информации да-вали возможность проектировать вычислители тригонометрических и дру-гих функций с табличным способом считывания результата на основе ог-раниченного объема ПЗУ, что было исключительно актуально для уровня развития электроники средней интеграции. Методы кратко изложены в его книге «Теория дискретных устройств» (Иркутск : ИрГУПС, 2010. – 172 с.).

Следует также отметить разработки аналого-цифровых преобразова-телей СВЧ (Ю.Ф. Мухопад, А.В. Пуртов, В.А. Молодкин) на полосковых линиях. Такие АЦП позволяют кодировать фазу и амплитуду радиосигна-ла. Хотя это были опытные образцы, ставшие основой защиты нескольких кандидатских диссертаций (А.В. Пуртов, А.И. Федченко, В.А. Молодкин,

45

С.Ц. Бальжанов), до сих пор в печати не появились более оригинальные конструкции.

Отметим изобретение № 14 «Устройство нахождения экстремальных путей на графах», полученное совместно с к.т.н. Д.Н. Чимитовым и д.ф.-м.н. В.К. Попковым. Это устройство не цифровое, а аналого-цифровое, на основе него можно строить спецпроцессоры для решения всех основных экс-тремальных задач за n тактов на графах при сложности решения на ЭВМ пропорционально n2 или n3 , где n – число вершин в графе. Это хорошо пока-зано в монографии Ю.Ф. Мухопада и В.К. Попкова «Специализированные вычислительные среды» (Улан-Удэ : Бурятское кн. изд-во, 1982. – 189 с.).

Следует отметить также изобретения № 10 и № 22, ставшие основой производственной системы контроля и диагностики постоянных запоми-нающих устройств с ультрафиолетовым стиранием с объемом памяти до 1 Мб (1978–1985 гг.). Изобретения позволили повысить быстродействие и надежность технологической локальной вычислительной сети на базе микроэлектронных промышленных контроллеров «Электроника». Система была на порядок дешевле американского комплекса на двух сверхбыстро-действующих (к уровню 80-х годов) универсальных ЭВМ, работающих под управлением операционной системы со специализированным алгорит-мическим языком «Тест».

По разработке № 30 Юрий Федорович был приглашен для доклада в Москву в Федеральное Собрание Российской Федерации. Он летел туда на самолете вместе с Президентом Республики Бурятия Л.В. Потаповым. По результатам его блестящего доклада на Аграрном комитете Федераль-ного Собрания России разработки БОНИИАЭМ автоматизированной гид-ропонной технологии выращивания витаминных кормов были признаны оригинальными и перспективными. Специальным решением Аграрного комитета, Республика Бурятия была определена как опытный регион по внедрению технологии во все сибирские, северные и восточные регионы страны. Мы помним, как Юрий Федорович приезжал в г. Иркутск для по-иска специальных ламп для гидропонного выращивания растений. Эти лампы должны были с определенной мощностью и частотой импульсно освещать растения. Разработанная технология позволяла существенно ус-корить их рост. Практическое внедрение этой технологии автоматизиро-ванного выращивания растений осуществлено на Сотниковской (Сотнико-во – поселок рядом с Улан-Удэ) и Улан-Удэнской птицефабриках. Распро-странение технологии осуществить не удалось, так как после революции 1991 года в Бурятии из 11 птицефабрик осталось только две, на одной из которых длительное время эксплуатировалась эта установка. Был расфор-мирован даже так называемый Птицепром Бурятской АССР.

46

Микропрограммный автомат. Патент Российской Федерации

на полезную модель (Мухопад Ю.Ф., Мухопад А.Ю.)

Другие разработки Ю.Ф. Мухопада связаны с автоматизацией техно-логических процессов и робототехникой. По разработанной им теории проектирования аналого-цифровых вычислительных преобразователей информации с микропрограммным управлением получены авторские сви-

47

детельства по различным микропроцессорным системам контроля боль-ших интегральных схем памяти, микропроцессорным системам управле-ния роботами (роторные роботы для строительной и авиационной про-мышленности), автоматизации технологических процессов с низкотемпе-ратурной (~15000 °С) плазмой, обработке сигналов испытаний ракетных двигателей и другим специализированным вычислительным средам.

Большинство авторских свидетельств было внедрено на различных предприятиях. Так, авторские свидетельства «Устройство защиты прибо-ров от перенапряжения» (№ 2109387, 1988 г.), «Устройство для контроля перепрограммируемых блоков памяти» (№ 157/034, БИ № 8, 1990 г.), «Формирователь временных интервалов» (№ 991587, БИ № 3, 1983 г.) вне-дрены в НПО «Восток», НПО «Союз» со значительным экономическим эффектом. В 1994 году Ю.Ф. Мухопад переходит на работу в Иркутский институт инженеров железнодорожного транспорта (с 2002 года преобра-зован в Иркутский государственный университет путей сообщения), где и работает по настоящее время. Здесь основное внимание Ю.Ф. Мухопада направлено на конструирование устройств контроля и диагностики авто-матов управления на базе больших и сверхбольших интегральных схем (микропроцессоры, контроллеры, БИС ПЗУ, ПЛМ, ПЛИС и др.). Результа-ты работ нашли широкое применение на транспорте. В частности, для же-лезнодорожного транспорта был проведен полный реинжениринг систем диспетчерской централизации «Сетунь».

Другое направление связано с разработкой систем автоматизирован-ной диагностики устройств дистанционного контроля температуры букс вагонов и другими системами автоматизации. В этот период Ю.Ф. Мухо-падом с соавторами получено 15 патентов Российской Федерации (патент-ная политика в стране была реформирована, и авторских свидетельств уже не выдавалось):

1. Мухопад Ю.Ф., Антошкин С.Б. Двухступенчатый АЦП с коррек-цией погрешностей. Патент Российской Федерации на полезную модель № 44436, 2005.

2. Мухопад Ю.Ф., Комков А.З. Программная матрица для пневмати-ческих систем управления дискретного действия. Патент Российской Фе-дерации № 62717. Апрель 2007 г.

3. Мухопад Ю.Ф., Комков А.З. Управляющая аппаратура регулиро-вания давления в рабочих цилиндрах вагонных замедлителей. Патент Рос-сийской Федерации № 63307. Май 2007 г.

4. Мухопад Ю.Ф., Мухопад А.Ю., Бадмаева Т.С. Самоконтролируе-мый автомат управления. Патент Российской Федерации № 63588. БИ № 15, 2007.

5. Мухопад Ю.Ф., Комков А.З. Программно-перенастраиваемый пневматический оптимизатор. Положит. решение № 2007133878/22 (037000) о выдаче патента РФ.

48

Устройство криптографической защиты информации 6H04L9/00. Патент Российской Федерации (Мухопад Ю.Ф., Мухопад А.Ю.) 6. Мухопад Ю.Ф., Суржик В.В., Ремизов С.М. Самостабилизирую-

щийся экраноплан. Патент Российской Федерации № 2362693. Заявка № 2007111299 от 27.03.2007; опубл. 10.10.2008 в Бюл. 21.

49

7. Мухопад Ю.Ф., Пашков Н.Н., Комков А.З. Программно-перенастраиваемый пневматический оптимизатор. Патент Российской Фе-дерации на полезную модель № 70380. – БИ № 2. 20.01.20088.

9. Мухопад Ю.Ф., Мухопад А.Ю., Антошкин С.Б. Устройство крип-тографической защиты информации. Патент Российской Федерации на по-лезную модель № 82889. – БИ № 13, 2009.

10. Мухопад Ю.Ф., Мухопад А.Ю. Устройство криптографической защиты информации 6H04L9/00. Патент Российской Федерации на полез-ную модель № 82890. – БИ № 13, 2009.

11. Мухопад Ю.Ф., Мухопад А.Ю. Микропрограммный автомат. Па-тент Российской Федерации на полезную модель № 82888. – БИ № 13, 2009.

12. Мухопад Ю.Ф., Мухопад А.Ю., Агафонов Т.Б. Устройство крип-тографической защиты информации. Патент Российской Федерации на по-лезную модель № 82974. – БИ № 13, 2009.

13. Мухопад Ю.Ф., Суржик В.В. Экраноплан «самолетной» схемы. Патент Российской Федерации № 2368521. Заявка № 2007129448 заявл. 31.07.2007; опубл. 10.02.2009 в Бюл. 27.

14. Мухопад Ю.Ф., Суржик В.В., Величко И.И. Самостабилизирую-щийся экраноплан. Патент Российской Федерации № 2368522. Заявка № 2007129449 заявл. 31.07.2007; опубл. 10.02.2009 в Бюл. 27.

15. Мухопад Ю.Ф., Хомяков Г.К., Патрушев Г.П., Мухопад А.Ю. Медицинский прибор Мультимед. Заявка на полезную модель. 2010.

Последняя предлагаемая полезная модель относится к медицинской аппаратуре и может быть использована для лечения бронхолегочной пато-логии и других заболеваний. Медицинский прибор «Мультимед» состоит из 12 медицинских банок с внутренним вложением в виде электромагнит-ной катушки с сердечником, возбуждаемым генератором сигналов пере-менной частоты, и позволяет оказывать управляемое комплексное воздей-ствие вакуума, электромагнитного и теплового излучения контакта на био-логически активные точки пациента через пульт управления с 21 элемен-том настройки, управления и индикации и управляется микроэлектронным операционным устройством с микропрограммным автоматом.

Новым направлением в изобретательской деятельности Ю.Ф. Мухо-пада стали разработки в области пневмоавтоматики и струйной техники, и здесь он является автором трех патентов. Им была впервые сформулирова-на новая концепция построения объемных пневмосхем, что дает возмож-ность построения высоконадежных пневмоструктур для химической, неф-тяной, металлургической промышленности, транспорта и космической техники, а также открывает перспективу развития пневмонаноавтоматики. Новым является также направление, связанное с синтезом самоконтроли-руемых и информационно-защищенных сложных автоматов для систем ре-ального времени (три типа устройств криптографической защиты инфор-

50

мации с быстродействием, недостижимым во всех известных способах, – три патента).

В последние годы Ю.Ф. Мухопад является научным руководителем разработки средств автоматизации экранопланов, принципиально отли-чающихся безопасным режимом полета со самостабилизацией. Самоста-билизирующиеся экранопланы неизвестны в мировой практике. Россий-ским патентным агентством выданы три патента на три схемы этих лета-тельных аппаратов. В 2009 году Юрий Федорович получил такое значи-тельное изобретение, как микропрограммный автомат (новая структурная организация позволяет снизить объем памяти автомата в тысячи и десятки тысяч раз в зависимости от числа входных переменных).

Дать комментарии к основным изобретениям (даже группируя их по целевой ориентации) невозможно. Следует заметить, что в случае нала-женной системы оплаты авторского права и «ноу-хау» в нашей стране Ю.Ф. Мухопад мог бы быть отнесен к ученым, составляющим основу на-ционального богатства, а сам изобретатель подобно Николе Тесле не был бы озабочен мыслями о поиске средств для внедрения оригинальных идей и конструкций, представляющих национальную (а может быть, и миро-вую) значимость.

Таким образом, профессор Ю.Ф. Мухопад является автором почти шестидесяти изобретений в области электроники, аналого-цифровой и цифровой автоматики и вычислительной техники, внедренных в произ-водство и принесших значительный экономический эффект в масштабах страны.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Мухопад Ю.Ф. Теория дискретных устройств. – Иркутск : ИрГУПС, 2010. – 172 с. 2. Мухопад Ю.Ф. Микроэлектронные системы управления. – Братск : БрГУ, 2009. –

285 с. 3. Мухопад Ю.Ф. Анализ и синтез информационно-управляющих систем реального

времени // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. – Ир-кутск : ИрГУПС, 2011. Спецвыпуск. – С. 197–205.

4. Мухопад Ю.Ф. Адаптивные системы управления реального времени с динамиче-ской структурной организацией / Ю.Ф. Мухопад, Н.Н. Пашков, Д.Ц. Пунсык-Намжилов // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. – 2008. № 4. – С. 24–31.

5. Мухопад Ю.Ф. Ассоциативный автомат децентрализованного адаптивного управ-ления системой автономных вычислительных процессов / Ю.Ф. Мухопад, Н.Н. Пашков, Д.Ц. Пунсык-Намжилов // Современные технологии. Системный ана-лиз. Моделирование. – 2008. – № 4. – С. 163–169.

6. Мухопад Ю.Ф. Ассоциативный автомат адаптивного управления сложными техно-логическими процессами / Н.Н. Пашков, Ю.Ф. Мухопад, Д.Ц. Пунсык-Намжилов // Перспективы развития информационных технологий : сб. м-лов I Всерос. науч.-практ. конф. / под общ. ред. С.С. Чернова. – Новосибирск : ЦРНС – Изд-во СИБ-ПРИНТ, 2008. – С. 62–69.

51

7. Мухопад А.Ю., Мухопад Ю.Ф. Методика синтеза сложных автоматов // Научный вестник НГТУ, 2008. – Вып. 4. – С. 64–67.

8. Суржик В.В., Мухопад Ю.Ф. Системные преимущества самостабилизирующихся экранопланов // Мир транспорта. – 2008. – № 3. – С. 32–37.

9. Суржик В.В., Мухопад Ю.Ф. Перспективы развития транспортных сетей для Евро-Азиатского коридора // Современные технологии, системный анализ, моделирова-ние. – 2008. – № 3(19). – С. 171–173.

52

НЕКОТОРЫЕ РАССУЖДЕНИЯ ОБ ИСКУССТВЕ УПРАВЛЕНИЯ ДИССЕРТАЦИОННЫМ СОВЕТОМ

Директор Института информационных технологий и моделирования Федерального государственного бюджетного образовательного

учреждения высшего профессионального образования «Иркутский государственный университет путей сообщения»,

доктор технических наук, профессор С.И. Носков

Настоящая заметка посвящена пятидесятипятилетию научной дея-

тельности видного российского ученого, доктора технических наук, про-фессора, действительного члена ряда академических сообществ Юрия Фе-доровича Мухопада.

Автор не будет здесь касаться исключительно научных свершений Юрия Федоровича, хотя они весьма и весьма значительны. Достаточно указать только некоторые факты, а именно: он основатель крупной науч-ной школы по решению проблем микроэлектроники, автоматизации про-изводства, транспортных систем, образования; автор более 300 фундамен-тальных публикаций, в том числе восьми монографий; научный руководи-тель десяти докторов и более двадцати кандидатов наук. И так далее, и так далее. Потрясающая научная биография! Выдающийся пример для моло-дых ученых!

Свою цель автор видит в освещении (неполном, конечно) лишь од-ной – но исключительно важной! – стороны многогранной деятельности глубокоуважаемого юбиляра, а именно, связанной с его руководством дис-сертационным советом ИрГУПС.

Сначала несколько необходимых цифр. Совет Д 218.004.01 по защи-те кандидатских и докторских диссертаций по трем научным специально-стям математико-информационно-технической направленности был образ-рван в ИрГУПС в 2001 г. Итог работы Совета за все годы его более чем успешного функционирования не просто впечатляет – потрясает! Защище-но 16 докторских и 78 кандидатских диссертаций! Около десятка уже

53

представлены к защите. Много ли еще в России столь же эффективных Со-ветов? Едва ли. И, разумеется, определяющую роль в этом безусловном достижении сыграла организующая деятельность Юрия Федоровича в ка-честве председателя Совета.

А деятельность эта весьма и весьма многоаспектна. Во-первых, необходимо было сформировать эффективный состав

Совета и управлять (разумеется, совместно с ректоратом) процессом рота-ции его членов – занятие чрезвычайно тонкое и деликатное, требующее за-частую выработки твердой, принципиальной позиции и неукоснительного следования ей.

Во-вторых, подлежал выстраиванию тщательный и четкий механизм экспертизы поступающих в Совет диссертаций с постоянным совершенст-вованием качества функционирования. С этой целью были, в частности, созданы два межкафедральных семинара, наделенных правом представле-ния диссертаций к защите и включающих в свой состав авторитетных уче-ных.

В-третьих (и это особенно важно!), следовало с самого начала дея-тельности Совета заняться формированием традиций проведения его засе-даний и неуклонно их поддерживать и развивать. А вести каждое такое за-седание – величайшее искусство председателя, от которого требуется по-мимо наличия широчайшего научного кругозора и эрудиции проявление исключительных дипломатических качеств. Это все в совокупности позво-ляет вести свободную дискуссию в рамках четко очерченных научных эти-ческих канонов, максимальную объективность в высказываниях членов Совета, принятия, наконец, «единственно верного», взвешенного оконча-тельного решения по той или иной диссертации, выраженного тайным го-лосованием.

В-четвертых, у Юрия Федоровича установились давние тесные связи в российском научном сообществе, он в нем весьма авторитетен и извес-тен, что уже само по себе служит неким фильтром, препятствующим «про-сачиванию» в Совет откровенно слабых работ.

Наконец, в-пятых, этот авторитет Юрия Федоровича, его такт, ком-муникабельность позволяют ему свободно, на любом уровне общаться с сотрудниками ВАКа по самым разным поводам – как очно, так и по те-лефону, решать любые вопросы различного характера и значимости. И все-гда иметь успех!

Автор затронул здесь лишь некоторые, пусть и крайне важные, сто-роны «председательской» деятельности Юрия Федоровича, хотя в дейст-вительности их существенно больше. Но и этого вполне достаточно, чтобы вполне осознанно понять – его опыт, эрудиция, высокие человеческие ка-чества, надежность, верность слову и составляют тот фундамент, который обеспечивает эффективность и жизнеспособность Совета, что, безусловно, во многом определяет успешность нашего Университета в целом.

54

БАЙКАЛЬСКАЯ КОНФЕРЕНЦИЯ – 2003

Доктор технических наук, профессор кафедры электропривода и электрического транспорта

Национального исследовательского Иркутского государственного технического университета

М.П. Дунаев В своем небольшом очерке мне хотелось бы рассказать о первой

встрече со своим будущим научным руководителем Юрием Федоровичем Мухопадом.

Наше знакомство произошло на Байкале, где мы оба были участни-ками научно-технической конференции «Математические и информацион-ные технологии в энергетике, экономике, экологии». Конференция прово-дилась летом 2003 года в живописном месте на острове Ольхон. Палаточ-ный лагерь участников располагался вблизи поселка Хоронцы на самом берегу Байкала. На конференцию съехались ученые не только со всей Рос-сии, но и из США, Израиля и другх стран. Состав участников был весьма разновозрастным: от студенток из Новосибирска до маститых московских профессоров.

Так сложились обстоятельства, что мне вместе с членами оргкомите-та конференции пришлось приехать на три дня раньше и обустраивать па-латочный лагерь. Такая практика называлась «квартирьерством» и помога-ла организованно и без ненужной суеты разместить основной состав уча-стников после их приезда. Помимо хлопот по организации лагеря на меня были возложены обязанности начальника службы безопасности. Дело в том, что руководство конференции небезосновательно опасалось эксцес-сов со стороны местного населения, имевшего традицию бурно праздно-вать свой профессиональный празник – День Рыбака, дата которого попа-дала на период проведения нашего научного мероприятия.

55

Ю.Ф. Мухопаду – 40 лет Описываемые события сыграли важную роль в моей дальнейшей

жизни. Я находился на переломном этапе написания диссертации – имел на руках первую версию работы, но не знал, представляет ли она интерес для кого-нибудь, кроме автора.

Первая моя попытка показать свою научную работу уважаемому мо-сковскому профессору окончилась полным провалом. После нескольких просьб поговорить на интересующую меня тему он смог уделить мне не-сколько минут. Несмотря на то, что диссертацию он не читал, его оценка была достаточно категоричной: «Работа не содержит ничего нового в об-ласти информационных технологий!».

После этих слов я совсем было собрался прекратить свои попытки по ознакомлению «широкой научной общественности» со своей работой. И вот здесь в дело вмешался счастливый случай! Мой научное сообщение на секции было благосклонно и с интересом выслушано ее председателем – Юрием Федоровичем Мухопадом. И я осмелился сделать еще одну попыт-ку – после заседания секции подошел к Юрию Федоровичу и попросил его «посмотреть» мою работу. Меня приятно поразила его благожелательность

56

к просьбе незнакомого человека: Юрий Федорович не только согласился посмотреть диссертацию, но пообещал сделать это за один день!

На следующий день я с волнением ждал встречи с человеком, оценка которого была для меня решающей. Чувствуя мое волнение, Юрий Федо-рович не стал долго обсуждать недостатки моей диссертации, а сказал очень важную для меня вещь: в работе есть рациональное зерно, и после соответствующей доработки у диссертации есть перспективы для защиты. С моей души упал камень: если председатель ученого совета по защите докторских диссертаций считает мою работу перспективной, значит, мож-но и нужно двигаться дальше.

После окончания Байкальской конференции мои встречи с Юрием Федоровичем стали регулярными, особенно после его согласия быть моим научным консультантом. Я поражался его умению быстро схватывать суть любой проблемы, работоспособности и многогранности его знаний. И от своих учеников Юрий Федорович ожидал такой же работоспособности и настойчивости! Имея перед глазами его пример, приходилось соответст-вовать. Если бы мне кто-то еще год назад сказал, что я напишу и опубли-кую за полгода две монографии, я бы не поверил! При работе с Юрием Федоровичем такой результат уже не казался чем-то невозможным. Энер-гии Юрия Федоровича я не перестаю удивляться до сих пор, хотя знаком с ним уже восемь лет. Он легко может собраться и с одним небольшим че-моданчиком-«дипломатом» готов отправиться в дальнюю поездку.

Юрий Федорович обладает редкой способностью не только увидеть скрытые возможности человека, но и направить его так, чтобы человек мог широко раскрыться и достичь важного результата в своем деле («получить сухой остаток»).

Еще не могу не отметить юношеской свежести мышления Юрия Фе-доровича. Он легко может «воспарить» над, казалось бы, неразрешимой научной проблемой и найти ее решение в совершенно неожиданной плос-кости. Я думаю, что каждый из его учеников может это подтвердить.

В заключение своего небольшого очерка хочу отметить научную и житейскую мудрость этого необыкновенного человека. Сколько раз Юрий Федорович своим советом или рассказом сумел внушить уверен-ность в своих силах и бодрость духа в тяжелых жизненных обстоятельст-вах! И я очень благодарен судьбе, что в далеком уже 2003 году она свела меня с моим Учителем – Юрием Федоровичем Мухопадом.

57

НЕСКОЛЬКО СЛОВ О ЮРИИ ФЕДОРОВИЧЕ МУХОПАДЕ

Доктор технических наук, профессор кафедры

«Оборудование и автоматизация машиностроения» института «Авиамашиностроение и транспорт»

Национального исследовательского Иркутского государственного технического университета

В.В. Суржик

Первая моя встреча с Юрием Федоровичем Мухопадом произошла осенью 2005 г. на юбилее ИДСТУ СО РАН (Института динамики систем и теории управления Сибирского отделения Российской академии наук). После пятиминутного разговора он пригласил меня на свою кафедру «Управление техническими системами» в ИрГУПС. Дальнейшие беседы с Юрием Федоровичем привели к тому, что я перешел на работу к нему на кафедру и через пять лет успешно защитил докторскую диссертацию.

Главное, что меня поразило в разговорах с Юрием Федоровичем, – это то, что он мгновенно проникал в самую глубину обсуждаемой пробле-мы. Эту способность я неоднократно наблюдал при его беседах с совер-шенно незнакомыми ему людьми. Человек мог прийти к нему без протек-ции, и он всегда очень внимательно его выслушивал и давал мудрые сове-ты. Эта одна из его уникальных способностей, притягивающая к нему лю-дей, и объясняет большое количество успешно защищаемых в руководи-мом им диссертационном совете кандидатских и докторских диссертаций.

Ю.Ф. Мухопад в кругу докторов наук из Киева, Санкт-Петербурга и Барнаула на Всероссийской конференции (1993 год, Байкал, т/б Култушная)

58

УЧЁНЫЙ, УМЕЮЩИЙ ЗАЖИГАТЬ ДРУГИХ

Доктор технических наук, профессор Национального исследовательского

Иркутского государственного технического университета Л.С. Сергиенко

Первый раз я увидела Юрия Фёдоровича относительно недавно –

примерно лет семь назад. Он вежливо протянул мне руку через рабочий стол в своём уютном кабинете, приветливо поздоровался. С густыми кус-тистыми бровями, с открытой доброжелательной улыбкой, в синем костю-ме с генеральскими погонами он был великолепен…

С тех пор мы с ним стали часто встречаться: он внимательно ознако-мился с моими научными опусами и согласился помогать мне в работе над докторской диссертацией, которая тогда называлась «Алго-ритмизация и моделирование динамических процессов в неоднородных нелинейных средах физико-технических систем».

За два года творческого отпуска (так называлась моя работа в каче-стве старшего научного сотрудника в Иркутском государственном техни-ческом университете) я сделала первый вариант, точнее сказать, наброски моей будущей диссертации. Показав её на кафедре математического ана-лиза в Иркутском государственном университете, я получила резкую отри-цательную критику. Это теперь я понимаю, что это обычное дело, когда учёные-теоретики разбирают материалы, связанные с техническими дос-тижениями, а тогда было обидно. С их абстрактной точки зрения пред-ставляется, что всё логически просто и очевидно, тогда как на самом деле возникают серьёзные практические трудности. Например, в использован-ном в моей работе уравнении диффузии азота в сталь только с единицами измерения пришлось с «узкими» специалистами по газовой сварке разби-раться около трёх месяцев. Ведь температура в плазменной струе может достигать нескольких тысяч градусов, тогда как легирование металла азо-том происходит всего лишь на глубину в несколько десятых, а то и тысяч-ных долей миллиметра (в зависимости от марки стали). При математиче-

59

ском моделировании процесса ЭВМ в некоторых расчётах просто может заменить эту величину нулём. Только глубокие профессиональные знания помогли решить задачу «обезразмеривания» используемых величин с по-мощью введения специальных компенсирующих множителей.

Юрий Фёдорович практически сразу оценил мои проблемы и реко-мендовал изучить специальную литературу по возникшим вопросам. При-мерно через год-полтора упорного труда под его руководством был напи-сан новый вариант докторской диссертации под названием «Математиче-ское моделирование физико-технических систем с меняющейся структу-рой». Через некоторое время, точнее в 2006 году, состоялась успешная за-щита представленной мной работы на учёном совете Иркутского государ-ственного университета путей сообщения при уже доброжелательной под-держке моих прежних строгих рецензентов.

Однако всё не так гладко пошло, как хотелось бы, – по неизвестной причине меня вызвали в Федеральное бюро по надзору за защитами кан-дидатских и докторских диссертаций на заседание комиссии, которая должна рассматривать мою работу. С собой рекомендовали привезти кан-дидатскую диссертацию. Я была в полной растерянности… И опять мне оказал мощнейшую поддержку Юрий Фёдорович – он поехал со мной в Москву!

После собеседования комиссия единогласно присудила мне учёную степень доктора технических наук по специальности 05.13.18 – Математи-ческое моделирование, численные методы и комплексы программ.

Так Юрий Фёдорович Мухопад во второй раз помог мне при защите докторской диссертации. Да что там защита – он просто помог мне выжить в то трудное время! По сути он дал мне новую жизнь, существование на другом, действительно научном уровне.

После защиты докторской диссертации при поддержке Юрия Фёдо-ровича, руководствуясь его примером, мне удалось достигнуть научных результатов, наиболее значимыми из которых являются:

♦ написала 18 научных статей и 5 учебно-методических пособий и указаний;

♦ 2006 г. – выпустила научную монографию «Математическое моделирование физико-технических процессов» для научных сотрудников, аспирантов и студентов втузов;

♦ 2006 г. – за успехи в развитии отечественной науки награж- дена медалью имени В.И. Вернадского;

♦ 2007 г. – присвоено почётное звание «Заслуженный деятель науки и образования»;

♦ 2008 г. – присвоено учёное звание члена-корреспондента Российской академии естествознания;

♦ 2009 г. – награждена Почётной грамотой Министерства образования и науки РФ;

60

♦ 2009 г. – Федеральной службой по надзору в сфере образования и науки присвоено учёное звание профессора по кафедре математики;

♦ 2009 г. – присвоено почётное звание «Ветеран труда»; ♦ 2010 г. – биографические сведения включены в т. 6 энциклопе- дии «Учёные России». Никакие слова не могут выразить то огромное чувство благодарно-

сти, которое я испытываю к Юрию Фёдоровичу и его супруге – Татьяне Содномовне, которая действительно достойно помогает своему мужу и в семье, и по работе. Побольше бы таких благородных людей – и вся жизнь на Земле стала бы намного светлее и радостней!

Многоуважаемому Юрию Фёдоровичу от бесконечно благодарной ученицы

Сергиенко Людмилы

Всевышний цель ему поставил чётко: Судьбой предсказано всегда дерзать, Не тратить время на сомнения. Искать, творить и побеждать – вот цель его рождения! Науки жрец, он чужд стремления к богатству, к власти, к умиротворению. Всё время в деле, в поиске, в надежде он строит вновь, терзается как прежде… Он полон планов, мыслей и терпения преодолеть ошибки, трудности, сомнения, оттачивать идей нахлынувших течение, оставить след от своего творения на вечном полотне научного мировоззрения.

03.11.2009.

61

Список научных и учебно-методических работ д.т.н., профессора Юрия Фёдоровича Мухопада

№ п/п

Наименование работы, её вид Выходные данные Объем

в стр. Соавторы

1 2 4 5 6 а) Научные работы

1

Представление струк-туры вычислительного устройства с фиксиро-ванным алгоритмом (труды конференции)

Л. : ЛДНТП, 1969. Сб. Проблемы кибернетики 1

2

Один из способов фор-мальной записи алго-ритма преобразования информации (статья)

Л. : Энергия. Сб. Вычис-лительная техника, 1970. № 1

3

3 Автоматические моде-ли вычислительных устройств (статья)

Л. : Энергия, вып. 2, 1971. Сб. Вычислитель-ная техника

9

4

Методика структурного проектирования вычис-лительных устройств (статья)

Новосибирск. Сб. Вы-числительные системы. Вып. 46. СО АН СССР, 1971

4

5

Использование систе-мы геометрических ко-дов в ПЗУ (статья)

Изв. вузов СССР: При-боростроение, 1971. Т. 14, № 6

2 / 0,8

Смолов В.Б., Чекмарев Ю.Д.

6

Методика структурного проектирования вычис-лительного устройств (статья)

Вычислительное систе-мы. Вып. 46. СО АН СССР. Новосибирск, 1971

6

7 Методика структурного проектирования СВУ (статья)

Л. : Энергия. Сб. Вычис-лительная техника. 1972. Вып. 2

5

8

Некоторые вопросы проектирования много-программных СЦВМ (статья)

Л. : Изв., ЛЭТИ, 1972. Вып. 102 3 / 2

Смолов В.Б., Барашен-ков В.В.

9

Математические моде-ли для специализиро-ванных вычислитель-ных устройств и машин (труды конференции)

Новосибирск : Электро-связь. НДНТП. 1972 4

10

Формализация задачи оптимальной декомпо-зиции алгоритма (труды конференции)

Сб. Использование авто-матических систем обра-ботки НТИ в области ра-диоэлектроники. Яро-славль, ЯДНТП, 1972

2 / 1 Гордиенко И.И.

62

1 2 4 5 6

11 Синтез мостовых ФП (статья) Пенза : Вычислительная

техника, 1973. Вып. 1, 2 3 / 1 Смолов В.Б., Молодкин В.А.

12 Формальное описание аналого-цифровых сис-тем (тезисы)

Новосибирск : НДНТП, 1974. Сб. Автоматизация управления

2

13

Задачи проектирования специализированных вычислительных уст-ройств

Тр. ЛГУ, 1974. Вып. 1. Сб. Проектирование ЦВМ

5 / 4 Смолов В.Б.

14

Структурное проекти-рование мостовых вы-числений с электроди-намическим принципом действия

Киев : Наукова думка, Электроника и модели-рование, 1974. Вып. 3

3 / 1,5

Смолов В.Б., Молодкин В. А.

15

Дискретно-управляе-мые элементы комби-нированных вычисли-телей СВЧ диапазона (статья)

Изв. ЛЭТИ, 1974. Вып. 1 8 / 3

Молодкин В.А., Смолов В.Б.

16

О выборе формы носи-теля информации для радиочастотных и ква-зиоптических вычисли-телей (статья)

Тр. учеб. связи. Вып. 72. Л., 1974 3 / 1,5 Молодкин

В.А.

17

Элементы и устройства аналого-цифровой тех-ники радиочастот-ного и квазиоптического диапа-зона длин волн (труды конференции)

Киев : мат-лы Всесоюзн. семинара Гибридные вычислительные маши-ны и комплексы, 1974

2 / 0,8

Молодкин В.А., Федченко А.И.

18 Волоконные логиче-ские элементы (труды конференции)

Новосибирск : НДНТП. Сб. Автоматизация управления, 1974

2 / 1 Молодкин В.А., Фед-ченко А.И.

19 Универсальные квазиа-налоговые среды Киев, 1974 2 / 1 Попков

В.К.

20

Анализ и синтез струк-турных схем вычисли-телей по автоматным моделям

Труды конгресса IFАС Рига, 1974. Т. 5. Сб. Дис-кретные системы. С. 195–203

9

21

Мостовые дискретные сумматоры (статья)

Новосибирск : Тр. НЭ-ТИ. Сб. Элементы и сис-темы автоматики, 1975. Вып. 2

3 / 1,5

Федченко А.И., Молодкин В.А.

22 Оптоэлектронные вы-числительные устрой-ства (статья)

Киев : Электроника и моделирование, 1975. Вып. 11

8 / 3 Смолов В.Б., Моло-дкин В.А.

63

1 2 4 5 6

23

Проектирование ма-шинных каналов связи для сверхбыстро-действующих спец. вы-числительных машин и комплексов

Тр. учебных ин-тов свя-зи, 1975. № 72 2 / 1 Молодкин

В.А.

24

Реализация математи-ческих зависимостей и логических функций многоплечными мосто-выми

Киев : Наукова думка, 1975 3 / 1

Молодкин В.А., Смолов В.Б.

25 Об одном методе по-вышения однородности ПЗУ

Рига. Сб. Автоматика и вычислительная техника, 1975. № 5

3 / 1 Федченко А.И., Поп-ков В.К.

26

Автоматическая опти-мизация энергетиче-ских характеристик мостовых СВЧ-плазмотронов (статья)

Изв. СО АН СССР, 1975. Вып 3. № 13. Секц. техн. наук

3 / 1

Молодкин В.А., Федченко А.И., Марусин В.В.

27

Однородная аналого-цифровая среда на мат-рицах двухноминаль-ных резисторов (статья)

Однородные вычисли-тельные системы и сре-ды, ч. 2, 1975

3 / 1 Молодкин В.А.

28

Однородная аналого-цифровая среда на мат-рицах двухноми-нальных резисторов

Однородные вычисли-тельные системы и сре-ды. 1975. Ч. 2


29

Оценка качества ФП по неравенству Чебышева. Элементы и системы автоматики (статья)

Новосибирск : НЭТИ. Вып. 2, 1976 4 / 1,5

Молодкин В. А., Федченко А.И.

30

Следящие аналого-цифровые преобразова-тели на основе реверсив-ных счетчиков (статья)

Радиотехника, 1976. № 31, № 8 2 / 1 Молодкин

В.А.

31

Цифро-аналоговые матричные вычисли-тельные устройства (статья)

Изв. вузов. Электроме-ханика, 1976. Вып. 6 3 / 1

Смолов В.Б., Молодкин В.А.

32

Проектирование анало-го-цифровых вычисли-телей с мостовым принципом действия (статья)

Рязань, Специализиро-ванные и комбинирован-ные вычислительные устройства, 1976. Вып. З

6 / 3


64

1 2 4 5 6

33

Исследование туннель-ных диодов для по-строения элементов вычислительной техни-ки с мостовым принци-пом действия (статья)

Пенза. Сб. Вычисли-тельная техника, 1976. Вып. 5

5 / 2 Молодкин В.А., Фед-ченко А.И.

34

Алгоритм автоматиче-ского анализа длинных линий с дискретными неоднородностями (труды конференции)

Современные методы и аппаратура для измере-ния характеристик це-пей. Тр. Всесоюзн. науч-но-технического сове-щания, Москва, 1976

1 / 0,5

Пуртов А.В., Чиркова А.П.

35

Об одной универсаль-ной цифро-аналоговой среде (труды конфе-ренции)

М-лы Всесоюзн. конф. по однородным вычис-лительным системам и средам, Киев, 1976. Ч. 1

2 / 1 Попков В.К.

36

Синтез оптимальных фильтров с минималь-ным динамическим за-паздыванием (труды конференции)

Кн. М-лы Всесоюзн. се-минара. Оптимизация технических систем, Но-восибирск, 1976

3 / 2 Кучина Е.М.

37

Цифро-аналоговые матричные вычисли-тельные устройства (статья)

Изв. вузов. Электроме-ханика. Вып. 6. 1976 4 / 1


38

Об одной универсаль-ной среде цифро-аналоговой среде (тези-сы)

Материалы Всесоюзн. конф. Однородные вы-числительные системы и среды. Киев, 1976. Ч. 1

2 / 1 Попков В.К.

39

Таблично-алгоритмические функ-циональные преобразо-ватели (статья)

Сб. Автоматика и вы-числительная техника, Рига, 1977. № 5

3 / 2 Гарднер В.М.

40 Критерии оценки инте-гральных схем связи (статья)

Электросвязь, 1977, № 5 2 / 1 Молодкин В.А.

41

Мостовые и аналоговые и цифро-аналоговые преобразователи СВЧ- диапазона (статья)

Пенза : Вычислительная техника, ППИ, 1977. Вып. 1

5 / 3


42

Использование прин-ципов и элементов СВЧ-техники для по-строения быстродейст-вующих АЦП (статья)

Автометрия, 1978. № 11 7 / 4 Пуртов А.В.

43 Быстродействующий фазовый компоратор СВЧ диапазона (статья)

Приборы и техника экс-перимента, 1978. № 1 1 / 0,5 Пуртов

А.В.

65

1 2 4 5 6

44

Функциональные пре-образователи с ограни-ченным числом храни-мых констант

Сб. Управляющие сис-темы и машины, 1978. № 5

2 / 1 Лукашенко В.М.

45

Однородное ПЗУ для специализированных СВЧ-вычислителей (статья)

Сб. Устройства и систе-мы автоматизирования обработки информации, Пенза : ППИ, 1978

3 / 1


46 Система опознавания образов (труды конфе-ренции)

НДНТП, секц. Радио-электроника, 1978, ДСП 2 / 1

Канакин В.А., Мали-нин В.В.

47 Точностные характери-стики контура управле-ния системы (статья)

М. : Боеприпасы № 10, 1978. Спецпубликация 5 / 2 Кучина

Е.М.

48

Оптимизация техноло-гического цикла (ста-тья)

Иркутск : ИГУ, 1979. Сб. Биохимические процес-сы в пищевом производ-стве

9 / 6 Борисов-ский М.А.

49 Пневматические мосто-вые вычислители (ста-тья)

Иркутск : ИГУ, 1979. Сб. Биохимические процессы в пищевом производстве

10 / 5 Сажин Б.В.

50

Микропроцессорная система с перестраи-ваемой структурой для контроля БИС памяти

Тр. международ. кон-гресса IMECO, М., 1979 2 / 1 Скосыр-

ский Г.С.

51 Аналого-цифровые вы-числители (статья)

Иркутск : ИГУ,1979. Сб. Биохимические процессы в пищевом производстве


52

Пневматические ана-лого-цифровые вычис-лительные устройства для обработки инфор-мации о биохими-ческих процессах

Биохимические и техно-логические процессы в пищевой промышленно-сти. Иркутск : Изд-во ИГУ, 1979. – 152 с.


53

Проектирование спе-циализированных мик-ропроцессорных вы-числителей (статья)

Новосибирск : Наука, 1981 160

54

Принцип построения микроэлектронных сис-тем управления робота-ми-манипуляторами

ИГУ, ДР1611, 1981 4 / 2 Слепнев В.В.

55

Принцип построения микроэлектронной сис-темы управления робо-том-манипулятором

М-во приборостроения средств автоматизации и систем управления. – М., 1982. – 124 с. – Деп. в ВИНИТИ, 1982. – № 1611–IБ. – № 1

4 / 2 Слепнев В.В.

66

1 2 4 5 6

56

Принцип построения микроэлектронной сис-темы управления робо-том-манипулятором

М-во приборостроения средств автоматизации и систем управления. – М., 1982. – С. 58–65. – Деп. в ВИНИТИ, № 9

8

57

Графовые модели в за-дачах проектирования вычислительных пре-образователей инфор-мации кибернетических систем (деп. рукопись)

Улан-Удэ : ВСТИ, 1982. Сб. Методы и програм-мы решения оптимиза-ционных задач на графах и сетях, ДР4577, с. 58–65

8

58

Функционально-спектральный метод тестирования специа-лизированных вычис-лителей

Иркутск : ИГУ, Сб. Ав-томатизация производст-венных процессов и управления, ДР1611, 1982

4 / 2 Березков Л.О.

59

Микрооптоволоконные преобразователи ин-формации на основе фотодиодной матрицы

Электронное моделиро-вание, 1982. № 3 5 / 3 Смолов

В.Б.

60

Гибридная вычисли-тельная среда для ре-шения экстремальных задач на графах (статья)

Сб. Методы и програм-мы решения оптимиза-ционных задач на графах и сетях, Новосибирск, СО АН СССР, 1982. Ч. 1

3 / 1

Попков В.К., Чимитов Д.Н.

