Научно-издательский центр «Открытие»

otkritieinfo.ru

НАУКА XXI ВЕКА: НОВЫЙ ПОДХОД

Материалы III молодёжной международной

научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных

25 октября 2012 года г. Санкт-Петербург

УДК 001

ББК 72-я431

Наука XXI века: новый подход

Материалы III молодёжной международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных 25 октября 2012 года г. Санкт-Петербург

Представлены материалы докладов III Молодёжной международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных «Наука XXI века: новый подход».

В материалах конференции представлены результаты новейших исследований в различных областях науки: информатики и экономики, технических и юридических наук, философии и социологии, педагогики, филологии и экологии. Сборник представляет интерес для научных работников, аспирантов, докторантов, соискателей, преподавателей, студентов – для всех, кто хотел бы сказать новое слово в науке.

ISBN 978-5-8430-0217-6

Секция 1. Информационные технологии

ПРАКТИКА ПРИМЕНЕНИЯ РАЗЛИЧНЫХ СПОСОБОВ ИНТЕГРАЦИИ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ

НА ПРЕДПРИЯТИИ

И. Б. Егорычев

Научно-исследовательский институт системных исследований РАН, г. Москва, Россия, [email protected]

Использование нескольких информационных систем для автоматизации учета на предприятии зачастую является эффективным подходом, поскольку позволяет применять узкоспециализированные системы, оптимально подходящие для решения задач конкретных видов деятельности организации [3].

При таком подходе к автоматизации неизбежно возникает задача интеграции информационных систем для обмена и верификации данных, содержащихся в них. Для решения этой задачи существует целый ряд способов и инструментов. Выбор того или иного инструмента во многом определяется спецификой задачи и особенностями интегрируемых систем. Вариант ручного переноса информации между системами как правило неэффективен, особенно в условиях работы с большими объемами данных, поскольку он требует значительных затрат времени и неизбежно приводит к ошибкам.

Рассмотрим процесс реализации некоторых механизмов интеграции информационных систем на примере предприятия, в котором для автоматизации различных областей учета используются специализированные информационные системы.

Рассмотрение начнем с регламентированного учета: бухгалтерского и налогового. Для автоматизации этой области на предприятии используются доработанные типовые информационные системы на платформе «1С:Предприятие». В процессе их эксплуатации возникла среди прочих задача переноса данных между системами разных версий: 7.7 и 8.2. Фирма «1С», производитель этих систем, предоставляет пользователям специальные инструменты для переноса данных, одним из которых является прикладная инструментальная среда «Конвертация данных». С ее помощью реализуется подход к обмену информацией с использованием XML-документов. В «Конвертации данных» разрабатываются правила обмена, по которым можно переносить данные из одной информационной системы в другую (см. рис.1). Они представляют собой описание связей между объектами интегрируемых систем и алгоритмы преобразования переносимой информации.

Рис.1. Создание правил обмена

Когда правила обмена готовы, с их помощью из информационной системы-источник можно выгрузить данные, описанные на языке XML, в файл, из которого, в свою очередь, эти данные можно загрузить в информационную систему-приемник при помощи типовых инструментов.

Инструмент «Конвертация данных» позволяет специалисту (программисту или настройщику) в области «1С:Предприятия» разрабатывать правила обмена в привычной для него среде, обладает большими возможностями по созданию правил преобразования данных в процессе обмена, позволяет полностью использовать возможности встроенного языка информационных систем и не требует от разработчика специфических знаний синтаксиса языка XML [2].

Для переноса данных между типовыми системами на платформе «1С:Предприятие» различных версий фирма «1С» предоставляет готовые правила обмена. Если же информационные системы, участвующие в обмене не являются полностью типовыми, то, скорее всего, готовые правила обмена нуждаются в доработке, которую удобно произвести в среде «Конвертация данных», описанной выше. Именно таким образом был успешно осуществлен перенос информации между системами регламентированного учета разных версий на предприятии. Описанный способ интеграции эффективен в случаях, когда решается задача обмена данными между информационными системами, построенными на платформе «1С:Предприятие» или задача загрузки информации в такие системы. Для интеграции произвольных систем требуется наличие в них средств, позволяющих выполнять выгрузку и загрузку данных на языке XML в формате, совместимом с тем, что используется в «Конвертации данных».