61

Предварительное опи-сание изображения (статья)

Сб. Проектирование специализированных вычислителей и систем управления, Иркутск, 1983

3 / 1

Скосыр-ская Л.Г., Данилюк Ю.С.

62

Вопросы проектирова-ния вычислительных систем и управляющих систем (статья)

Новосибирск, Наука, 1984. Сб. Методологиче-ские проблемы научного исследования

17

63

Коммутаторы вычисли-тельных систем (ста-тья)

Сб. Микропроцессорные системы управления ро-ботами. – Иркутск : ИГУ, 1984. С. 54–61

8 / 3 Бадмаева Т.С.

64

Адаптивное представ-ление информации в системе быстро проте-кающих процессов

Сб. Микропроцессорные системы, Челябинск: ЧДНТП, 1984

1 / 0,5 Извеков Я.О.

65

Ввод обобщенной ин-формации в микропро-цессорные системы (труды конференции)

Сб. Микропроцессорные системы управления и контроля, Пенза : ПДНТП, 1984

2 / 1 Логинская Л.Г.

67

1 2 4 5 6

66

Иерархическое резер-вирование микропро-цессорных систем (ста-тья)

Новосибирск : НЭТИ. Сб. Методы и средства автоматизации сбора и обработки эксперимен-тальных данных, 1984

3 / 1,5 Индосов В.Н.

67

Вычислительная систе-ма управления цилои-дальными роботами (тезисы)

Тр. семинара «Распреде-ленная обработка ин-формации», Новоси-бирск, 1984

9 / 5 Слепнев В.В.

68

Микропроцессорные системы контроля больших интегральных схем ПЗУ (статья)

Иркут. гос. ун-т им. Жда-нова, Вост.-Сиб. технол. ин-т. – Иркутск : Улан-Удэ, 1984. – 108 с.

108 / 36

Березков Л.О., Ско-сырский Г.С., Ми-наев В.И.

69

Алгоритм сглаживания по методу последова-тельных приближений (статья)

Сб. Проектирование специализированных вычислителей и систем управления, Иркутск : ИГУ, 1984

3 / 1

Кучина Е.М., Пеньков-ская Т.Н.

70

Обработка информации датчиков изображения (статья)

Сб. Микропроцессорные системы управления ро-ботами. – Иркутск : ИГУ, 1984. С. 93–101


71

Однородные запоми-нающие устройства СВЧ диапазона (труды конференции)

М-лы IV Всесо-юзн. конференции «Однород-ные вычислительные системы и среды», Киев : Наукова думка, 1985. Т. 3

2 / 0,8


72

Параметрическая оп-тимизация ПЗУ с гео-метрическими кодами (статья)

Изв. вузов, Приборо-строение, 1985. Вып. 5 2 / 1

Чекмарев Ю.Д., Смолов В.Б.

73

Один из методов алго-ритмического разложе-ния сложных операто-ров (статья)

ЛЭТИ, 1986 8

74

Микропроцессорные системы с вычисли-тельными преобразова-телями информации (труды конференции)

Комсомольск-на-Амуре, КПИ, 1986. Сб. Совер-шенствование электро-оборудования и средств автоматизации техноло-гических процессов про-мышленных предприятий

1

75

Системный подход к проектированию рас-пределенных микро-процессорных уст-ройств обработки сиг-налов (статья)

Сем. «Распределенная обработка информации», Новосибирск : IMACS, 1987

1 / 0,5 Рудков-ский В.П.

68

1 2 4 5 6

76

Роторные работы с микропроцессорным управлением (труды конференции)

Семинар «Математиче-ское и машинное моде-лирование», Горький : IMACS, 1987

2 / 0,5

Слепнев В.В. Никифоров С.О., Белоко-лодов Н.М.

77

Комбинационный пре-образователь информа-ции микропроцессор-ных систем обработки сигналов

Тр. семинара IMACS «Распределенная обра-ботка информации». Но-восибирск, 1987

2 / 1 Рудков-ский В.П.

78

Контроль достовернос-ти функционирования вычислительных сис-тем (труды конф.)

Тр. семинара «Распреде-ленная обработка ин-формации», Новоси-бирск. 1987

5

79

Микроэлектронные преобразователи ин-формации с мостовой структурной организа-цией (тезисы)

Варна : НРБ, Сб. Микро-электронные устройства и оптическая связь, 1988

3

80

Статистический конт-роль качества изделий технологического про-цесса (статья)

Новосибирск : НЭТИ. Сб. Статистический ана-лиз и обработка экспе-риментальных данных, 1988

3 / 1,5 Кучина Е.М.

81

Системный анализ по-стоянных запоминаю-щих устройств (статья)

Сб. Микропроцессорные системы контроля и управления технологи-ческими процессами, Улан-Удэ, 1989

3 / 2

Скосыр-ский Г.С., Чекмарев Ю.Д.

82

Система моделирова-ния логических систем (труды конференции)

Улан-Удэ : ВСТИ. Сб. Методы и программы ре-шения оптимизационных задач на графах и сетях, 1989

16 / 6

Савоськин С.И., Руд-ковский В.П.

83

Устройство управления с логическими матри-цами для специализи-рованных цифровых машин

Производственно-технический бюллетень Министерства оборон-ной промышленности, М., 1989. № 11

4

84

Программная матрица для пневматических систем управления дискретного действия

Улан-Удэ : ВСТИ, 1989 1 / 0,5 Бовкун А.Ф.

85

Определение центра изображения на коор-динатной фотоматрице (труды конференции)

Барнаул, 1989. Сб. Коор-динатно-чувствительные фотоприемники и опти-ко-электронные устрой-ства на их основе. Ч. 1

1 / 0,5 Бадмаева Т.С.

69

1 2 4 5 6

86

Интеллектуальный ввод информации с оп-тоэлектронных фото-матриц в МС

Барнаул, 1989. Ч. 1 1 / 0,5 Логинская Л.Г.

87

Графовые модели в за-дачах проектирования вычислительных пре-образователей инфор-мации кибернетических систем

Улан-Удэ : ВСТИ, 1989. Сб. Методы и програм-мы решения оптимиза-ционных задач на графах и сетях

3

88

Формализация описа-ния алгоритмов вычис-лительных преобразо-вателей информации (статья)

Улан-Удэ. Сб. Микро-процессорные системы контроля и управления технологическими про-цессами, 1989

4

89

Статистический анализ технологического про-цесса (статья)

Улан-Удэ. Сб. Микро-процессорные системы контроля и управления технологическими про-цессами, 1989

3 / 1 Кучина Е.М.

90

Система моделирова-ния логических схем (труды конференции)

Методы и прогр. реше-ния оптимизационных задач на графах и сетях. Улан-Удэ : ВСТИ, 1989

3 / 1

Федченко А.И., Молодкин В.А.

91

Методы проектиро-вания и реализации бы-стродействующих пре-образователей инфор-мации (статья)

Сб. Асимптотические методы в теории систем, Иркутск : СО АН СССР, 1990. С. 162–179

17

92 Системный анализ Машины Тьюринга (статья)

Сб. Микропроцессорные системы, Новосибирск : ОНЭТИ, 1990

3

93 Многоразрядные вер-тикальные сумматоры (статья)

Новосибирск : НЭТИ. Сб. Микропроцессорные системы, 1990

3 / 1,5 Рудков-ский В.П.

94

Управление плазмохи-мическими процессами с использованием не-четких оценок инфор-мации (труды конфе-ренции)

Сб. Современные про-блемы жидкости и газа. V Всесоюзный семинар. Иркутск, 1990

2 / 1 Логинская Л.Г.

95

Системный подход к анализу и проектирова-нию средств автомати-зации производствен-ных процессов (статья)

Иркутск, Тр. СО АН СССР, 1990 5

70

1 2 4 5 6

96

Методы и средства по-вышения быстродейст-вия вычислительных преобразователей ин-формации (статья)

Тр. СО АН СССР, Ир-кутск, 1990 6

97

Многоразрядный вер-тикальный сумматор (статья)

Локальные вычислитель-ные сети и распределен-ная обработка данных. Новосибирск : НЭТИ, 1991


98

Системная модель мик-ропроцессорных уст-ройств (статья)


9

99

Многоразрядный вер-тикальный сумматор (статья)



100 Системная модель МПС (статья)

Новосибирск : НЭТИ, 1991 8

101 Системный анализ ПЗУ (статья)

Сб. Микропроцессорная система управления. Улан-Удэ, 1992

7 / 4 Скосырский Г.С., Чекма-рев Ю.Д.

102 Статистический конт-роль качества изделий на поточной линии

Улан Удэ : ВСТИ, 1992 2 / 1 Кучина Е.М.

103

Автоматная интерпре-тация устройств кон-троля микропроцессор-ных систем (материалы конференции, статья)

Микропроцессорные системы контроля и управления: материалы Сиб. науч.-техн. конф. 10–11 сент. 1992 г. Ново-сибирск, 1992

9 / 5 Сербулен-ко Л.М.

104

Программируемые мат-рицы для пневматичес-ких систем управления дискретного действия

Микропроцессорные системы контроля и управления. Новоси-бирск, 1992.

3 / 1,5 Бовкун А.Ф.

105

Системные модели ин-теллектуальных датчи-ков информации (труды конференции)

Тр. межд. конф. Измере-ние электрических и не-электрических величин, Барнаул, 1992

2

106

Системные модели ин-теллектуальных датчи-ков информации (труды конференции)

Тр. Межд. конф. Изме-рение электр. и неэлектр. величин, Барнаул. 1992

2

107 Проектирование систе-мы управления лета-тельными аппаратами

Тр. междунар. конф. Эк-ранопланы, Иркутск, 1993

3

71

1 2 4 5 6

108 Formal transformation on the system model. Ком-пьютерная алгебра

1993. Nova Science Pub-lisheers, Inc, New York 9

109

Метод контроля желез-нодорожной автомати-ки (труды конферен-ции)

Сб. Микроэлектронные системы контроля и управления на ж/д транспорте. Иркутск : ИрИИТ. Вып. 1. 1995

7

110

Методика сравнитель-ной оценки вычисли-тельных преобразова-телей информации (статья)


7

111

Управление циклои-дальными роботами-манипуляторами (ста-тья)

Сб. Микроэлектронные системы контроля и управления на ж/д транс-порте. Иркутск : ИрИИТ. Вып. 1. 1995

4 / 2 Никифоров С.О.

112

Устройство для конт-роля функционирова-ния микропроцессор-ной системы (статья)

Сб. Транспортные сред-ства Восточной Сибири. Иркутск : ИрИИТ. Вып. 4. 1995


113

Машинное орнаменти-рование: технология, средства и компьютер-ная графика

Сб. Транспортные сред-ства Восточной Сибири. Иркутск : ИрИИТ. Вып. 4. 1995

3 / 1

Кочева Т.В., Никифоров С.О.

114

Контроль функциони-рования железнодорож-ной автоматики

Актуальные проблемы ж/д транспорта Вост. Сибири. Иркутск : ИрИИТ. 1995

3

115

Помехозащищенность бортового вычисли-тельного преобразова-теля информации элек-троподвижного состава

Сб. Транспортные про-блемы Сибирского ре-гиона. Иркутск : ИрИИТ. Вып. 3. 1995. С. 65–72


116

Формирование техно-логического процесса с быстродействующими циклоидальными мани-пуляторами при произ-водстве деталей ж.-д. автоматики

Актуальные проблемы ж.-д. транспорта Восточ-ной Сибири. Иркутск : ИрИИТ. Вып. 3. 1995. С. 73–79

7 / 1

Никифоров С.О., Мархадаев Б.Е., Слепнев В.В.

117

Формирование техно-логических процессов с быстродействующими циклоидальными мани-пуляторами

Сб. Актуальные пробле-мы ж/д транспорта Вос-точной Сибири. Вып. 3. Иркутск : ИрИИТ. 1995

8 / 2

Никифоров С.О., Мархадаев Б.Е.

72

1 2 4 5 6

118

Информационные оцен-ки и коррекция па-раметров циклоидаль-ных роботов в системе автоматизации произ-водственных процессов

Транспортные проблемы Восточной Сибири. Тез. докл. науч.-практ. конф. Транспортные проблемы Восточной Сибири. 1995. С. 99–101

3 / 0,5

Никифоров С.О., Мархадаев Б.Е., Слепнев В.В.

119

Помехозащищенность бортового вычисли-тельного преобразова-теля информации под-вижного состава

Актуальные проблемы ж.-д. транспорта Восточ-ной Сибири. Иркутск : 1995. Вып. 3. С. 65–73


120

Помехозащищенность бортового вычисли-тельного комплекса (статья)

Сб. Актуальные пробле-мы ж/д транспорта Вос-точной Сибири. Вып. 3. Иркутск : ИрИИТ. 1995


121

Проектирование авто-матов для управления параллельными про-цессами (статья)


5

122

Перепрограммируемые матрицы для пневмати-ческих систем программ-ного управления (статья)

Микроэлектронные систе-мы контроля и управления на ж.-д. транспорте. Вып. 2. 1996. С. 45–52

8 / 4 Бовкун А.Ф.

123

Статистическая обра-ботка данных о неста-ционарных процессах (статья)

Сб. науч. трудов Асим-птотические методы в задачах проектирования летательных аппаратов. Иркутск : ИрГТУ, 1996

3 / 1,5 Мухопад А.Ю.

124

Спецпроцессор функ-ционального контроля БИС ПЗУ (статья)

Автоматизированные системы контроля и управления на транспор-те. Иркутск : ИрИИТ. 1997. Вып. 3. С. 3–9

7 / 5 Скосыр-ский Г.С.

125

Роботы-тренажеры для психической подготов-ки спецперсонала (ста-тья)

Автоматизированные системы контроля и управления на транспор-те. Иркутск : ИрИИТ, 1997. Вып. 3.

4 / 1

Никифоров С.О., Рабданова Н.М.

126

Визуализация динами-ческих процессов в системах ж.-д. автома-тики и связи

Междунар. науч.-практ. конф. Информ. техноло-гии на ж.-д. трансп / Междунар. науч.-практ. конф. Хабаровск, 1998

3 / 1

Шехин В.А., Бадмаева Т.С.

127

Формирование и орга-низация информацион-ной системы на ВСЖД (статья)

Автоматизированные системы контроля и управления на транспор-те. Иркутск : ИрИИТ, 1998. Вып. 4. С. 78–91

14 / 6 Кирпичев Д.А.

73

1 2 4 5 6

128

Защита систем автома-тики от перенапряже-ния (труды конферен-ции)

Трансп. пробл. Восточ-ной Сибири. Тез. докл. науч.-практ. конф. Ир-кутск, 1998. С. 23–24

2 / 1 Соболев В.Е.

129

Контроль и диагности-ка передачи дискрет-ных сообщений (труды конференции)

Ж.-д. транспорт Сибири: пробл. и перспективы. Материалы межвуз. на-уч.-практ. конф. Омск, 1998


130

Методологический под-ход к проектированию микроэлектронных спецпроцессоров

Автоматизированные системы контроля и упр. на трансп. Вып. 4. С. 4. Иркутск : ИрИИТ, 1998

1

131

Модифицированный геометрический код при функциональном контроле автоматов (статья)

Автоматизированные системы контроля и упр. на трансп. Вып. 4. Ир-кутск : ИрИИТ, 1998. С. 122–125

4

132

Многофункциональное запоминающее устрой-ство (статья)

Сб. Транспортные про-блемы Сибирского ре-гиона. Иркутск, 1999. С. 124–130

7

133

Организация обучения персонала в учебных центрах ВСЖД (труды конференции)

Междунар. науч.-практ. конф. информ. техноло-гии на ж.-д. трансп. Ха-баровск, 1998

5 / 1

Петров Ю.И., Степанов А.П., Шехин В.А.

134

Контроль и диагности-ка дискретных сообще-ний (статья)

Сб. Железнодорожный транспорт Сибири: про-блемы и перспективы. Омск : ОАПС, 1999


135

Контроль электричес-ких параметров анало-го-цифровых схем ав-томатики (статья)

Сб. Автоматизированные системы контроля и управления на трнаспорте. Иркутск : ИрИИТ, 1999

2 / 1

Зубрицкий Э.В., Бадмаева Т.С.

136

Механика и управление движениями робота-тренажера (статья)

Автоматизированные системы контроля и управления на транспор-те. Вып. 5. Иркутск : ИрИИТ, 1999

12 / 3

Никифоров С.О., Рабда-нова Н.М., Мархадаев Б.Е.

137

Оптимизация матема-тического базиса управляющий систем дискретной автоматики (статья)

Автоматизированные сис-темы контроля и упр. на трансп. Межвуз. сб. науч. тр. Вып. 5. Иркутск : ИрИИТ, 1999


138

Накопитель для радио-частотного постоянного запоминающего уст-ройства (статья)

Сб. Информационные технологии контроля и управления транспортны-ми средствами, Иркутск : ИрИИТ, 2000

3

74

1 2 4 5 6

139

Контроль автоматов с двоичным кодировани-ем состояния (статья)

Сб. Информационные технологии контроля и управления транспорт-ными средствами, Ир-кутск : ИрИИТ, 2000


140

Двоичные коды в авто-матах с контролем (ста-тья)

Сб. Повышение эффек-тивности работы ж.д. транспорта Сибири. Ир-кутск : ИрИИТ, 2000. Ч. 1

1

141

Динамический кон-троль управляющих автоматов (статья)

Сб. Информационные технологии контроля и управления транспорт-ными средствами. Ир-кутск : ИрИИТ, 2000


142

Геометрическое коди-рование информацион-ных цепочек (статья)

Сб. Информационные технологии контроля и управления на транспор-те. Иркутск : ИрИИТ, 2000

5 / 2 Агафонов Т.Б.

143

Фрактальное разбиение информационных цепо-чек при шифровании информации (статья)


3 / 1,5 Агафонов Т.Б.

144

Усовершенствованная система автоматиче-ской локомотивной сигнализации (статья)

Сб. Информационные технологии контроля и управления на транспор-те. Иркутск : ИрИИТ, 2000. Вып. 8

6 / 1,5

Мазов А.Г., Солдатен-ков Е.Г., Каратаев Е.Н., Ше-хин В.А.

145

Комбинаторно-нейронные сети (статья)


9 / 5 Мухопад А.Ю.

146

Роботы-тренажеры: компоновочные струк-туры, механика, управ-ление (статья)

Сб. Проблемы механики современных машин. Улан-Удэ, 2000

6 / 2

Никифоров С.О., Рабданова Н.М.

147

Однородная аналого-цифровая среда на мат-рицах двухноминаль-ных резисторов (статья)

Сб. Информационные технологии контроля и управления на транспор-те. Иркутск : ИрИИТ, 2000.


148 Синтез управляющих устройств в арифмети-ко-логическом базисе

Информ. технол. контро-ля и упр. на трансп. Вып. 6. Иркутск, 2000


75

1 2 4 5 6

149

Многофункциональные запоминающее устрой-ство (статья)

Трансп. пробл. Сибир-ского региона. Сб. науч. тр. Ч. 1. Иркутск, 2000. С. 24–35

12

150

Исследование общно-сти контактных сил (статья)

Актуальные проблемы транспорта азиатской части России: сб. науч. тр. Новосибирск : СГУПС (НИИЖТ), 2001

5 / 1 Ванчиков В.Ц.

151

Динамически модифи-цируемые матрицы для кодирования информа-ции (статья)

Сб. науч. трудов Инфор-мационные системы кон-троля и управления на транспорте. Иркутск : ИрГУПС, 2001

3 / 1

Агафонов Т.Б., Мухопад А.Ю.

152

Синтез автоматов управления по деком-позированной схеме алгоритма

Сб. Информационные системы контроля и управления на транспор-те. Иркутск : ИрИИТ, 2002


153

Контроль функциони-рования микропроцес-сорной системы (ста-тья)

Сб. Информационные системы контроля и управления на транспор-те. Иркутск : ИрГУПС, 2002

4 / 1

Сербулен-ко Л.М., Бадмаева Т.С.

154

Информационно-управляющая система для стендовых испыта-ний (статья)


5 / 2

Извеков Я.О., Бадмаева Т.С. и др.

155

Выбор алгоритмов управления для анализа протоколов информа-ционно-управляющих систем

Сб. Информационные системы контроля и управления на транспор-те. Иркутск : ИрГУПС, 2002. Вып. 9. С. 132–137

6 / 2

Бадмаева Т.С., Солдатен-ков Е.Г.

156

Автоматы управления со встроенными систе-мами контроля и диаг-ностики (статья)



157 Таблично-алгоритмический кодер (статья)

Сб. науч. трудов. Инфор-мационные системы кон-троля и управления на транспорте. Иркутск : ИрГУПС, 2002

5 / 2

Мухопад А.Ю., Агафонов Т.Б.

76

1 2 4 5 6

158

Проблемы разработки и программно-алгоритмической под-держки региональных целевых программ по предотвращению гибе-ли людей на пожарах (статья)

Вестник Восточно-Сибирского института МВД России. Иркутск. 2002. № 4(23). C. 63–66

4 / 1

Шварц-Зиндер С.Н., Аршин-ский Л.В.

159

Метод анализа дефек-тограмм цилиндриче-ских оболочек (статья)

Сб. науч. трудов Инфор-мационные системы кон-троля и управления на транспорте. Иркутск : ИрГУПС, 2002

4 / 2

Кучина Е.М., Мухопад А.Ю.

160

Контроль вычисли-тельного процесса в информационно-управляющих системах летательных аппаратов (статья)

Сб. Проблемы повыше-ния боевой готовности, бое-вого применения, техни-ческой эксплуата-ции и обеспечения безо-пасности полетов ЛА. Иркутск : ИВАИ, 2003. Ч. 1


161

Аналого-цифровая оп-тоэлектронная система на фотоматрице (ста-тья)

Сб. Проблемы повыше-ния боевой готовности, боевого применения, технической эксплуата-ции и обеспечения безо-пасности полетов ЛА. Иркутск : ИВАИ, 2003. Ч. 1


162

Синтез самоконтроли-руемой системы управ-ления электроавтома-тикой (статья)

Математические и ин-формационные техноло-гии в энергетике, эконо-мике, экологии. Ир- кутск : СЭИ СО РАН, 2003. Ч. 1

5 / 3

Бадмаева Т.С., Деканова Н.П.

163

Анализ и синтез ин-формационно-управляющих систем реального времени (статья)

В сб. Современные тех-нологии. Системный анализ. Моделирование. Иркутск : ИрГУПС. Вып. 1. 2004. С. 79–83

5

164

Анализ и синтез ин-формационно-управляющих систем реального времени

Современные техноло-гии. Системный анализ. Моделирование. 2004. № 1. C. 79–84

6

165 Электрохимический способ очистки воды (труды конференции)

Энергосберегающие тех-нологии и окружающая среда. Иркутск, 2004


77

1 2 4 5 6

166

Электрический ток для процесса очистки воды (труды конференции)

Энергетика, экология, энергосбережение, транспорт. Тобольск : Новосиб. гос. акад. водн. транспорта, 2004


167

Особый режим лами-нарного течения воды в экологической гидро-логии (тезисы)

Энергосберегающие тех-нологии и окружающая среда. Афинский техно-лог. ин-т, 2004


168

Оптимизация логиче-ских преобразователей информации (статья)

Информационные сис-темы контроля и управ-ления на транспорте. Иркутск : ИрГУПС, 2004. Вып. 11


169

Ламинарное течение воды в экологической гидрологии (труды конференции)

Энергетика, экология, энергосбережение, транспорт. обольск : Но-восиб. гос. акад. водн. транспорта, 2004


170

Проницаемость порис-тых элементов фильт-рационных установок (труды конференции)



171

Управление процессом проницаемости порис-тых элементов фильт-рационных установок (труды конференции)



172

Компьютерное модели-рование – интеллекту-альное ядро информа-ционных технологий на железнодорожном транспорте (статья)

Сб. Информационные технологии и проблемы математического моде-лирования сложных сис-тем. Иркутск : ИрГУПС, 2004. С. 40–53

14 / 6 Опарин Г.А.

173

Автоматическое преоб-разование изображений (статья)

Информационные сис-темы контроля и управ-ления на транспорте. Иркутск : ИрГУПС. 2004

9 / 4 Скосыр-ская Л.Г.

174

Конструктивная струк-тура ПЗУ с геометриче-ским представлением информации (статья)

Информационные сис-темы контроля и управ-ления на транспорте. Иркутск : ИрГУПС, 2004

8 / 4 Чекмарев Ю.Д.

175

Цифровая фильтрация нестационарых сигна-лов (статья)

Информационные сис-темы контроля и управ-ления на транспорте. Иркутск : ИрГУПС, 2004

5

78

1 2 4 5 6

176

Статические характе-ристики трехфазных резонансных последо-вательных инверторов

Современные техноло-гии. Системный анализ. Моделирование. 2004. № 2

4 / 2 Дунаев М.П.

177

Коррекция погрешно-стей в двухступенчатом АЦП (труды конферен-ции)

Современные проблемы радиоэлектроники. Красноярск, ИРЕ КрГТУ. Май 2004. С. 395–398

4 / 2 Антошкин С.Б.

178

Один из методов коди-рования информации в микропроцессорных системах (статья)

Сб. Информационные технологии и проблемы математического моде-лирования сложных сис-тем. Иркутск : ИрГУПС, 2004


179

Структурная организа-ция самоконтролируе-мых автоматов (статья)

Современные техноло-гии. Системный анализ. Моделирование. 2005. № 1

5 / 2

Мухопад А.Ю., Бадмаева Т.С.

180

Проблемы навигацион-ного обеспечения под-вижных транспортных объектов (труды кон-ференции)

Современные проблемы и пути их решения в науке, транспорте, производстве и образовании. Т. 1. Транспорт. Одесса : Чер-номорье, 2005

7 / 3 Марюх-ненко В.С.

181

Особенности постро-ения линейных детер-минированных инфор-мационных автомати-ческих систем управле-ния подвижными объ-ектами

Современные технологии. Системный анализ. Мо-делирование. Иркутск : ИрГУПС, 2005. № 4(8). С. 78–82


182

Четырехвходовый од-норазрядный сумматор (статья)

Сб. Информационные системы контроля и управления в промыш-ленности и на транспор-те. Иркутск : ИрГУПС, 2005


183 Вычислительные сис-темы управления и об-работки информации

Современные технологии. Системный анализ. Моде-лирование. 2005. № 1

6 / 2 Корольков П.Б.

184

Коррекция погрешно-стей в двухступенчатом АЦП (статья)

Информационные систе-мы контроля и управле-ния в промышленности и на транспорте. Иркутск : ИрГУПС, 2005


79

1 2 4 5 6

185

Структурный синтез самодиагностируемых обратимых функцио-нальных преобразова-телей информации



186

Сжатие информации запоминающих уст-ройств (статья)

Информационные техно-логии и проблемы мате-матического моделиро-вания сложных систем. Иркутск : ИрГУПС, 2005

8 / 4 Извеков Я.О.

187

Коррекция погрешно-стей в двухступенчатом АЦП (труды конферен-ции)

Ресурсосберегающие технологии на железно-дорожном транспорте. – Красноярск : Гротеск, 2005


188

Частотно-импульсный способ управления электроприводами (ста-тья)

Информационные систе-мы контроля и управле-ния в промышленности и на транспорте: модели-рование и управление производственными процессами. Иркутск : ИрГУПС, 2005

8 / 3 Дунаев М.П.

189

Структурный синтез самоконтролируемых автоматов управления технологическими про-цессами (статья)

Современные техноло-гии. Системный анализ. Моделирование. 2005. № 4(8). C. 69–73

5

190

Контроль и диагности-ка автоматов управле-ния (статья)

Сб. Системный анализ. Моделирование. Новые технологии. Иркутск : ИрГУПС, 2005. Вып. 5

4 / 1


191

Применение RISC-контролеров в устрой-ствах дистанционного управления (статья)

Информационные систе-мы контроля и управле-ния в промышленности и на транспорте: модели-рование и управление производственными процессами. Иркутск : ИрГУПС, 2005

4 / 2 Антошкин Б.Н.

192

Синтез устройств управления оптоэлек-тронных систем (труды конференции)

Информационные и ма-тематические технологии в науке и образовании. Иркутск : Институт сис-тем энергетики СО РАН, 2005

Бадмаева Т.С.

193 Встроенный контроль в автоматах управления (статья)

Вестник ИрГТУ. Ир-кутск : ИрГТУ. 2006. № 2. C. 148–150

3 / 1 Мухопад А.Ю.,Бад-маева Т.С.

80

1 2 4 5 6

194 Технологический ана-лиз мехатронных сис-тем (тезисы)

Проблемы механики со-временных машин. Улан-Удэ, 2006

6 / 3 Пашков Н.Н.

195

Информационная оцен-ка навигационных изме-рений в условиях апри-орной неопределенности

Электромагнитные вол-ны и электронные систе-мы. 2006. № 10. С. 55–61


196

Интерполяция поверх-ности по методу полю-сов (статья)


5 / 2 Чернова Л.И.

197

Перспективы примене-ния струйной техники в системах бортовой ав-томатики локомотивов (статья)


5 / 2 Комков А.З.

198

Системный анализ и управление физическим состоянием человека (статья)


6 / 5 Хомяков Г.К.

199

Системное моделиро-вание технологических процессов (труды кон-ференции)

Сб. Системный анализ в проектировании и управлении. Труды X Междунар. науч.-практ. конф. Ч. 1. СПб. : Изд-во Политехн. ун-та, 2006


200 Алгоритмизация пер-вичной обработки ра-диосигналов (статья)

Системный анализ в про-ектировании и управле-нии. СПб. : СПбПИ, 2006


201

Структурная организа-ция управляющих уст-ройств мехатронных систем

Труды III Межд. конф. «Проблемы механики современных машин». Улан-Удэ : ВСГТУ, 2006


202

Экранопланы в услови-ях сибирского климата (статья)

Труды III Евразийского симпозиума по пробле-мам прочности материа-лов и машин для регио-нов холодного климата. Якутск, 2006

11 / 3 Суржик В.В., Орлов И.И.

203

Экранопланы – перспек-тивный транспорт для просторов Сибири (ста-тья)

Современные технологии. Системный анализ. Мо-делирование. Иркутск : ИрГУПС, 2006

7 / 2 Суржик В.В., Орлов И.И.

81

1 2 4 5 6

204

Анализ информатив-ности навигационных измерений (статья)

Авиационно-космическая техника и технология. Харьков : ХАИ, 2007. № 2


205

Пневматические систе-мы управления вагон-ными замедлителями (статья)

Информационные систе-мы контроля и управления в промышленности и на транспорте: сб. науч. тр. Иркутск : ИрГУПС. 2007


206

Параметрический син-тез пневматических систем управления (статья)

Информационные систе-мы контроля и управ-ления в промышлен-ности и на транспорте: сб. науч. тр. Иркутск : ИрГУПС, 2007


207 Системные графовые модели управляемых пневмоструктур

Транспорт Урала. Екате-ринбург : УрГУПС, 2007, № 4 (15). С. 95–100

6 / 2 Пашков Н.Н., Комков А.З.

208

Особый вид ламинар-ного течения жидкости в системах управления гидроавтоматики



209

Управление толщиной неподвижного пристен-ного слоя жидкости в технологических про-цессах

Информационные систе-мы контроля и управ-ления в промышлен-ности и на транспорте : сб. науч. тр. Иркутск : ИрГУПС, 2007


210

Концепция построения квазисогласованного оптического фильтра волоконно-оптических систем передачи ин-формации

Люминесцентия и лазер-ная физика. Иркутск : Изд-во ИГУ, 2007

9 / 3 Григоров В.А.

211

Перспективы развития транспортных сетей для Евро-Азиатского кори-дора (статья)

Современные технологии. Системный анализ. Моде-лирование. Иркутск : Ир-ГУПС, 2008

3 / 1 Суржик В.В.

212 Системные преимущес-тва самостабилизирую-щихся экранопланов

Мир транспорта. 2008. Вып. 3. С. 32–37 6 / 3 Суржик

В.В.

213

Integration way of devel-opment of the transporta-tion network for EURO-ASIAN nets The second- generation ekranoplans.

Innovation & Sustainability of Modern Railway Pro-ceedings of ISMR 2008. Edited by Lei Xiaoyan. China : 2008. P. 427–430

4 / 2 Surzhik V.V.

82

1 2 4 5 6

214

Восстановление траек-тории движения объекта на плоскости при одно-мерных навигационных измерениях (статья)

Электромагнитные вол-ны и электронные систе-мы, 2008. № 1. С. 4–8


215

The second-generation ekranoplans (статья, англ.)

Innovation & Sustainabil-ity of Modern Railway Proceedings of ISMR 2008. Edited by Lei Xiao-yan. China : 2008

5 / 2 Surzhik V.V.

216

Адаптивные системы управления с динами-ческой структурной ор-ганизацией в режиме реального времени



217

Ассоциативный авто-мат адаптивного управ-ления сложным техно-логическим процессом

Перспективы развития информационных техно-логий. Новосибирск : ЦРНС, 2008

9 / 3

Пашков Н.Н., Пунсык-Намжилов Д.Ц.

218

Адаптивные системы управления с динами-ческой структурной ор-ганизацией в режиме реального времени


5 / 2


219

Microelectronic control-ling of realtime compli-cated technical systems

International journal of applied and fundamental research. № 2. 2009. P. 26–29

4 / 2 Mukhopad А.Yr.

220

Информация как кате-гория анализа навига-ционного обеспечения подвижных объектов транспорта (статья)

Информационные сис-темы контроля и управ-ления в промышленно-сти и на транспорте. Ир-кутск : ИрГУПС, 2009


221

Интеграция евро-азиатских транспорт-ных систем (статья)

Информационные и мате-матические технологии в науке и управлении. Ир-кутск : Изд-во ИСЭ СО РАН, 2009


222 Метод синтеза слож-ных автоматов

Новосибирск, Изв. НГТУ, 2009. Вып. 1. С. 219–222 4 / 2 Мухопад

А.Ю.

223

Анализ и синтез уст-ройств управления в системах реального времени (статья)

Информационные техно-логии и проблемы мате-матического моделиро-вания сложных систем. Иркутск : ИрГУПС, 2009, вып. 7

20

83

1 2 4 5 6

224 Метод синтеза слож-ных автоматов (труды конференции)

Труды XIV Байкальской Всероссийской конфе-ренции «Информацион-ные и математические технологии в науке и управлении». Иркутск : ИСЭМ СО РАН, 2009


225

Программно-перестраиваемые пнев-матические устройства управления

Информационные и ма-тематические технологии в науке и управлении. Иркутск : ИСЭМ СО РАН, 2009

7 /4 Комков А.З.

226

Защита информации в информационно-управляющих системах реального времени

Системный анализ в проектировании и управлении. СПб. : 2009, часть 2. С. 209–211


227

Метод топологической факторизации сложных систем (труды конфе-ренции)

Системный анализ в проектировании и управлении. СПб. : Изд-во политехн. ун-та, 2009


228

Методы повышения безотказности элек-тронного комплекса самолетов (труды кон-ференции)

Актуальные проблемы развития гражданской авиации России. Ир-кутск, Москва : МГТУ-ГА, 2009. С. 78–83

6 / 2

Мухопад А.Ю., Дунаев М.П.

229

Перспективы развития транспортной системы в Сибирском регионе (статья)

Труды научно-практичес-кой конфе-ренции. Иркутский фи-лиал МГТУ ГА, 2009


230

Статистический метод анализа аналого-цифровых преобразова-телей информации (статья)

Современные технологии. Системный анализ. Моде-лирование. Иркутск : Ир-ГУПС. № 2(22). 2009. С. 119–123

5 / 1

Антошкин С.Б., Пунсык-Намжилов Д.Ц.

231

Организация микро-электронных средств управления сложными техническими системами

Современные проблемы науки и образования. М. : Академия естествозна-ния. № 6, 2009. С. 30–32


232

Ассоциативный авто-мат децентрализован-ного адаптивного уп-равления системой ав-тономных вычисли-тельных процессов

Новосибирск, Научный вестник НГТУ, 2009. № 2(35). С. 201–206

6 / 3


233

Методы и средства энергосберегающего управления турбомеха-низмами (статья)

Информационные техно-логии контроля и управ-ления транспортными средствами. Иркутск : ИрГУПС, 2009. С. 72–93

22 / 11 Гоппе Г.Г.

84

1 2 4 5 6

234

Системный анализ ин-формационно-управля-ющих процессов в под-системах организма че-ловека (статья)

Информационные техно-логии контроля и управ-ления транспортными средствами. Иркутск : ИрГУПС, 2009. С. 48–55

8

235 Метод динамического контроля автоматов (статья)

Современные проблемы науки и образования. М. : Академия естество-знания. № 6. 2009


236

Анализ вычислитель-ных преобразователей информации (статья)



237

Структурные модели сложных систем (ста-тья)


19

238 Проектирование экра-нопланов различных компоновочных схем

Журн. «Полет». М. : Машиностроение. 2010. Вып. 1. С. 55–60


239

Адаптивный подход к нейронному управлению одним классом абсолют-но устойчивых систем

Фундаментальные ис-следования. Москва, 2010. № 12. С. 17–25

9 / 2 Пашков Н.Н., Сизых В.Н.

240

Системный анализ управляющих уст-ройств дискретной ав-томатики (статья)

Информационные сис-темы контроля и управ-ления в промышленно-сти и на транспорте. Ир-кутск : ИрГУПС, 2010

13

241 Метод контроля спор-тивного тренировочно-го процесса (статья)

Лечебная физкультура и спортивная медицина. № 2, 2011. С. 18–28

11 / 5 Хомяков Г.К.

242

Структурная органи-зация проблемно-ориентированных ин-формационно-управляющих систем

Современные технологии. Системный анализ. Моде-лирование. Иркутск : Ир-ГУПС, спецвыпуск. 2011

243

Методы синтеза авто-матов управления на больших интегральных схемах

Проблемы информатики. – 4 . Новосибирск : СО-РАН, 2011. С. 17–28

Мухопад А.Ю.

244

Структурная организа-ция проблемно-ориентированных ин-формационно-управляющих систем

Современные технологии. Системный анализ. Мо-делирование. Иркутск : ИрГУПС, 2011

85

1 2 4 5 6

245

Методологические во-просы преподавания «Теории дискретных устройств»

Культура, наука, образо-вание. Иркутск : Ир-ГУПС, 2011. № 2(19). С. 84–89


246

Система управления коммутацией сигналов


Бадмаева Т.С., Мухопад, А.Ю.

247 Российская академия инженерных наук в Ир-кутске

Современные техноло-гии. Системный анализ. Моделирование. 2011

248 Применение экрано-планов в Сибири

Вестник ИрГТУ № 11, 2011. С. 131–136 Суржик

В.В.

249

Конструктивные мето-ды синтеза автоматов управления на больших интегральных схемах

Современные техноло-гии. Системный анализ. Моделирование. № 4 (32). Иркутск : Ир-ГУПС, 2011. С. 90–96


250

Аппаратная реализация микропрограммных средств защиты ин-формации

Екатеринбург, 2011 Мухопад А.Ю., Жи-гунов В.С.

251 Аналитический подход к теории структурной идентификации

Системы. Методы. Тех-нологии. Братск : БГУ № 2 (10), 2011. С. 65–70

Данеев А.В. и др.

252 Оценка эффективности типовой комплексной системы навигации

Полет. № 2, 2012. С. 25–35

Марюх-ненко В.С. и др.

253

Методика синтеза пара-метрически самооргани-зующихся регуляторов пилотажной системы летательного аппарата

Информационные сис-темы контроля и управ-ления в промышленно-сти и на транспорте, Ир-кутск : ИрГУПС, 2011

Агеев А.М., Сизых В.Н.

254

Ассоциативно-сетевое структуирование про-цесса обработки нави-гационной информации

Информационные систе-мы контроля и управ-ления в промышлен-ности и на транспорте. Иркутск : ИрГУПС, 2011


255

Перспективы развития нетрадиционных видов транспорта для Сибир-ского региона

Транспортная инфра-структура сибирского региона. Иркутск : Ир-ГУПС, 2011

Суржик В.В.

86

1 2 4 5 6

256

Аппаратная реализация микропрограммных средств защиты ин-формации

Транспорт ХХI века: ис-следования, инновации, инфраструктура. Екате-ринбург : Уральский гос. университет путей со-общения, 2011

Мухопад А.Ю

257 Перспективы развития нетрадиционных видов транспорта

Проблемы транспорта Восточной Сибири. Ир-кутск, 2012

Суржик В.В.

258

Анализ динамических процессов в мехатрон-ных системах ударного действия

Транспорт XXI века: ис-следования, инновации, инфраструктура. Екате-ринбург : УрГУПС. Вып. 97(180), т. 2, 2011

Мельников А.В.

б) Авторские свидетельства, дипломы, патенты, лицензии, информационные карты, алгоритмы, проекты

1 Мостовой триггер А.с. 450363. БИ, 42, 1975 3 / 1,5 Молодкин В.А.

2 Радиочастотное ПЗУ А.с. 517940. БИ, 22, 1976 5 / 3 Смолов В.Б. и др.

3 Делительное устройст-во А.с. 482769. БИ, 32, 1976 3 / 1 Смолов

В.Б. и др.

4 Косинусный функцио-нальный преобразова-тель

А.с. 529463. БИ, 35, 1976 3 / 1 Молодкин В.А. и др.

5 Балансный функцио-нальный преобразова-тель

А.с. 533357. БИ, 44, 1976 4 / 1,5 Молодкин В.А. и др.

6 Аналого-цифровой преобразователь А.с. 571896. БИ, 16, 1977 5 / 2 Молодкин

В.А. и др.

7 Преобразователь на-пряжения в код А.с. 566344. БИ, 27, 1977 4 / 2 Молодкин

В.А.

8 Секансный функцио-нальный преобразова-тель

А.с.537817. БИ, 33, 1977 3 / 1,5 Молодкин В.А.

9 Многофункциональный преобразователь А.с. 525123. БИ, 30, 1977 5 / 2 Молодкин

В.А. и др.

10 Устройство для реше-ния степенных уравне-ний


11 Функциональный пре-образователь трех пе-ременных

А.с. 613336. БИ, 28, 1977 4 / 2 Молодкин В.А.

12 Устройство сравнения напряжений А.с. 532865. БИ, 13, 1977 3 / 1 Молодкин

В.А. и др.

13 Ячейка считывания информации А.с. 574771. БИ, 36, 1977 3 / 1,5 Молодкин

В.А.

87

14 Выч. устройство с пе-рестраиваемой струк-турой

А.с. 524187. БИ, 29, 1977 3 / 2 Смолов В.Б.

15 Секансный функцио-нальный преобразова-тель

А.с. 537817. БИ, 1977. № 38 5 / 2 Молодкин

В.А.

16 Синусный функцио-нальный преобразова-тель


17 Функциональный пре-образователь А.с. 594509. БИ, 7, 1978 4 / 1,5 Молодкин

В.А. и др.

18 Цифровое устройство воспроизведения функ-ций

А.с. 579622. БИ, 416, 1979 4 / 2 Гардер В.М.

19 Устройство для вычис-ления функции А.с. 696472. БИ, 41, 1979 4 / 2 Гардер

В.М.

20 Адаптивный аналого-цифровой фильтр А.с. 714408. БИ, 5,1980 4 / 2 Кучина

Е.М.

21 Сверхвысокочастотный триггер

А.с. 587626. БИ, 1980, ДСП 5 / 1,5 Молодкин

В.А. и др.

22 Устройство для выде-ления единиц из П-разрядного кода

А.с. 1108022. БИ, 8, 1981 3

23 Ассоциативное ЗУ А.с. 95161. БИ, 34, 1982 4 / 2 Будаев Б.Д.

24 Устройство выч-ния координат изображения А.с. 1090161. ДСП, 1982 5 / 3 Пуртов

А.В.

25

Устройство для опре-деления координат центра изображения А.с. 991452. БИ, 3, 1983 5 / 2

Бадмаева Т.С., Кругликов С.В.

26 Многоканальный фор-мирователь временных последовательностей

А.с. 991587. БИ, 3, 1983 5 / 3 Скосыр-ский Г.С., и др.

27 Дробно-рациональный фильтр А.с.1061249. БИ, 46, 1983 4 / 1 Ангархаева

В.Б. и др.

28 Устр-во для программ-ного управления с при-менением коммутаторов

А.с. 1087996. БИ, 15, 1984 7 / 4 Бадмаева Т.С.

29

Устройство вычерчива-ния циклоидальных кривых

А.с. 809156. БИ, № 30, 1984 7 / 3

Слепнев В.В, Никифоров С.О.

30

Устройство вычерчива-ния циклоидальных кривых

А.с. 809156. БИ, 1984. № 30 6 / 2

Слепнев В.В, Никифоров С.О.

31

Устройство для про-граммного управления с применением коммута-торов

А.с. 1087996. БИ, 1984. № 15 9 / 4 Бадмаева

Т.С.

88

32 Устройство нахожде-ния экстремальных пу-тей на графах

А.с. 1134944. БИ, 2, 1985 7 / 4 Попков В.К. и др.

33 Способ измерения теп-ла А.с. 1210070. БИ, 5, 1986 3 / 1 Болонкин

А.А. и др.

34 Устройство для вычис-ления функций А.с. 1290305. БИ, 6, 1987 4 / 3 Смолов

В.Б.

35 Устройства поиска не-исправных блоков и эл-тов

А.с. 1309042. БИ, № 17, 1987 5 / 3 Буинов

А.Н.

36 Аналого-цифровой преобразователь А.с. 1322477. БИ, 25, 1987 7 / 3 Пуртов

А.В.

37 Устройство для вычис-ления функций

А.с. СССР, № 1290305 БИ № 6, 1987 6 / 4 Смолов

В.Б.

38 Устройство поиска не-исправных блоков и элементов

А.с. 1309042. БИ, 1987. № 17 20 / 15 Буинов

А.И.

39 Устройство для вычер-чивания циклодальных кривых

А.с. 1418071. БИ, 31, 1988 5 / 2 Слепнев В.В. и др.

40 Устройство для вычис-ления координат изо-бражения

А.с. 1468255. ДСП, 1988 11 / 7 Рудков-ский В.П.

41 Постоянное ЗУ А.с. 1410101. БИ, 26, 1988 5 / 4 Чекмарев Ю.

42 Устройство для вычер-чивания циклоидаль-ных кривых

А.с. 1418071. БИ, 1988. № 31 4 / 1

Слепнев В.В. и др.

43 Устройство функцио-нального контроля бло-ков памяти

Положительное решение, № 681/24 от 20.12.1988 5 / 3 Скосыр-

ский Г.С.

44 Многоуровневый нако-питель для радиочас-тотного ПЗУ

Положительное решение по заявке № 74379659/24 от 30.01.89

7 / 4 Бальжанов С.Ц.

45

Устройство управления электронно-лучевой трубкой для отображе-ния символьной инфор-мации

А.с. № 1474635. БИ, № 15, 1989 9 / 3

Бабкин П.А., Сербулен-ко Л.М.

46 Устройство поиска не-исправных блоков и элементов

Заявка № 4773726/24 от 25.12.89 5 / 2

Буинов А.Н. и др.

47 Запоминающее устрой-ство

Заявка № 4797727/24 от 20.12.93 5

48 Устройство контроля микропроцессорной системы

Заявка ВНИИГПЭ № 94033171/033292, 09.1994. Положит. решен.


49 Устройство параллельного суммирования чисел

Положит. решен. по заяв-ке на изобретение декабрь 1994


89

50

Технология автомати-зированного выращи-вания растений и уст-ройство ее реализации

Заявка ВНИИГПЭ 1995. Положит. решение 8 / 4

Мельников С.А., Лаза-ренко С.Б., Фарион И.А.

51 Двухступенчатый АЦП с коррекцией погреш-ностей

Патент РФ на полезную модель № 44436, 2005 5 / 2 Антошкин

С.Б.

52

Программная матрица для пневматических систем управления дискретного действия

Патент РФ № 62717. Ап-рель 2007 г. 2 / 1 Комков

А.З.

53

Управляющая аппара-тура регулирования давления в рабочих ци-линдрах вагонных за-медлителей

Патент РФ № 63307. Май 2007 г. 2 / 1 Комков

А.З.

54 Самоконтролируемый автомат управления

Патент РФ № 63588. – БИ № 15, 2007

2 / 1


55 Программно-перенас-траиваемый пневмати-ческий оптимизатор

Положит. решение № 2007133878/22 (037000) о выдаче патента РФ


56 Самостабилизирую-щийся экраноплан

Патент № 2362693 опубл. 10.10.2008 Бюл. 21 2 / 0,5 Суржик В.В.,

Ремизов С.М.

57

Программно-перенастраиваемый пневматический опти-мизатор

Патент на полезную мо-дель № 70380. – БИ № 2. 20.01.2008

15 / 5

Пашков Н.Н., Комков А.З.

58

Устройство криптогра-фической защиты ин-формации

Патент РФ на полезную модель № 82889. – БИ № 13, 2009

21 / 10

Мухопад А.Ю., Антошкин Б.Н.

59 Устройство криптогра-фической защиты ин-формации

Патент на полезную мо-дель № 82890. – БИ № 13, 2009


60 Микропрограммный автомат

Патент на полезную мо-дель № 82888. – БИ № 13, 2009


61 Устройство криптогра-фической защиты ин-формации

Патент РФ на полезную модель № 82974. – БИ № 13, 2009

17 / 7 Мухопад А.Ю. и др.

62 Экраноплан «самолет-ной» схемы

Патент № 2368521 Заявка № 2007129448; опубл. 10.02.2009; Бюл. 27

2 / 0,5 Суржик В.В.

63 Самостабилизирую-щийся экраноплан

Патент № 2368522 Заявка № 2007129449; опубл. 10.02.2009; Бюл. 27

2 / 0,5 Суржик В.В. и др.

90

64 Медицинский прибор «Мультимед»

Патент на полезную мо-дель № 111760. БИ № 36. 27.12.2011

30 / 10 Г.К. Хомя-ков и др.

65

Программа моделиро-вания автоматов управ-ления

Свидетельство об офици-альной регистрации про-граммы для ЭВМ №15737 от 11.05.2010

А.Ф. Поле-таев, А.Ю. Мухопад

66 Автомат управления Заявка на патент, 2011 Мухопад А.Ю.

67 Самоконтролируемый автомат Заявка на патент, 2011 Бадмаева

Т.С. и др.

68 Особый тип ламинар-ного течения жидкости Заявка на открытие, 2011 Ванчиков

В.Ц. и др.

69

Структурное проекти-рование специализиро-ванных микроэлек-тронных вычислителей

Обзоры по электронной технике. Серия 3 – «Мик-роэлектроника», Вып. 3(639)-79. М., ЦНИИ «Электроника», 1979

59

б) Монографии, учебно-методические работы

1

Структурное проекти-рование микроэлек-тронных вычислителей (монография)

М. : ЦНИИ, Электроника, 1979 58

2 Интегральные МДП и их применение (моно-графия)

М. : ЦНИИ Электроника, 1981 56 / 20

Кругликов С.В., Най-марк С.М.

3

Проектирование специа-лизированных микро-процессорных вычис-лителей (монография)

Новосибирск : Наука, 1981 160

4 Специализированные вычислительные среды (монография)

Улан-Удэ : Бур. книжное издат., 1982

188 / 75

Попков В.К.

5

Мостовые вычисли-тельные и управляю-щие устройства (моно-графия)

Иркутск : ИГУ, 1984. 168 с.

168 / 50 Сажин Б.В.

6 Мостовые вычислитель-ные и управляющие уст-ройства (монография)

Иркутск : ИГУ, 1984 220 / 120 Сажин Б.В.

7

Микропроцессорные системы управления роботами-манипулято-рами (монография)

Иркутск : ИГУ, 1984 124

8 Микропроцессорные системы контроля ПЗУ (монография)

Иркутск : ИГУ, 1984 112 / 52

Березков Л.О,Скосырский Г.С.

91

9 Микропроцессорные системы и устройства (монография)

Иркутск : ИГУ, 1987 124 / 54

Рудков-ский В.П.

10 Проектирование мик-ропрограммных авто-матов (монография)

Улан-Удэ : ВСТИ, 1989 36 / 8 Степашкин Г.И., Попков В.И.

11 Интерфейсные модули микро-ЭВМ (моногра-фия)

М. : ЦНИИ, Электроника, 1990 30 / 10

Бабкин П.А., Коро-бков Л.С.

12

Интерфейсные модули развертывающего пре-образования (учебное пособие)

Улан-Удэ : ВСТИ, 1990 54 / 14 Пунсык-Намжилов Д.Ц.

13 Проектирование опера-ционных устройств (учебное пособие)

Улан-Удэ : ВСТИ, 1990 52 / 20 Степашкин Г.И., Поп-ков В.И.

14 Управление электро-двигателями (моногра-фия)

Иркутск : ИрИИТ, 1999 18 Зубрицкий Э.С.

15

Преобразование блок-схемы алгоритма к таб-личной форме записи (статья)


4

16

Системный анализ нави-гационного обеспечения подвижных транспорт-ных объектов (моногра-фия)

Под ред. д-ра техн. наук, профессора Ю.Ф. Мухо-пада. Иркутск : ИрГТУ, 2008. 80 с.

80 / 2 Марюхненко В.С.

17 Микроэлектронные системы управления (учебное пособие)

Братск : БрГУ, 2009. 285 с. 285

18 Микроэлектронные системы управления (статья)

Международный журнал экспериментального обра-зования. № 4, 2009.

19 Теория дискретных устройств (учебное по-собие)

Иркутск : ИрГУПС, 2010. 172 с. С грифом УМО 172

92

РАЗДЕЛ II. ЮБИЛЕЙНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

УДК 629.4.015

А.В. Данеев

ЭКРАНОПЛАННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В ИРКУТСКЕ

Рассматривается история развития экранопланостроения в Иркутске, кото-

рая неразрывно связана с профессором А.Н. Панченковым. Экранопланы, спроектиро-ванные и созданные им, как правило, имели компоновочную схему «утка». Эти экрано-планы отличаются тем, что являются самостабилизированными вблизи экранирую-щей поверхности. Самостабилизация экранопланов схемы «утка» осуществляется за счет изменения отстояния центра масс аппарата от экрана и поворота вокруг цен-тра масс.

Ключевые слова: экраноплан, А.Н. Панченков, самостабилизация, схема «утка».

В числе многих научных направлений, развиваемых профессором Ю.Ф. Мухопадом, важное место занимает экранопланостроение. Этим на-правлением Юрий Федорович заинтересовался, работая еще в Восточно-Сибирском технологическом институте (г. Улан-Удэ). Так, он принял уча-стие в первой международной конференции по экранопланам с участием представителей ведущих стран мира (США, Япония, Канада, Германия и др.), которая в 1993 г. прошла в Иркутске по инициативе ИГУ. На этой конференции было представлено около 30 докладов, которые подтвердили приоритет отечественных разработок по многим направлениям. Блестящий доклад «Проектирование системы управления летательными аппаратами» на этом форуме представил и профессор Ю.Ф. Мухопад [1]. Необходимо отметить изумление американцев и японцев на упомянутой выше конфе-ренции, когда им впервые были продемонстрированы видеофильмы о так-тическом применении серийных образцов 550-тонных экранопланов – ги-гантов, неуязвимых для современных радаров и способных со скоростью около 400 км/час над морем или сушей транспортировать: одни – батареи

93

по 6 штук межконтинентальных ракет, другие – по целому полку десанта. Заморские гости невольно признали, что Россия опережает их минимум лет на 15–20 в области экранопланостроения. Благодаря этой конференции Иркутск стал признанным центром экранопланостроения, притягивающим экранопланщиков со всех концов России.

После того как Юрий Федорович перешел на работу в Иркутский ин-ститут инженеров железнодорожного транспорта (ныне – Иркутский го-сударственный университет путей сообщения), интерес к экранной тема-тике у него только возрос. В настоящее время Ю.Ф. Мухопад является на-учным руководителем разработки средств управления экранопланов, отли-чающихся безопасным режимом полета. Ю.Ф. Мухопад выступил науч-ным консультантом двух докторских диссертаций (А.В. Данеев и В.В. Суржик), защищенных по указанной тематике.

В рамках вышеуказанной темы были подготовлены документы и Рос-сийским патентным агентством выданы три патента на три схемы этих лета-тельных аппаратов [2, 3]. В этих патентах определены зоны существования геометрических параметров для устойчивого экраноплана. По результатам исследований был опубликован ряд статей. Некоторые из них посвящены перспективам использования экранопланов для грузо-пассажирских перево-зок [4–8]. Другие связаны с проектированием экранопланов различных ком-поновочных схем [9–11], причем основное внимание уделяется экранопланам компоновочной схемы «утка». Эти экранопланы отличаются тем, что явля-ются самостабилизированными вблизи экранирующей поверхности. Здесь под самостабилизацией понимается способность аппарата сохранять балан-сировку и устойчивость во всем диапазоне полетных скоростей без вмеша-тельства органов управления. Это свойство экранопланов схемы «утка» было впервые доказано А.Н. Панченковым [12–13]. Самостабилизация экранопла-нов схемы «утка» осуществляется за счет изменения отстояния центра масс аппарата от экрана и поворота вокруг центра масс.

Основоположником научных исследований по экранной тематике в г. Иркутске является Анатолий Николаевич Панченков [14]. Идея создания экранопланов – летательных аппаратов, использующих поло-жительное влияние опорной поверхности (экрана) на аэродинамическое качество крыла за счет динамической воздушной подушки, – на протя-жении последних десятилетий привлекает интерес научных исследова-телей и экспериментаторов как в России, так и за рубежом [15]. Причи-нами этого устойчивого интереса являются потенциальные преимуще-ства экранопланов перед другими транспортными средствами, среди которых выделяется, прежде всего, возможность быстрой доставки зна-чительных объемов груза на большие расстояния. Экранопланы при-званы занять промежуточную нишу транспортных услуг между самоле-тами и водоизмещающими судами, сочетая в себе скорость первых и грузоподъемность последних.

94

Оглядываясь назад и анализируя проекты экранопланов, созданных в разные годы в России (СССР), США, Японии и других странах, можно заметить, что их создатели в основном отталкивались либо от классиче-ской самолетной схемы, либо, пытаясь реализовать максимальное аэроди-намическое качество, выбирали схему «Летающее крыло».

Традиционная самолетная схема с расположенным в носовой части фюзеляжа основным несущим крылом и горизонтальным оперением в кормовой части получила наибольшее распространение. Среди аппаратов данной схемы можно назвать такие известные экранопланы, как «Лунь» и «Орленок», созданные в ЦКБ по СПК им. Алексеева, ВВА-14 «Змей Го-рыныч» КБ Бериева, легкие экранопланы Липпиша (США) и множество других.

Основным достоинством аппаратов самолетной схемы является решение давней проблемы экранопланостроения – обеспечение про-дольной устойчивости аппарата вблизи экрана. Действительно, при воз-действии на летящий экраноплан внешних атмосферных возмущений (шквальных порывов ветра, вихревых образований вблизи волны и т. д.) близость опорной поверхности делает любое значительное изменение угла тангажа почти аварийной ситуацией. Обеспечить необходимый за-пас продольной устойчивости экраноплана в рамках самолетной схемы оказалось возможным только за счет значительного увеличения размаха и площади горизонтального оперения, что, в свою очередь, привело к увеличению сопротивления и снижению общего аэродинамического ка-чества аппарата.

Другой концепцией в экранопланостроении, ставившей основной це-лью реализацию максимального аэродинамического качества, является использование аэродинамической схемы «Летающее крыло». К таковым аппаратам относятся экранопланы Шигинори Андо (Япония), ряд менее известных проектов в России (СССР), США и др.

Аэродинамическое качество экранопланов схемы «Летающее кры-ло», по мнению создателей, должно было обеспечиваться за счет значи-тельной площади и хорды крыла, отсутствия кормового горизонтального оперения, снижения объема или полного отсутствия фюзеляжа. Проблема обеспечения продольной устойчивости должна была решаться либо по-средством специальных органов управления – водных лыж, подводных крыльев и т. д., постоянно находившихся в контакте с водной поверхно-стью на протяжении всего полета, либо за счет использования весьма до-рогой системы автоматического управления рулями высоты, сопоставимой по стоимости с самим аппаратом.

Модельные и натурные испытания экранопланов схемы «Летающее крыло» выявили, в большей степени, проблемы, нежели успехи данной концепции. Шигинори Андо, несмотря на все эксперименты с водными ор-ганами управления, так и не смог добиться устойчивого безопасного поле-

95

та. Проекты аппаратов с системой автоматического управления из-за доро-говизны пока не нашли практической реализации.

В нашей стране большой объем знаний по проблеме создания экра-нопланов сформировался в результате более чем 40-летнего цикла иссле-дований (с 1962 г.), выполненного под руководством профессора А.Н. Панченкова. Этот цикл включает практически все основные проблемы, связанные с созданием экранопланов, начиная от специальных разделов математики и кончая опытным пассажирским экранопланом «Орфей».

С точки зрения первой проблемы основная задача состоит в исследо-вании крыла, специальным образом приспособленного к полету на малых отстояниях, и выборе гидроаэродинамической схемы, обеспечивающей высокое качество аппарата в целом. Проблема обеспечения стабилизации аппаратов на динамической воздушной подушке (АДП) решается в двух аспектах:

а) создание автоматической системы стабилизации АДП; б) обеспечение самостабилизации аппаратов на динамической воз-

душной подушке (АДП) за счет выбора специальной геометрии несущих поверхностей и их компоновки в аэродинамической схеме (аэродинамиче-ская стабилизация).

Экранопланы А.Н. Панченкова по своим аэродинамическим и ком-поновочным решениям резко отличаются от аппаратов, построенных по двум вышеописанным схемам, и представляют собой развитие самостоя-тельной, уникальной концепции.

Все экранопланы, созданные под руководством Панченкова, выпол-нены по схеме «утка» с расположенным в носовой части горизонтальным оперением и основным несущим крылом в хвостовой части фюзеляжа. В отличие от традиционной самолетной компоновки в схеме «утка» гори-зонтальное оперение создает положительную подъемную силу, что ведет к увеличению аэродинамического качества всего аппарата. Проблема обеспечения продольной устойчивости в схеме «утка» также получила эф-фектное решение. Сначала теоретически, а затем и экспериментально А.Н. Панченковым и его учениками было показано, что экранопланы, вы-полненные по схеме «утка», являются самостабилизирующимися, т. е. спо-собными в экранном режиме движения сохранять заданный диапазон до-пустимых положений (углов и отстояний) в пространстве при воздействии эксплуатационных возмущений, не превышающих нормы для аппаратов данного класса. Более того, вследствие самостабилизации экранопланы данной схемы могут вообще не иметь органов продольного и поперечного управления, что делает их простыми и доступными в управлении.

АДП, использующий принцип самостабилизации, обладает рядом преимуществ (высокая надежность, простота в управлении, низкая стои-мость, большая полезная нагрузка и т. д.), в связи с чем эксперименты А.Н Панченкова и его сотрудников были посвящены проблеме самостаби-

96

лизации. Результаты экспериментов и гидродинамических исследований экраноплана АДП-03 были использованы при создании новых аппаратов. Результат анализа испытаний привел к конструктивному решению – нужен твердый экран. Следствием этого решения было то, что с 1968 года само-ходные экранопланы серии АДП стали создаваться для полета над ледовой поверхностъю.

Первым экранопланом, успешно испытанным на Байкале, был АДП-04 (научный руководитель А.Н. Панченков). Сборка первого «иркутского» экраноплана АДП-04 завершилась в 1970 году, и весной этого же года ап-парат в беспилотном варианте был испытан на льду озера Байкал. На АДП-04 были опробированы новые аэродинамические решения, касающиеся формы несущих поверхностей. Основное крыло имело полуэллиптическую форму при виде спереди и прямоугольную в плане. Носовое крыло – пря-моугольной формы в плане с наклонными концевыми шайбами. Для взлета со льда и снега применялись шасси с коньково-лыжной опорной поверхно-стью. Передняя опора – управляемая. Конструкция аппарата допускала из-менение углов установки основного (до 9°) и носового (до 12°) крыльев. Управление по курсу на крейсерском режиме обеспечивалось рулем на-правления, во время руления – управляемой носовой опорой.

При малом угле отклонения вертикального оперения АДП-04 в слу-чае самостабилизированного движения по замыслу его создателей будет двигаться на малых отстояниях от поверхности льда на некоторой, заранее неизвестной, круговой траектории до момента выгорания топлива. Так и произошло с первого полета. АДП-04 без пилота осуществлял устойчивое самостабилизированное движение с радиусом циркуляции порядка 700 м. Это было подтверждение принципа самостабилизации на самоходной мо-дели. Возникла полная уверенность в возможности успешного самостаби-лизированного полета пилотируемых самоходных моделей. Здесь следует отметить, что АДП-04, АДП-04М, а также первая модификация экрано-плана «Орфей» не имели горизонтальных закрылков (органов управления в вертикальной плоскости). Такая конструкция экранопланов была допус-тима только в случае их самостабилизации. Последующий опыт АДП «Орфей» (1980–1985 гг.) показал, что подобное конструктивное решение пока не имеет хорошего обоснования; в конечном итоге оно не дает нуж-ных гарантий безопасности пилота. Поздние модификации «Орфея» и АДП-07 уже имели закрылки. Но в 1970–1980-е гг. еще мало знали о свойствах самостабилизированных АДП. В конструкцию АДП-04 был внесен ряд усовершенствований, и в результате к весне 1971 года появи-лась пилотируемая модификация – АДП-04М, успешные испытания кото-рого были завершены в апреле 1971 года в районе п. Листвянка на озере Байкал (см. рис. 1). Эти испытания прошли успешно и в главном подтвер-дили результаты испытаний АДП-04.

97

Аэродинамическая стабилизация эффективна в зоне малых относи-тельных отстояний; это и определяло одну из характерных особенностей АДП-04М – его полет осуществляется на малых относительных отстояни-ях от экрана (относительное отстояние по хорде h ~ 0,10–0,15). Это свой-ство характерно и для всей серии АДП.

Рис. 1. Экраноплан АДП-04М Результаты развития серии АДП «Утка» легли в основу создания

опытного образца малого пассажирского экраноплана «Орфей» (АДП-05; научный руководитель А.Н. Панченков). 8-местный экраноплан АДП-05 был спроектирован и запущен в производство на Иркутском авиационном производственном объединении (ИАПО).

Силами сотрудников лаборатории к лету 1974 года была завершена сборка основных агрегатов аппарата АДП-05. За один год до этого коллек-тив выпускников ИПИ совместно с Иркутским госуниверситетом и Сибир-ским энергетическим институтом СО РАН СССР под руководством про-фессора А.Н. Панченкова начал создание в районе п. Балаганск Иркутской области Ангарской экспериментальной базы, предназначенной для проек-тирования, изготовления и испытаний как буксируемых моделей, так и пи-лотируемых экранопланов. На этой базе была завершена окончательная сборка и проведены испытания аппарата АДП-05 (см. рис. 2). Испытания проводились с 1980 по 1985 год. Я был участником этих экспедиций и явился свидетелем первого полета АДП-05 «Орфей». За этот период эк-раноплан был испытан в трех модификациях: 8-местный вариант с кабиной от аэросаней Ка-30; 2-местный вариант АДП-05-18 с фюзеляжем от само-

98

лета Як-18 и 4-местный вариант АДП-05М с кабиной от самолета Як-12. Производилась также замена двигателей с АИ-14Р максимальной мощно-стью 210 кВт (280 л. с.) на М-14 мощностью 260 кВт (350 л. с.). Аппарат был снабжен автоматической системой пожаротушения и тормозным па-рашютом на случай экстренного торможения.

Рис. 2. Экраноплан АДП-05 Основное крыло АДП-05 – прямоугольной формы в плане, изогнутое

по размаху по эллиптическому закону, обеспечивает высокое значение аэ-родинамического качества. Плоское горизонтальное определение находит-ся в зоне влияния экрана и по торцам оборудовано наклонными шайбами, улучшающими путевую устойчивость аппарата. Система несущих поверх-ностей соединена двумя продольными силовыми балками, к которым на пилонах крепится кабина для экипажа, пассажиров и груза, в задней части которой размещена силовая установка с толкающим винтом.

Универсальное взлетно-посадочное устройство аппарата состоит из съемных кормовых опор, расположенных в задней части продольных ба-лок снизу, а также расположенных впереди снизу балок лыж-поплавков, выполненных конструктивно совместно с балками. Жесткий стальной ко-нек на нижней поверхности опор и поплавков допускает взлет аппарата со льда. Управление аппаратом по курсу достигается отклонением рулей на-правления при повороте штурвала, торможение производится реверсом винта и одновременно отдачей штурвала и педалей. Стабилизация аппара-та по курсу обеспечивается двумя разнесенными килями, выполненными совместно с балками.

Установочные углы крыла и горизонтального оперения в полете фиксированы. В процессе испытаний аппарата они могут меняться. Конст-рукция аппарата цельнометаллическая. Кабина аппарата выполнена на базе аэросаней КА-30, модернизированных с учетом весовых и компоновочных требований.

Основной результат испытаний экраноплана «Орфей» – подтвержден

99

основной вывод о возможности создания самостабилизированных экрано-планов.

Основные проектные тактико-технические данные экраноплана «Орфей» приведены в таблице 2, ниже представлены дополнительные ха-рактеристики аппарата.

Таблица 1 Тактико-технические данные экраноплана «Орфей»

№ п/п Основные характеристики Значение

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22

23 24

25

Экипаж Количество пассажиров Полная полезная нагрузка Скорость взлета Максимальная скорость Максимальная тяга на упор Максимальная высота аппарата (по винту) Максимальная ширина аппарата Высота аппарата по вертикальному оперению Удлинение крыла Хорда крыла Диапазон установочных углов атаки крыла Профиль крыла Площадь горизонтального оперения Хорда горизонтального оперения Диапазон установочных углов атаки ГО Угол установки ПГО к плоскости хорд ГО Площадь вертикального оперения (ВО) Длина фюзеляжа Ширина фюзеляжа Высота фюзеляжа Распределение нагрузки между крылом и горизонтальным оперением Центровка аппарата (от задней кромки крыла) Относительное отстояние задней кромки крыла на крейсерском режиме Абсолютное отстояние

1 чел. 10 чел. 1000 кг 120 км/час 170 км/час 600 кгс 3710 мм 7800 мм 3100 мм 2 3700 мм 3–9° –2406 10 м2 2500 мм 6–12° 30° 3,7 м2

5250 мм 1700 мм 1620 мм 3/1 5,174 м 0,215 0,8 м

В период 1982–1984 годов в конструкцию АДП-05 были внесены

усовершенствования, результатом которых и стала модификация АДП-05М (см. рис. 3). Основное отличие АДП-05М от АДП-05 – замена кабины (кабины аэросаней КА-30) на штатную кабину. Успешные испытания АДП-05М были выполнены в 1985 году.

100

Рис. 3. Экраноплан АДП-05М

Таким образом, все модификации АДП-05 успешно прошли летные испытания в зимних условиях на льду Братского водохранилища. Во вре-мя ходовых испытаний экранопланов исследовались их взлетно-посадочные характеристики, зависимость аэродинамических характери-стик и характеристик устойчивости движения от параметров компоновоч-ной схемы, границы области устойчивого движения, характеристики управляемости при рулежках и в полете.

Испытания показали, что экраноплан на крейсерском режиме (при высоте полета h = 0,8 м) достаточно устойчив и легко управляется. Аппа-рат был способен успешно маневрировать на льду Братского водохрани-лища, выбирая в полете трассу, соответствующую проходимости на крей-серской скорости.

Следующим иркутским экранопланом стал АДП-07. Одной из прин-ципиальных особенностей аэродинамической схемы аппарата АДП-07 яв-лялась реализация возможности обеспечения устойчивого полета не только вблизи, но и вне экрана. Испытания экраноплана АДП-07 проводились весной 1985 года надо льдом озера Байкал. Аппарат был оборудован ком-плексом контрольно-записывающей аппаратуры, позволяющей фиксиро-вать 6 параметров полета (тяга, скорость, перегрузка в вертикальной плос-кости, угол тангажа, угол крена, угол установки стабилизатора). Запись указанных параметров осуществлялась с помощью шлейфового осцилло-графа Н004М1 на осциллографическую бумагу. При проведении испыта-ний была достигнута хорошая управляемость по курсу при рулении, а так-же устойчивый самостабилизированный полет при относительных отстоя-

101

ниях H < 0,3. Взлетная скорость аппарата составила 95 км/ч, посадочная – 90 км/ч. Длина тормозного пути при посадке на лед – 52...59 м. Минималь-ный радиус поворота при рулении на чистом льду составил 5,5 м. Отход от опорной поверхности (H > 0,3) осуществлялся при скорости более 120 км/ч. При этом полет аппарата в режиме стабилизации происходил при положительном угле тангажа при h < 0,15 и при отрицательном угле тан-гажа (ν ≈ –3°) при h = 0,15...0,3, что свидетельствует о высокой несущей способности основного крыла на умеренных отстояниях от экрана. При приближении полетной скорости к 120 км/ч (скорость отхода от экрана) тангаж изменялся до ν = –4°. То есть при увеличении скорости полета при-рост подъемной силы на основном крыле создавал больший продольный момент относительно центра тяжести экраноплана, чем прирост подъ-емной силы на носовом крыле. Тяга на крейсерском режиме составляла 33 даН и соответствовала аэродинамическому качеству К = 22. Вертикаль-ная перегрузка в центре тяжести аппарата при взлете и посадке не превы-шала n = 3,5. Учитывая, что стойки шасси АДП-07 были выполнены без амортизирующих элементов, можно предположить наличие определенного демпфирующего эффекта со стороны динамической воздушной подушки. При посадке происходило изменение угла тангажа от ν = –3° до ν = 0°, что связано с увеличением несущих свойств переднего горизонтального опе-рения при приближении к экрану, а также с уменьшением тяги от воздуш-ного винта, которая создавала относительно центра масс аппарата опреде-ленный момент, прижимающий нос АДП-07 к экрану. Испытания прохо-дили при порывах встречного ветра до 10 м/с. При этом существенного изменения параметров полета в режиме самостабилизированного движе-ния вблизи опорной поверхности не наблюдалось. Успешные испытания большого ряда буксируемых моделей и самоходных пилотируемых аппа-ратов АДП-04, АДП-04М, АДП-05, АДП-05М, АДП-07, имеющих взлет-ные массы от 320 до 3000 кг, обеспечили на основе большого объема экс-периментальной информации возможность постройки экраноплана нового поколения.

В 1993–1994 годах учениками А.Н. Панченкова был спроектирован, построен и доведен до предполетных испытаний легкий многоцелевой эк-раноплан с амфибийным шасси на воздушной подушке «Байкал-2» (см. рис. 4).

Данный экраноплан может эксплуатироваться круглогодично на ма-гистральных реках и их притоках, водохранилищах, озерах, прибрежных акваториях морей и океанов (с ограничениями по условиям эксплуатации) с возможностью движения над водой, над ледовой и заснеженной поверх-ностью, по мелководью, над ровной твердой поверхностью. В случае необ-ходимости, для преодоления одиночных препятствий экраноплан может эксплуатироваться в самолетном («внеэкранном») режиме.

102

Рис. 4. Экраноплан «Байкал-2»

Легкий многоцелевой экраноплан «Байкал-2» предназначен для обеспечения круглогодичных грузопассажирских перевозок в условиях от-сутствия развитой транспортной сети и заранее подготовленных взлетно-посадочных полос. Аппарат может быть реализован в следующих вариан-тах: трехместный пассажирский, двухместный грузопассажирский и одно-местный грузовой. Кроме того, экраноплан может эксплуатироваться в патрульном, санитарном, почтовом и туристском варианте.

Другой проект создания экраноплана в Иркутске начал д.т.н. В.В. Суржик. Им был построен восьмиместный экраноплан схемы «утка» СДП-09 (самостабилизированное судно на динамической подушке) про-мышленного образца со следующими характеристиками:

Gвзл.макс. = 2600 кгс; Gпасс. = 800 кгс; Vкр. = 160 км/час; габаритная длина – 8,1 м; габаритная ширина – 9,0 м; габаритная высота – 1,8 м; двигатель: «Toyota» – 3S-GTE; N = 240 л. с.*2. Предлагаемый экраноплан не имеет аналогов, содержит элементы

новизны, защищен патентом, принципиально решает проблему амфибий-ности – может взлетать, садиться и летать над водой, снегом, заболоченной местностью, выходить на пологий берег.

Сегодня, по прошествии более 40 лет, становится очевидной ключе-вая, знаковая роль теоретических и экспериментальных материалов, а так-же опыта, накопленного при создании экранопланов серии АДП. Я пре-красно помню ту веру и тот энтузиазм участников их разработки; была спроектирована и изготовлена целая гамма пилотируемых образцов, изде-лия экспонировались на нескольких международных выставках, ряд авто-ров разработок стали лауреатами премий, в том числе и международных.

103

Считаю важным, что к экранным исследованиям подключился профессор Ю.Ф. Мухопад, занимаясь проблемами повышения их гидродинамическо-го качества и безопасности полета.


1. Мухопад Ю.Ф. Проектирование системы управления летательными аппаратами //

Труды I Международной конференции по экранопланам. – Иркутск, 1993. 2. Мухопад Ю.Ф., Суржик В.В. Экраноплан «самолетной» схемы : патент Российской

Федерации № 2368521. – Заявка № 2007129448 ; заявл. 31.07.2007 ; опубл. 10.02.2009, Бюл. 27.

3. Мухопад Ю.Ф., Суржик В.В., Величко И.И. Самостабилизирующийся экраноплан : патент Российской Федерации № 2368522. – Заявка № 2007129449 ; заявл. 31.07.2007 ; опубл. 10.02.2009, Бюл. 27.

4. Мухопад Ю.Ф., Суржик В.В. Перспективы развития транспортных сетей для Евро-Азиатского коридора // Современные технологии. Системный анализ. Моделиро-вание. – Иркутск : ИрГУПС, 2008. – № 3(19). – С. 171–173.

5. Мухопад Ю.Ф., Суржик В.В. Перспективы развития транспортной системы в Си-бирском регионе // Труды I научно-практической конференции научных работни-ков и аспирантов. – Иркутск : Иркутский филиал МГТУ ГА, 2009.

6. Мухопад Ю.Ф., Суржик В.В. Интеграция евро-азиатских транспортных систем // Информационные и математические технологии в науке и управлении : труды XII Байкальской Всероссийской конференции. – Иркутск : Изд-во ИСЭ им. Л.А. Ме-лентьева СО РАН, 2009. – Том 1. – С. 185–189.

7. Мухопад Ю.Ф., Суржик В.В., Орлов И.И. Экранопланы в условиях сибирского климата // Труды III Евразийского симпозиума по проблемам прочности материа-лов и машин для регионов холодного климата. – Якутск, 2006. – Часть VI. – С. 10–20.

8. Мухопад Ю.Ф., Суржик В.В., Орлов И.И. Экранопланы – перспективный транс-порт для просторов Сибири // Современные технологии. Системный анализ. Моде-лирование. – Иркутск : ИрГУПС, 2006. – Вып. 3(11). – С. 144–150.

9. Мухопад Ю.Ф., Суржик В.В. Системные преимущества самостабилизирующихся экранопланов // Мир транспорта. – 2008. – № 3. – С. 32–37.

10. Мухопад Ю.Ф., Суржик В.В. Проектирование экранопланов различных компоно-вочных схем // Полет. – М. : Машиностроение. – 2010. – Вып. 1. – С. 55–60.

11. Mukhopad Yr. F., Surzhik V.V. The second-generation ekranoplans // Innovation & Sus-tainability of Modern Railway Proceedings of ISMR 2008 / еdited by Lei Xiaoyan. – China, 2008. – P. 597–601.

12. Панченков А.Н. Теория оптимальной несущей поверхности. – Новосибирск : Нау-ка, Сибирское отделение, 1983. – 256 с.

13. Панченков А.Н. Оптимальная аэродинамическая стабилизация экранопланов // Прикладные проблемы прочности и пластичности. – Нижний Новгород : Товари-щество научных изданий КМК, 1997. – С. 163–171.

14. Данеев А.В., Попов А.К. Экранопланы Панченкова // Панченков А.Н: физик, мате-матик, инженер. – Иркутск : Изд-во ИрГТУ, 2005. – C. 234–253.

15. Белавин Н.И. Экранопланы. – Л. : Судостроение, 1977. – 232 с.

104

УДК 681.5

Ю.Ф. Мухопад, В.Н. Сизых

СИТУАЦИОННОЕ УПРАВЛЕНИЕ ЧЕЛОВЕКО-МАШИННОЙ СИСТЕМОЙ

НА ОСНОВЕ ЛОГИКО-ВЕРОЯТНОСТНОЙ АНТРОПОЦЕНТРИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ ОПЕРАТОРА

Рассмотрена проблема создания систем предотвращения опасных ситуаций как человеко-машинной системы управления (ЧМСУ). ЧМСУ предлагается строить как трехуровневую интегрированную систему управления, работающую в реальном и ускоренном масштабе времени для оценки критической нештатной ситуации.

Ключевые слова: человеко-машинная система, антропоцентрическая модель летчика, управление в условиях неопределенности, риск на принятие решения.

Введение

В настоящее время в авиации, атомной энергетике и в ряде других областей машиностроения наиболее остро стоит проблема предупрежде-ния нештатных ситуаций, возникающих вследствие непредвиденных при-родных и техногенных условий, при которых человек не в состоянии сам принять правильное решение и предотвратить опасную ситуацию. В статье на примере задачи предупреждения столкновений самолетов в воздухе предложена методология предотвращения опасных ситуаций, позволяю-щая помимо рекомендательных советов летчику выводить летательный аппарат (ЛА) на безопасную траекторию движения в автоматическом режиме в случае потери работоспособности оператора.

В монографии [1] была разработана и обоснована неформализованная информационная модель деятельности оператора (МДО), на основе которой выбран антропоцентрический подход к ее дальнейшей формализации. Со-гласно данному подходу, оператор не описывается как звено динамической системы, а является внешним регулятором для траекторного уровня управ-ления ЛА. В качестве такого регулятора в статье предлагается использовать функцию принадлежности из аппарата нечетких логик (функцию ошибок летчика) и информационную (антропоцентрическую) МДО.

1. Энтропийная формулировка задачи управления

Cформулируем энтропийную (статистическую) постановку задачи управления системой «летчик − ЛА» в условиях риска на принятие реше-ния:

на интервале времени T t t= [ , ]0 к требуется выбор такого позицион-

105

ного управления ))(,),(,( 00 txttxtuu = для динамической системы )(),(),( 11 tuxtxtfx xj ++=& , (1)

чтобы на траектории движения объекта ( )x t , удовлетворяющей заданным ог-раничениям )())(),(( tGtutx Î (где UGXGGGtG uxux ==´Ì ,,)( ) семейство функ-ционалов Ia достигало минимума или наименьшей точной грани inf на ( )G t :

],)),(())(([ 1опкз

к

0

dtuKuxtQtxVMIt

t

-Ta +a+a= ò

(2)

где Vз – дифференцируемая скалярная функция, формализующая требова-ния к состоянию объекта в конечный момент времени tк; Q – скалярная функция, используемая для задания требований к процессу x(t) на интерва-ле [t0, tк]; [0,1]a Î – непрерывный ограниченный параметр, имеющий в тео-рии нечетких множеств смысл функции принадлежности (значимости); K – положительно определенная матрица постоянных коэффициентов; uоп – оптимальный в локальном смысле априори неизвестный вектор управле-ния; utxtxtuxtu WÎ= ))(,,,(),( 0

0 – искомый (варьируемый) m -вектор случайных управлений из множества допустимых u DW Ì ; xtx WÎ)( – n -вектор слу-чайных траекторий движения системы. Интервал времени оптимизации выбирается скользящим: t t t t T0 = = +, к П , TП – время прогноза случайной траектории.

Семейство функционалов (2) формализует задачу оптимизации про-странственного движения ЛА в условиях статистической и «размытой» (fuzzy) неопределенностей.

В работе [2] показано, что оптимальная стратегия управления u u t x= оп ( , ) , доставляющая минимум функции ),( xtV , одновременно максимизирует F t x u t x( , , ( , ))0

0 – плотность вероятности распределения скалярной функции ),( xtV в области uW и, соответственно, минимизи-рует информационную энтропию H u F t x u t x V t x u t x du

u

( ) ( , , ( , )) ( , , ( , ))= ò 00

00

W

:

u u t x M V t x u t x F t x u t x V t x u t x duu u

= =Î -¥

¥

-¥

¥

òòоп оп( , ): [ ( , , ( , ))] inf ( , , ( , )) ( , , ( , ))00

00

00

WL . (3)

Это основное положение устанавливает связь между теорией ин-формации и задачей синтеза оптимального управления.

2. Вычисление резервного времени на принятие решения по критерию статистической устойчивости

Используя стратегию управления с сингулярностью 0=u [3], через сравнение статистического уравнения в частных производных Ляпунова и уравнения Фоккера – Планка – Колмогорова в работе [1] получим усло-

106

вие энтропийной (статистической) устойчивости 0),( 1 <

¶¶

==xftrxtQH a& , (4)

устанавливающее связь положительно определенной функции качества процессов управления в функционале (2) со свойствами стохастической системы при отсутствии шумов ( 0)( =tx ).

Из формулы (4) получаются простые выражения для вычисления общей энтропии ( )H x и латентного времени оператора (летчика) et , раз-решающие информационную неопределенность его действий:

åò=+

===n

iii

t

Tte TxH

xftr

xHdtxtQxH11

)()(,),()(п

¶¶

ta ,

где постоянная времени T trfxii

i

n

=

-å =1

1 1( )¶¶

характеризует максимальную ско-

рость передачи летчиком информации в задаче пилотирования. Окончательно среднестатистическое время реакции летчика опреде-

лится минимальным временем цикла регулирования по всем фазовым ко-ординатам

òå+=

+=++=t

Tt

n

iiie dtxtQTtttT

п

),(1

индейстСОИmin0 at , (5)

где СОИt – задержка времени выдачи сигнала от системы отображения ин-формации; tдейст – время приведения отклонившегося параметра в исход-ное состояние, инt – задержка времени прохождения информации по тех-ническим звеньям системы (1).

При этом летчик в первую очередь реагирует на ту фазовую коорди-нату, которая максимально отклонилась от заданного значения (имеет наименьший резерв точности) и на регулирование которой необходимо за-тратить больше времени. Поэтому за время цикла регулирования в системе предупреждения необходимо принимать величину

T Max T T n0 0 1 0min min min( , , )= L , которая соответствует выбору координаты, последствия выхода которой за предельно допустимое значение приводит к нештатной полетной ситуации.

Резервное время min0през TТt -= учитывает внешние и внутренние ог-раничения на деятельность оператора и поэтому является объективным критерием опасности конфликтной ситуации ( пT – время прогноза движе-ния ЛА, определяемое задачей пилотирования).

3. Методология оценки опасных ситуаций

На базе основных положений теории обнаружения сигналов (STD-теории) разработана методология оценки опасных ситуаций, суть которой сводится к следующему.

107

Неопределенность, присущая всем процессам принятия решения, имеет две стороны. Одна сторона носит вероятностный характер из-за ошибок датчиков информации, другая связана с неточностью и приблизи-тельностью представлений летчика о целях, задачах, альтернативах и рас-полагаемых ресурсах. Так как в условиях риска (опасности; тревожности, связанной с ответственностью и важностью задачи) летчик заранее не зна-ет о возможном исходе результатов своих действий, то можно говорить о смешанном вероятностном исходе действий летчика. Для такого исхода справедливо соотношение Аткинсона [4]

[ ( ), (1 ) ( )] ( ) (1 ) ( )M P FA P CD P FA P CDa a a a- = + - , где Pa = – субъективная вероятность, характеризующая значимость задачи пилотирования (вероятность ошибок летчика), или мера риска по управле-нию; 1 ( )P Na- = – субъективная вероятность, характеризующая неопреде-ленность задачи пилотирования (надежность летчика), или мера риска на изучение; ( )P FA – вероятность «ложной тревоги», ( )P CD – вероятность пра-вильного обнаружения конфликтующего ЛА.

М.А. Котиком и А.М. Емельяновым экспериментально установлено [5], что летчик может действовать безошибочно ( P N( ) = 1) до значения функции значимости P = 0 2, . При значениях функции значимости

[0,2; 0,36]PÎ летчик способен удовлетворительно управлять ЛА с надеж-ностью P N( ) в пределах от 0 64, до 1. При значениях функции значимо-сти ]64,0;36,0[ÎP ему необходима советующая система, выдающая соот-ветствующую подсказку на принятие правильного решения. При 0,64P > летчик выключается из контура управления и система предупреждения столкновений (СПС) отрабатывает необходимые управляющие воздействия для предотвращения столкновения.

Установлено, что функция значимости a хорошо согласуется с экс-поненциальным законом распределения вероятности

0min

рез

exp t TPt

aé ù-

= = -ê úê úë û

. (6)

Предложена «внутренняя» (антропоцентрическая) модель летчика )()()( PfNP == aa , которая описывается следующей зависимостью:

2

гр2 гр2 гр2( ) ( ) ( )2( ) arcsin 1P t P t P t

P Np a a a

é ùæ öê ú= + - ç ÷ê úè øë û

, (7)

где при значении функции значимости )( гр2tP=a надежность летчика равна единице: ( ) 1P N = ; время границы раннего обнаружения составляет

=гр2t 22…30 с, что соответствует расстоянию до опасной зоны 1,5…1,875 км. На основе анализа оценок предотвращения опасных ситуаций, про-

веденного по «внутренней» модели летчика (7), выработаны критерии типа

108

ограничений [1], являющиеся необходимыми, но не достаточными усло-виями действительного предотвращения инцидента.

Получены субъективная вероятностная оценка опасных ситуаций и границ предупреждения (рис. 1) на случайных упрежденных траекториях T , а также интегральные показатели безопасности прогнозируемого дви-жения ЛА – коэффициенты безопасности

isk

))()(\())()(\(

0гр0

iгрi

txtxIPtxtxIP

kN

Asi =

== .

При этом дополнительно вводится коэффициент безопасности

))()(\())()(\(

0гр0

опгропоп txtxIP

txtxIPk

N

As =

== ,

являющийся результатом решения семейства оптимизационных задач и определяющий оптимальное расположение границы предупреждения. Эта граница уравновешивает относительные стоимости ложной сигнализа-ции и правильного обнаружения.

1

п р о гh1 2п р о гн о з и р у е м ы еп о л о ж ен и я гр ан и ц

)( F AP

)(C DP

I

II )( M DP

I - С П С о т кл ю ч е н аII - С П С в к л ю ч е н а

)( M DP

PT

P I x xN ( \ )= гр

P I x xA ( \ )= гр

Рис. 1. Изменение границ предупреждения столкновений

Для определения границ предупреждения использован метод срав-нительных операционных характеристик (СОХ-кривых). Для этого необ-ходимо вычислить вероятности упрежденных номинальной ( \ )NP I x и из-мененной ( \ )AP I x траекторий ЛА в моменты времени min0Tt = , гр2tt ³ , со-ответствующие значениям функции значимости 1=a и 0»a . По текущим значениям вероятностей NP , AP и функции значимости P=a на каждой длине оптимизации tD последовательно определяются точки сравнитель-ной операционной характеристики ))(()( FAPfCDP = (рис. 2).

При оптимальном значении функции значимости *aa = одновременно достигается минимум семейства функционалов (2) и относительной стоимо-сти смешанного исхода правильного и неудачного принятия решения СПС.

I – СПС отключена II – СПС включена

109

а

б

)(FAP

)(CDP1

Рис. 2. Сравнительная операционная характеристика СПС

Построение СОХ-кривой позволяет визуализировать оптимальную границу предупреждения путем вычисления вероятностей

))()(\( опгроп txtxIPA = , ))()(\( опгроп txtxIPN = и через решение *aa = опти-мизационной задачи на информационном уровне управления системой «летчик – ЛА».

Разработанная логика автоматизированного принятия решения заключа-ется в сравнении оптимальных границ предупреждения (оптимального значе-ния

опsk ) с допустимыми границами раннего 2грt и позднего 1грt обнаружения, определяемыми коэффициентами безопасности

isk , и сводится к выполнению последовательности операций:

1. На основе алгоритма ОНУ с упреждением входо-выходных за-висимостей по времени прогноза ПT определяются будущие значения фа-зовых координат пространственного движения ЛА в граничные моменты времени it ),,,( 2гр3П21гр1min00 ttTtttTt ==== и вычисляются вероятности

))()(\( гр iiA txtxIP = )3,1( =i и ))()(\( 0гр0 txtxIPN = . 2. По вычисленным значениям вероятностей ))()(\( гр iiA txtxIP = и

))()(\( 0гр0 txtxIPN = определяются коэффициенты безопасности прогнози-руемого движения

опsk , isk .

3. Формируется автоматизированная процедура принятия решения по следующим логическим условиям:

А. Если гр2оп tt ³ , то 0))()(\())()(\( 3гр3опгроп ==== txtxIPtxtxIP AA и

03оп== ss kk (в этом случае ]2,0;0[Î= Pa ), то есть система предупрежде-

ния может быть отключена, и летчик выполняет соответствующий стан-дартный маневр уклонения в ручном режиме пилотирования.

Если гр2опП ttT <£ , то ))()(\())()(\(0 2гр2опгроп txtxIPtxtxIP AA =£=< и

оптимальный коэффициент безопасности оп 2

0 s sk k< £ близок к нулю (при этом ]36,0;2,0[Î= Pa ). Летчик получает от системы предупреждения подсказку на выполнение конкретного маневра уклонения в ручном режи-

110

ме. Б. Если Попгр1 Ttt <£ , то £=<= ))()(\())()(\( опгроп2гр2 txtxIPtxtxIP AA

))()(\( 1гр1 txtxIPA =£ и 1оп2 sss kkk £< (при этом ]64,0;36,0[Î= Pa ). В контур

управления с летчиком параллельно включается САУ. В. Если гр1оп0min ttT <£ , то вероятность на измененной упрежденной

траектории подчинена условию: ))()(\())()(\())()(\( 0гр0опгроп1гр1 txtxIPtxtxIPtxtxIP AAA =£=<= , а оптимальный коэффи-

циент безопасности 0оп1 sss kkk £< стремится к единице (a находится в диа-

пазоне ]1;64,0[Î= Pa ). Летчик полностью выключается из контура управления пространственным движением ЛА.

Г. Если оп0min tT < , то 1))()(\())()(\( 0гр0опгроп ==== txtxIPtxtxIP NA и

10== ss kk

i . Система предупреждения не имеет защиты против инцидента и неизбежно столкновение (летное происшествие, приведшее к поломке, к аварии или к катастрофе).

Оптимальное время на принятие решения определяется из форму-лы (6) при *a a= .

В функции значимости a заложены цели, стоящие перед пилотом при управлении системой «летчик – ЛА», а в функции a-=1)(NP , опре-деляющей надежность летчика, – ограничения по психофизиологической загрузке на конкретные задачи пилотирования. Поэтому оптимальное ре-шение *aa = есть нестрогая конъюнкция целей и ограничений всей систе-мы «летчик – ЛА», включая ресурсы – дифференциальные связи простран-ственного движения ЛА.

Текущие значения вероятностей возникновения инцидента на буду-щих номинальной и измененной траекториях )\( xIPN , )\( xIPA в окре-стностях значений фазовых координат x определяются по формулам:

0 гр 0 0( , )

( \ ( ) ( )) ( ) ( , , )f

NZ

P I x t x t t F t x dxs t

a s= = ò , 0( ) 1ta = ,

( , )

( \ ( ) ( )) ( ) ( , , )f

A i i iZ

P I x t x t t F t x dxs t

a s= = ò ,

*оп *

( , )

( \ ( ) ( )) ( , , )f

AZ

P I x t x t F t x dxs t

a s= = ò ,

(8)

где по субъективной вероятности ошибок летчика 1)( * <£ aa it 0 0min 1 гр1( , ,t T t t= = 2 П 3 гр2, )t T t t= = осуществляется перераспределение функ-

ций между летчиком и автоматикой. Функция плотности вероятности при-нимается нормальной

( , , ) ( , ) ( )F t x F t x Fss s= , *

2

1( , ) ( , )(2 )

nF t x F t xKp

= , (9)

111

где )],(exp[),(* xtVxtF -= , nn

n xxkxtV i

n

i

n

iåå= =

-=1 1

1

21),( – функция Ляпунова, заданная

в смешанной квадратичной форме; ][ nn xxMk ii = , K – элементы корреля-ционной матрицы размера nn´ и ее определитель, функция )(ssF опреде-ляет геометрию зоны, опасной для столкновений ЛА.

Разработанная логико-вероятностная модель человека-оператора (продукционная система поддержки принятия решений) позволяет осуще-ствлять на информационном уровне ситуационное управление антропо-центрической системой «летчик – ЛА» (рис. 3).

Рис. 3. Структурная схема управляющей подсистемы СПС

Заключение

Алгоритмически интегрированная на информационном, траекторном и пилотажном уровнях система ситуационного управления [6] обеспечива-ет интеллектуальное взаимодействие человека-оператора с внешней сре-дой через нечеткий регулятор – антропоцентрическую модель летчика. В отличие от традиционных САУ, где неизвестные априори внешние воз-

112

мущения являются скорее негативным фактором, в предлагаемой методо-логии создания интегрированной САУ внешние возмущения и неопреде-ленности играют роль информационной «подпитки» и позволяют органи-зовать антиэнтропийный процесс самоорганизации путем вычисления ла-тентного времени оператора на принятие решения.


1. Сизых В.Н. Оптимизация процессов управления в интегрированном бортовом ком-плексе летательного аппарата на основе алгоритмов с прогнозированием. – Иркутск : Изд-во ИВВАИУ (ВИ), 2007. – 439 с.

2. Saridis G.N. Architectures for Intelligent Control. – Intelligent Control Systems. Theory and Applications / M.M. Gurta, N.K. Sinha (eds.), The IEEE, Inc., New York, 1996, pp. 127–148.

3. Буков В.Н. Метод и алгоритмы решения сингулярно-вырожденных задач аналитическо-го конструирования регуляторов / В.Н. Буков, В.Н. Сизых // Изв. АН. Теория и системы управления. – М., 2001. – № 5. – С. 43–61.

4. Шеридан Т.Б., Феррелл У.Р. Системы человек – машина. – М. : Машиностроение, 1980. 5. Котик М.А., Емельянов А.М. Природа ошибок человека-оператора. – М. : Транс-

порт, 1993. 6. Горшенин А.Б. Траекторное управление перспективной СПС воздушного судна на ос-

нове алгоритмов нелинейной интегрированной САУ с нечеткой логикой / А.Б. Горше-нин, В.Н. Сизых // Вестник Иркут. гос. техн. ун-та. – 2008. – № 4 (36). – С. 62–66.

УДК 629.4.015

В.В. Суржик

НЕСТАЦИОНАРНОСТЬ ПАРАМЕТРОВ ДВИЖЕНИЯ В МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЯХ ДВИЖУЩИХСЯ СИСТЕМ

Предложена методика учета нестационарности изменения параметров дви-жения в дифференциальных уравнениях подвижных систем. Приводится схема по-этапной оптимизации системы на базе основных принципов системного анализа на примере уравнений продольного движения экранопланов. Приведены границы устой-чивости экранопланов схемы «утка», «самолетной» схемы и схемы «обратная утка» в зависимости от геометрических параметров.

Ключевые слова: экраноплан, самостабилизация, схема «утка», «самолетная» схема, схема «обратная утка».

Взаимодействие движущихся тел с окружающей средой описывается

различными моделями теоретической физики, приводящими к нелиней-ным дифференциальным и интегро-дифференциальным уравнениям с ча-стными производными. И только введение дополнительных предположе-

113

ний и допущений о малости амплитуд волн поля, или амплитуд колебания среды, амплитуд отклонения от состояния равновесия и т. п., приводит к линейным уравнениям, которые изучены в достаточной степени.

Среди систем нелинейных уравнений с частными производными наиболее простыми являются системы квазилинейных уравнений. Но даже и для этих систем нет достаточно полной теории, нет общих теорем суще-ствования и единственности решения с начальными данными (задача Ко-ши). Упрощение исходной интегро-дифференциальной системы, описы-вающей взаимодействие объекта со средой, где в интегралах присутствуют сингулярные ядра, является задачей особой сложности.

Технические системы, и в особенности транспортные системы, лю-бого назначения являются сложными динамическими системами, рабо-тающими в условиях интенсивного воздействия внешней среды.

При исследовании движущегося объекта создается его формализо-ванное представление в виде системы, служащей для описания и понима-ния законов функционирования и изменения его структуры в целях полу-чения в результате исследований такого объекта, который способен решать проблему в соответствии с заданными критериальными оценками.

На процесс создания любой технической системы большое влияние оказывают факторы конструктивного, информационного, структурного, функционального, энергетического, технологического и организационно–экономического характера. Такое обилие требований к созданию объектов техники предопределило появление и развитие системного анализа (СА).

Системный анализ, являющийся неотъемлемой частью теории сис-тем, занимается проблемами принятия решений в условиях анализа боль-шого количества информации различной природы. При этом большая сис-тема рассматривается как интегрирование элементов со связями в про-странстве и во времени, объединенных с целью достижения максимальной эффективности всей системы при гармоничном сочетании, возможно, и противоречивых целей ее составных частей. Целью применения систем-ного анализа к исследованию систем является повышение степени обосно-ванности применяемых решений среди множества возможных вариантов.

Любая система изучается как извне, так и изнутри, причем изучение извне означает рассмотрение взаимодействия системы с внешней средой, а изнутри непосредственно связано с изучением ее структуры. Системный анализ рассматривает работу системы и ее внутреннее устройство в нераз-рывной, неразделимой связи. Кроме того, системный анализ включает ме-тодологию исследования систем и делится на задачи анализа и задачи син-теза. Задачи анализа состоят из исследования свойств и поведения систем в зависимости от их структуры, значения параметров и характеристик внешней среды.

При проектировании технических устройств формируются матема-тические модели объектов исходя из имеющихся типовых структурных

114

решений, обобщающих предшествующий опыт разработок в соответст-вующей области. Далее на основе математического моделирования проек-тируемого объекта решается важная задача проектирования – задача ана-лиза, в результате решения которой определяется вектор выходных пара-метров при фиксированной фунционально-структурной модели объекта. После этого решаются задачи синтеза: на первом этапе ведется структур-ный синтез, в результате которого определяется элементный состав техни-ческого объекта, ведется разделение вектора параметров на функциональ-ные и конструктивные (проектные) и определяются связи между элемен-тами. На втором этапе ведется параметрический синтез, заключающийся в выборе такого вектора проектных параметров, при котором все выход-ные параметры объекта удовлетворяют требованиям ТЗ. Как правило, ре-шаются задачи оптимального параметрического синтеза, где вектор про-ектных параметров выбирается не только из условий правильности функ-ционирования системы и ее адекватности, но и из условий обеспечения оп-тимальности по принятым критериям качества.

Причем адекватность создаваемой математической модели преду-сматривает ее способность отражать заданные свойства объекта с погреш-ностью не выше заданной. Кроме того, создаваемая математическая мо-дель должна обладать свойством целостности, связности и эмерджентно-сти. Эти свойства подразумевают, во-первых, независимость системы от внешней среды и других систем, во-вторых, наличие непосредственных или опосредованных связей между любыми элементами системы и, в-третьих, несводимость свойств системы к сумме свойств ее элементов.

В качестве примера вышеизложенных положений рассмотрим мате-матические модели возмущенного движения экранопланов.

При выводе уравнений движения экранопланов используется извест-ное положение, состоящее в том, что любое механическое движение твер-дого тела можно считать состоящим из двух движений: поступательного движения ЦМ и вращения остальных материальных точек тела вокруг это-го центра. При изучении динамических свойств экраноплана оказалось весьма целесообразным сначала разделить его пространственное движение на продольное и боковое, а потом уже рассматривать каждое из них с по-зиций сформулированного выше положения.

С известным приближением исследование возмущенного движения экраноплана, описываемого нелинейной нестационарной системой, можно заменить исследованием возмущенного движения линейной стационарной системы. Погрешность, возникающая при такой замене, будет тем меньше, чем меньше в данном интервале времени (это может быть время релакса-ции системы) изменяются коэффициенты дифференциального уравнения. Время релаксации (продолжительность переходного процесса у экрано-плана) обычно невелико (одна-две секунды), так что за время переходного

115

процесса аэродинамические характеристики основного (невозмущенного) движения экраноплана изменяются незначительно.

Раздельное описание движения экраноплана является приближен-ным и становится возможным только благодаря допущению о малости возмущений и независимости параметров продольного движения от пара-метров бокового. Простейшим примером продольного движения может быть установившийся горизонтальный полет (он как раз и выбран в каче-стве исходного режима при линеаризации уравнений движения).

Проведенный системный анализ математических моделей продоль-ного невозмущенного движения экранопланов, опубликованных в литера-туре [1, 2, 3], выявил неадекватность этих математических моделей реаль-ному физическому процессу, что в ряде случаев приводило к необоснован-ным выводам относительно устойчивости экранопланов некоторых компо-новочных схем.

В рамках гипотезы квазистационарности предполагается, что аэро-динамические силы и моменты являются функциями мгновенных значе-ний угла атаки a , отстояния крыла от экрана ,h скорости V, угла тангажа J и других кинематических параметров.

Автор предложил ввести в уравнения продольного движения экра-ноплана нестационарные изменения параметров ii tHt )(и)( DDa , то есть зависимость этих параметров от угловой скорости Zcw и от вертикальной

скоростиdt

HdD .

В общем случае продольного движения экраноплана, на примере компоновочной схемы полиплан – «гибрид» (рис. 1 и рис. 2), его парамет-ры Ja ,, H меняются во времени по любым законам. При изменении этих параметров ЦМ экраноплана совершает поступательное движение, описы-ваемое функциями ).();( tHHtVV == Все остальные материальные точки экраноплана, находясь в таком же, как и ЦМ, поступательном движении, совершают вращение вокруг оси cZ0 , проходящей через ЦМ экраноплана,

с угловой скоростью dtd

Zc

Jw = (рис. 1), вследствие чего в целом меняются

высота полета крыльев над экраном ih , угол тангажа экраноплана J , а следовательно, и угол атаки a . Эти вертикальные скорости, вызванные вращением экраноплана, изменят углы атаки крыльев на величину

dtdbXX AiFTiJ

ma

1)( ±± . При движении экраноплана в направлении оси X0 он

может совершать также и поступательные перемещения в направлении оси Y0 скоростной системы координат со скоростями соответственно для

крыльев 21 , УУ VV и 3УV (см. рис. 2). При поступательном перемещении экра-

116

ноплана в направлении оси Y0 , вертикальная скорость dt

HdD также вызовет

изменение углов атаки крыльев, а именно на величинуdt

HdDm1 .

h1X

V0

Y

h2

-

Vy3

0

33 V

Vy=Da

V0

V3 нест.

Vy1V0

Vнест .

0

11 V

Vy=Da

Vy2V0

V 2 нест.

0

22 V

Vy=Da-

dtd

СZJJw == &

ц.м. J

Рис. 1 Рис. 2

Для иллюстрации вышеизложенных рассуждений специально вы-

брана компоновочная схема экраноплана «гибрид» в связи с тем, что эта схема имеет три несущие поверхности и иллюстрация на ней ввода неста-ционарности параметров движения экраноплана наглядна в смысле общно-сти относительно других компоновочных схем.

Таким образом, нестационарные изменения углов атаки каждого из крыльев экраноплана компоновочной схемы «гибрид» выразятся следую-щими соотношениями:

;11)()( 11 dtHd

dtdXXt FT

D-

D++D=D

mJ

maa a

;1)()( 222 dt

Hddt

dbXXt AFT

D-

D--D=D

mJ

maa a (1)

dt

Hddt

dbXXt AFT

D-

D++D=D

mJ

maa a

1)()( 333 ,

где индекс 1 относится к основному крылу, индекс 2 – к носовому крылу, а индекс 3 – к стабилизатору.

Запишем теперь значения нестационарных отстояний крыльев от эк-рана. На рис. 1 видно, что при повороте экраноплана на угол + JD отстоя-ние основного крыла уменьшится на величину )1( 11 +D-=D TXh J , а носово-го крыла увеличится на величину ).1( 22 -D=D TXh J Значения отстояний крыльев ith )(D , таким образом, в общем случае примут вид:

;)1()( 11 JD+-D=D TXHth

ц.м. X

V0

Y

V0

Vнест.

0VH&D=D- ia

HD

321 aaa D=D=D

0

117

.)1()( 2

2

12 JD-+D=D T

A

A XbbHth (2)

Особо отметим, что при введении в систему дифференциальных уравнений продольного движения экранопланов нестационарных значений изменения параметров )2()(и )1()( ii tHt DDa отпадает необходимость искус-ственного введения в уравнения движения экраноплана выражение для ко-эффициента при Zcw , обусловленное рассуждениями о «гипотезе искрив-ления», применяемой для изучения динамических характеристик ЛА в без-граничной жидкости.

Уравнения продольного возмущенного движения экраноплана с ко-эффициентами матрицы будут уравнениями с постоянными коэффициен-тами более сложного вида, чем система уравнений без учета нестационар-ности параметров движения, но размерность системы не изменится, что позволяет вести исследования на устойчивость по критериям Рауса – Гур-вица.

С учетом функциональной зависимости коэффициентов матрицы продольного движения от геометрии компоновочной схемы и позицион-ных производных, критерий статической устойчивости для системы с уче-том нестационарности параметров движения запишется в виде:

HУ

HZ

УУ

ZZ

Cm

CCmm

-++

Ja

Ja

>0. (3)

Таким образом, критерий апериодической статической устойчивости для экраноплана с учетом нестационарности параметров движения отлича-ется от аналогичного критерия, полученного в работе [3],

HУ

HZ

У

Z

Cm

Cm

-a

a

>0.

Это отличие объясняется неучетом при составлении уравнений про-дольного движения в работе [3] изменения подъемной силы крыльев от ко-лебания экраноплана вокруг ЦМ и приближения при этом или удаления крыльев от экрана.

Первое слагаемое в (3) есть запас статической устойчивости по уг-лу тангажа J (а не по углу атаки, как в работе [3]), а второе слагаемое – запас статической устойчивости по отстоянию H . Критерий само-стабилизации экраноплана схемы «утка» или раздвижка фокусов FXD , таким образом, будет:

.. constHconstHFX ==-=D JJ ss >0. (4)

При изменении скорости полета экраноплана, а следовательно, и вы-соты полета над экраном, коэффициенты матрицы продольного движения будут меняться, будет меняться и величина выражения (3). При нахожде-нии фокуса по отстоянию в ЦМ будем иметь независимость фокусов по

118

тангажу и отстоянию друг от друга. Это значит, что изменеие отстояния ЦМ от экрана ( 0¹DH ) не вызовет изменение тангажа экраноплана, и на-оборот, изменение тангажа аппарата не вызовет колебаний аппарата по высоте. Такое расположение центровки для пассажирских экранопланов будет наиболее комфортным для пассажиров.

Потеря экранопланом колебательной или динамической устойчиво-сти наступит, когда изменит знак с положительного на отрицательный де-терминант Рауса – Гурвица 2

12

30321 PPPPPPRt --= . Запишем его в более удобном для анализа виде

23

1

1

0

3

2

PP

PP

PP

-- >0. (5)

Таким образом, в качестве меры эксплуатационной устойчивости эк-ранопланов принят критерий самостабилизации (3). Этот критерий га-рантирует отсутствие в системе уравнений продольного движения экрано-планов положительных действительных корней, а детерминант Рауса – Гурвица (5) – отсутствие положительных вещественных частей комплекс-ных корней. Но условия устойчивости (3) и (5) могут не обеспечить экс-плуатационную безопасность экраноплана в реальном возмущенном дви-жении на малых отстояниях из-за встречи аппарата с экраном при значи-тельных «забросах» (дальнейшем увеличении параметров после прекраще-ния действия возмущеня) выходных величин )( Jd D и ).( HDd Поэтому не-обходимо не только вести анализ динамических характеристик экранопла-нов по условиям (3) и (5), но и изучать весь переходный процесс возму-щенного движения и проектировать такую компоновочную схему, у кото-рой забросы выходных параметров )( Jd D и )( HDd стремились бы к нулю или были бы минимальными.

Как уже отмечалось выше, проблему создания подвижной системы необходимо рассматривать с позиций системного анализа.

При разработке математической модели объекта проектирования из него выделяется набор параметров, описывающих его функционирование, и структурно-параметрический набор проектных параметров. Такое разде-ление параметров единой математической модели на две части довольно условно, но оно полезно при разработке соответствующего программного обеспечения при разработке САПР (систем автоматизированного проек-тирования). Структурно-параметрический набор параметров дает возможность генерировать множество альтернатив изучаемого объекта. Задачей математического моделирования процесса проектирования является описание процессов постановки и решение задач проектирования на основе иерархии математических моделей объекта.

119

В качестве примера на рис. 3 приведена граф-схема алгоритма про-ектирования экранопланов с учетом частных критериев оптимальности:

amaxYC ;

å

å=X

Y

CC

Kmax , и даны под-

робные описания ее восьми уровней. C0 – главная цель – создание экрано-планов в соответствии с заданными тактико-техническими требованиями (ТТТ) и условиями оптимальности; С1 – первый уровень – формирование математической модели пространст-венного движения экраноплана, про- ведение системного анализа сущест-вующих моделей на адекватность этих моделей реальным физическим

процессам; 1a – выполнять пункты С2 и C3 (переход на второй уровень) или переход на третий уровень; С2, С3 – второй уровень – введение поправочных коэффициентов в теоре-тические зависимости Су и СХ в соответствии с экспериментальными дан-ными для крыльев пространственной геометрии – С2. На этом же уровне в систему уравнений движения экраноплана вводится нестационарность параметров движения – С3; С4 – третий уровень – выделение из пространственной модели движения экраноплана первого уровня системы уравнений продольного движения с учетом результатов второго уровня; С5, С6, С7, С8, С9 – четвертый уровень – уравнения продольного движения экраноплпнов различных компоновочных схем, схемы «утка», схемы «об-ратная утка», схемы «гибрид», «самолетной» схемы и схемы «летающее крыло» соответственно; С10, С11 – пятый уровень – параметрический синтез уравнений продольно-го движения экранопланов различных компоновочных схем по критери-альным оценкам оптимального проектирования экранопланов по макси-мальным несущим способностям изолированного крыла в зависимости от удлинения – С10 и максимальному качеству всей компоновочной схемы – С11. На этом же пятом уровне ведется расчет самостабилизированных по-ложений экранопланов для схем «утка», «обратная утка» и «гибрид», где самостабилизированные положения – это самосбалансированные положе-ния экраноплана над экранирующей поверхностью при изменении скоро-сти движения от взлетной до максимальной с сохранением устойчивости движения;

Н

С0

С1

1a

С2 С3

С4

С5 С6 С7 С8 С9

С11С10 С11С10 С11С10 С11 С11

С12 С13 С14 С15 С16

К

С17

С18

1 уровень

2 уровень

3 уровень

4 уровень

5 уровень

6 уровень

8 уровень

7 уровень

1

0

Рис. 3. Граф-схема алгоритма проектирования экранопланов

120

С12, С13, С14, С15, С16 – шестой уровень – дальнейший параметрический синтез всех компоновочных схем экранопланов при варьировании геомет-рических параметров с определением границы устойчивости этих схем. Эта задача по определению зон устойчивости экранопланов имеет условия устойчивости Рауса – Гурвица:

;0;0;0;0;0{ 43210 >>>>>= PPPPPФ

.0;0}])([

;0)]([;0)({

024502201434

01442232342

>=>--

>--=>-=

PRRRPRPPPRRPPPPPRRPPPR

(6)

Удовлетворение условия (3) и несоблюдение одного из условий Рау-са – Гурвица (6) будет соответствовать границе устойчивости при данном значении конструктивного параметра. С17 – седьмой уровень – уровень анализа полученных моделей; С18 – восьмой уровень и нижележащие уровни предусматривают оптими-зацию экраноплана по таким критериальным оценкам, как минимизация весовых параметров конструктивных элементов экраноплана, минимиза-ция стоимости перевозки пассажиров и груза, оценка социальной значимо-сти внедрения экранопланов в транспортную систему и т. д.

Рис. 4

Рис. 6

Рис. 5

На рис. 4 приведена зона устойчивости экраноплана схемы «утка», где кривая 1 справедлива для экранопланов с удлинением носового крыла

5,2=l , а кривая 2 – для экранопланов с удлинением носового крыла

1

122 S

S ll

×= .

121

На рис. 5 приведена зона устойчивости для экранопланов компоновоч-ной схемы «обратная утка», а на рис. 6 – зона устойчивости для «самолет-ной» схемы. По материалам параметрического синтеза экранопланов компо-новочной схемы «утка» получено два патента [4] и [5]. Получены патенты на экранопланы схемы «обратная утка» [6] и «самолетной» схемы [7].

Для проверки адекватности математической модели возмущенного продольного движения экраноплана с учетом нестационарности парамет-ров движения реальным физическим процессам, построена и испытана мо-дель экраноплана компоновки «летающая платформа», являющаяся моди-фикацией схемы «гибрид», на открытой воде с помощью катера-буксировщика (рис. 7, рис. 8). Для регистрации и записи параметров воз-мущенного движения модели использована стандартная авиационная ап-паратура МСРП-12 с некоторыми изменениями и упрощениями.

Данные измерительной аппаратуры переходного возмущенного ре-жима модели, угловая скорость J&D и вертикальное ускорения H&&D ЦМ в зависимости от времени сопоставлены с теоретическими расчетами и при-ведены на рис. 9 и рис. 10. Переходные процессы имеют ярко выраженный колебательный характер, и наблюдается совпадение с экспериментом. Не-большие отличия переходных процессов теоретических расчетов (по ква-зистационарной теории) возмущенного движения модели экраноплана от экспериментальных кривых можно, вероятно, объяснить неучетом (ввиду отсутствия достоверных данных) присоединенных масс в теоретической модели системы дифференциальных уравнений продольного движения.

Рис. 7 Рис. 8

В результате введения в систему дифференциальных уравнений про-

дольного возмущенного движения экранопланов нестационарности пара-

Рис. 9 Рис. 10

122

метров движения (3) и (4) получена новая система, адекватно описываю-щая поведение экраноплана в переходном возмущенном движении.

Рассмотренный пример наглядно показывает важность проведения системного анализа математических моделей изучаемых подвижных систем.


1. Жуков В.И. Особенности аэродинамики, устойчивости и управляемости экрано-

плана / В.И. Жуков. – М. : ЦАГИ, 1997. – 80 с. 2. Вачасов Е.П. и др. Анализ продольного возмущенного движения экраноплана /

Е.П. Вачасов и др. // Самолетостроение и техника воздушного флота. – Харьков, 1972. – Вып. 29.

3. Иродов Р.Д. Критерии продольной устойчивости экраноплана / Р.Д. Иродов. – М. : Ученые записки ЦАГИ, 1970.

4. Пат. № 2224671 Российская Федерация, МПК7 В 60V 1/08. Самостабилизирующий-ся экраноплан [Текст] / В.В. Суржик, П.А. Скороходов, В.В. Таранушенко, С.М. Ре-мизов, Г.А. Взяткин ; Закрытое акционерное общество «Технологии СДП». – № 2003100793 ; заявл. 09.01.2003 ; опубл. 27.02.2004, Бюл. № 6. – [1 с].

5. Пат. № 2362693 Российская Федерация, МПК В 60V1/08. Самостабилизирующий-ся экраноплан [Текст] / В.В. Суржик, Ю.Ф. Мухопад, С.М. Ремизов ; заявитель и патентообладатель ООО «Байкальский научно-инженерный центр». – № 2007111299 ; заявл. 27.03.2007 ; опубл. 10.10.2008, Бюл. № 21. – [2 с].

6. Пат. № 2368521 Российская Федерация, МПК В 60V1/08. Экраноплан «самолет-ной» схемы [Текст] / В.В. Суржик, Ю.Ф. Мухопад ; заявитель и патентообладатель ООО «Байкальский научно-инженерный центр». – № 2007129448 ; заявл. 31.07.2007 ; опубл. 10.02.2009, Бюл. № 27. – [2 с].

7. Пат. № 2368522 Российская Федерация, МПК В 60V1/08. Самостабилизирующий-ся экраноплан [Текст] / В.В. Суржик, Ю.Ф. Мухопад, И.И. Величко ; заявитель и патентообладатель ООО «Байкальский научно-инженерный центр». – № 2007129449 ; заявл. 31.07.2007 ; опубл. 10.02.2009, Бюл. № 27. – [2 с].

8. Суржик В.В. Критерии оценки устойчивости экранопланов [Текст] / В.В. Суржик // Научный вестник Новосибирского государственного технического университета. – Но-восибирск : Изд. НГТУ. – 2007. – Вып. 1(26). – С. 167–176.

9. Суржик В.В. Некоторые особенности динамики экранопланов [Текст] / В.В. Сур-жик // Научный вестник Новосибирского государственного технического универ-ситета. – Новосибирск : Изд. НГТУ. – 2007. – Вып. 2(27). – С. 59–68.

10. Суржик В.В. Системный анализ динамики экранопланов [Текст] / В.В. Суржик // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. – Иркутск : Ир-ГУПС. – 2008. – Вып. 2(18). – С. 99–101.

11. Суржик В.В. Системные преимущества самостабилизирующихся экранопланов [Текст] / В.В. Суржик, Ю.Ф. Мухопад // Мир транспорта. – 2008. – Вып. 3. – С. 156–161.

12. Суржик В.В. Экранопланы Сибири [Текст] / В.В. Суржик // Мир транспорта. – М., 2009. – Вып. 2. – С. 34–39.

13. Суржик В.В. Проектирование экранопланов различных компоновочных схем [Текст] / В.В. Суржик, Ю.Ф. Мухопад // Полет : журн. – М. : Машиностроение. – 2010. – Вып. 1. – С. 55–60.

123

14. Суржик В.В. Определение зон устойчивости конструктивных схем экранопланов [Текст] / В.В. Суржик // Полет : журн. – М. : Машиностроение. – 2010. – Вып. 2. – С. 28–32.

15. Surzhik V.V. Integration way of development of the transportation network for EURO-ASIAN corridor [Текст] / Y.F. Mukhopad and V.V. Surzhik // Innovation & Sustainabil-ity of Modern Railway Proceedings of ISMR 2008 / Edited by Lei Xiaoyan. – China, 2008. – P. 427–430.

16. Surzhik V.V. The second-generation ekranoplans [Текст] / V.V. Surzhik and Y.F. Muk-hopad // Innovation & Sustainability of Modern Railway Proceedings of ISMR 2008 / Edited by Lei Xiaoyan. – China, 2008. – P. 597–601.

17. Суржик В.В. Интеграция евро-азиатских транспортных систем [Текст] / В.В. Сур-жик, Ю.Ф. Мухопад // Труды ХIV Байкальской Всероссийской конференции. Информационные и математические технологии в науке и управлении. – Иркутск : Изд-во ИСЭ им. Л.А. Мелентьева СО РАН, 2009. – Том 1. – С. 185–189.

18. Суржик В.В. Перспективы развития нетрадиционных видов транспорта для Си-бирских регионов / Ю.Ф. Мухопад, В.В. Суржик // Материалы Второй межвузов-ской научно-практической конференции, 16–18 мая 2011 г. – Иркутск, 2011. – Т. 2. – С. 408–413.

19. Суржик В.В. Структурно-параметрический синтез математических моделей экра-нопланов. – Иркутск, 2012. – 250 с.

УДК 629.4

В.С. Марюхненко, Е.И. Антипин

ЛОГИКО-ВЕРОЯТНОСТНАЯ МОДЕЛЬ КОЛИЧЕСТВЕННОЙ ОЦЕНКИ БЕЗОПАСНОСТИ

ДВИЖЕНИЯ ТРАНСПОРТА

Предлагается логико-вероятностная математическая модель для описания влияния факторов, существенных для безопасности движения транспорта, на основе бинарной иерархической классификации, которая позволяет количественно оценить влияние различных причин на возникновение чрезвычайных ситуаций в работе транс-портной системы. Ключевые слова: транспорт, безопасность движения, алгебра Буля, классифи-кация факторов, математическая модель.

Основной задачей транспортной системы является своевременная и безопасная доставка по назначению грузов и пассажиров. При оценке безопасности движения в условиях реальной эксплуатации железнодорож-ных транспортных средств и систем обеспечения движения важно учиты-вать, прежде всего, те факторы, которые оказывают существенное влияние на безопасность движения железнодорожных перевозок (ФБД).

Анализ подходов различных авторов к классификации ФБД показы-

124

вает, что она преимущественно производится в интересах решения основ-ной задачи, излагаемой в конкретной работе, но не с целью выявления и математического описания их комплексного влияния [1–3].

Как утверждает [4] и показывает анализ аварийных ситуаций на же-лезной дороге за последнее время [5–7], на безопасность движения оказы-вают влияние факторы различного генезиса в различной степени. Поэтому актуальным является системный анализ ФБД, необходимый для составле-ния математической модели с последующим её применением в качестве составного элемента модели обеспечения безопасности движения в целом.

Цель статьи: структурировать факторы, влияющие на безопасность движения, по бинарному признаку с целью формирования количественно-го подхода к оценке показателя безопасности движения.

1. Уровни классификации факторов, влияющих

на безопасность движения Классификацию ФБД предлагается выполнить по иерархическому

принципу с бинарным делением каждого уровня согласно некоторым су-щественным признакам. В каждой группе факторов верхнего иерархиче-ского уровня выделяются по две альтернативные группы существенных факторов нижнего уровня. С понижением иерархического уровня такое бинарное деление продолжается до достижения N иерархических уровней.

Рис. 1. Классификация факторов, влияющих на безопасность движения

125

Количество иерархических уровней N определяется глубиной анали-за. Каждой группе факторов ставится в соответствие значение некоторого нормированного к единице показателя aki , где индексы k = N;1 и i =

= 12;1 -N – соответственно номер уровня и номер показателя на k-м уровне; N – количество уровней классификации, которое определяется глубиной анализа ФБД. Влияние группы факторов уровня k под номером i считается установленным, если для нечетных i показатель aki = 1 или для четных i показатель aki = 0. Так же и на нижнем иерархическом уровне классифика-ции коэффициенты aNi принимают значения: 1– если влияние соответст-вующего фактора установлено; 0 – если влияние фактора не подтверждено (рис. 1).

Следует отметить, что при исследовании нарушений, инцидентов либо происшествий на каждом уровне значение 1 может принимать только один показатель.

На первом уровне предлагается деление ФБД на субъективные и объективные.

Субъективные – это ФБД, для которых определяющим в их возник-новении и воздействии является непосредственная сознательная или не-преднамеренная, интеллектуальная или физическая деятельность человека.

К объективным относятся те ФБД, воздействия которых на безопас-ность движения транспортных средств (БДТС) непосредственно не зависят от воли или результатов деятельности человека.

На втором уровне классификации: 1) Субъективные ФБД подразделяются:

а) на факторы, связанные с нарушениями обслуживающим персо-налом правил выполнения функций по обеспечению БДТС (чело-веческий фактор, ЧФ);

б) экономические факторы (ЭФ), которые обусловлены ограничен-ностью финансовых и материальных ресурсов и, соответственно, расходов, необходимых на разработку, производство и эксплуа-тацию технических средств обеспечения БДТС.

2) Объективными ФБД являются: а) факторы динамических воздействий (ДВ), которые оказывают

влияние на безопасность движения посредством нестационарных энергетических действий различного физического происхожде-ния на системы и элементы конструкции подвижного состава;

б) факторы воздействий внешней среды (ВС), которые определя-ются, прежде всего, физическими воздействиями явлений нежи-вой и живой природы, превышение норм которых может привес-ти к нарушению БДТС.

Третий уровень классификации образуется также делением каждого из факторов второго уровня на два.

126

1) Человеческий фактор (ЧФ) определяется зависимостью БДТС: а) от профессиональной подготовки (ПП) обслуживающего персо-

нала. Профессиональная подготовка в широком смысле является необходимым условием допуска исполнителя к проектированию, производству и эксплуатации технических систем. Высококвали-фицированный персонал с глубокой теоретической подготовкой и твердыми практическими навыками способен поддерживать высокую эксплуатационную надежность железнодорожных сис-тем и устройств, устранять возникающие отказы и предупреж-дать появление новых, обеспечивает эксплуатацию оборудования с меньшими затратами сил и средств, способствует содержанию технических объектов в работоспособном состоянии [8, 9]. В из-вестной мере это позволяет компенсировать недостатки, зало-женные при проектировании и производстве изделий. Примене-ние средств автоматического управления и автоматизированного контроля работоспособности железнодорожных систем и уст-ройств позволяет несколько снизить требования к качеству про-фессиональной подготовки основной массы персонала, но не из-бавляет от необходимости поддержания высокой квалификации специалистов, оценивающих работу самих средств контроля [10];

б) психофизического состояния (ПС) обслуживающего персонала. Психофизиологические факторы влияют на возникновение оши-бочных действий человека в процессе обработки информации и принятия решений. Производственное поведение человека яв-ляется следствием особенностей его личности (темпераментом, складом мышления и т. п.), а также зависит от физического соот-ветствия выполняемым функциям и состояния здоровья [11].

2) Влияние экономических факторов на БДТС заключается в том, что хозяйственная деятельность, включая железнодорожные перевозки, сопровождается, как правило, дефицитом материальных и финан-совых ресурсов. Между тем, существует постоянная необходимость финансовых расходов на обеспечение безопасности перевозок:

а) для достижения высокого уровня безопасности движения не-обходимо финансирование новых проектов (ФП), и для этого требуются существенные материальные затраты на модерниза-цию и разработку новых, перспективных систем обеспечения БДТС;

б) текущая эксплуатация систем и устройств безопасности суще-ствующих (действующих) систем БДТС требует непрерывного текущего финансирования (ФД), а именно: деятельности пер-сонала по обслуживанию железнодорожных систем и уст-ройств; с целью материального обеспечения (контрольно-измерительной аппаратурой, расходными материалами); реали-

127

зации установленной системы контроля (проверки, осмотры, разборы и расследования случаев нарушений безопасности движения).

3) Факторы динамических воздействий включают воздействия меха-нических, тепловых, электромагнитных, радиационных нагрузок, приводящих к таким изменениям конструкции, характеристик эле-ментов, алгоритмов функционирования систем обеспечения БДТС, при которых заданный уровень безопасности не может быть дос-тигнут [12]. Множество всех этих факторов целесообразно разде-лить на два подмножества:

а) механические воздействия (МВ), которые включают статиче-ские, а также знакопеременные, ударные, вибрационные меха-нические силовые воздействия в процессе эксплуатации же-лезнодорожных объектов. Их высокая интенсивность может привести к усталостному разрушению несущих элементов кон-струкций и крепежных деталей, к нарушению целостности па-ек, контактов, монтажных плат и т. п.;

б) электромагнитные и тепловые (ЭВ), которые составляют вто-рое подмножество факторов, приводящих к похожим следстви-ям, и приводят преимущественно к отказам электронных схем и микропроцессоров.

4) Факторы воздействия внешней среды можно разделить на погодно-климатические и биологические воздействия, которые приводят к ухудшению условий обеспечения БДТС:

а) погодно-климатические (ПВ), которые включают в себя: воз-действия абсолютных значений и изменений температуры ок-ружающей среды, влажности, давления, солнечной радиации, которые неблагоприятно сказываются на надежности работы объектов транспортной системы и приводят к ухудшению по-казателей безопасности движения;

б) биологические (БВ), которые включают в себя действия объек-тов живой природы (от микроорганизмов до растений и жи-вотных), нарушающих надежную работу железнодорожных систем и устройств.

На четвертом уровне классификации предлагается бинарное деление ФБД третьего уровня, а именно: факторов профессиональной подготовки и психофизического состояния обслуживающего персонала; факторов фи-нансирования новых проектов и текущего финансирования эксплуатации существующих систем; факторов механических и электромагнитных воз-действий; факторов погодно-климатических и биологических воздействий.

1) Факторы профессиональной подготовки подразделяются на влия-ние теоретической (ТП) и практической (ПрП) подготовки персо-нала, обслуживающего транспортные системы, на обеспечение

128

безопасности движения транспортных средств. 2) Психофизическое состояние обслуживающего персонала распада-

ется на две ветви, анализ которых можно вести раздельно: психиче-ская пригодность к работе на транспорте (ПсП) и физические дан-ные здоровья (ФЗ).

3) Факторы финансирования новых проектов разделяются на финан-сирование прикладных исследований (ФПр) и финансирование фун-даментальных исследований (ФФм).

4) Текущее финансирование эксплуатации существующих систем включает финансирование затрат рабочей силы (ФРс) и финанси-рование затрат на приборы, оборудование, оснастку (ФО).

5) Факторы механических воздействий целесообразно разделить на статические (СВ) и динамические (ДВ) воздействия.

6) Электромагнитные и тепловые воздействия легко подразделяются на два вида различных воздействий: электрические (ЭВ) и тепло-вые (ТВ).

7) Погодно-климатические воздействия разделяются на воздействия влажности (ВВ) с одной стороны, и воздействия температуры и давления (ТД) – с другой.

8) биологические воздействия также бинарно разделяются на сущест-венно различные: воздействия микроорганизмов (ВМ) и воздейст-вия животных (ВЖ).

Пятый уровень. В предлагаемой классификации ФБП самым низким иерархическим звеном является пятый уровень, раскрывающий наиболее полное представление о видах внешних воздействий, которые могут стать непосредственными причинами происшествий. Количество уровней может быть увеличено по мере проникновения в глубину, в физическую сущность деструктивных процессов, влияющих на безопасность перевозок транс-портной системы.

2. Математическая модель оценки факторов, влияющих

на безопасность движения Количественная оценка ФБД необходима для получения математиче-

ски обоснованной методики сравнения факторов между собой по степени влияния на безопасность движения.

Для количественной оценки ФБД необходимо каждому k-му фактору i-го уровня Фki определить некоторую численную независимую величину fki, которую можно назвать интенсивностью действия фактора, и поставить ему в соответствие показатель Аki как функцию

Аki = Аki(fki), (1) где при бинарной классификации ;,1 Nk = .2,1 1-= Ni

129

К функциональной зависимости Аki(fki) предъявляются требования монотонности, физического соответствия интенсивности действия факто-ра, математической продуктивности (рис. 2, а). Для сравнения действия различных факторов удобно применить нормированное значение показате-ля (рис. 2, б)

aki(ski) = kiминkikiki kAA ])у([ - , (2)

где kki – нормирующий множитель )/(1 мин

kiмаксkiki AAk -= , (3)

максkiA и мин

kiA – соответственно минимально и максимально возможные значения показателя;

ski – переменная, учитывающая сдвиг функции при (2) нормировании: ski = fki – fki.мин, ski Î [0;ski.макс]; ski.макс =fki.макс

– fki.мин , (4)

где fki.мин – чувствительность показателя безо-пасности к фактору Фki, fki.макс – максимально возможное воздействие фактора Фki.

Формулы (2), (3), (4) позволяют перейти от абсолютных значений при математическом описании реально действующего фактора в (1) к нормированной зависимости (2) (рис. 2, б).

Происшествие, связанное с нарушением безопасности движения транспорта, всегда развивается неожиданно и лавинообразно. В противном случае оно просто не наступает. Как правило, это связано с достижением поро-говых значений переменными ski и aki (рис. 2, б). Поэтому принимаем как аксиому дис-кретное изменение нормированного показателя aki при непрерывном изменении ski. Таким об-разом, произведен переход к характеристике релейного вида (рис. 2, в). Это дает возмож-ность дискретизировать влияние ФБД и, для его описания, перейти к применению алгебры Буля.

Для создания вероятностно-логической модели оценки причин возникновения потен-циально возможных чрезвычайных происше-ствий построим, на основании рис. 1 и форму-

а)

б)

в)

Рис. 2. Нормирование количественного

показателя безопасности движения

130

лы (2), направленный разветвленный бинарный граф влияния факторов, количество уровней и разветвленность которого соответствует классифи-кации ФБД (рис. 3). Вход графа – вероятность свершения происшествия Qc.

Вершины графа – точки разветвления в классификации факторов.

Они характеризуются нормированными коэффициентами aki. Ребра графа – вероятность проявления тех или иных факторов. 1. Анализ графа по уровням. В случае свершения происшествия на каж-

дом i-м уровне графа значение aki = 1 может приниматься лишь для одного узла (вершины). Поэтому определенная по горизонтальному i-му уровню ло-гическая функция свершения Fг(i) происшествия запишется в виде

å-

==

)1(2

1г )(

N

kikiF a . (5)

Очевидно, что при свершении происшествия 1)(г =iF , в то время как при несвершении 1)(г =iF .

События, состоящие в том, что происшествие свершится или не свершится, составляют полную группу. Поэтому

Pс + Qс = 1, (6) где Pс и Qс – соответственно вероятности отсутствия и свершения чрезвы-чайного происшествия.

Из формул (5) и (6) следует: а) фактор a11 проявляется с вероятно-стью Qc; б) действие факторов второго уровня a21 и a22 возможно соответ-ственно с вероятностями P21 и P22; в) действие факторов независимо.

Рис. 3. Направленный бинарный граф вероятностей причин происшествий

131

Так как рассмотрены ранее только причины, независимые между со-бой, то вероятности для второго и последующих уровней:

P21 + P22 = Qс,

или в общем виде для N уровней классификации

å-

==

12

1c

N

kNk QP .

2. Анализ иерархии графа. В случае свершения происшествия значе-ние узла aNk будет равно единице в том случае, если в направлении, обрат-ном стрелкам графа, есть путь наверх иерархии только через узлы с еди-ничными значениями. Возможных таких путей 2N – 1 = 24 = 16. Поэтому ло-гическая функция иерархического описания причин происшествий Fи(N) имеет вид:

Fи(N = 4) = a11{a21[a31(a41(a51Úa52) Ú a42(a53Úa54)) Ú a32(a43(a55Úa56) Ú Ú a44(a57Úa58))] Ú a22[a33(a45(a59Úa5.10) Ú a46(a5.11Úa5.12)) Ú (7)

Ú a34(a47(a5.13Úa5.14) Ú a48(a5.15Úa5.16))]}. Функция Fи(N) = 1, если событие происшествия случилось, и

1)(и =NF при несвершившемся факте происшествия.

Вероятность Pj каждого j-го пути, )1(2;1 -= Nj , равна произведению вероятностей перехода от вершины к вершине. Общая формула вероятно-сти одного пути записывается на основании формулы

Õ=

=N

iijjj PFP

1, (8)

где Pij – вероятности переходов от вершины к вершине на выбранном j-м направлении; Fj – логические функции, определяемый из формулы (7) пу-тем раскрытия скобок: F1 = a11a21a31a41a51; F2 = a11a21a31a41a52; F3 = a11a21a31a42a53; F4 = a11a21a31a42a54; F5 = a11a21a32a43a55 ; F6 = a11a21a32a43a56 ; F7 = a11a21a32a44a57; F8 = a11a21a32a44a58; F9 = a11a22a33a45a59; F10= a11a22a33a45a5.10; F11 = a11a22a33a46a5.11; F12 = a11a22a33a46a5.12; F13 = a11a22a34a47a5.13; F14 = a11a22a34a47a5.14; F15 = a11a22a34a48a5.15; F16 = a11a22a34a48a5.16.

Например, вероятность происшествия P5, свершившегося по причине a55 (рис. 3), определяется по формуле (8):

P31 + P32+ P33+ P34 = Qс ,

å=

=8

1c3

ik QP ,

å=

=16

1c4

ik QP

132

P5 = P11P21 P32 P43 P55. Для рассматриваемого примера все события независимы. Поэтому

вероятность причины происшествия, определяемой по всем возможным путям графа,

å-

==

)1(2

1c

N

jj QP .

Выводы. Разработанная авторами бинарная иерархическая класси-фикация факторов, воздействующих на безопасность движения, позволила создать вероятностно-логическую модель влияния этих факторов на безо-пасность движения в виде направленного графа. На этой основе создана методика количественного описания показателя безопасности с возможно-стью использования в расчетах эффективности информационно-управляющих систем.


1. Сапожников В.В., Сапожников Вл.В., Шаманов В.И. Надежность систем железно-дорожной автоматики, телемеханики и связи : учеб. пособие / В.В. Сапожников, Вл.В. Сапожников, В.И. Шаманов. – М. : Маршрут, 2003. – 264 с.

2. Мухопад Ю.Ф. Микроэлектронные информационно–управляющие системы [Текст] : учеб. пособие / Ю.Ф. Мухопад; МПС РФ. – Иркутск : ИрГУПС, 2004. – 407 с.

3. Горшков В.Н. Надежность ОЗУ ЭВМ. – Л. : Машиностроение, 1990. – 234 с. 4. ГОСТ 26883-86. Внешние воздействующие факторы. Термины и определения. 5. Вакуленко С.П. Факторы влияния и виды нарушений безопасности движения

[Текст] / С.П. Вакуленко, А.М. Замышляев // Мир транспорта. – 2010. – № 1. – С. 126–131.

6. Левченко А.С. и др. Инженерам путей сообщения – новый уровень знаний по безопасности движения // Ж/д транспорт. – 2009. – № 7. – С. 56–58.

7. Артамонов А.Л. Гарантировать безопасное проследование // Ж/д транспорт. – 2009. – № 12. – С. 30.

8. Володарский В.А., Марюхненко В.С., Целищев В.А. Анализ влияния человеческо-го фактора на безопасность перевозок на железнодорожном транспорте // Систем-ный анализ в проектировании и управлении : сборник научных трудов XIV Меж-дунар. науч.-практ. конф. Ч. 1. – СПб. : Изд-во Политехн. Ун-та, 2010. – 325 с. – С. 125–127.

9. Марюхненко В.С. Синтез устройства адаптивной коррекции управляющих воздей-ствий оператора транспортного средства [Текст] / В.С. Марюхненко, М.Г. Комо-горцев, Т.В. Трускова // Вестник Иркутского государственного технического уни-верситета. – 2008. – № 3. – С. 131–137.

10. Что тормозит профессиональный отбор локомотивных бригад // Локомотив. – 2009. – № 1. – С. 27–29.

11. Маринов М.Л. Оптимизация безопасности транспортной деятельности с учетом влияния человеческого фактора: особенности решения проблемы // Безопасность движения – на уровень международных стандартов. Тематическая подборка. 4/41 (424) – ТП – 150 – 2010. – С. 59–62.

12. Бершадская Т.Н. Основные задачи – безопасность и эффективность // Автоматика. Связь. Информатика. – 2009. – № 1. – С. 14–17.

133

УДК 502/504

Б.П. Корольков

СИНЕРГЕТИКА КАК ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ОСНОВА САМОПОДДЕРЖИВАЕМОГО РАЗВИТИЯ

Развитие предполагает изменение структуры и законов функционирования

системы. Управление эволюцией требует применения синергетического подхода. Для него существенным является учёт, наряду с внешними воздействиями, собственных тенденций сложной системы. На планетарном уровне принята стратегия самопод-держиваемого развития, теоретически обосновываемая синергетикой.

Ключевые слова: термодинамика, синергетика, активность, бифуркация, тен-денция, резонансное управление, гармония, картина мира.

В июле 1992 года Международный экологический конгресс в Рио-де-

Жанейро выдвинул концепцию “sustainable development”, которая в рус-ском переводе была интерпретирована как «устойчивое развитие». Данный термин получил широкое распространение, но научное сообщество при-знавало его не только неточным (это скорее лозунг, лишённый какого-либо конструктивного начала), но и неудачным, поскольку устойчивое разви-тие невозможно в принципе. Н.Н. Моисеев сразу подчёркивал [1], что слово sustainable – допустимый, приемлемый – по сути должно отражать представление о желаемом направлении развития Природы (биосферы) и Общества (антропосферы). Такой активной ноосферной интерпретации более подходит конструктивный термин «самоподдерживаемое развитие» [2–4]. Синергетика, будучи сугубо нелинейной эволюционной наукой, от-крывает возможность глубокого теоретического обоснования допустимого и приемлемого самоподдерживаемого развития.

Для современной техники и технологий характерны требования ста-бильности структур и действий отдельных устройств с целью выполнения целевых задач при отсутствии или минимизации любой формы неупорядо-ченности. Фактически это означает ориентацию на стационарные состоя-ния (гомеостаз), изучаемые кибернетикой и классической теорией автома-тического управления (поддержания системы в заданном режиме в рамках концепции отрицательной обратной связи). Кибернетическая парадигма долгое время лежала в основе разработок в области искусственного интел-лекта. Она изучала способы конструирования и функционирования авто-матических устройств.

Но всё больший интерес вызывают системы и технологии, у которых структуры и законы функционирования изменяются; связанный с ними прогресс предполагает понимание закономерностей развития (эволюции). Развитие предполагает совсем иную динамику: в определённой ситуации внесённое воздействие (флуктуационное или преднамеренное) усиливается

134

системой, что порождает ещё большее отклонение. Положительная обрат-ная связь доводит самоорганизующуюся систему до кризиса, приводящего её к новой организации. Роль положительной обратной связи в науках о природе и обществе оказалась весьма значимой. В синергетике развитие понимается как процесс становления качественного нового, а отсюда большое значение приобретают эволюционные аспекты самоорганизации. Стало ясно также, что традиционный стереотип управления не отменяет самоорганизацию, но искажает и деформирует свободное структурирова-ние, наиболее полно отвечающее сложившимся условиям. Знание законов развития неравновесных состояний поможет правильно инициировать же-лательное направление самоструктурирования, не дожидаясь осуществле-ния длительного процесса стихийного или «управляемого» движения к це-ли. Таким образом, гипертрофированное вневременное рассмотрение сло-жившихся структур сменяется признанием их историчности.

Второе начало термодинамики утверждает, что состояния макроско-пических систем, стационарные и динамические, в случае неразвитости внутренней структуры и слабого взаимодействия со средой (или малости подведённой внешней активности – по А.А. Богданову [5]) могут дегради-ровать к однородности или изменяться только количественно, сохраняя при этом свою качественную идентичность, т. е. в них не может возник-нуть новый тип порядка (см. рисунок). Однако тот же закон указывает и иную перспективу: структура и поведение нелинейных систем с нарас-тающей степенью неравновесности могут усложняться, свидетельствуя тем самым о возможности прогрессивного их развития. Развивающаяся систе-ма характеризуется всё более сложной организацией и глубокой индивиду-альностью (несимметричностью). Управление эволюцией нелинейных и глубоко неравновесных систем специфично и требует знания синергети-ческих принципов развития, учитывающих внутренние предпочтения сложноорганизованного целого.

Использование методов и понятий синергетики позволяет прогнози-ровать эволюцию систем самой разной природы через процессы самоорга-низации материи. Теоретическое условие прогрессивной эволюции, за-ключающееся в обеспечении понижающегося уровня энтропии, может быть выполнено только за счёт структурных преобразований в системе [6]. Усложнение материи идёт качественно различными и притом сильно раз-ветвлёнными путями. Выбор пути происходит в точках бифуркаций, где осуществляется переход к новому более сложному порядку.

Постепенное усиление неравновесности соответствующими воздей-ствиями (внешними и внутренними) приводит к последовательности всё новых критических состояний и соответствующим вариациям неравновес-ных фазовых переходов, в результате чего система выходит на состояние, именуемое динамическим хаосом или турбулентностью, поскольку наи-более наглядно оно наблюдается в теплогидравлических системах. Возни-

135

кающая в результате бифуркаций дискретная иерархия диссипативных структур с нарастающей степенью упорядоченности приводит к более вы-сокому уровню организации, нерегулярному сложному поведению. По-гружение в хаос необходимо для сложной системы как способ обновления её организации. Неравновесный хаос принципиально отличается от столь же непредсказуемого равновесного (молекулярного) хаоса, классическим образом которого является броуновское полностью неупорядоченное дви-жение. Если броуновское движение есть типично стохастический процесс, то турбулентное состояние квалифицируется как результат действия це-почки актов упорядочения (см. рис. 1).

Рис. 1. Качественная картина изменения состояний открытой термодинамической системы при изменении производства энтропии;

ПС – предельные состояния Смена организации, т. е. структуры и связей между элементами, – не-

обходимый этап в развитии системы. Понятие упорядоченности в физиче-ских системах обычно связывают с изменением симметрии. Упорядочива-ние нелинейной системы в процессе неравновесного фазового перехода – наиболее яркий результат коллективного поведения, приводящий к замене предыдущего уровня организации на новый. Появление новой диссипа-тивной структуры значительно снижает объём системной информации за счёт её свёртывания. Отпадает необходимость следить за состояниями ма-

136

лых элементов среды; в новых условиях достаточно определять лишь ук-рупнённые (коллективные) характеристики диссипативных структур (па-раметры порядка).

Взгляды на эволюцию, близкие к современным, присутствуют уже в философии Г. Спенсера (1820–1903). Он рассматривал эволюцию как «изменение бессвязной однородности в связанную неоднороднодность», «переход от неопределённой простоты к ясно определённой сложности за счёт непрерывных дифференциаций и интеграций». На основе этих пред-ставлений А.А. Богданов (1873–1928) развил теорию организации как со-вокупности качественных перестроек систем разной природы под влияни-ем взаимодействия внутренней структуры с подведённой внешней актив-ностью [5]. На приоритет собственных особенностей системы указывал ещё физик Дж. Максвелл: «Среда должна занимать выдающееся место в наших исследованиях, и нам следовало бы попытаться сконструировать рациональное представление обо всех деталях её действия». Синергетика реализует это положение известного английского учёного.

Теория самоорганизации, установив единые механизмы неравновес-ных фазовых переходов в точках бифуркаций самых разных систем При-роды, достроила эти ранние теории до представлений об универсальном эволюционизме [1] – схемы мирового процесса развития, стратегии гармо-нии человека и Природы, их коэволюции. Нелинейная динамика позволяет установить принципы самоорганизации и адекватный системе спектр структур-аттракторов, к которым через точки бифуркаций идут процессы. Синергетика открывает возможность миновать зигзаги длительной эволю-ции и ускорить движение к желаемому совершенству.

В аспекте эволюции самоорганизация системы есть результат разре-шения пространственно неоднородных неустойчивостей в критических точках (бифуркаций) и стабилизации состояний после каждой из них за счёт баланса внутренних диссипативных потерь энергии и поступления субстанций от внешнего источника неравновесности. Для иллюстрации та-кого пути развития упорядоченности И. Пригожин предложил понятие «термодинамическая ветвь», т. е. совокупность стационарных состояний по некоторому наблюдаемому параметру в зависимости от значения кон-кретно взятого управляющего параметра (возмущающего воздействия), усиливающего неравновесность рассматриваемой системы. В точке би-фуркации на этой ветви возникает новая структура-аттрактор, предопреде-лённая внутренними свойствами нелинейной системы, а совокупность (спектр) аттракторов образует тот или иной альтернативный путь даль-нейшего развития состояния. Случайный выбор одной из траекторий каж-дый раз задаёт ту или иную конфигурацию продолжения эволюции. После вероятностного разрешения неустойчивости и выхода на определённый путь развития система вновь обретает свойство устойчивости состояний

137

и детерминизм поведения на основе законов, соответствующих её нели-нейной природе.

Но однозначная реакция избранного параметра системы, вновь об-ретшей устойчивость, на последующее нарастание управляющего воздей-ствия сохраняется лишь до точки новой неустойчивости (и соответствую-щей ей точки бифуркации). Вся совокупность возникающих ветвлений но-сит название бифуркационная диаграмма (термодинамическая ветвь). Рост на этом пути структурного разнообразия ведёт систему к более высокому уровню организации. Выполнение условий самоорганизации позволяет увидеть картину многовариантности альтернативных путей (спектра) эво-люции реальных систем. Такая неоднозначность будущего связана с труд-но предсказуемым выбором системой путей дальнейшего развития в точке очередной неустойчивости. Здесь, как правило, проявляется также субъек-тивная роль человека в вопросе предпочтения желаемого продолжения, но не всё, что входит в намерения носителя реформаторской деятельности, реализуемо в данной системе. Встаёт задача управления самоподдержи-ваемым развитием.

Развитие состояний (пространственно-временная эволюция) направ-ляется посредством приложения внешних (со стороны среды) воздействий и изменения собственных (внутренне присущих) параметров, а также конфигурации границ системы. Однако канализирование эволюции, т. е. выдерживание желательного направления её развития, может успешно осуществляться лишь при знании закономерностей, присущих рассматри-ваемой системе. Самоорганизующейся системе нельзя навязать путь эво-люции, не согласованный с существующими механизмами собственной ре-гуляции, отражающими внутренние потребности развития самой системы.

Кроме отмеченной стратегической особенности управления, боль-шое значение имеет способность нелинейной неравновесной системы раз-личать моменты и топологию (пространственную локализацию) приложе-ния тех или иных воздействий. Это позволяет генерировать желаемые и реализуемые структуры, а также избежать негативных последствий «не-осведомлённости» управляющего органа относительно необходимых сил и средств для достижения желаемой траектории эволюции. Известно, что воздействия слабые, но адекватные собственным тенденциям системы мо-гут оказывать большее влияние, чем сильные, но должным образом не ориентированные.

В состоянии неустойчивости (в точке бифуркации) сложные органи-зации оказываются селективно чувствительными к релевантным их внут-ренней организации резонансным возмущениям. Таким образом, малые, но правильно организованные (уместные и своевременные) резонансные воз-действия ускоряют темп эволюции системы [4]. Резонансные воздействия подталкивают систему на один из собственных путей – самоуправляемое и самоподдерживаемое развитие.

138

Это свойство сложной организации отражено в словах китайского учёного Лао-Цзы (579–499 г. до новой эры): «Слабое побеждает сильное, мягкое побеждает твёрдое, тихое побеждает громкое». Становятся воз-можными разные сценарии, но все они определяются «генетическими» особенностями системы. Участие в таком процессе человека соединяет ес-тественное и искусственное в управлении и оставляет вследствие этого возможность развития как высокоэффективных структур, так и маловеро-ятных (угрожающих) ситуаций. Синергетика учит, таким образом, новому искусству управления [7].

Энергия, вещество и информация из внешней среды используются в качестве основы взаимодействия и как предпосылка к дальнейшему раз-витию. Внешние воздействия влияют, но на частности, не изменяя «им-ператив развития», зависящий только от свойств системы. Главное в резо-нансных влияниях – не сила, а характер и топологическая конфигурация прикладываемых воздействий, ведущих к яркому отклику. При таком под-ходе наилучшим образом будут реализовываться потенциальные возмож-ности самоорганизующейся системы. Игнорирование же их тоже приведет к некоторому структурообразованию, но с неожиданным, чаще негатив-ным результатам. Вспомним благие намерения сталинского плана «преоб-разования природы»: осушение болот, приведшее к катастрофическим по-жарам 2010 года; обводнение засушливых земель, обрекшее их на глубо-кое засоление; хрущёвскую кукурузную вакханалию и др.

Принято считать возникающие в неравновесной системе пороговые изменения прогрессивной эволюцией, если развитие идёт в направлении усложнения структуры и поведения системы; противоположное движение под влиянием внешних и внутренних факторов, ведущее к понижению упорядоченности, упрощению структуры и поведения, называют деграда-цией (инволюцией). В 1954 г. П. Гленсдорф и И. Пригожин установили общий критерий упорядоченности для прогрессивной эволюции неравно-весных систем вдали от стационарного состояния

dtds < 0,

где s – производство энтропии, обусловленное скоростью изменения тер-модинамических сил. При этом система идёт по пути уменьшения произ-водства энтропии.

Прогрессивное развитие с нарастанием сложности у природных сис-тем имеет следствием появление свойства иерархичности. Горизонтальная (бифуркационная) эволюция позволяет через образование диссипативных структур уменьшать (агрегировать) системную информацию. Другая, вер-тикальная (иерархическая) эволюция, тоже призвана уменьшить информа-цию, но через оптимизацию организации сложной системы, в которой свёртывание управляющей информации происходит при движении от нижних уровней к верхним; каждый уровень образует свой тип порядка.

139

Явление перехода от одного уровня порядка (организации) к другому обу-словлено свойствами всей совокупности элементов, образующих систему, а не только индивидуальными свойствами каждого из них.

Таким образом, синергетика объясняет принцип самодвижения в природе (неживой, живой и мыслящей) как процесс постепенных пере-ходов от простых объектов к сложным образованиям. Она из термодина-мической теории неравновесных процессов превращается во всеобщую теорию развития систем любой природы. В рамках тектологии (организа-ционной теории) А.А. Богданова может быть сделан вывод не о приспосо-бительном характере взаимодействия самоорганизующейся системы со средой, а о совместном развитии (коэволюции) всего природного комплек-са [5]. Пороговое расхождение приводит к гибкому и динамичному разви-тию целого, т. е. речь может идти о «мировом организационном процессе»; о том же позже говорили Н.Н. Моисеев [1], Г. Хакен [8] и В.С. Стёпин [2].

Синергетические принципы коэволюции ориентированы на дальнюю перспективу, которую практически невозможно обеспечить традиционны-ми методами управления. Разнообразие форм антропосферы и биосферы обеспечивают устойчивость на различных уровнях жизни. Процесс разви-тия сочетает в себе дивергентные (повышение разнообразия) и конвер-гентные (свёртывание) тенденции, что в целом отвечает запросам канали-зации прогрессивного направления движения. Эволюционное понимание развития систем и событий вносит в познание черты историзма и тем са-мым переводит саму историю из разряда описательных наук на количест-венный уровень [2, 9].

Развитие совершается через случайный выбор пути в моменты воз-никновения неустойчивостей. Такое положение резко ослабляет возмож-ности любых прогнозов дальнейшего развития, обычно разрабатываемых как простые экстраполяции «от достигнутого». Возникло строго обосно-ванное понятие допустимого временного «горизонта прогноза» [4]. Си-нергетика устранила надежду на глобальную предсказуемость нелинейных образований.

Безграничное разнообразие систем достигается в результате эволю-ции к высокому уровню организации, но пути к совершенству, установ-ленные синергетикой, схожи и образуют весьма ограниченное множество [9]. Многообразие форм при единообразии методов их построения обязано проявлению удивительной особенности Природы – взаимосвязи явлений симметрии и уравновешенности. Каждое из них заключается в большей общности результатов по сравнению с физическими законами, а их соче-тание образует фундаментальное явление Природы – гармонию.

Гармония* – это качественная и количественная характеристика со-единения частей системы в единое целое. Значения скрытых пропорций * «Гармония стоит выше простой закономерности». Г. Гегель.

140

структурирования, поиск законов симметрии и гармонии, управляющих развитием в Природе, всегда занимали умы учёных. В синергетике уже по-нимаются [3], но ещё не применяются методы анализа гармонии. Это за-трудняет познание закономерностей саморазвития, свободы выбора по-стбифуркационных путей в нужном направлении совершенствования сис-тем.

В проявлениях асимметрии развития природных и искусственных систем и заключается роль гармонии. В этом аспекте главная задача состо-ит в раскрытии количественных свойств гармонии. Здесь ключевую роль играет понятие «золотое сечение», истоки которого уходят в далёкое про-шлое. Наиболее эффективные структуры и качество функционирования в Природе достигаются на основе золотой пропорции [10]. Критерий золо-той пропорции (сечения) отображает, по-видимому, минимизацию энерге-тического состояния системы.

Константа отношения частей в золотом сечении (0,618:1 или 1:1,618), исторически выявленная более двух тысячелетий назад, пока ил-люстрируется лишь схемой такого деления отрезка на две части. Вопросы обоснования роли золотой и производных от неё пропорций поднимаются в [10] на основе принципов симметрии и инвариантности. Золотое сечение является инвариантом, связывающим закономерности саморазвития физи-ческих явлений и порождающей их материи. Для систем Природы роль саморазвития универсальна. Золотое сечение предлагается на роль физиче-ской константы, играющей определяющую роль при формировании внут-ренних механизмов самоструктурирования Природы. В наше время наби-рает силу научное направление подобие систем по золотому сечению. В книге [10] это понятие рассматривается с наиболее общих позиций.

Инструментарий гармонии заключается в количественном отобра-жении подобия саморазвития в Природе через рекуррентные соотношения выгоднейших пропорций целого и его частей и их свойств. Разработаны методы формализации и анализа закономерностей проявления гармонии. Показано [10], как ряды связывают гармонию и асимметрию с золотым се-чением. Свойства гармонии и подобия описываются с помощью золотых геометрических прогрессий, установлена их связь с рядами Фибоначчи.

В свете концепции универсальности явления эволюции естественно возникает проблема Начала (Первотолчка) развития Вселенной [11]. Су-ществует гипотеза относительно Протовселенной в виде малого объёма, состоящего из виртуальных фундаментальных частиц (состояние «кванто-вого вакуума») – резервуара чрезвычайно большой энергии. Некая флук-туация (спонтанное нарушение суперсимметрии) вывела такую систему из равновесия, что привело к резкому (за чрезвычайно малое время) выделе-нию всей энергии и быстрому расширению объёма до макроскопических размеров за счет сил отталкивания («антигравитации»). При этом проявил-ся эффект самоорганизации физического вакуума – образования из фунда-

141

ментальных частиц реальных элементарных частиц. Такая модель космо-логического неравновесного фазового перехода получила название инфля-ционная Вселенная. Она позволяет формально вывести последующую эво-люцию структур и некоторые свойства наблюдаемой Вселенной.

Описанная эволюция материи, понимаемая как спонтанный процесс её самоорганизации, не единственная: есть ещё модель флуктуирующей Вселенной и др. Во всех моделях начало процесса гипотетично. Неопре-делённость с Первотолчком не изменяет представления о роли самоорга-низации материи в процессе эволюции. Синергетический подход к иссле-дованию законов развития нелинейных систем открывает возможности решения глобальных проблем [7, 12].

Синергетическое видение мира является эволюционным, нелиней-ным и холистическим. С успехами неравновесной термодинамики и само-организации идея развития входит в физическую картину мира как стано-вящегося (возникающего) [9]. Поиск единых для систем разной природы механизмов равновесного и неравновесного структурообразования выво-дит синергетику на уровень целостной концепции происхождения и разви-тия материальных сущностей. Идеи самоорганизации уже привели к ради-кальному пересмотру современной научной картины мира [2, 13]. Практи-ческая значимость синергетического подхода состоит в возможности свое-временного предвидения будущих структурных несоответствий и опреде-ления моментов попадания системы в критические состояния. Это позво-лит принять упреждающие воздействия, не допуская понижения темпов роста и эффективности функционирования, прогнозировать необходимость перехода экономики на новые технологии в рамках коэволюционного (ноосферного) принципа В.И. Вернадского и экологического императива Н.Н. Моисеева.


1. Моисеев Н.Н. Современный рационализм. – М. : МГВП КОКС, 1995. – 376 с. 2. Стёпин В.С. Саморазвивающиеся системы и постнеклассическая рациональность //

Вопросы философии. – 2003. – № 8. – С. 5–17. 3. Балакшин О.Б. Гармония саморазвития в природе и обществе: подобие и аналогия. –

М. : Изд-во ЛКИ, 2008. – 344 с. 4. Князева Е.Н. Трансдисциплинарные когнитивные стратегии в науке будущего //

Вызов познанию: стратегии развития науки в современном мире. – С. 29–48. – М. : Наука, 2004. – 475 с.

5. Богданов А.А. Всеобщая организационная наука: тектология : в 2 кн. – М. : Эконо-мика, 1989.

6. Корольков Б.П. Термодинамические основы самоорганизации. – Иркутск : Ир-ГУПС, 2011. – 120 с.

7. Ровинский Р.Е. Синергетика и процессы развития // Вопросы философии. – 2006. – № 2. – С. 162–169.

142

8. Хакен Г. Тайны природы. Синергетика: наука о взаимодействии. – М.-Ижевск : НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2003.

9. Пригожин И. От существующего к возникающему. Время и сложность в физиче-ских науках. – М. : Наука, 1985. – 328 с.

10. Сороко Э.М. Золотые сечения, процессы самоорганизации и эволюции систем: вве-дение в общую теорию гармонии систем. – М. : КомКнига, 2006. – 264 с.

11. Грин Б. Элегантная Вселенная: Суперструны, скрытые размерности и поиски окон-чательной теории. – М. : Изд-во ЛКИ, 2008. – 288 с.

12. Стекачёв В.И. Самооpганизация галактических стpyктyp Вселенной в её беспpедельном пpостpанстве / Тез. Пеpвого междисциплинаpного семинаpа «Фpакталы и пpикладная синеpгетика». – М. : ИМЕТ РАН. – 1999. – С. 107–110.

13. Аршинов В.И., Буданов В.Г. Роль синергетики в формировании новой картины ми-ра // Вызов познанию: стратегии развития науки в современном мире. – С. 374–393. – М. : Наука, 2004. – 475 с.

УДК 502/504

А.В. Данеев, Р.А. Данеев

АНАЛИТИЧЕСКОЕ ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ ПАНЧЕНКОВА

В статье излагается энтропийная концептуальная модель, разработанная А.Н. Панченковым, которая получила широкую известность и распространение в совре-менном Естествознании.

Ключевые слова: энтропия, хаотическая механика, аналитическое естествозна-ние, принцип максимума энтропии.

По существующей современной классификации исследования про-

фессора Ю.Ф. Мухопада относятся к технической реализации разнообраз-ных задач микроэлектроники, теории автоматических устройств, робото-техники и др. В то же время они выходят за сферу чисто технических при-ложений и в определенном смысле дают методологию, инструментальные средства и эффективную технологию решения естественно-научных про-блем.

В современном Естествознании получила известность и распростра-нение энтропийная концептуальная модель, разработанная А.Н. Панченко-вым. В 2008 году профессором А.Н. Панченковым в издательстве ГУП РМ «Республиканская типография» «Красный Октябрь» (г. Саранск, 640 с.) вышла монография «Аналитическое Естествознание», которую сам автор рассматривает как итоговый документ его пятидесятилетних исследова-ний, посвященных Природе и Действительности. При ее написании А.Н. Панченковым преследовалась цель создания современного научного Миропонимания в виде аксиоматической теории Естествознания. Книга завершила издание его шеститомной серии «Энтропия» [1–7]. Пять книг

143

этой серии изданы в период 1999–2007 гг.: «Энтропия» (1999), «Энтропия-2: Хаотическая механика» (2002), «Инерция» (2004), «Энтропийная меха-ника» (2005), «Эконофизика» (2007). По определению А.Н. Панченкова, Аналитическое Естествознание – наука о состояниях структур и объектов Природы и Действительности в хаотической сплошной среде. В моногра-фии «Аналитическое Естествознание» содержится оригинальная аксиома-тическая теория Естествознания, созданная на основе концепции энтропии, ее методологии и инструментальных средств. Объектом аналитического Естествознания является хаотическая сплошная среда, а экстремальным принципом – принцип максимума энтропии Панченкова.

Аксиоматическую теорию Естествознания А.Н. Панченков рассмат-ривает как энтропийное исчисление. Первая основная проблема этой тео-рии – проблема развития оснований, феноменологии и семантики энтро-пийного исчисления. Вторая основная проблема – создание аналитической теории социума. Базовая идея: концепция, методология, инструментальные средства, математическая модель и математическая технология социума – разделы и сущности аналитического Естествознания.

В монографии «Энтропия» [1] А.Н. Панченков произвел переворот в семантике энтропии: от меры Хаоса → к мере совершенства. На преды-дущих этапах гносеологии энтропии ее стержневой смысл оставался неиз-менным: «Энтропия – мера Хаоса». Один из главных выводов этой книги: энтропия имеет самостоятельное смысловое значение. В связи с этим в [7] в качестве определения А.Н. Панченков приводит следующие факты:

Энтропия – это: – абсолютный интегральный инвариант хаотической сплошной сре-

ды, – мера совершенства хаотической сплошной среды и ее структур, – мера упорядоченности хаотической сплошной среды, – мера интеллекта структур Вселенной и наполняющего Разума, – объект глобальной симметрии хаотической сплошной среды, – главный атрибут хаотической сплошной среды, – время жизни структуры. В основе энтропийной парадигмы лежит открытый А.Н. Панченко-

вым и впервые сформулированному в книге «Энтропия» [1] экстремаль-ный принцип:

Принцип максимума энтропии Панченкова: Функционирование хаотической сплошной среды удовлетворяет принципу оптимальности – максимума энтропии.

В общей теории энтропии исходным представлением энтропии явля-ется больцмановское представление:

Hf = – òΩ ρln ρ dΩ.

144

В своих книгах А.Н. Панченков энтропию Hf называет общей энтро-пией.

Следствие этого принципа оптимальности: Глобальная симметрия – закон сохранения энтропии. Глобальная симметрия и формирует базовый геометрический объект аналитического Естествознания – энтропийное многообразие фазового пространства. В центре внимания А.Н. Панченкова находится проблема хаоса: хаос – первичная сущность Природы и Дейст-вительности; состояния структур и объектов Материальной и Духовной Сфер реализуются в хаосе. Символьный вывод и инструментальные сред-ства монографии созданы на основе теорий: теории предельной корректно-сти, теории энтропии, некорректных экстремальных задач, теории потен-циала ускорений, хаотической механики, инерции, энтропийной механики, теории диффузии, эконофизики.

Идеология аналитического Естествознания содержится в формуле хаоса: Хаос = чистый хаос + структура. Целостная картина Мира А.Н. Панченкова представляет революционный излом в традиционном на-учном Миропонимании.

Таким образом, первичной, базовой сущностью этой общей парадиг-мы Естествознания по А.Н. Панченкову является энтропия, одно из много-численных определений которой имеет вид: Энтропия – это логарифмиче-ская мера совершенства объектов Природы и Действительности, опреде-ляемая формулой:

Общая энтропия = структурная энтропия + энтропия импульса. Утверждение 1 . Объектом аналитического Естествознания является

хаотическая сплошная среда. Утверждение 1 вошло в аксиоматическую базу аналитического Есте-

ствознания в виде первой специальной аксиомы. Принятыми в монографии «Энтропия» А.Н. Панченковым исходны-

ми постулатами Естествознания являются три постулата: – постулат континуальности; – постулат двойственности; – постулат двойственности состояния. Из этих трех постулатов в аксиоматическую базу аналитического Ес-

тествознания включены два постулата. Постулат двойственности: Фундаментальной симметрией Есте-

ствознания является двойственность. Постулат двойственности состояния: Состояние объектов Есте-

ствознания содержит регулярную и сингулярную компоненту. Постулаты, принципы и аксиомы аналитического Естествознания

удовлетворяют энтропийной концептуальной модели, что дало основание для ее выбора.

145

Постулат выбора: Концептуальная модель аналитического Есте-ствознания является конкретизацией и развитием энтропийной концеп-туальной модели.

Постулат выбора ставит на реальную основу проблему формирова-ния аксиоматической базы аналитического Естествознания; прежде всего это относится к его объекту. Объект аналитического Естествознания явля-ется конкретизацией объекта энтропии. Это свойство дает основания для первой специальной аксиомы аналитического Естествознания. Следствием первой аксиомы является определение [7].

Определение 1. Аналитическое Естествознание – наука о состоя-ниях структур и объектов Природы и Действительности в хаотической сплошной среде.

Таким образом, объект аналитического Естествознания сконструиро-ван А.Н. Панченковым путем технического и терминологического усовер-шенствования виртуальной сплошной среды. Над полем вещественных чи-сел этот объект задается следующим определением [1].

Определение 2. Хаотической сплошной средой называется абст-рактный объект, определяемый аксиомами:

1. Хаотическая сплошная среда находится в ограниченной области пространства Rn + Rn, называемой фазовым пространством.

2. В фазовом пространстве состояние хаотической сплошной среды характеризуется двойственными локальными координатами:

q – обобщенной координатой; p – импульсом.

При этом: q Î Ωq; p Î Ωp; Ωq Ì Rn ; Ωp Ì Rn; Ω = Ωq ´ Ωp. 3. Состояния хаотической сплошной среды параметризованы: па-

раметром параметризации является астрономическое время t. 4. Хаотическая сплошная среда обладает плотностью ρ = ρ(q,p,t) . 5. Масса хаотической сплошной среды – сохраняющаяся величина. 6. В фазовом пространстве определена энтропия хаотической

сплошной среды. 7. Экстремальным принципом хаотической сплошной среды являет-

ся принцип максимума энтропии Панченкова. 8. Фундаментальной симметрией хаотической сплошной среды яв-

ляется двойственность. Здесь важна следующая теорема [7]: Теорема. В хаотической сплошной среде, удовлетворяющей принци-

пу максимума энтропии Панченкова, существует глобальная симметрия – энтропия сохраняет постоянное значение:

Hf = const. Глобальная симметрия – закон сохранения энтропии – имеет в тео-

рии А.Н. Панченкова основополагающее, приоритетное значение.

146

Среди геометрических объектов аналитического Естествознания ключевую роль играет энтропийное многообразие. Энтропийное многооб-разие конструируется путем сужения фазового пространства. Первое су-жение фазового пространства – гладкое многообразие, называемое энтро-пийным многообразием, получается путем включения глобальной симмет-рии – закона сохранения энтропии.

Энтропийное многообразие имеет вид:

Э = {q, p|Э Ì Ω, Hf}. Поскольку в хаотической сплошной среде существует двойственное

представление энтропии и фазовое пространство имеет вид прямого про-изведения, то энтропийное многообразие будет также иметь структуру прямого произведения [2]:

Э =Эq ´ Эp,

Эq = {q| Эq Ì Ωq , Hq}; Эp ={p|Эp Ì Ωp , Hp }. Здесь: Эq – энтропийное многообразие конфигурационного пространства, Эp – энтропийное многообразие пространства импульса. Семантическая интерпретация энтропийного многообразия поддер-

живается следующим определением. Определение 3. Энтропийное многообразие – это многообразие фа-

зового пространства, на котором поддерживается глобальная симмет-рия – закон сохранения энтропии.

Как известно, в виртуальной сплошной среде существует два вида импульса:

· присоединенный импульс; · свободный импульс. В книге «Энтропия» [1] А.Н. Панченков присоединенный импульс

ввел следующим определением. Определение 4. Присоединенным импульсом называется сопряжен-

ный импульс, связанный с обобщенной координатой взаимно однозначным отображением.

В свою очередь, свободный импульс вводится посредством второго определения.

Определение 5. Импульс, имеющий смысл координаты пространст-ва импульса Ωp , называется свободным импульсом.

Двойственность представления импульса оказывается важным эле-ментом хаотической механики: это свойство переносится и на аналитиче-ское Естествознание.

Выдающаяся роль принципа максимума энтропии Панченкова в со-временной парадигме Естествознания и самом Естествознании состоит в том, что он дал принципиальное эффективное решение проблемы форма-лизованного, аксиоматического описания идеального Мира.

147

В Аналитическом Естествознании А.Н. Панченкова важную роль иг-рает

Утверждение. При интерпретации энтропии как времени жизни структуры в хаотической сплошной среде структурная энтропия приоб-ретает смысл внутреннего времени.

Это утверждение и лежит в основе концепции Энтропийного Време-ни. В этой концепции структурная энтропия – Энтропийное Время. В гене-зисе времени этот факт запустил механизм начала эпохи Энтропийного Времени.

В аналитическом Естествознании оказывается полезной еще одна интерпретация компонент общей энтропии. Как известно, общая энтропия определяется следующим образом:

Hf = const : Hf = Hq + Hp. Здесь Hq – структурная энтропия; Hp – энтропия импульса. Энтропию импульса можно рассматривать как ресурсы системы, не-

обходимые для ее строительства, развития и жизнеобеспечения. Этому смысловому значению Hp будет соответствовать значение структурной эн-тропии как структуры системы, зависящей от времени, – текущей структу-ры. При этом толковании смысл глобальной симметрии – закона сохране-ния энтропии – ясен [1]: При движении хаотической сплошной среды сум-ма ее ресурсов и структуры сохраняет постоянное значение. Процессы диссипации связывают часть энтропии импульса и не дают этой части реа-лизоваться в структуру, а с другой стороны, эти же процессы разрушают структуру.

В современном естествознании проблема инерции занимает особое место, определяемое тем, что в настоящее время естествоиспытатели ак-тивно разрабатывают модель Природы, содержащую большое число новых идей, нетипичных для классической физики. При этом явление инерции входит в новую модель Природы в качестве базового элемента, исследова-ние которого вышло на передний план. В монографии [3] инерция имеет облик самостоятельной науки, формирование и развитие которой происхо-дит без прямого учёта физических сил. В основе теории инерции лежит ба-зовая гипотеза о существовании полей инерции в специализированной виртуальной сплошной среде – эфире. А.Н. Панченков исходит из отрица-ния концепции «пустоты» и признания существования во Вселенной осо-бой сплошной среды – эфира. Вопрос о полях и силах инерции вышел за рамки классической механики и приобрел в книге вид самостоятельной проблемы естествознания. Глубинная причина здесь состоит в том, что ньютонова механика, будучи механикой взаимодействия физических сил различной природы, не включала в себя причину и механизм сил инерции. В результате, инерция в классической механике участвует формально, ни-каким образом не проявляя свою глубинную природу, структуру и меха-

148

низм её реализации. Этот вывод круто меняет позицию в классической ме-ханике и формирует другую логику исследования движения тел под воз-действием физических сил. Мы также считаем, что природа инерции – это главный тензор симметрии трехмерного пространства-континуума в общей динамике эволюционирующих систем.

В монографии [4] энтропийная механика рассматривается как меха-ника потоков на энтропийных многообразиях комплексных конфигураци-онных пространств и полей в комплексных конфигурационных простран-ствах. Необходимость создания энтропийной механики обосновывается ограниченностью классической физики. Состояния любой структуры Мира включают в себя события и движение, тогда как классическая физика, как правило, описывает только движение. Энтропийная механика обладает не-обходимой общностью и содержит инструментальные средства описания хаоса и регулярного движения.

Энтропийная концептуальная модель естествознания А.Н. Панченкова, вместе с методологией, символьным выводом и эффективными уникальными инструментальными средствами дает альтернативный способ описания При-роды и Действительности [8, 9]. Присоединив новый альтернативный способ к традиционному физическому способу, получаем два варианта:

1) энтропийное описание; 2) физическое описание. В энтропийной концептуальной модели объект исследования сущест-

вует – это аксиоматически определенная виртуальная сплошная среда. Отли-чительной чертой принципа максимума энтропии Панченкова является его вселенская общность; именно общность этого принципа и создала необходи-мые условия для существования единого объекта естествознания – виртуаль-ной сплошной среды – и единого способа энтропийного описания.

Три основных понятия (энтропия, время, информация) современного естествознания находятся в тесной связи, причем в энтропийной концеп-ции эта связь наиболее очевидна и четко просматривается. Методология и математическая технология монографий «Энтропия» и «Энтропия-2: Хао-тическая механика» дает эффективную технику решения многочисленных и разнообразных проблем. Приведем основные выводы:

· Дефиниция энтропии в Энтропийном Мире: Энтропия – это лога-рифмическая мера совершенства объектов Природы и Действительности.

· Общая энтропия = структурная энтропия + энтропия импульса. · Основа символьного вывода Энтропийного Мира – Больцманов-

ское представление Энтропии. · В своем развитии понятие энтропии прошло четыре этапа:

· первый этап – этап термодинамической энтропии; · второй этап – этап информационной энтропии; · третий этап – этап динамической энтропии;

149

· четвертый этап – этап общей энтропии. · Принцип максимума энтропии Панченкова: Функционирование хао-

тической сплошной среды удовлетворяет принципу максимума энтропии. · В термодинамической интерпретации термодинамическая энтро-

пия является компонентой общей энтропии. · В информационной интерпретации все процессы во Вселенной

и окружающей нас Действительности происходят при постоянной сумме динамической и статической информации.


1. Панченков А.Н. Энтропия. – Нижний Новгород : Интелсервис, 1999. – 592 с. 2. Панченков А.Н. Энтропия-2: Хаотическая механика. – Нижний Новгород : Интел-

сервис, 2002. – 713 с. 3. Панченков А.Н. Инерция. – Йошкар-Ола : МПИК, 2004. – 416 с. 4. Панченков А.Н. Энтропийная механика. – Йошкар-Ола : МПИК, 2005. – 576 с. 5. Панченков А.Н. Эконофизика. – Нижний Новгород : Типография Поволжья, 2007. –

528 с. 6. Панченков А.Н. Аналитическое Естествознание. – Саранск: ГУП РМ «Республи-

канская типография» «Красный Октябрь», 2008. – 640 с. 7. Панченков А.Н. Виртуальная Сингулярность. – Нижний Новгород : Типография

Поволжья, 2011. – 368 с. 8. Данеев А.В. Энтропия А.Н. Панченкова // Панченков А.Н: Физик, математик, ин-

женер. – Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2005. – C. 103–128. 9. Данеев А.В., Русанов В.А., Куменко А.Е. Энтропиология сильных дифференциаль-

ных моделей и их Фурье-анализ // Панченков А.Н.: Физик, математик, инженер. – Иркутск : Изд-во ИрГТУ, 2005. – C. 167–189.

УДК 517. 956

Л.С. Сергиенко, А.В. Баенхаева

ОБ ЭВОЛЮЦИИ СТАЦИОНАРНЫХ ПРОЦЕССОВ

В ОКРЕСТНОСТИ ИСТОЧНИКОВ ВОЗБУЖДЕНИЯ В трёхмерном евклидовом пространстве исследуется эллиптическая система

четырёх уравнений в частных производных второго порядка с четырьмя неизвестны-ми, которая параболически вырождается на оси аппликат. В определённых классах гладкости функций доказывается существование единственного (с точностью до произвольного постоянного) ограниченного решения системы, удовлетворяющего за-данным краевым условиям в цилиндре, симметричном относительно прямой вырожде-ния.

Доказательство проводится с помощью редукции результатов дифференциро-вания и интегрирования уравнений системы и разделения переменных по классическому алгоритму Фурье. При вычислении коэффициентов ряда, представляющего решение

150

обыкновенного линейного дифференциального уравнения второго порядка с особой точкой в центре области исследования, которое является следствием рассматривае-мой системы, построены специальные многочлены так называемого треугольного ви-да.

Полученные результаты могут быть использованы при моделировании стацио-нарных процессов в асимметричном соленоидальном поле скоростей.

Ключевые слова: эллиптические уравнения, алгоритм Фурье, особая точка, асимметричное соленоидальное поле скоростей.

Введение Пусть стационарный процесс представлен линейным операторным

уравнением (1)

где компоненты вектора T и скалярная функция s – зависимые пе-ременные аргументов – заданные матрицы

с положительными значениями параметров l, k, r [1–3] [6]. При приближении к источнику возбуждения рассматриваемый уста-

новившийся процесс начинает менять свою структуру – эллиптическая система (1) параболически вырождается на множестве и для неё становятся некорректными известные классические постановки задач современной математической физики

Первая краевая задача Рассмотрим поведение системы (1)

в окрестности прямой вырождения , содержащейся в цилиндре с боковой поверхностью , верх-

ним основаниями. Обозначим часть оси , лежа-щую в .

З а д а ч а 1. Найти условия существования и единственности в об-ласти D ограниченного на множестве вырождения решения системы (1).

условия корректности поставленной задачи определены .

В представленной работе при условиях

151

(2)

где , доказывается следующая

Т е о р е м а 1. При и в классах гладкости функ-ций

существует ограниченное в окрестности оси вырождения решение задачи (1) – (2), в котором определяются с точностью

до произвольного постоянного слагаемого, а единственным образом.

Редукцией результатов дифференцирования и интегрирования урав-нений (1) по соответствующим переменным получается система

Функции и определяются с точностью до произволь-ного постоянного слагаемого из системы

Основным моментом в доказательстве теоремы является Л е м м а 1. Краевая задача

(3)

(4) имеет единственное решение в цилиндре D, ограниченное при

. Доказательство проводится по классическому алгоритму Фурье, в

котором сначала разделяются переменные z и (x, y). Решение строится в виде ряда

(5) Получаем

0. (6) При краевых условиях и

, из первого уравнения (6) находим

(7)

Затем из второго уравнения (6) в полярных координатах опре-деляем решение вида Получаем систему

152

(8)

днознач-ное периодическое решение в виде суперпозиции гармоник

. (9) При каждом фиксированном n второе уравнение системы (8) всегда имеет интеграл в виде степенного ряда

(10)

сходящегося в круге при целых значениях параметра m. Для вычисления коэффициентов ряда (10) строим рекуррентные формулы

(11)

(12) и

(13)

Тогда решение уравнения (3) в цилиндрических координатах будет иметь вид

(14)

Разложением в тригонометрический ряд заданной на поверхности функции (15) определим значения коэффициентов Фурье

(16)

… .

Сходимость ряда (15) доказывается с помощью принципа максимума

для эллиптических уравнений. Кратные полиномы Для ускорения процесса вычисления коэффициентов ряда

(10) введём вспомогательные функции

153

,)22(...0 0 1

22

0 0,11

1

2å Õå å = = -+

--

= = +++= l

l

ll

liliQ t

t h ht

t

tth (17)

представляющие упрощённые модификации кратных полиномов (13). Тогда для целых неотрицательных чисел последова-тельности множителей в слагаемых функций при одинаковых значениях можно записывать с помощью блочных матриц треугольного вида.

Например, при и имеем суммы

, которым будут соответствовать матрицы

,

.

В связи с этим свойством функции названы кратными мно-гочленами треугольного вида.

Вывод При моделировании физических процессов в экстремальных услови-

ях самым трудным и основополагающим этапом является правильная по-становка задачи. В представленной работе определены условия, обеспечи-вающие существование и единственность решения первой краевой для вы-рождающихся на прямой эллиптических уравнений. Получен специальный класс функций, названный кратными полиномами треугольного вида.

154


1. Сергиенко Л.С. О постановке корректных задач для вырождающихся моделей ста-ционарных процессов, протекающих в соленоидальном поле скоростей // Некласси-ческие уравнения математической физики. – Новосибирск : Изд-во Института мате-матики СО РАН, 2002. – С. 226–230.

2. Сергиенко Л.С. Математическое моделирование физико-технических процессов. – Иркутск : Изд-во ИрГТУ, 2006. – С. 58–91, 169–173.

3. Сергиенко Л.С., Баенхаева А.В. О задаче Дирихле для одного класса вырождаю-щихся на оси эллиптических уравнений // Современные методы теории функций и смежные проблемы : материалы Воронежской зимней математической школы / Воронежский государственный университет, Московский государственный универ-ситет им. М. В. Ломоносова, Математический институт им. В.А. Стеклова РАН. – Воронеж : Издательско-полиграфический центр Воронежского государственного университета, 2011. – С. 311–312.

4. Сергиенко Л.С., Баенхаева А.В. Первая краевая задача для стационарного уравне-ния класса Шрёдингера // Вестник Ир ГТУ. – Иркутск : Изд-во ИрГТУ, 2011. – № 10. – С. 275–280.

5. Тихонов А.Н., Самарский А.А. Уравнения математической физики : учебное посо-бие. – М. : Наука, 1977. – С. 484–495, 518–527, 615–655.

УДК 621.1+536.2

Н.П. Деканова, В.В. Хан, В.О. Зимин, А.Н. Ильин

ДИАГНОСТИКА ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ИНЖЕНЕРНЫХ СИСТЕМ

Рассмотрен подход к решению задач диагностики теплотехнического состоя-

ния инженерных систем городского хозяйства (систем тепловодоснабжения) на осно-ве методов математического моделирования и теории нечетких множеств. Предло-жены зависимости для функций принадлежности поправочных коэффициентов к оценкам термического сопротивления ограждающих конструкций объектов и других параметров. Рассматриваются результаты диагностирования муниципального бюд-жетного дошкольного образовательного учреждения (МБДОУ) г. Иркутска.

Ключевые слова: диагностика теплотехнического состояния, инженерные системы городского хозяйства, термическое сопротивление, дошкольные образовательные учреждения.

Введение. С удорожанием энергетических ресурсов снижение теп-

лопотерь через ограждающие конструкции зданий и сооружений становит-ся одним из важнейших факторов обеспечения экономической эффектив-ности систем городского хозяйства. Своевременная и объективная диагно-стика теплотехнического состояния объектов на основе натурного визу-

155

ального и инструментального обследования зданий и методов математиче-ского моделирования с учетом неполноты и нечеткости исходной инфор-мации позволяет оценить количественный уровень теплопотерь, локализо-вать их в системе и разработать рекомендации по повышению знергетиче-ской эффективности исследуемых объектов.

В общем случае задачу диагностирования теплового состояния зда-ний можно описать вектором состояния, компонентами которого являются его конструктивные параметры и параметры функционирования системы (геометрические размеры, теплотехнические характеристики ограждаю-щих конструкций и трубопроводных систем, температура различных уча-стков поверхности зданий и окружающей среды и т. д.). Из множества па-раметров состояния выделяются параметры, характеризующие качество функционирования объекта. Выход вектора качества за границы допусти-мой области означает нештатное состояние (сверхнормативные утечки те-плоносителя, снижение или повышение температуры воздуха в помещени-ях за пределы санитарных норм, сверхнормативный расход тепловой энер-гии). Такое событие должно распознаваться и регистрироваться системой. Границы допустимой области определяются из нормативных расчетов для параметров вектора качества [1].

Таким образом, задача диагностирования теплотехнического состоя-ния состоит из подзадач определения фактических параметров функцио-нирования объекта и определения границ допустимой области значений. Решение подобных задач опирается на методы системного анализа, опти-мизации и принятия решений [2].

1. Определение параметров функционирования. Рассмотрим зада-чу диагностирования на примере исследования теплотехнических свойств одного из МБДОУ г. Иркутска. Известны проектные характеристики объ-екта: год постройки / кап. ремонта, этажность, количество помещений, геометрические размеры, проектные характеристики отапливаемого объе-ма, площадь ограждающих конструкций здания, нормативное сопротивле-ние теплопередаче ограждающих конструкций и т. п.

Основные балансовые соотношения: 1

1

00 QQQN

ii +=å

=

, 02010 GGG w -= ,

lwsw GGG 000 += . где 0Q – проектная тепловая нагрузка объекта; 0

iQ – проектные тепловые нагрузки отдельных помещений объекта теплопотребления; 1Q – норма-тивные потери тепловой энергии; owG – проектный расход сетевой воды на подпитку; 01G , 02G – нормативные расходы сетевой воды по прямому и об-ратному трубопроводу соответственно; wsG 0 – проектный расход сетевой воды на горячее водоснабжение; lG 0 – нормативные потери (утечки) сете-вой воды; N – общее число помещений объекта теплопотребления.

156

В свою очередь, проектные тепловые нагрузки отдельных помеще-ний объекта теплопотребления 0

iQ и проектный расход сетевой воды на го-рячее водоснабжение системы wsG 0 определяются соотношениями:

)(00 envairiiii ТTVqQ -××= ,

å=

=N

i

wsi

ws gG1

00 .

Здесь 0iq – удельная отопительная характеристика; iV – объем; air

iT – темпе-ратура воздуха внутри; envТ – расчетная температура наружного воздуха;

wsig 0 – проектное (договорное) значение расхода сетевой воды на горячее

водоснабжение i-го помещения объекта. После многих лет эксплуатации фактические параметры ограждаю-

щих конструкций и систем теплопотребления значительно отличаются от проектных значений и подлежат определению в ходе обследования. Таким образом, требуется определить фактическое состояние ограждающих кон-струкций здания, фактическое распределение расхода тепловой энергии f

iQ и теплоносителя f

iG по отдельным помещениям; фактические значения по-терь тепловой энергии через ограждающие конструкции, с теплоносителем и через теплоизоляцию f

jq1D и напора jhD по отдельным помещениям и зданию в целом.

Предположим, что фактические значения нагрузок каждого i-го по-мещения объекта можно выразить через договорные величины с помощью поправочных коэффициентов:

0ii

fi QkQ = ,

wsi

wsi

fwsi gkg 0= .

Фактическое потребление тепловой энергии fiQ и горячей воды fws

ig , а значит, поправочные коэффициенты ik и ws

ik , в основном, зависят от тем-пературы iT , располагаемого напора поступающего теплоносителя ipD , ка-чества ограждающих конструкций iq , состояния и регулировки системы отопления iO и других факторов, т. е.:

),,,( iiiiii OqpTfk D= , ),,( iiii

wsi OpTk D=j .

В идеале задачу определения фактических параметров функциони-рования можно решить, оснастив все интересующие точки системы соот-ветствующими датчиками расхода, температуры и давления. На практике, применительно к эксплуатируемым зданиям и сооружениям, их системам отопления и другим объектам теплопотребления такой подход в большин-стве случаев возможен лишь в ограниченном количестве точек. Опыт об-следования таких систем показывает, что из-за ограниченных сроков вы-полнения работ, ограниченных средств, недоступности многих зон для проведения измерений приходится ограничиваться относительно неболь-шим объемом измерений. В этих условиях важно максимальное использо-

157

вание всей доступной информации о функционировании обследуемого объекта, в том числе результатов опросов эксплуатационного персонала и/или пользователей зданий. Информация в таких случаях носит нечеткий характер: «тепло», «холодно», «жарко» и т. д. Часть информации является нечеткой по самой своей природе. Например, расход теплоносителя в от-крытых сетях теплоснабжения зависит от множества факторов и постоянно изменяется во времени. Во многих случаях разрегулированность тепловых систем приводит к тому, что в периферийных помещениях объекта распо-лагаемый перепад давления между подающим и обратным трубопровода-ми недостаточен для обеспечения нормальной циркуляции теплоносителя. В таких случаях пользователи зачастую прибегают к сливам теплоносителя в канализацию. Это, в свою очередь, влияет на распределение расходов те-плоносителя по направлениям тепловых сетей системы городского хозяй-ства и на гидравлические режимы их работы. Очевидно, что поведение по-требителей можно описать только на основе подходов теории нечетких множеств [3, 4]. В этих условиях для практического решения задач диагно-стики теплотехнического состояния инженерных систем городского хозяй-ства оптимальным представляется комплексный подход, базирующийся на основных принципах системного анализа. Он включает натурное и инст-рументальное обследование зданий, использование результатов измерений при анализе балансовых соотношений тепловой нагрузки и расхода сете-вой воды с учетом неполноты и нечеткости части исходной информации [5].

Рассматривается проблема определения потока тепла через поверх-ность исследуемого объекта. Известны проектные характеристики здания, договорные нагрузки объекта теплопотребления, нормативное сопротив-ление теплопередаче ограждающих конструкций и т. п. В результате теп-ловизионного и визуального обследования объектов получены термограм-мы, которые, как известно, обеспечивают представление полей температур исследуемой поверхности в аддитивной цветовой модели RGB с цветовым разрешением 24 бит/пиксел. Современные программы обработки термо-грамм, например MicroSpec и IRPreview, обеспечивают возможность по-строения полей температур в цифровом виде. Дополнительно к результа-там измерений имеются результаты опроса потребителей.

Поток тепла через ограждающие конструкции здания определяется как

( )21 ttSq -a= ,

где α – коэффициент теплоотдачи с поверхности объекта; S – площадь объ-екта; t1 и t2 – температуры объекта и окружающей среды соответственно. Коэффициент теплоотдачи α существенно зависит от внешних условий, качества ограждающих конструкций, состояния и регулировки системы отопления и других факторов и, как следствие, определяет широкий диапа-зон возможных оценок теплового потока.

158

Для отдельных объектов здания характерно наличие внутренней сре-ды с относительно устойчивой температурой и с устойчивыми условиями теплообмена между внутренней средой и стенкой, а также с устойчивыми параметрами теплопроводности стенки. У таких объектов полный поток тепла от внутренней среды в окружающую среду зависит от разности тем-ператур внутренней и наружной среды и от приведенного термического сопротивления стенки.

Приведенное термическое сопротивление Rст стенки равно:

( )нарвнст RRt

R +tD-D

tD= ,

где 1 2-Дt = t t – разность температур внутренней и наружной сред; 1 2-Дф= ф ф – разность температур внутренней (t1) и наружной (t2) стенок;

внR и нарR – термические сопротивления внутренней и наружной поверх-ностей стенки. Здесь температуры воздуха внутри помещения и снаружи, внутренней и наружной поверхностей стенки известны по результатам из-мерений.

Известно, что термические сопротивления внутренней и наружной поверхностей стенки равны, соответственно:

внвнR

a=

1 и

нарнарR

a=

1.

Термическое сопротивление стенки равно:

.лд=R

n

1i= i

icт å

Здесь αвн, αнар – коэффициенты теплоотдачи внутренней и наружной по-верхностей стенки, Вт/(м2·ºС); λi – коэффициент теплопроводности i-го слоя стенки, Вт/(м·ºС); δi – толщина i-го слоя стенки, м.

Плотность теплового потока через стенку равна:

стRtq D

= .

Полный тепловой поток, проходящий через ограждающие конструк-ции здания, определяется как

òS

qds=Q .

Таким образом, задача определения теплопотерь через ограждающие конструкции здания делится на подзадачи:

1) экспериментальное получение термограмм и реальных изобра-жений объектов;

159

2) построение полей температур в цифровом виде; 3) определение плотности теплового потока и оценка интеграль-

ного потока. По результатам опроса обитателей i-го помещения здания темпера-

тура воздуха в помещении («тепло», «холодно», «жарко») соответствует функции принадлежности поправочного коэффициентa T

ik к оценке факти-ческого расхода тепловой энергии на отопление данного помещения:

( ) ( ) ( )úú

û

ù

êê

ë

é

÷÷ø

öççè

æ

--

-=m2

8

igri

iTiT

iTi aa

lnakexpk .

Поправочный коэффициент, учитывающий температуру воздуха внутри помещения, можно оценить как

env

envairiT

i TTT

k--

=20

.

Здесь airiT – среднее значение оценки температуры воздуха внутри

помещения. По результатам измерения температур теплоносителя в стояках

можно дать оценку качества систем отопления объектов теплопотребления («хорошо сбалансированная система», «плохо сбалансированная система». «очень плохо сбалансированная система») с соответствующими функция-ми принадлежности для поправочного коэффициента O

ik :

( ) ( ) ( )úú

û

ù

êê

ë

é

÷÷ø

öççè

æ

-

--=m

28

igri

iOiO

iOi bb

lnbkexpk .

Эти оценки влияют на общий расход тепловой энергии и теплоноси-теля в данном объекте.

Дополнительно по результатам термографирования зданий можно вынести суждение о качестве ограждающих конструкций («хорошее со-стояние ограждающих конструкций – nqq £ » – теплое здание; «плохое со-стояние ограждающих конструкций [ ]5,1;1,1, Î£ q

inq

i kqkq » – холодное зда-ние; «очень холодное здание 5,1, >£ q

inq

i kqkq » с соответствующими функ-циями принадлежности q

im :

( ) ( ) ( )úúû

ù

êêë

é÷÷ø

öççè

æ

--

-=2

8

igri

iqiq

iqi cc

lnckexpkm .

Здесь ii b,a и ic – центры группирования, являющиеся центрами от-резков, моделирующих соответствующие нечеткие множества значений;

gri

gri b,a и gr

ic – нижнее или верхнее граничное значение соответствующего параметра.

160

Далее, можно выразить функциональную зависимость поправочных коэффициентов ik через частные поправочные коэффициенты O

iTi k,k и q

ik следующим образом [3]:

( ) ( ) ( ) ( ) ( )( ),,,,

,,,

Rkkkk

kkkk

iqi

Oi

Ti

qi

qi

Oi

Oi

Ti

Tikkkfk

ii qi

Oi

Tii

Î"

ÙÙÚ==

mmmm

где символ Ú – объединение множеств на основе s-нормы; символ Ù – пе-ресечение множеств на основе t-нормы; области определения коэффициен-тов в общем случае принадлежат множеству вещественных чисел R.

Аналогично можно выразить функциональную зависимость для по-правочного коэффициента, определяющего фактический уровень потреб-ления горячей воды ws

ik , и определить функцию принадлежности ( )wsi

wsi km .

Для оценки расходов горячей воды используются поправочные коэффици-енты, как средние значения элементов ядра множества. Таким образом можно оценить фактические расходы тепловой энергии на отопление и по-требление горячей воды по каждому помещению исследуемого объекта и далее по всему зданию.

2. Косвенные результаты измерения. Значение неизмеряемой ве-личины А можно найти по результатам измерений аргументов а1, a2, . . . , аm, связанных с искомой величиной линейной или монотонной зависимо-стью:

),...,( 21 maaafA = . Вид функции f() определяется при установлении модели объекта из-

мерения. Если искомая величина А связана с m измеряемыми аргументами линейной зависимостью, то она определяется следующим образом:

j

m

jjabA å

=

=1

,

где bj – постоянные коэффициенты. Предполагается, что корреляция меж-ду погрешностями измерений а отсутствует.

Фактическое значение величины A вычисляют по формуле

j

m

jj abA å

=

=1

,

где ja – результаты измерения j-го аргумента, с введенными поправками. Случайная погрешность. Оценку среднеквадратического отклонения

результата измерения ( )AS вычисляют по формуле:

)()( 2

1

2j

m

jj aSbAS å

=

= ,

161

где ( )jaS – оценка среднеквадратического отклонения результата измерения величины аj.

В предположении принадлежности погрешностей результатов на-блюдений aj к нормальному закону распределения находят доверительный интервал случайной погрешности определения величины А по формуле:

( ) )(,)( AsnPtA ef ×=e , где ( )efn,Pt – квантиль распределения Стьюдента, соответствующий дове-рительной вероятности Р (обычно 0,95, в исключительных случаях 0,99) и числу степеней свободы, равному efn . Эффективное число наблюдений

efn вычисляется по формуле:

( ) ( )

( )å

åå

=

==

+

+-ú

û

ùêë

é

=m

i i

ii

m

i i

iim

iii

ef

naSb

naSb

aSbn

1

441

442

1

22

1

12

.

Здесь nj – число наблюдений при измерении i-го аргумента aj. Если искомая величина А связана с m измеряемыми аргументами мо-

нотонной зависимостью, то оценку среднеквадратического отклонения ре-зультата измерения ( )AS вычисляют по формуле:

)()( 2

1

2

j

m

j j

aSafAS å

=÷÷ø

öççè

æ

¶¶

= ,

где ja

f¶¶

– частные производные функции f, вычисляемые при

[ ]m,...,j,aa jj 1="= . Систематическая погрешность. Границы доверительных интер-

валов при заданной доверительной вероятности определяются, прежде всего, величиной среднеквадратического отклонения σа. Оценить дове-рительный интервал систематической погрешности можно следующим образом.

Среднеквадратическое отклонение систематической погрешности результата измерения Ө(Р) вычисляют по формуле:

( )[ ]å=

Q=Qm

jjaPkA

1

2)()( ,

где m – число составляющих систематическую погрешность величины А; k(P) – коэффициент, определяемый значением принятой доверительной вероятности Р и числом m; ( )jaQ – найденное нестатистическими метода-ми среднеквадратическое отклонение j-й составляющей систематической погрешности (границы интервала, внутри которого находится эта состав-

162

ляющая, определяемые при отсутствии сведений о вероятности ее нахож-дения в этом интервале). Значения коэффициента k(P), определяющего до-верительные границы систематической погрешности измерения, приведе-ны в табл. 1.

Если известно, что составляющие систематической погрешности распределены равномерно и заданы доверительными границами ( )jaQ , то доверительные границы систематической погрешности определения вели-чины А вычисляются по формуле:

( )[ ] 2

1

2)( j

m

jj kakA å

=

Q=Q ,

где k и kj – коэффициенты, соответствующие доверительным вероятностям Р и PJ соответственно; mj – число составляющих систематическую по-грешность.

Вычисление Δ∑(Р) – суммарной систематической и случайной погрешно-сти определения величины А по результатам измерений можно осуществить с использованием формулы [6]:

( ) ( )[ ] ( )[ ]22 AAA qe +=DS .

Таблица 1 Значения коэффициента k(P), определяющего доверительные границы

систематической погрешности измерения

Доверительная вероятность P

Число составляющих систематическую погрешность m

Коэффициент k(P)

0,90 >0 0,95 0,95 >0 1,1 0,99 2 1,2 0,99 3 1,3 0,99 4 1,4 0,99 >4 1,45

3. Результаты обследования здания МБДОУ г. Иркутска. Примене-ние подхода можно проследить на примере обследования здания. На рис. 1 представлена технология проведения тепловизионных съемок, обработки тер-мограмм и результаты количественной оценки теплопотерь муниципального бюджетного дошкольного образовательного учреждения г. Иркутска.

На момент измерения температура наружного воздуха равна –14,3 °С, температура наружной стены –8,1 °С; визуально видно, что не утеплена дверь запасного выхода, температура которой составляет +0,8 °С). Исходя из основных характеристик здания, полученных в результате анализа до-кументации, по результатам тепловизионных и инструментальных измере-ний, опроса персонала учреждения и выполненных расчетов на базе сис-темного анализа с использованием методов математического моделирова-ния с учетом неполноты и нечеткости части информации получены факти-

163

ческие характеристики ограждающих конструкций здания, выполнены расчеты фактических значений приведенного сопротивления теплопереда-че отдельных участков здания (табл. 2).

Рис. 1. Фотография и термограмма здания

Таблица 2 Расчетные приведенные сопротивления теплопередаче

Температуры поверхности, °С

Температуры среды, °С R0, м2·°С/Вт Участок

τв τн tв tн факт норма

Стены 20 –8,7 21 –14 1,92 3,5 Окна деревянные 21 –0,4 22 –14 0,7 0,6 Двери запасные 21 –13,5 22 –14 0,32 0,6 Двери входные 12 –13,3 21 –14 0,28 0,6 Перекрытия чердачные 17 –5,6 19 –14 2,7 4,6

Из сопоставления полученных оценок с нормативными значениями

согласно СНиП 23-02 [7] следуют выводы: – фактические характеристики сопротивления теплопередаче у ог-

раждающих конструкций дома в основном соответствуют расчетным зна-чениям, но не соответствуют требованиям СНиП 23-02;

– в неудовлетворительном состоянии находится остекление оконных блоков, особенно второго этажа, имеются неплотности практически всех форточных фрамуг (R0 = 0,16 м2·°С/Вт – фактическое, R0 = 0,6 м2·°С/Вт – нор-мативное);

– неотапливаемый чердак является также одной из причин низких температур помещений второго этажа.

164

В табл. 3 представлены расчётные балансы тепловой энергии на ото-пление и горячее водоснабжение для здания МБДОУ.

Таблица 3

Расчетные балансы тепловой энергии на отопление и горячее водоснабжение

№ п/п Статья приход/расход Единицы

измерения Базовый 2010 г.

1. Приход за отопительный период 1.1. Приход тепла (по ПУ), в т. ч.: Гкал 858,0

Итого приход: Гкал 858,0 2 Расход за отопительный период Гкал 858,0

Потребление, в т. ч.: Гкал 2.1. На отопление Гкал 669,24 2.2. На ГВС Гкал 187,5 2.3. На вентиляцию Гкал — 3 Потери, в т. ч. Гкал 1,26

3.1. Нормативные Гкал 0,9 3.2. Сверхнормативные Гкал 0,36

Итого расход: Гкал 858,0 Нормативные потери тепловой энергии теплоносителя определены

согласно [7] как 0,25 % от объема системы отопления, плюс технологиче-ские расходы на промывку сети в размере, составляющем трехкратный объем системы отопления здания.

Наблюдаются течи сквозь уплотнения старых задвижек (вентилей). Других источников сверхнормативных потерь не выявлено. Сверхнорма-тивный расход теплоносителем можно оценить в размере 0,5 т/мес – 6 т/год. Сверхнормативный расход тепловой энергии с теплоносителем можно оценить в размере 0,36 Гкал/год.

Система отопления здания не сбалансирована – нарушения циркуля-ции наблюдаются по всем стоякам отопления; система отопления блока № 3 настоятельно требует регулировки – температура воздуха в помеще-ниях 17–19 °С.

Горячее водоснабжение осуществляется по тупиковой схеме (при наличии циркуляционной линии), что приводит к перерасходу теплоноси-теля (слив остывшей в тупиковом трубопроводе воды до достижения тре-буемой температуры).

Заключение. На основе разработанной методики получено фактиче-ское распределение расходов тепловой энергии на отопление и горячее во-доснабжение по всем помещениям здания. Это позволило рассчитать фак-тические гидравлические и тепловые режимы работы тепловой сети зда-ния, оценить фактические потери напора по отдельным участкам, фактиче-

165

ские потери тепловой энергии с теплоносителем и через ограждающие конструкции для всех участков здания, то есть провести диагностику их состояния.

В целом, полученные результаты позволяют сформулировать и дать финансовую оценку проведения мероприятий, направленных на обеспече-ние соответствия фактических характеристик сопротивления теплопереда-че у ограждающих конструкций дома нормативным требованиям СНиП 23-02. При этом совокупность таких мероприятий разделена на три класса: высокозатратные (проведение капитального ремонта здания с устройством вентилируемого фасада, полной заменой оконных блоков на современные стеклопакеты, заменой дверных блоков) среднезатратные (дополнительное утепление чердачных перекрытий) и малозатратные (усиление теплозащи-ты входных и запасных дверных блоков).


1. Толстой М.Ю., Хан В.В., Ильин А.Н. Использование современных информаци-онных технологий в автоматизированных системах оперативной диагностики теплотех-нического состояния зданий. Проблемы и опыт создания // Информационные и матема-тические технологии в науке и управлении : труды XII Байкальской Всероссийской конференции. – Иркутск : ИСЭМ СО РАН, 2007. – Ч. II. – C. 78–85. 2. Козлов В.Н. Системный анализ, оптимизация и принятие решений. – М. : Проспект, 2010. – 176 с. 3. Пегат А. Нечеткое моделирование и управление. – М. : Бином. Лаборатория знаний, 2009. – 798 с. 4. Рутковская Д., Пилиньский М., Рутковский Л. Нейронные сети, генетические алгоритмы и нечеткие системы. – М. : Телеком, 2008. – 462 с. 5. Деканова Н.П., Хан В.В. Подходы теории нечетких множеств в задачах диагностики тепловых сетей и объектов теплопотребления // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. – Иркутск : ИрГУПС, 2011. – № 4(32). – С. 96–101. 6. Сергеев А.Г., Латышев М.В., Терегеря В.В. Метрология, стандартизация, сертифи-кация : учебное пособие. – М. : Логос, 2003. – 536 с. 7. СНиП 23-02-2003. Тепловая защита зданий. – М. : Изд-во стандартов, 2003. – 30 с.

166

УДК 621.1+536.2

В.В. Кашковский

МОДЕЛИ СИСТЕМ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПРОМЫШЛЕННЫХ И ТРАНСПОРТНЫХ ОБЪЕКТОВ

Техническую эксплуатацию промышленных и транспортных объек-тов (или изделий) можно определить как совокупность научных и практи-ческих мероприятий, направленных на поддержание исправности и готов-ности к применению однотипных изделий, осуществляемых соответст-вующими системами технической эксплуатации. Системы технической эксплуатации промышленных и транспортных объектов призваны решать две главные проблемы: – обеспечение безопасности движения (в общем случае для промыш-ленных объектов любого назначения это обеспечение безопасности экс-плуатации); – обеспечение эффективности использования промышленных и транспортных объектов. Существуют два вида систем технической эксплуатации промыш-ленных и транспортных объектов, которые для краткости далее будем именовать системами технической эксплуатации: 1. Системы технической эксплуатации индивидуального обслужива-ния. Такая система характерна, например, для владельцев личного авто-транспорта, которые самостоятельно эксплуатируют свою личную единицу автотранспорта и по своему усмотрению организуют ее ремонт и техниче-ской обслуживание. Для таких систем характерно практически полное от-сутствие организационных связей между владельцами автотранспортных средств, что в свою очередь не позволяет ей в полной мере обеспечить эф-фективность использования промышленных и транспортных объектов. По-этому для обеспечения безопасности эксплуатации (безопасности движе-ния) приходится вводить в систему искусственные организационные связи, например в виде обязательного технического осмотра автотранспорта. 2. Системы технической эксплуатации массового обслуживания. Примерами таких систем являются эксплуатация газовых центрифуг на предприятиях по обогащению урана, крупные транспортные компании воздушного, железнодорожного, речного и морского транспорта, военная авиация и т. п. Достоинством систем технической эксплуатации массового обслуживания является наличие четко обозначенных организационных связей, позволяющих обеспечить необходимую эффективность использо-вания промышленных и транспортных объектов и безопасность движения (безопасность эксплуатации).

167

Системы технической эксплуатации индивидуального обслуживания относятся к плохо организованным системам, в которых обеспечение эф-фективности использования промышленных и транспортных объектов не представляется возможным. Поэтому практический и научный интерес представляют системы технической эксплуатации только второго вида. Комплекс научных и практических мероприятий, обеспечивающих эффективность системы технической эксплуатации, называется управле-нием ее состоянием. Возможны два способа управления системой техниче-ской эксплуатации: – по факту; – по прогнозирующей модели. Управление по факту в общем случае предполагает, что при повы-шении аварийности затраты на техническую эксплуатацию следует повы-сить. И наоборот, при снижении аварийности снижают и затраты на техни-ческую эксплуатацию. И в том и в другом случае управляющее воздейст-вие принимается на основании заключения экспертов. Недостатком метода является субъективизм принимаемых решений и, как следствие, принятие неоптимальных решений. Достоинством управления по прогнозирующей модели является то, что результат принятия решения на управление системой технической экс-плуатации может быть проанализирован до его фактического исполнения. Такой подход позволяет найти оптимальное решение при различных слу-чайных воздействиях внешних возмущающих факторов на систему техни-ческой эксплуатации. Исследования, выполненные в [1], показали, что результаты, полу-ченные с помощью математических моделей, используемых для управле-ния состоянием систем технической эксплуатации, не совпадают с резуль-татами испытаний на надежность, статистикой, полученной в процессе эксплуатации и имитационного моделирования. При этом полученную ве-личину расхождения невозможно объяснить статистическими погрешно-стями эксперимента. В качестве примера на рисунке 1 показаны модель интенсивности отказов ( )tl технических объектов (например, [2, 3] и др.), модель интенсивности отказов технических объектов при испытании на надежность, полученная методом статистического моделирования *( )tl [1], и модель интенсивности отказов технических объектов *l , согласно теории структурной надежности (например, [3] и др.). Как это следует из рис. 1, результаты моделирования выходного сиг-нала одной и той же системы технической эксплуатации разными метода-ми не совпадают ни качественно, ни количественно. Из этого вытекает, что выявленные методические погрешности моделей систем технической экс-плуатации носят системный характер. Их невозможно устранить в рамках существующей теории. Таким образом, в теории управления состоянием

168

систем технической эксплуатации существует проблемная ситуация, ха-рактеризуемая тем, что известные математические модели процесса экс-плуатации не могут концептуально объяснить имеющиеся статистические данные.

Рис. 1. Возникновение проблемной ситуации в теории технической

эксплуатации

Методологическим инструментом для решения подобных проблемных ситуаций является системный анализ (например, [4, 5]), который позволяет определить состояние S системы технической эксплуатации как

S X YÌ ´ , (1) где X – входы, Y – выходы системы (рис. 2).

Рис. 2. Структурная схема системы технической эксплуатации

169

Показатели надежности технических объектов на входе M и выходе Y системы технической эксплуатации определены в [2]. Для получения выходных показателей надежности системы технической эксплуатации Y инженерная служба помимо задачи непосредственного руководства про-цессом технической эксплуатации в обязательном порядке осуществляет сбор статистических данных по отказам и вычисление показателей надеж-ности на основе этой статистики. В общем виде реализацию выхода системы технической эксплуата-ции ( )эy t YÌ можно определить как

( ) ( , , , )э эy t F m u h t= , (2) где F – закон функционирования системы технической эксплуатации; m MÌ – возмущающее входное воздействие, принадлежащее множеству возмущающих входных воздействий M ; u UÌ – управляющее воздейст-вие, принадлежащее множеству допустимых управлений; h – ограничения системы технической эксплуатации; эt – текущая продолжительность жиз-ненного цикла системы технической эксплуатации. Анализ научных трудов показал, что с точки зрения практики реше-ния задач технической эксплуатации необходимы модели систем техниче-ской эксплуатации, которые в зависимости от накладываемых ограничений на систему можно разделить на 10 классов, обозначенных в [1] как A–J. Текущее состояние разработки и развития моделей систем технической эксплуатации показано на рис. 3. Анализ научных трудов показал, что аналитическое описание закона функционирования существует только для моделей классов B и C. В общем виде аналитического описания моделей систем классов A, D, G и J в научных трудах найдено не было. Аналитически эти системы технической эксплуатации представлены только марковскими моделями [6]. Основным недостатком данных моделей является то, что они предна-значены исключительно для гипотетических объектов с тремя состояния-ми: исправное состояние, состояние разрегулирования и состояние отказа. В то же время реальных технических объектов с тремя состояниями, в том понимании, как это требуется для практической реализации марковских моделей [6], выявлено не было. Поэтому модели систем технической экс-плуатации, полученные с помощью марковских моделей [6], являются ча-стным случаем моделей систем классов A, D, G и J. Другим недостатком марковских моделей [6] является то, что они дают аналитическое описание только одного выходного параметра технической системы – интенсивно-сти отказов. Обобщенного аналитического описания закона функционирования технических систем классов E, F, H и I в научных трудах не существует. Поэтому в научных трудах управление системами классов E, G, H и J предполагается осуществлять на основе аналитической модели системы

170

испытания на надежность класса B (рис. 3). Однако применение закона функционирования системы одного класса для описания закона управле-ния системой технической эксплуатации другого класса приводит к мето-дическим погрешностям. Поэтому данные модели можно охарактеризовать как качественные модели. Для решения проблемы управления и повышения эффективности систем технической эксплуатации промышленных и транспортных объек-тов потребовалось решить ряд основных задач:

1. Выполнить анализ проблемы. 2. Разработать модели систем технической эксплуатации. 3. Исследовать законы функционирования систем технической экс-

плуатации. 4. На основе законов функционирования разработать методы управ-

ления состоянием систем технической эксплуатации. Подробно решение данной проблемы изложено в монографии [1]. Одним из основных результатов этой работы является концептуальное объяснение статистических данных на рис. 1. Все три интенсивности отка-зов, изображенных на этом рисунке, относятся к одному и тому же техни-ческому объекту, эксплуатируемому в системах технической эксплуатации трех разных классов: – *( ) At Yl Ì интенсивность отказов технических объектов на выходе системы технической эксплуатации класса A; – ( ) Bt Yl Ì интенсивность отказов технических объектов на выходе системы технической эксплуатации класса B; – *

CYl Ì интенсивность отказов технических объектов на выходе системы технической эксплуатации класса C. Данные системы технической эксплуатации отличаются ограниче-ниями на систему и, соответственно, законами функционирования, пока-занными на рис. 1.

171

Рис. 3. Математические модели систем технической эксплуатации

172


1. Кашковский В.В. Исследование законов функционирования систем технической эксплуатации. Системный подход к теории технической эксплуатации. – Saarbrucken : LAMBERT Academic Publishing GmbH & Co, 2012. – 303 p.

2. ГОСТ 27.002-89. Надежность в технике. Основные понятия. Термины и определе-ния.

3. Инженерно-авиационная служба и эксплуатация авиационного оборудования / А.Е. Акиндеев, В.Д. Константинов, С.В. Крауз, Е.А. Румянцев, Н.П. Сергеев, И.М. Синдеев / под. ред. Е.А. Румянцева. – М. : ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковского, 1970. – 513 с.

4. Месарович М., Мако Д., Такахара М. Теория иерархических многоуровневых сис-тем / М. Месарович, Д. Мако, И. Такахара. – М. : Мир, 1973. – 344 с.

5. Месарович М., Такахара И. Общая теория систем: математические основы. – М. : Мир, 1978. – 311 с.

6. Румянцев Е.А. Критерии оптимизации программ технической эксплуатации и их обоснование // Научно-методические материалы по эксплуатации и ремонту авиа-ционной техники / под ред. В.В. Филиппова. – М. : ВВИА им. проф. Н.Е. Жуковско-го, 1982. – С. 25–38.

УДК 004.896(06)

Е.И. Молчанова, И.В. Щербаков, В.В. Федоров

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ УПРАВЛЕНИЯ ДАННЫМИ И ЗНАНИЯМИ ГИБРИДНОЙ ЭКСПЕРТНОЙ

СИСТЕМЫ

В данной статье приводится обобщенная модель управления данными и зна-ниями гибридной экспертной системы. Рассматривается применение дискретно-событийной модели для детализации подсистемы интерфейса с прикладными про-граммными продуктами.

Ключевые слова: гибридная экспертная система, информационные техноло-гии, дискретно-событийное моделирование (ДСМ), рентгенофлуоресцентный анализ, пакеты прикладных программ, событийная цепочка процессов, Web.

Введение Одно из направлений исследований профессора Юрия Федоровича

Мухопада связано с системами управления вычислительными процессами на базе больших и сверхбольших интегральных схем (микропроцессоры, контроллеры, БИС ПЗУ, ПЛМ, ПЛИС и др.). Это направление тесно пере-плетается с исследованием методов управления программными система-ми, рассматриваемыми в данной статье.

173

Рассмотрим применение подходов к управлению программными системами на примере построения Web-ориентированной гибридной экспертной системы (ЭС) для целей рентгенофлуоресцентного анализа (РФА) химического состава вещества, разрабатываемой в ИрГУПС [1].

Специалисты из University of Sanderland (Англия), входящие в группу HIS (англ. Hybrid Intelligent Systems), определили «гибридные информационные системы» как большие, сложные системы, которые цельно интегрируют знания и традиционную обработку. Они могут предоставлять возможность хранить, искать и манипулировать данными, знаниями и традиционными технологиями. Одной из проблем, возникаю-щих при разработке подобных систем, является поиск механизмов инте-грации парадигм структурного, объектно-ориентированного и логического программирования. Основой проектирования информационных систем яв-ляется системный подход, который применили при построении обобщен-ной модели управления гибридной ЭС.

Подробнее рассмотрим компоненты системы и необходимые для их проектирования модели в применении к задаче построения градуи-ровочной функции в РФА с позиций развернутого определения системного подхода, включающего восемь аспектов.

Целью (выходом) разрабатываемой ЭС является получение оптимальной для данной методической задачи модели градуировочной функции и экспертного заключения об ее оптимальности на основе моделей тестируемого материала, требований к точности РФА и условий регистрации спектра флуоресценции.

Подцели системы: оценка возможности использования полного фундаментального выражения для интенсивности флуоресценции, выбор алгоритма матричной коррекции и учета фона, оценка параметров градуировочной функции, оценка адекватности полученной модели, генерация объяснений, предоставляемых пользователю, и оценка их релевантности.

174

Рис. 1. Обобщенная модель управления гибридной ЭС

Ресурсами (входом), требующимися для функционирования

системы, т. е. для решения системой той или иной проблемы, являются: концептуальная модель тестируемого материала, физическая модель условий возбуждения и регистрации спектра флуоресценции, математическая модель интенсивности аналитической линии, возбужденной в толстом гомогенном образце узким полихроматическим пучком первичного спектра, и ее аппроксимации, статистические модели уравнений связи и требований к точности результатов РФА.

На рис. 1 представлена обобщенная модель управления гибридной ЭС, отражающая этот подход.

На основании рассмотрения рис. 1 с позиций системно-комплекс-ного аспекта можно выделить следующие компоненты гибридной ЭС: подсистемы, управляющие знаниями, и подсистемы хранилища знаний.

Подсистемы, управляющие знаниями:

WEB-ОБОЛОЧКА (субъект управления)

175

1) подсистема «Решатель»; 2) подсистема интеллектуального интерфейса с пользователем; 3) подсистема интерфейса с операционной системой; 4) подсистема интерфейса с БЗ и БД; 5) подсистема интерфейса с ППП. Подсистемы хранилища знаний: БЗ, БД, ППП. Системно-структурный аспект, заключающийся в выяснении

внутренних связей и зависимостей, отображен на рис. 1 в виде сплошных направленных стрелок.

Системно-интеграционный аспект состоит во взаимодействии компонентов системы, для преобразования ресурсов в цели в одном цикле работы ЭС.

Системно-коммуникационный аспект ЭС, то есть её связи с окружающей средой, отражен на рис. 1 в виде пунктирных направленных стрелок.

Системно-функциональный аспект выявляет, что основная функция выделенных подсистем состоит в последовательном преобразо-вании знаний и данных из модели, используемой в каждой из подсистем, в модель, используемую подсистемой следующего уровня.

Системно-исторический аспект позволяет выяснить условия возникновения исследуемой системы, пройденные ею этапы, современное состояние, а также возможные перспективы развития.

Разработка подсистемы интерфейса с БЗ и БД описана в работе [2]. Рассмотрим подробнее разработку подсистемы интерфейса с ППП.

Предложено данную подсистему реализовать в виде внешней по отноше-нию к решателю CLIPS программы-демона, выполняющей все операции с ППП. Для обмена данными между программой-демоном (демон CLIPS) и решателем CLIPS используются пользовательские внешние функции (ПВФ).

ПВФ – функции на языке C, которые могут быть вызваны в процессе работы решателя CLIPS [3].

Этапом разработки подсистемы интерфейса с ППП является построение различных функциональных и динамических моделей.

Дискретно-событийная модель интерфейса с ППП Построение гибридной ЭС как Web-приложения предполагает

использование параллельных процессов для обслуживания запросов, поступающих от удаленных пользователей [4]. Для того чтобы абстраги-роваться от непрерывной природы событий и рассматривать только основные события моделируемой системы, воспользуемся парадигмой дискретно-событийного моделирования (ДСМ).

Гибридную ЭС можно представить как множество ресурсов, взаимодействующих между собой. Ресурс – это элемент системы, внутрен-ней структурой которого можно пренебречь. С другой стороны, его

176

свойства важны для описания. Ресурсами гибридной ЭС могут являться физически существующие объекты, такие как машина вывода CLIPS, программы и очереди сообщений. Все ресурсы системы составляют множество:

, (1) где – i-й ресурс системы, N – число ресурсов в системе.

Множество ресурсов можно разбить на непересекающиеся подмножества однотипных ресурсов:

, (2) где K – количество типов ресурсов.

Каждый ресурс системы должен быть отнесен к определенному типу ресурсов:

. (3) Ресурсы одного типа имеют одни и те же свойства и ведут себя

одинаковым образом. Ресурсами гибридной ЭС являются: «ПВФ CLIPS» – отвечает за

обмен данными между программой-демоном и решателем, «Очередь сообщений демона CLIPS», «Демон CLIPS», «Обслуживающее устройство» – количество одновременно выполняемых ППП, «Внешняя программа» – ППП, вызывающийся решателем, «Машина вывода CLIPS» (табл. 1).

Таблица 1

Список ресурсов подсистемы интерфейса с ППП

r Описание r1 ПВФ r2 Очередь сообщений демона CLIPS r3 Демон CLIPS r4 Обслуживающее устройство r5 Внешняя программа r6 Машина вывода CLIPS

Состояние каждого ресурса системы в момент времени t можно

описать значениями его свойств: , (4)

где – значение j-го свойства ресурса, M – число свойств ресурса. Таким образом, состояние системы в момент времени t можно

описать множеством состояний всех ее ресурсов: , (5)

где N – количество ресурсов системы.

177

Событие – сигнал системы, сообщающий о переходе ресурсов в новое состояние. События могут быть как внешними по отношению к системе, так и внутренними.

Представим событие как некоторое изменение состояния системы: , (6)

где – момент времени свершения события e; – состояние системы до события e;

– состояние системы после события e. Список событий гибридной ЭС представлен в табл. 2.

Таблица 2 Список событий подсистемы интерфейса с ППП

e Описание

e1 Вызов ПВФ решателем CLIPS e2 Сообщение о вызове ППП сформировано e3 Поступление сообщения в очередь e4 Уход сообщения из очереди e5 Занятие обслуживающего устройства сообщением e6 Высвобождение обслуживающего устройства сообщением e7 Вызов ППП e8 Поступление входных параметров во внешнюю программу e9 Поступление расчетных данных в демон CLIPS e10 Поступление расчетных данных в ПВФ e11 Завершение работы ППП e12 Завершение вызова ПВФ e13 Все обслуживающие устройства заняты e14 Поступление данных в машину вывода CLIPS

Ресурсы в процессе функционирования системы выполняют определенные действия, взаимодействуя между собой. С каждым действием связано событие его начала и окончания. Действие – целенаправленное мероприятие, выполняемое под управлением некоторой подсистемы и направленное на достижение определенной цели.

Используя понятие события, опишем действие: , (7)

где – состояния системы до и после наступления события ; – состояния системы до и после наступления события ; , –

время начала и конца действия. Опишем ресурсы, релевантные действию:

. (8) Длительность действия определяется как

178

. (9) Действие с нулевой длительностью является событием. Для каждого действия могут быть определены начальные и

конечные события и ресурсы, релевантные этому действию. Список действий и релевантных ресурсов представлен в табл. 3.

Таблица 3

Список действий подсистемы интерфейса с ППП

Действие Описание Ресурс a01 Формирование сообщения для демона CLIPS a02 Передача сообщения в демон CLIPS

r1

a03 Обработка сообщения r2 a04 Передача данных ППП r4 a05 Выполнение расчетов a06 Отправка расчетных данных

r5

a07 Обработка расчетных данных r4 a08 Постановка сообщения в очередь

a09 Ожидание высвобождения обслуживающего устройст-ва

r3

a10 Передача данных в ПВФ a11 Формирование исходных данных для ППП

r4

a12 Формирование результата расчетов r5 a13 Отправка данных в машину вывода CLIPS r6

Процесс функционирования системы можно представить как

временную последовательность действий: , (10)

где множество действий, отношение предшествования во времени. Представим процесс П графически в виде диаграммы ДСМ в нота-

ции EPC (Event-Driven Process Chain). Диаграмма, описанная в нотации EPC (событийная цепочка процессов), представляет собой упорядоченную комбинацию событий и действий во времени, таким образом, с помощью нотации EPC можно задать отношение предшествования во времени [5]. На рис. 2 представлена EPC-диаграмма, описывающая дискретно-событий-ную модель гибридной ЭС.

179

Рис. 2. EPC-диаграмма ДСМ подсистемы интерфейса с ППП

Заключение С применением системного подхода графически представили обоб-

щенную модель управления данными и знаниями гибридной Web-ориентированной ЭС. Для детализации модели подсистемы интерфейса с ППП предложено использовать дискретно-событийную модель в нотации EPC. Диаграмма, описанная в нотации EPC (событийная цепочка процес-сов), представляет собой упорядоченную во времени комбинацию событий и действий и служит основой для написания программного кода соответст-вующей подсистемы интерфейса.


1. Молчанова Е.И., Федоров В.В., Щербаков И.В. Методический подход к созданию

гибридных экспертных систем как web-приложений // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. – 2011. – № 3(31). – С. 139–146.

2. Молчанова Е.И., Федоров В.В., Щербаков И.В. Подход к проектиро-ванию web-ориентированных гибридных экспертных систем // Системы управления и информационные технологии. – Воронеж, 2011. – Вып. 3. – С. 80–86.

3. Частиков А.П., Гаврилова Т.А., Белов Д.Л. Разработка экспертных систем. Среда CLIPS. – СПб. : БХВ – Петербург, 2003. – 608 с.

4. Щербаков И.В. Использование имитационного моделирования при разработке гиб-ридной эскпертной системы на основе CLIPS // Современные проблемы информати-зации в моделировании и социальных технологиях : сб. трудов. – Вып. 17. – Воронеж, 2012. – С. 237–246.

180

5. Технологические цепочки, управляемые событиями [Электронный ресурс]. – Режим доступа : http://www.intuit.ru/department/itmngt/basebiza/4/ (дата обращения 04.09.2011).

УДК 621.314.632

А.А. Михеев, М.П. Дунаев

АЛГОРИТМЫ КОМБИНИРОВАННОГО РЕЖИМА СУШКИ ДРЕВЕСИНЫ

Рассматривается задача разработки алгоритмов работы автоматизирован-

ной системы управления лесосушильной камерой с естественной циркуляцией с приме-нением осциллирующих режимов и периодического продува камеры при помощи венти-лятора.

Ключевые слова: сушильная камера, комбинированная циркуляция, осциллирую-щие режимы сушки.

Введение. Технологический процесс сушки пиломатериалов преду-сматривает строгое соответствие установленным технологическим режи-мам [1–3].

Для устранения основных недостатков камер с естественной цирку-ляцией предлагается создание автоматизированной установки для сушки древесины с комбинированной циркуляцией [4].

Теоретическое обоснование. Комбинированный режим представля-ет собой совокупность сушки с естественной циркуляцией с циклическим нагревом-охлаждением штабеля и промежуточным открытием выпускного канала (которая является наиболее эффективной для этого типа камер) и принудительной циркуляции. Пример простейшего комбинированного ре-жима приведен на рис. 1.

Помимо нагрева до определенной температуры требуется её поддер-жание на заданном уровне в течение временных отрезков соответствую-щих режимов сушки. Для этого предлагается использование автоматики на каждой «ступени» сушки. Алгоритм и график такого режима представлены на рис. 2, 3.

«Верхняя ступень» – нагрев и поддержание температуры штабеля около верхнего температурного предела осцилляции без использования вентилятора.

«Нижняя ступень» – охлаждение штабеля и поддержание нижнего температурного предела осцилляции с включенным вентилятором.

Таким образом, реализуются:

http://www.intuit.ru/department/itmngt/basebiza/4/

181

– увеличение скорости прохождения воздуха по штабелю; – прерывистая циркуляция агента сушки; – осциллирующие режимы (нагрев штабеля – с помощью теплоэлек-

тронагревателей – ТЭНов, охлаждение – за счёт обдува вентилятором).

Рис. 1. Пример простейшего комбинированного режима сушки

С использованием современной автоматики и контроля текущих

параметров внутри камеры с помощью датчиков температуры и влажно-сти возможна реализация практически любой последовательности про-грева, охлаждения и продува согласно требованиям заданной категории качества и скорости сушки [5].

Для создания более мягкого режима сушки потребуется либо сни-зить скорость воздуха при продуве, либо уменьшить время продува.

182

Возможно исключить работу вентилятора из «нижней ступени», сделав кратковременный продув камеры непосредственно в заключении каждо-го цикла. Это позволит снизить энергозатраты на привод вентилятора.

Рис. 2. Алгоритм усовершенствованного комбинированного режима сушки

183

Рис. 3. График усовершенствованного комбинированного режима

Выводы 1. Для устранения основных недостатков камер с естественной цир-

куляцией предлагается способ сушки древесины с комбинированной цир-куляцией.

2. Снижение продолжительности процесса сушки возможно осуще-ствить с помощью применения осциллирующих режимов.

Сущность циклового (осциллирующего) режима заключается в том, что общее время сушки по ступеням режима делится на циклы прогрева материала и его охлаждения по нормативной их продолжительности. Тем-пературный разрыв между циклами прогрева и охлаждения принят в пре-делах 10–15 °С.

3. Для увеличения скорости прохождения воздуха через штабель предлагается использование вентилятора, производящего периодический продув камеры согласно установленной программе.

Таким образом, организуется периодическая принудительная венти-ляция, при которой насыщенный влагой воздух удаляется из камеры. Од-новременно с этим происходит более интенсивное охлаждение штабеля,

184

что положительно сказывается на продолжительности процесса сушки. Благодаря ускорению прохождения воздуха через штабель снижается не-равномерность распределения конечной влажности в пиломатериале.


1. Селюгин Н.С. Сушка древесины / Н.С. Селюгин. – М. : Гослестехиздат, 1940. 2. Кречетов И.В. Сушка пиломатериалов / И.В. Кречетов. – М. : Гослестехиздат, 1946. 3. Альтшулер И.С. Расчет сушильных камер для древесины / И.С. Альтшулер. – М. :

Гослесбумиздат, 1953. 4. Михеев А.А. Повышение эффективности производства и использования энергии в

условиях Сибири / Дунаев М.П., Михеев А.А. // Материалы МНПК. – Иркутск, 2010. – С. 50–54.

5. Кречетов И.В. Сушка древесины / И.В. Кречетов. – М. : Лесная промышленность, 1977.

УДК 621.331

В.Д. Бардушко, В.П. Закарюкин, А.В. Крюков

ONLINE-КОНТРОЛЬ ОСТАТОЧНОГО РЕСУРСА ТЯГОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ

Введение. В настоящее время осуществляется переход электроэнер-

гетики РФ на новую технологическую платформу, в основу которой поло-жена концепция интеллектуальных электрических сетей (smart grid) [1, 2]. Наиболее точное определение концепции smart grid дано в работе [2], в ко-торой под smart grid понимается полностью саморегулируемая и самовос-станавливающаяся электроэнергетическая система (ЭЭС), имеющая сете-вую топологию и включающая в себя следующие элементы:

· традиционные источники энергии (тепловые, гидравлические и атомные электростанции), а также установки распределенной генерации (РГ), выполненные в том числе на базе нетрадиционных возобновляемых источников энергии;

· магистральные и распределительные электрические сети; · все виды промышленных, транспортных и коммунально-бытовых

потребителей ЭЭ. Управление режимами работы такой ЭЭС осуществляется на основе

единой информационной сети в режиме реального времени. Основное свойство интеллектуальной ЭЭС – автоуправляемость (рис. 1), которая достигается на основе следующих сегментов:

– программно-аппаратные комплексы для online-диагностирования электрооборудования;

185

– цифровые автоматические системы управления; – исполнительные элементы для режимного управления, использую-

щие технологии FACTS1.

Рис. 1. Автоуправляемость интеллектуальной ЭЭС

В настоящей статье рассматриваются вопросы online-диагностиро-

вания одного из видов оборудования – силовых трансформаторов тяговых подстанций электрифицированных железных дорог.

Постановка задачи. Содержание технических средств железнодо-рожного транспорта на высоком эксплуатационном уровне, обеспечиваю-щем безопасность движения поездов и высокую эффективность процесса перевозок, невозможно без объективной информации об их фактическом состоянии. Объекты железнодорожного транспорта содержат большое ко-личество устройств, длительная эксплуатация которых без надлежащего диагностирования технического состояния может привести к выходу их из строя и значительному материальному ущербу. Для реализации эффектив-ного диагностирования этих устройств необходимы современные методи-ки и технические средства контроля.

Одним из наиболее дорогостоящих и ответственных элементов сис-темы тягового электроснабжения являются силовые трансформаторы: тя-говые (ТТ) и районные понизительные (РПТ). Многие из этих трансформа-торов отработали нормативный ресурс. Процедуры оценки состояния из-ношенных трансформаторов находятся на стадии становления. В дистан-циях электроснабжения филиалов ОАО «РЖД» имеется современная вы-числительная техника, которая обеспечивает информационную поддержку функционирования железной дороги. В частности, внедрение автоматизи-рованных систем учета электроэнергии позволяет в режиме реального времени получать информацию о получасовых расходах активной и реак-тивной электроэнергии на тягу поездов и по вводам распредустройств рай-онных потребителей 6–10 кВ. Эта информация может быть использована для мониторинга состояния силовых трансформаторов. При мониторинге целесообразно контролировать следующие параметры:

1 FACTS (flexible alternative current transmission systems) – комплекс технических и информационных средств для автоматического управления режимом ЭЭС.

-

186

· кратность и длительность перегрузки; · степень несимметрии токов; · температуры наиболее нагретой точки масла и обмоток; · степень старения витковой изоляции; · состав растворенных в масле газов с помощью хроматографического

анализа; · потери электрической энергии. Online-мониторинг силовых трансформаторов. Структура системы

мониторинга ТТ и РПТ представлена на рис. 2. В качестве исходной информа-ции для определения степени старения витковой изоляции используются дан-ные о получасовых расходах электроэнергии и показания датчиков температу-ры. При этом определение остаточного ресурса изоляции может осуществ-ляться по методике, изложенной в работе [3].

Рис. 2. Структура системы мониторинга тяговых трансформаторов Общий износ изоляции обмоток состоит из динамического и тепло-

вого износов, взятых со своими весовыми коэффициентами. Определение этих коэффициентов представляет собой трудоемкую задачу, требующую

187

большого статистического материала за продолжительное время. Такой материал может быть получен на основе систем мониторинга. По мере на-копления статистических массивов будет совершенствоваться и сама мо-дель оценки состояния витковой изоляции.

В задаче контроля износа витковой изоляции трансформатора есть два существенных аспекта:

· исходные данные представлены в виде получасовых значений расхода активной и реактивной электроэнергии по трехфазным вводам;

· тяговая нагрузка характеризуется существенной несимметрией. Первый аспект ввиду малой постоянной времени нагрева обмотки

(порядка 6 мин) обусловливает необходимость перехода к эффективным получасовым значениям тока, а второй аспект требует пофазного учета на-грузок. Методика решения задачи пофазного учета нагрузок по данным АСКУЭ предложена авторами в работе [4].

Износ изоляции сетевой обмотки тягового трансформатора опреде-ляется наиболее нагруженной фазой, однако информация АСКУЭ содер-жит только данные в целом по вводам трансформатора. Неопределенность расклада тяговой нагрузки по плечам питания (и, соответственно, по фазам тяговой и сетевой обмоток) в первом приближении решается заданием фиксированной доли нагрузки тягового плеча. Этот подход занижает износ трансформатора, поскольку средние значения доли нагрузки обычно близ-ки к 0,5, а его изменения приводят к повышению загрузки одной из фаз (и к понижению загрузки другой фазы). Прямое решение проблемы заклю-чается в мониторинге токов плеч питания и в уменьшении интервала полу-чения данных, но этот подход требует больших затрат. Снизить погрешно-сти фиксированного значения доли нагрузки плеча можно путем статисти-ческого подхода получением распределения доли нагрузки плеча и исполь-зования его для расчетов очередных значений износа.

Получить доли нагрузок плеч Ik , IIk можно путем эксперимен-тального измерения мощностей или токов плеч питания за характерные су-тки2. Ввиду получасового усреднения значений мощности, получаемых из данных АСКУЭ, вполне можно ограничиться экспериментальной гисто-граммой распределения доли нагрузки с шагом около 0,05, то есть доста-точно двадцати значений вероятностей для соответствующих интервалов доли нагрузки.

Измерения подобного характера проведены для двух подстанций

2 Коэффициенты Ik , IIk можно получить посредством использования программного комплекса

имитационного моделирования систем тягового электроснабжения FAZONORD, разработанного в Ир-кутском государственном университете путей сообщения [5]. С помощью комплекса FAZONORD на ос-нове данных о поездной работе следует выполнить имитацию работы рассматриваемого участка, что по-зволит определить искомые коэффициенты.

188

Восточно-Сибирской железной дороги (рис. 3, 4). Среднее значение доли нагрузки левого плеча подстанции ТП1 равно 0,59 при среднеквадратич-ном отклонении 0,12, причем несимметрия распределения заметно отлича-ется от равномерного среднего значения 0,5. Распределение доли нагрузки плеча для ТП2 сильно отличается от распределения рис. 2, что, очевидно, связано с большими уклонами профиля пути вблизи этой подстанции. Прохождение тяжелых поездов с интервалами порядка получаса приводит к преобладающей загрузке того плеча, на межподстанционной зоне кото-рого находится тяжелый поезд. Среднее значение доли нагрузки левого плеча, тем не менее, равно 0,50 при среднеквадратичном отклонении 0,22. В такой ситуации неучет перекоса загрузок плеч приводит к большой по-грешности расчета износа: даже при загрузке трансформатора около 10 % принятие гипотезы одинаковых долей нагрузок плеч приводит к заниже-нию износа наиболее загруженной фазы примерно на 20 %, а при прибли-жении загрузки трансформатора к номинальной различия составят сотни процентов.

0,000

0,020

0,040

0,060

0,080

0,100

0,120

0,140

0,160

0,180

0,02

5

0,07

5

0,12

5

0,17

5

0,22

5

0,27

5

0,32

5

0,37

5

0,42

5

0,47

5

0,52

5

0,57

5

0,62

5

0,67

5

0,72

5

0,77

5

0,82

5

0,87

5

0,92

5

0,97

5Доля

Вер

оятность

Рис. 3. Гистограмма распределения доли нагрузки левого плеча ТП1

0,000

0,020

0,040

0,060

0,080

0,100

0,120

0,02

5

0,07

5

0,12

5

0,17

5

0,22

5

0,27

5

0,32

5

0,37

5

0,42

5

0,47

5

0,52

5

0,57

5

0,62

5

0,67

5

0,72

5

0,77

5

0,82

5

0,87

5

0,92

5

0,97

5

Доля

Вер

оятнос

ть

Рис. 4. Гистограмма распределения доли нагрузки левого плеча ТП2 Алгоритм определения доли нагрузки по экспериментальному рас-

пределению сформирован следующим образом.

189

1. По вероятностям ip попадания значения Ik в заданный интервал

определяется интегральная вероятность å=

=k

ipP

1ik .

2. На основе использования стандартной процедуры Random опреде-ляется реализация случайной величины, равномерно распределенной в диапазоне от нуля до единицы.

3. Полученное значение равномерно распределенной случайной ве-личины сравнивается с интегральной вероятностью kP с выбором интерва-ла наименьшего k, в котором kP больше значения равномерно распреде-ленной случайной величины.

4. Середина интервала k определяет искомое значение Ik для теку-щей реализации.

Расчеты износа можно производить в двух вариантах: · расчеты износа без учета ретроспективы по имеющимся данным

получасовых расходов электроэнергии, без отображения оставшегося сро-ка службы;

· расчеты с учетом предыдущей (до запуска АСКУЭ) работы транс-форматора по информации о грузообороте и продолжительности окон; предполагается использование регрессионных зависимостей, обновляемых по мере накопления информации АСКУЭ.

Система программно-аппаратного контроля остаточного ресурса тяговых трансформаторов, реализованная на основе первого варианта описанной методологии, внедрена в опытно-промышленную эксплуатацию на Восточно-Сибирской железной дороге. Дальнейшее развитее этой системы возможно на основе реализации специализированных микропроцессорных устройств с использованием принципов, изложенных в работе [6].

Вывод. На основе данных об электропотреблении, получаемых из автоматизированной системы учета электроэнергии, возможен непрерыв-ный мониторинг износа силовых трансформаторов. Разработанная про-граммно-аппаратная система позволяет производить пофазный контроль износа с учетом несимметрии и различий нагрузок тяговых плеч питания по данным электропотребления на тягу поездов и расходам электроэнергии нетяговыми потребителями.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Дорофеев В.В., Макаров А.А. Активно-адаптивная сеть – новое качество ЕЭС Рос-

сии // Энергоэксперт, 2009. – № 4. – С. 29–34. 2. Кобец Б.Б., Волкова И.О. Инновационное развитие электроэнергетики на базе кон-

цепции smart grid. – М. : ИАЦ, 2010. – 208 с. 3. Марквардт К.Г. Электроснабжение электрифицированных железных дорог. – М. :

Транспорт, 1982. – 528 с.

190

4. Бардушко В.Д. Непрерывный контроль остаточного ресурса тягового трансформа-тора / В.Д. Бардушко, В.П. Закарюкин, А.В. Крюков, М.В. Сузгаев // Контроль. Ди-агностика. – 2008. – № 8. – С. 23–28.

5. Закарюкин В.П., Крюков А.В. Имитационное моделирование систем тягового элек-троснабжения. – Иркутск : ИрГУПС, 2007. – 124 с.

6. Мухопад Ю.Ф. Проектирование специализированных микропроцессорных вычис-лителей. – Новосибирск : Наука, 1981. – 160 с.

УДК 519.68

Л.В. Аршинский

ОРГАНИЗАЦИЯ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ С ПОЛЬЗОВАТЕЛЕМ В СИСТЕМЕ МОДЕЛИРОВАНИЯ

ПРАВДОПОДОБНЫХ РАССУЖДЕНИЙ «ГЕРАКЛИТ» Система моделирования правдоподобных рассуждений «Гераклит»

разработана с целью проверки теоретических положений, которые рас-сматривались автором в диссертации, защищенной в 2007 г. в совете, воз-главляемом доктором технических наук, профессором Юрием Федорови-чем Мухопадом. Одним из главных вопросов со стороны Юрия Федорови-ча, как председателя совета, был вопрос о практическом обосновании ре-зультатов диссертации. Нужно отметить, что Юрий Федорович всегда очень тщательно подходит к подобным обоснованиям. В немалой степени по его совету результаты диссертационного исследования были системати-зированы в соответствующей монографии и программном продукте, одна из версий которого представлена в настоящей работе.

Обсуждаемый программный комплекс представляет собой среду разработки экспертных систем (ЭС), механизм логического вывода кото-рых основан на логиках с векторной семантикой (тема диссертации звуча-ла как «Исследование и разработка математических моделей обработки неполных и противоречивых данных на основе логик с векторной семан-тикой»). Особенностью данного механизма является работа с истинностью суждения как с двухкомпонентным вектором áИстина;Ложьñ. Компонен-ты не зависят друг от друга, что позволяет единообразно учитывать не только истинные и ложные (в классическом смысле) суждения, но также суждения, которые являются слабо обоснованными или противоречивыми. Известные ранее методы обработки таких ситуаций, основанные на веро-ятностных или нечетких подходах, в этом смысле достаточно ограничены.

В первых работах [1] компоненты вектора áИстина;Ложьñ рассмат-ривались как числа из интервала [0,1], однако впоследствии было выпол-нено обобщение на случай их представления подинтервалами интервала

191

[0,1]. Это обусловлено высокой степенью неформальности процедуры рас-становки значений истинности разработчиками баз знаний (БЗ) и пользо-вателями ЭС, и предоставление большей свободы выбора здесь всегда уместно. При этом для удобства пользователей и повышения быстродейст-вия системы интервал [0,1] в ней заменен множеством целых чисел {0, …, 100}, а подинтервалы – соответствующими подмножествами.

Главное окно системы выглядит следующим образом (рис. 1).

Рис. 1. Главное окно системы

На нем представлено основное меню, содержащее команды работы

с файлами БЗ – «Файл», кнастройки БЗ и параметров диалога – «Настрой-ка», открытия диалога с БЗ – «Диалог» и вызова помощи – «Помощь». Для удобства пользователя здесь же находятся иконки быстрого вызова наибо-лее употребимых команд: создания новой БЗ, открытия имеющейся, за-крытия активной БЗ, сохранения ее на диск в виде текстового файла, выво-да на печать, помощи, настроек диалога и самого диалога.

Команда «Файл» вызывает подменю, позволяющее создать (новую) БЗ, открыть имеющуюся, закрыть активную БЗ, переименовать ее, сохра-нить БЗ в текстовом файле и вывести на печать. Здесь же находится ко-манда завершения работы с системой.

Команда настройки включает подменю для вызова и редактирования базы фактов (рис. 2), вызова и редактирования базы знаний (система осно-вана на продукционной модели знаний, рис. 3), настройки приоритетов правил продукций, настройки параметров диалога (рис. 4).

База знаний реализована как система реляционных таблиц, вклю-чающих уже упомянутую базу фактов, таблицу узлов продукций, содер-жащую необходимые атрибуты продукций, таблицу приоритетов продук-ций и таблицы «Если», «То», «Иначе». Такой подход позволяет осуществ-лять довольно гибкое управление процессами создания и сопровождения БЗ, а также обеспечивает достаточно эффективное управление процедурой логического вывода на основе возможностей реляционных СУБД. Кроме того, это избавляет от необходимости написания лишнего программного кода, не относящегося непосредственно к управлению выводом и органи-

192

зации знаний. Подобный прием в настоящее время достаточно употребим [2–4].

Рис. 2. Настройка базы фактов

Как видно из рис. 4, в системе реализована возможность прямого

и обратного вывода с использованием различных вариантов векторных ло-гик. Последние уточняются путем выбора функций, моделирующих про-позициональные связки «И», «ИЛИ», «НЕ».

Набор пороговых значений обусловлен правдоподобным характером логического вывода в системе. Пороговые значения позволяют исключить из рассмотрения факты и правила, не достигающие необходимого уровня достоверности, определенности (иначе говоря, информационной подкреп-ленности, надежности, убедительности), строгости (близости к значениям «строгая истина» á1;0ñ или «строгая ложь» á0;1ñ; в системе это соответст-венно á100;0ñ и á0;100ñ). Они также позволяют игнорировать существенно противоречивые суждения и суждения, характеризующиеся чрезмерным разбросом возможных значений истинности. В отличие от нечетких логик, где в качестве управляющего параметра обычно применяются только пока-затели достоверности (в разных шкалах), векторный подход, как видно из рис. 4, обеспечивает значительно большую гибкость и многообразие на-строек. Это несколько усложняет процедуру подготовки к выводу, но обеспечивает работоспособность системы при наличии малодостоверных и/или противоречивых данных.

193

Рис. 3. Настройка базы знаний

Логический вывод в системе реализован как присоединенный, т. е. каждый шаг вывода сопровождается расчетом истинности заключения на основе истинностей посылок. Одним из его составляющих является проце-дура объединения свидетельств. Когда некоторое заключение B получено по нескольким цепочкам, необходимо «суммировать» его истинности, рас-считанные по этим цепочкам, – например, если имеются цепочки A, A®B и A’, A’®B, по каждой из которых получены значения истинности ||B||1 и ||B||2. Этим целям в меню настройки параметров вывода служит секция «Объединение свидетельств». Она предусматривает выбор одного из сле-дующих способов.

194

Рис. 4. Настройка параметров диалога

1. «10/11-композиция», когда истинности для заключений ||B||1 и ||B||2 либо ||не-B||1 и ||не-B||2 объединяются по первой форме дизъюнкции, а ||B|| и ||не-B|| по второй форме дизъюнкции. Для ||B||1 и ||B||2 это выглядит так. Ес-ли

ñá= --++ ],[];,[|||| max1min1max1min11 BBBBB ;

ñá= --++ ],[];,[|||| max2min2max2min22 BBBBB ,

то объединенная истинность

ñ··ÅÅá= ----++++ ],[];,[|||| max2max1min2min1max2max1min2min1* BBBBBBBBB .

Аналогично для ||не-B||1 и ||не-B||2:

ñ-·--·-

-Å--Å-á=-----

++++

])()(,)()[(

];)()(,)()[(||||

max2max1min2min1

max2max1min2min1*

BнеBнеBнеBне

BнеBнеBнеBнеBне

В то же время для ||B|| и ||не-B|| объединение выполняется по правилу:

ñÅÅÅÅá= ----++++ ],[];,[|||| 'maxmax

'minmin

'maxmax

'minmin

* BBBBBBBBB ,

где ],[],,[ maxminmaxmin--++ BBBB - интервальные значения компонентов векто-

ра ||B||, а ],[],,[ 'max

'min

'max

'min

--++ BBBB - значения этих же компонентов, полу-ченные из ||не-B||.

.

195

Здесь · и Å - операции композиционного умножения и сложения - триангулированные норма и ко-норма в инфиксной записи с дополнитель-ными аксиомами:

yxyx Å-=-·- 1)1()1( и yxyx ·-=-Å- 1)1()1( , где ]1,0[, Îyx

(в системе интервал [0,1] пересчитывается в [0, 100]). Примерами таких пар выступают входящие в секцию «Обработка связок И/ИЛИ» функции

x·y = x×y, xÅy = x + y - x×y;

x·y = min( x, y ), xÅy = max( x, y );

x·y = max( 0, 1 - x- y ), xÅy = min( 1, x + y ). 2. «11-композиция», когда объединение свидетельств осуществляет-

ся по единой схеме

ñÅÅÅÅá= ----++++ ],[];,[|||| max2max1min2min1max2max1min2min1* BBBBBBBBB .

3. «01/00-композиция», когда ||B||1 и ||B||2 либо ||не-B||1 и ||не-B||2 объе-диняются по первой форме конъюнкции, а ||B|| и ||не-B|| по второй форме конъюнкции:

ñÅÅ··á= ----++++ ],[];,[|||| max2max1min2min1max2max1min2min1* BBBBBBBBB ;

ñ-Å--Å-

-·--·-á=-----

++++

])()(,)()[(

];)()(,)()[(||||

max2max1min2min1

max2max1min2min1*

BнеBнеBнеBне

BнеBнеBнеBнеBне

ñ····á= ----++++ ],[];,[|||| 'maxmax

'minmin

'maxmax

'minmin

* BBBBBBBBB .

4. «00-композиция», когда объединение свидетельств осуществляет-ся по единой схеме

ñ····á= ----++++ ],[];,[|||| max2max1min2min1max2max1min2min1* BBBBBBBBB .

5. «Среднее», когда поступающие значения истинности усредняются по правилу среднего арифметического.

По умолчанию системой предлагается первый вариант как наиболее подходящий для большинства случаев. Варианты 3 и 4 введены скорее «для полноты картины», чем из практических соображений. Однако они могут представлять интерес, если итогом объединения свидетельств мы хотим иметь некий «гарантированный результат». Вариант 5 учитывает ситуацию, когда с точки зрения разработчиков появление новых свиде-тельств должно приводить истинность к некоторому усредненному значе-нию, в качестве которого часто используется среднее арифметическое.

Пример окна диалога с пользователем показан на рис. 5. В нем для удобства пользователя предусмотрены различные способы введения зна-чений истинности: числовой, с помощью «ползунков», а также путем вве-

;

196

дения её фиксированных значений. Данная секция позволяет строить диа-лог в терминах не только векторных, но также классической («ТочноДа» - классическая истина, «ТочноНет» - классическая ложь), паранепротиворе-чивой («ТочноДа», «ТочноНет», «ТочноДа&Нет» - противоречие, «Точ-ноНеизвестно» - неопределенность), нечеткой «Fuzzy», когда существует взаимосвязь:

Истина + Ложь = 1, и нечеткой интервальной логик.

Рис. 5. Окно диалога Кроме того, имеется возможность использовать модальности «Поч-

ти» и «Возможно», которые моделируются величиной интервала неопре-деленности, как это наблюдается на этом же рисунке.

Рассматриваемая инструментальная система включает также объяснительную компоненту, которая предоставляет пользователю протокол диалога примерно так, как это показано на рис. 6. Причем протокол формируется в двух вариантах: подробном и кратком. В первом случае пользователю показываются все этапы рассуждения, в том числе те, которые были пропущены, например из-за слабой обоснованности правил, их избыточной противоречивости или малой достоверности антецедентов.

197

Во втором – только те, которые непосредственно участвовали в получении заключения. По желанию пользователя протокол может быть сохранен в текстовый файл с указанием даты и времени диалога.

Теоретические основы логического вывода на основе логик с вектор-ными семантиками подробно раскрыты в вышеупомянутой диссертации и монографии [5].

Рис. 6. Вывод протокола

Тестирование ЭС, созданных с помощью «Гераклит» и разработанных на основе известных инструментальных средств, показало хорошее совпадение для тестовых случаев.


1. Аршинский Л.В. Методы обработки нестрогих высказываний. - Иркутск : Изд-во

Восточно-Сибирского института МВД России, 1998. - 40 с. 2. Вехорев М.Н., Пантелеев М.Г. Построение хранилищ онтологических баз знаний //

Программные продукты и системы. - 2011. – № 3. - С. 3–8. 3. Рабинович Б.И. Хранение баз знаний в современных СУБД [Электронный ресурс]. –

Режим доступа: http://it-claim.ru/Library/Books/ITS/wwwbook/ist6/rabinovich/rabinovich. htm.

http://it-claim.ru/Library/Books/ITS/wwwbook/ist6/rabinovich/rabinovich.%20htm

http://it-claim.ru/Library/Books/ITS/wwwbook/ist6/rabinovich/rabinovich.%20htm

198

4. Шиян Т.А. Моделирование логических знаний и знаниевого вывода средствами СУБД // Логические исследования. - М. : Наука, 2007. - Вып. 14. - С. 306–319.

5. Аршинский Л.В. Векторные логики: основания, концепции, модели. - Иркутск : Иркут. гос. ун-т, 2007. - 228 с.

УДК 62-501.12

Ю.И. Огородников

ВЫВОД И РЕШЕНИЕ УРАВНЕНИЙ

В ВАРИАЦИЯХ ВТОРОГО ПОРЯДКА ДЛЯ НЕЛИНЕЙНЫХ УПРАВЛЯЕМЫХ СИСТЕМ

Для исходных уравнений движения управляемого объекта в виде системы нели-

нейных обыкновенных дифференциальных уравнений в нормальной форме Коши получе-ны уравнение в вариациях второго порядка и решение этого уравнения.

Ключевые слова: нелинейная управляемая система, уравнение в вариациях пер-вого порядка, уравнение в вариациях второго порядка.

Предположим, что движение управляемого объекта во времени опи-

сывается векторным дифференциальным уравнением ( ) ( ) ( )( ) ( ) [ ] , , , , , 1

10 00 RttTtxtxtutxftx Ì=Î==& (1) где x(t) Î R n – n-мерный вектор состояния системы;

u(t) Î R m – m-мерный вектор управления; x(×) Î D (T), D (T) – пространство абсолютно непрерывных на T функ-

ций; u (×) Î L (T), L (T) – пространство кусочно-непрерывных на T функций; f (x, u) – известная нелинейная n-мерная вектор-функция, непрерывная

и непрерывно дифференцируемая по (x, u) дважды; u(×), x(×) – символы функций, рассматриваемых как точки функцио-

нальных пространств. Опыт решения содержательных задач оптимального управления по-

казал, что их решения в подавляющем большинстве – сравнительно просто устроенные функции, имеющие разве лишь разрывы первого рода, а между точками разрывов – достаточно гладкие. Этим можно обосновать выбор в качестве основного функционального класса, из которого разрешается выбирать u (t), класса кусочно-непрерывных на T функций.

Допустим, что все требования существования и единственности ре-шения уравнения (1) при заданных начальных условиях выполнены [1].

199

Пусть известно некоторое управление u0(×), которому соответствует «невозмущённая» траектория системы x0(×). Пусть управление u0(×) возму-щено малой функцией du(×)ÎL(T), следствием чего будет малое возмуще-ние фазовой траектории: x0(×) ® x0(×) + dx(×).

Связь между dx(t) и du(t) определяет известное уравнение в вариаци-ях. В теории первого порядка оно имеет вид [2]

( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) [ ] ., ,0 , 100 ttTttxtutftxtftx ux =Î=+= dddd& (2) В (2) элементами на пересечении i-й строки и j-го столбца матриц

fx(t) и fu(t) служат частные производные ¶fi/¶xj и ¶fi/¶uj соответственно, вы-численные в точке (u0, x0). Уравнение (2) является точным для систем вида (1), линейных относительно x и u. В общем случае dx(t) отличается от точ-ной разности между возмущённой и невозмущённой траекториями на ве-личину более высокого порядка малости, чем норма от du.

Решение уравнения в вариациях (2) имеет вид

( ) ( ) ( ) ( ) [ ], , ,, 100

ttTtduftGtxt

tu =Î= ò ttdttd (3)

где ( )t,tG – матрица Коши уравнения в вариациях (2); ( )tuf – якобиан для дифференциальной системы (1).

Уравнение в вариациях первого порядка в виде (2) и его решение в виде (3) широко известны. Поставим задачу вывести уравнение в вариаци-ях второго порядка и выписать для него решение.

Разложим в ряд Тейлора нелинейные правые части системы (1) в ок-рестности невозмущённого движения, ограничивая ряд членами второго порядка включительно

. ,...,2,1 , ),(),(21

),(21)(),(

)(),(),(),...,,,,...,,(

1 1

002

1 1

002

1 1

0020

1

00

0

1

0000

2121

niuxux

uxfuuuu

uxf

xxxx

uxfuuu

uxf

xxx

uxfuxfuuuxxxf

kj

n

j

m

k kj

ikj

m

j

m

k kj

i

kj

n

j

n

k kj

ijj

m

j j

i

jj

n

j j

iimni

=¶¶

¶+

¶¶¶

+

+¶¶

¶+-

¶¶

+

+-¶

¶+=

åååå

ååå

å

= == =

= ==

=

dddd

dd (4)

Подставляя (4) в векторное выражение (1), расписанное поэлемент-но, имеем

;21

21

1 1

12

1 1

12

1 1

12

1

1

1

11

kj

n

j

m

k kjkj

m

j

m

k kj

kj

n

j

n

k kjj

m

j jj

n

j j

uxuxfuu

uuf

xxxxfu

ufx

xfx

dddd

ddddd

åååå

åååå

= == =

= ===

¶¶¶

+¶¶

¶+

+¶¶

¶+

¶¶

+¶¶

=&

200

…………………………………………………………….. (5)

или в более компактной форме

. ,1 , 21

21

1 1

2

1 1

2

1 1

2

11

niuxuxfuu

uuf

xxxxfu

ufx

xfx

kjn

j

m

k kj

ikj

m

j

m

k kj

i

kjn

j

n

k kj

ij

m

j j

ij

n

j j

ii

=¶¶

¶+

¶¶¶

+

+¶¶

¶+

¶¶

+¶¶

=

åååå

åååå

= == =

= ===

dddd

ddddd&

(6)

Вводя скалярное произведение векторов

и обозначая

где ixxf – симметричная матрица Гессе, уравнение в вариациях второго по-

рядка (6) можно записать в виде

kjn

j

m

k kj

nkj

m

j

m

k kj

n

kjn

j

n

k kj

nj

m

j j

nj

n

j j

nn

uxuxfuu

uuf

xxxx

fuufx

xfx

dddd

ddddd

åååå

åååå

= == =

= ===

¶¶¶

+¶¶

¶+

+¶¶

¶+

¶¶

+¶¶

=

1 1

2

1 1

2

1 1

2

11

21

21

&

,

2

2

2

2

1

2

2

2

22

2

21

21

2

21

2

21

2

÷÷÷÷÷÷÷÷÷

ø

ö

ççççççççç

è

æ

¶¶

¶¶¶

¶¶¶

¶¶¶

¶¶

¶¶¶

¶¶¶

¶¶¶

¶¶

=

n

i

n

i

n

i

n

iii

n

iii

ixx

xf

xxf

xxf

xxf

xf

xxf

xxf

xxf

xf

f

K

MKMM

K

K

( ) ( ) ( ) ( ) ( )( ) . ,1 , 0

, ,,21,

21,,

0 nitx

uxfuufxxfufxfx

i

ixu

iuu

ixx

iu

ixi

==

++++=

d

ddddddddd&

, 21

T

÷÷ø

öççè

æ¶¶

¶¶

¶¶

=n

iiiix x

fxf

xff L

( ) ( )å åå= = =

==n

i

n

i

n

jjiijii xxaxAxyxyx

1 1 1, ; ,

;21

21

1 1

22

1 1

22

1 1

22

1

2

1

22

kj

n

j

m

k kj

kj

m

j

m

k kj

kj

n

j

n

k kjj

m

j jj

n

j j

uxuxfuu

uuf

xxxx

fuufx

xfx

dddd

ddddd

åååå

åååå

= == =

= ===

¶¶¶

+¶¶

¶+

+¶¶

¶+

¶¶

+¶¶

=&

(7)

201

Учитывая то, что δx и δu являются малыми величинами, решение системы нелинейных дифференциальных уравнений (7) можно осущест-вить следующим образом: сначала найти ( )tx€d решением системы линей-ных дифференциальных уравнений (СЛДУ) (2) в виде (3), а затем это пер-вое приближение подставить в квадратичные члены уравнения (7) и найти следующее приближение ( )txd решением СЛДУ

Дальнейших итераций можно не проводить, поскольку они дают по-

правки к dx, имеющие формально третий порядок малости. Решение СЛДУ (8) имеет вид

( ) ,

€21

€€21

0

1 1 1

2

1 1 1

2

1 1 1

2

1 1t

dddd

ddd

d d

uxuxfguu

uufg

xxxxfgu

ufg

txt

tjl

m

j

n

k

n

l jl

kikjl

m

j

n

k

m

l jl

kik

jl

n

j

n

k

n

l jl

kikj

m

j

n

k j

kik

i òåå ååå å

åå ååå

ïïï

þ

ïïï

ý

ü

ïïï

î

ïïï

í

ì

úúû

ù

êêë

é÷÷ø

öççè

æ

¶¶¶

+úúû

ù

êêë

é÷÷ø

öççè

æ

¶¶¶

+úúû

ù

êêë

é÷÷ø

öççè

æ

¶¶¶

+úúû

ù

êêë

é

¶¶

=

= = == = =

= = == = (9)

где ( ) [ ].,, ;,1 , € 100 1 1

ttTtniduufgx

t

m nii =Î=ò

úúû

ù

êêë

éå å

¶¶

== =

tzdtdt

mm n m

nn (10)

В (9), (10) gik, nkni ,1 ;,1 == – элементы матрицы Коши уравнения в вариациях первого порядка (2).

Таким образом, для исходных уравнений движения управляемого объекта в виде системы нелинейных обыкновенных дифференциальных уравнений в нормальной форме Коши (1) получены уравнение в вариациях второго порядка в виде (7) и решение уравнения в вариациях второго по-рядка в форме (9)–(10).


1. Алексеев В.М., Тихомиров В.М., Фомин С.В. Оптимальное управление. – М. : Нау-

ка, 1979. – 430 с. 2. Справочник по теории автоматического управления / под редакцией А.А. Красов-

ского. – М. : Наука, 1987. – 711 с.

( ) ( ) ( ) ( ) ( )( ) . ,1 , 0

, ,€,21€,€

21,,

0 nitx

uxfuufxxfufxfx

i

ixu

iuu

ixx

iu

ixi

==

++++=

d

ddddddddd&(8)

202

УДК 621.396 О.Н. Скрыпник, В.В. Ерохин

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ УГЛА МАСКИ НА УСЛОВИЯ НАВИГАЦИОННОГО СЕАНСА ГЛОНАСС

На основе модели движения навигационных спутников системы ГЛОНАСС ис-следовано влияние угла маски на качество навигационно-временных определений орби-тальной группировки.

Ключевые слова: орбитальная группировка, навигационный сеанс, система ГЛОНАСС, угол маски.

Модель орбитального движения навигационных спутников (НС) сис-темы ГЛОНАСС базируется на уравнениях орбитального движения [1] и данных альманаха для заданного момента времени. Адекватность мате-матической модели оценивалась по совпадению интервалов нахождения спутников в зоне видимости для точки с координатами 52°16′32.8′′ с.ш., 104°17′22.2′′ в.д. (г. Иркутск), полученных по данным сайта информацион-но-аналитического центра (ИАЦ) ГЛОНАСС [2], данным натурного экспе-римента (приемник МНП-3) и результатам моделирования. Результаты моделирования с приемлемой точностью совпадали с реальными наблюде-ниями и данными интернет-портала ИАЦ ГЛОНАСС, расхождение момен-тов времени наступления событий составляло от 1 до 15 мин., что является вполне приемлемым для суточных измерений.

На рис. 1 показаны графики расчётных и экспериментальных значе-ний геометрического фактора (ГФ) в пункте наблюдения.

Рис. 1. Расчётные и наблюдаемые значения

геометрического фактора

Сравнение расчётных и наблюдаемых значений ГФ также показыва-ет достоверность разработанной модели (расхождение составляет десятые доли). Расхождение значений обусловлено тем, что в модели использован квазиоптимальный алгоритм выбора рабочего созвездия НС. Следователь-

203

но, разработанную модель можно использовать для проведения исследова-ний характеристик СНС ГЛОНАСС.

Результаты экспериментов, опубликованных в [3], показывают, что имеет место ярко выраженная зависимость вероятности фазового сбоя от зенитного угла θНС НС. В программном обеспечении приемников спутни-ковой навигации существует запрет на использование при решении нави-гационной задачи тех НС, для которых зенитный угол θНС < 5º ÷ 7º. Данное значение угла места называется углом маски НС. В некоторых работах, например [3], рекомендовано для повышения стабильности работы нави-гационных приемников СНС увеличить угол маски НС до 20º.

Путем математического моделирования были проведены исследова-ния зависимости характеристик рабочего созвездия СНС ГЛОНАСС от уг-ла маски НС. На рис. 2, 3 представлены результаты исследования зависи-мости количества наблюдаемых спутников в заданной точке пространства от угла маски. Исследования показали, что при угле маски 20º и более в течение суток имеются интервалы времени, когда в зоне видимости будет менее 4 спутников, что делает невозможным решение навигационной за-дачи. При углах маски менее 20º в зоне видимости находятся 4 и более НС.

Рис. 2. Число наблюдаемых спутников при углах маски 5, 10, 15, 20º

Рис. 3. Число наблюдаемых спутников при углах маски больше 20º

204

Таким образом, повышение качества и стабильности приема сигна-лов НС путем увеличения угла маски приводит к уменьшению количества наблюдаемых спутников. В случаях, когда количество наблюдаемых спут-ников меньше 4, решение навигационной задачи без принятия соответст-вующих мер невозможно [4].

Условия навигационного сеанса характеризуются, прежде всего, геометрическим фактором [5]. Поэтому возникает задача исследования влияния угла маски на изменение геометрического фактора.

На рис. 4 представлены результаты исследования изменения значе-ний пространственного (PDOP) и горизонтального (HDOP) ГФ в заданной точке пространства (рис. 4 а) и числа наблюдаемых НС (рис. 4 б) в зависи-мости от угла маски в течение суток. Анализ полученных результатов по-казывает, что при угле маски 7º в течение суток PDOP не превышает зна-чение 6, следовательно, навигационно-временные определения можно вы-полнять непрерывно и с хорошим качеством.

Рис. 4 а) суточные значения PDOP и HDOP; б) количество наблюдаемых НС

по результатам моделирования для угла маски 7º

При угле маски 20º в течение суток имеются достаточно продолжи-тельные интервалы времени, когда в зоне видимости находятся менее 4 НС (рис. 5 б). При этом PDOP на значительных интервалах времени превыша-ет значение 6 (рис. 5 а). Следовательно, при угле маски 20º навигационно-временные определения невозможно выполнять непрерывно, причем их качество снижается существенно.

Полученные результаты показывают, что для формирования реко-мендаций по выбору оптимального значения угла маски необходимо учи-тывать его влияние на изменение геометрии навигационного сеанса и ко-личество спутников рабочего созвездия. Очевидно, что при существующем

205

составе орбитальной группировки ГЛОНАСС угол маски не следует выби-рать большим 10–15°.

Рис. 5 а) суточные значения PDOP и HDOP; б) количество наблюдаемых спутников

по результатам моделирования для угла маски 20º


1. Интерфейсный контрольный документ ГЛОНАСС. Редакция 5.0 2002. 2. Информационно-аналитический центр координатно-временного и навигационного

обеспечения ЦНИИмаш.-E-mail:[email protected]. 3. Горбачев О.А., Иванов В.Б., Рябков П.В., Хазанов Д.В. Статистика фазовых сбоев

сигналов GPS по измерениям на одночастотных приемниках. Научный вестник МГТУ ГА, серия Радиофизика и радиотехника, 2010.

4. Ерохин В.В., Куйбарь В.И., Скрыпник О.Н. Повышение точности навигационных определений на основе интегрированной системы навигации. Научный вестник МГТУ ГА № 36, серия Радиофизика и радиотехника, 2001.

206

ПРИЛОЖЕНИЯ

Сведения об авторах

АНТИПИН ЕВГЕНИЙ ИГОРЕВИЧ, аспирант ИрГУПС; АРШИНСКИЙ ЛЕОНИД ВАДИМОВИЧ, д.т.н., доцент, заведующий ка-федрой «Информатционные системы» ИрГУПС; БАЕНХАЕВА А.В., аспирант НИ ИрГТУ; БАРДУШКО ВАЛЕРИЙ ДАНИЛОВИЧ, д.т.н., профессор, заведующий кафедрой «Электроснабжение железнодорожного транспорта» ИрГУПС; ДАНЕЕВ АЛЕКСЕЙ ВАСИЛЬЕВИЧ, д.т.н., профессор, заведующий ка-федрой «Информатика» ИрГУПС; ДАНЕЕВ РОМАН АЛЕКСЕЕВИЧ, аспирант ИрГУПС; ДЕКАНОВА НИНА ПЕТРОВНА, профессор кафедры «Информатика» ИрГУПС; ДУНАЕВ МИХАИЛ ПАВЛОВИЧ, д.т.н., профессор кафедры электропри-вода и электрического транспорта НИ ИрГТУ; ЕРОХИН ВЯЧЕСЛАВ ВЛАДИМИРОВИЧ, к.т.н., доцент, доцент кафедры АРЭО ИФ МГТУ ГА; ЗАКАРЮКИН ВАСИЛИЙ ПАНТЕЛЕЙМОНОВИЧ, д.т.н., доцент Ир-ГУПС; ЗИМИН ВАСИЛИЙ ОЛЕГОВИЧ, аспирант ИрГУПС; ИЛЬИН АЛЕКСЕЙ НИКОЛАЕВИЧ, аспирант НИ ИрГТУ; КАРГАПОЛЬЦЕВ СЕРГЕЙ КОНСТАНТИНОВИЧ, д.т.н., профессор, про-ректор по научной работе ИрГУПС; КАШКОВСКИЙ ВИКТОР ВЛАДИМИРОВИЧ, к.т.н., докторант ИрГУПС; КОРОЛЬКОВ БОРИС ПЕТРОВИЧ, д.т.н., профессор кафедры «Управле-ние эксплуатационной работой» ИрГУПС; КРЮКОВ АНДРЕЙ ВАСИЛЬЕВИЧ, д.т.н., профессор кафедры «Электро-снабжение железнодорожного транспорта» ИрГУПС; МАРЮХНЕНКО ВИКТОР СЕРГЕЕВИЧ, д.т.н., профессор кафедры «Ав-томатика и телемеханика» ИрГУПС; МИХЕЕВ АЛЕКСЕЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ, аспирант кафедры электропри-вода и электрического транспорта НИ ИрГТУ; МОЛЧАНОВА ЕЛЕНА ИВАНОВНА, д.т.н., профессор кафедры «Информатика» ИрГУПС; МУХОПАД АЛЕКСАНДР ЮРЬЕВИЧ, аспирант-соискатель ИрГУПС; МУХОПАД ЮРИЙ ФЕДОРОВИЧ, заслуженный деятель науки Россий-ской Федерации, д.т.н., профессор кафедры «Управление техническими системами» ИрГУПС; ОГОРОДНИКОВ ЮРИЙ ИННОКЕНТЬЕВИЧ, к.т.н., доцент кафедры «Управление техническими системами» ИрГУПС; СЕРГИЕНКО ЛЮДМИЛА СЕМЁНОВНА, д.т.н., профессор НИ ИрГТУ; СИЗЫХ ВИКТОР НИКОЛАЕВИЧ, к.т.н., доцент, доцент ИрГУПС;

207

СКРЫПНИК ОЛЕГ НИКОЛАЕВИЧ, д.т.н., профессор, заместитель дирек-тора ИФ МГТУ ГА по учебно-научной работе; СУРЖИК ВИТАЛИЙ ВИТАЛЬЕВИЧ, д.т.н., профессор НИ ИрГТУ; ФЕДОРОВ ВЯЧЕСЛАВ ВИКТОРОВИЧ, начальник отдела РиСПО ИрГУПС; ХАН ВЕНИАМИН ВЛАДИМИРОВИЧ, к.т.н., доцент НИ ИРГТУ; ХОМЕНКО АНДРЕЙ ПАВЛОВИЧ, д.т.н., профессор, ректор ИрГУПС; ЩЕРБАКОВ ИВАН ВЯЧЕСЛАВОВИЧ, аспирант ИрГУПС.

208

Требования к оформлению научных статей в сборник «Информационные системы контроля

и управления в промышленности и на транспорте»

1. Общие требования 1.1. Статья должна соответствовать тематике научного сборника, от-

ражать актуальность проблем и их решение. В сборнике публикуются ста-тьи ученых вузов, НИИ, производства по направлениям:

– системы автоматизированного управления; – элементы и устройства систем управления; – системы передачи информации; – контроль и диагностика систем управления; – моделирование информационно-управляющих систем; – автоматизация производственных процессов. 1.2. В редакцию сборника предоставляются печатный текст статьи

в одном экземпляре и электронный дубликат статьи в формате текстового процессора MS Word (любая версия).

1.3. Текст статьи на белой бумаге формата А4 (210×297 мм) общим объемом не более 8 страниц должен быть тщательно отредактирован и подписан всеми авторами. Превышение указанных объёмов предостав-ленного материала статей должно быть обосновано и согласовано с редак-цией журнала.

1.4. В начале статьи в левом верхнем углу ставится индекс УДК. Да-лее на первой странице данные идут в такой последовательности: инициа-лы и фамилии авторов, полное название статьи, краткая (5–10 строк) анно-тация, ключевые слова (5–10 слов), текст статьи и список литературы.

1.5. На отдельной странице должны быть представлены краткие све-дения об авторах статьи: название учреждения (кафедры), фамилия, имя, отчество, ученая степень, звание и должность, контактный телефон и элек-тронный адрес.

1.6. Используемые в статьях термины, единицы измерения и условные обозначения должны быть общепринятыми. Аббревиатуры без разъясне-ний не допускаются, за исключением принятых сокращений единиц изме-рения, физических, технических и математических величин и терминов (единицы измерения даются в русской транскрипции). Редакция просит не использовать нестандартные символы и выделения (рамки, затенения и т. п.).

2. Требования к текстовой части статьи 2.1. Компьютерную подготовку статей следует проводить с использо-

ванием текстового процессора MS Word одной из версий. 2.2. Инициалы и фамилия автора(ов) набираются строчными буквами

с выравниванием по правому краю жирным шрифтом. Через один интер-вал – название статьи прописными буквами жирным шрифтом с выравни-

209

ванием по центру. Через два интервала – текст аннотации и ключевые сло-ва (начертание – курсив, размер шрифта – 12 пунктов). Через два интер-вала следует текст статьи.

2.3. Перед набором на компьютере текста статьи необходимо устано-вить в текстовом процессоре следующие параметры:

Параметры страницы: размер бумаги – А4; ориентация – книжная; поля – все 2,5 см; от края до колонтитула: верхнего – 0 см, нижнего – 1,7 см (пункт ме-

ню Файл/Параметры страницы/вкладка Источник бумаги). Параметры форматирования абзаца: стиль – обычный (normal); шрифт – Times New Roman Cyr, размер

шрифта – 14 пунктов; интервал одинарный, отступ первой строки – 1 см, выравнивание – по

ширине. Расстановка переносов автоматическая (пункт меню Сервис/Язык/

Расстановка переносов/флажок Автоматическая расстановка переносов). 2.4. Нумерация страниц средствами текстового процессора не выпол-

няется (страницы статьи должны быть пронумерованы с обратной стороны листа).

2.5. Простые внутристрочные и однострочные формулы могут быть набраны без использования специальных редакторов – символами (шрифт Symbol). Специальные сложные символы, а также сложные и многостроч-ные формулы, которые не могут быть набраны обычным образом, должны быть набраны в редакторе формул Microsoft Еquation 3.0 2.6. Набор фор-мул в пределах всего текста должен быть единообразен: греческие симво-лы – прямым шрифтом, латинские – курсивом, русские обозначения – прямым; размер обычного символа – 14 пт, крупный индекс – 9 пт, мелкий индекс – 7 пт, крупный символ – 14 пт, мелкий символ – 9 пт. Индексы и субиндексы должны быть четко позиционированы.

2.7. Формулы вводятся в одном окне для каждой отдельной формулы. Знаки препинания после формул и номера формул в круглых скобках вво-дятся в основном тексте, а не в редакторе формул. Формулы, набранные отдельными строками, располагаются по центру. Нумерация формул дает-ся в круглых скобках с выравниванием по правому краю; нумеруются только те формулы, на которые есть ссылки в тексте.

2.8. Ссылки на литературные или иные источники оформляются чис-лами, заключенными в квадратные скобки (например, [1]). Ссылки должны быть последовательно пронумерованы.

2.9. Библиографический список помещается после основного текста. Ниже основного текста через интервал прописными буквами печатается по центру заглавие «БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК» и помещается про-нумерованный перечень источников. Для книг необходимо указывать фа-милию и инициалы автора или всех авторов, название книги, наименова-

210

ние издательства и город, в котором оно находится, год издания, общее число страниц, а для журнальных статей – фамилии и инициалы авторов, название статьи, наименование журнала или сборника, год издания, том, номер журнала и номера страниц. Ссылки на иностранную литературу да-ются в латинской транскрипции без сокращений.

3. Требования к графической части статьи

3.1. Рисунки выполняются средствами компьютерной графики в чер-но-белом с градациями серого изображении векторных (*.eps, *.cdr, *.wmf, *.ai) или растровых (*.рсх, *.bmp, *.tif, *.png, *.jpg) графических форматов. Иллюстрации могут быть сканированными с оригинала (в градациях серо-го с разрешением 150 dpi).

3.2. Изображение на иллюстрациях должно быть контрастным, с рез-кой проработкой деталей, учитывая, что при печати иллюстрации будут уменьшены.

3.3. Текстовую информацию и условные обозначения следует выно-сить в подрисуночную подпись, заменяя их на рисунке цифрами или бук-вами, соответствующими обозначениям в тексте статьи. Размерности ве-личин и другие текстовые фрагменты на рисунках должны быть даны ис-ключительно в русской транскрипции.

3.4. Иллюстрации должны быть введены в текст, последовательно пронумерованы и содержать подрисуночную подпись с выравниванием по центру (например, «Рис. 1. Структурная схема блока дистанционного управления»).

3.5. Рисунки, полученные в результате работы с CAD или расчетными программами (NASTRAN, MATLAB и т. п.), для использования в публи-кации должны быть доработаны с учетом требований пп. 3.2 и 3.3 и пред-ставлены в форматах, указанных в п. 3.1.

2.6. Таблицы, рисунки, диаграммы и формулы не должны выходить за текстовое поле (необходимо выдерживать размеры полей по всей страни-це).

2.7. Таблицы располагаются непосредственно в тексте статьи. Табли-цы должны быть последовательно пронумерованы (например, «Таблица 1» с выравниванием вправо) и ниже – озаглавлены (заглавие набирается по центру). Если таблица имеет большой объем, она может быть помещена на отдельной странице, а в том случае, когда она имеет значительную шири-ну, – на странице с альбомной ориентацией. Графы в таблицах должны иметь краткие заголовки и должны быть центрированы. Упоминаемые в заголовках величины сопровождаются соответствующими единицами измерения (в сокращенной форме).

2.8. Статья не может заканчиваться рисунком, формулой, таблицей. Статьи, оформленные с нарушением перечисленных выше требо-

ваний, редакцией не рассматриваются.

211

Авторы вносят оплату, покрывающую затраты редакции на подготов-ку и издание сборника статей. Объём оплаты определяется количеством страниц публикации и стоимостной оценкой затрат издания сборника на момент публикации.

Редакция оставляет за собой право производить редакционные изме-нения, не искажающие основное содержание статьи.

Датой поступления статьи считается день получения редакцией дора-ботанного с учётом всех требований текста статьи.

Образец оформления статьи:

УДК 681.5 В.А. Иванов, С.Ю. Бояринцев

СИНТЕЗ ОПТИМАЛЬНОЙ ПО БЫСТРОДЕЙСТВИЮ СИСТЕМЫ СТАБИЛИЗАЦИИ ТРЕТЬЕГО ПОРЯДКА

Решена актуальная задача синтеза оптимального по быстродействию управле-

ния линейным объектом третьего порядка, дифференциальное уравнение которого со-держит производную в правой части. Рассмотрена задача перевода произвольного на-чального состояния объекта управления в начало координат и удержания объекта в нулевом состоянии. Полученные результаты применимы для синтеза алгоритма управления любыми линейными объектами третьего порядка, уравнения которых со-держат производную входного воздействия.

Ключевые слова: управление, регулятор, переходной процесс, фазовые траекто-рии, поверхность переключения.

(текст статьи)


1. Лебедев А.А. Динамика полёта. – М. : Машиностроение, 1973. –

616 с. 2. Атанс М., Фалб П. Оптимальное управление / под ред. Ю.И. Топ-

чеева. – М. : Машиностроение, 1968. – 352 с. 3. Иванов В.А., Кожевников С.А. Задача оптимального быстродейст-

вия для систем второго порядка общего вида // Изв. РАН. Сер. Теория и системы управления. – 1995. – № 3. – С. 76–83.

4. Holmes J.K. Performance of a first-order transition sampling digital phase-locked loop using random-walk models // IEEE Trans. – 1972. – V. COM-20. – № 2. – P. 119–131.

212

Научное издание

ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ И УПРАВЛЕНИЯ НА ТРАНСПОРТЕ

РЕДАКТОР-СОСТАВИТЕЛЬ ВЫПУСКА: А.В. Данеев

Выпуск 21, посвященный 55-летию с начала научно-педагогической деятельности профессора Ю.Ф.Мухопада

Сборник научных трудов

Редактор Ф.А. Ильина Компьютерная верстка: С.В. Кашковский

Подписано в печать 17.07.2012. Формат 60×84 1/16. Печать офсетная. Усл. печ. л. 13,25. Уч.-изд. л. 14,63. План 2012 г. Тираж 100 экз. Заказ

Типография ИрГУПС, г. Иркутск, ул. Чернышевского, 15

ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ И...

Documents

Transcript of ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ И...