Наличие удобных средства интеграции, предоставленных производителем информационных систем, помогает ускорить разработку механизмов интеграции и избежать ошибок. Однако, этих средств не всегда достаточно. В процессе работы на предприятии возникла задача интеграции систем, одна из которых функционирует в среде Windows, а другая в среде Linux. В обеих системах были доступны средства для формирования файлов необходимого формата, содержащих передаваемую информацию. Поэтому потребовалось лишь создание программной прослойки, выполняющей роль диспетчера, способного получать запросы от одной системы, анализировать их и вызывать соответствующее действие в другой системе (см. рис.2).

Рис.2. Схема взаимодействия систем

Диспетчер работает как сервис операционной системы. Он получает запросы в виде сообщений, передаваемых по протоколу TCP. Анализируя полученное сообщение, диспетчер определяет, в какой системе, какой модуль требуется вызвать, формирует совокупность параметров и передает их вместе с командой на выполнение соответствующему модулю. После работы модуля формируется файл с данными. Этот файл в дальнейшем может быть использован другой программой, таким образом, возможно функционирование данного механизма интеграции в автоматическом режиме. В условиях интенсивного обмена информацией может встать вопрос о структурировании хранилища файлов. Кроме того, при добавлении новых модулей в системах требуется доработка диспетчера. Таким образом, масштабируемость такой среды невелика. Также одним из способов повышения эффективности такого средства интеграции систем может быть инкрементальное тиражирование данных, которое позволит сократить цикл передачи и обработки информации [4].

Более универсальный вариант предыдущего способа интеграции систем связан с построением элементов сервис-ориентированной архитектуры (SOA, Service-oriented architecture), а именно с использованием Web-сервисов [1]. Информационные системы, в которых реализованы элементы такой архитектуры, обладают унифицированными интерфейсами, и в них могут быть реализованы сервисы, предоставляющие определенную функциональность по доступу к данным системы и обработки информации. К сервисам одной системы могут обращаться другие систем, как посредством сервисов, так и без них с использованием стандартных протоколов и форматов. В такой среде интеграции можно, в частности, передавать информацию, не используя файлы, что в некоторой степени повышает безопасность комплекса систем в целом.

Таким образом, на предприятии можно эффективно применять различные способы интеграции информационных систем в зависимости от существующих условий и требований.

Литература

1. The Open Group. SOA Source Book. – Van Haren Publishing, 2009. – 1 p.
2. Бояркин В.Э., Филатов А.И. 1С:Предприятие 8. Конвертация данных: обмен данными между прикладными решениями (+ CD). – М.: 1С-Паблишинг, Питер, 2008. – 10 с.
3. Егорычев И.Б. Исследование и реализация систем финансового и управленческого учета крупного бюджетного предприятия: Дис.... канд. физ. – мат. наук. Москва. 2010. – 44 с.
4. Прилипко А.Г. Инкрементальное тиражирование данных при взаимодействии информационных систем // Программные продукты и системы. – 2011. – №4. – С. 10-13.

Секция 2. Технические науки

ПРОЕКТИРОВАНИЕ СЕТИ ЛЕСОВОЗНЫХ ДОРОГ

НА ОСНОВЕ ТЕОРИИ ГРАФОВ

К. Н. Костяев

Братский государственный университет, г. Братск, Россия

[email protected]

Лесопромышленный сектор составляет в экономике России свыше 6% объема валовой продукции, обеспечивает более 12% доходной части государственного бюджета и существенную долю валютных поступлений. [1] Затраты на строительство лесовозных дорог и транспортировку древесины являются одними из самых больших статей расходов в сфере лесозаготовок не только в России, но и зарубежных странах, и могут достигать более половины себестоимости заготовленной древесины [2]. Одной из ключевых задач, стоящих перед руководителями лесозаготовительных компаний, является оптимальное проектирование схемы лесотранспортной сети, которая должна обеспечить быстрый и качественный доступ к лесным ресурсам.

Требуется учитывать специфику лесозаготовок, характеризующуюся разрозненностью участков и неравномерностью расположения лесных ресурсов; необходимостью доставки древесины в единый центр (на нижний склад); однонаправленностью лесных грузопотоков; специфичностью грузов (крупные, длинномерные грузы: деревья, хлысты, сортименты); постоянно увеличивающимся расстоянием вывозки; ярко выраженной сезонностью (лето / зима) и т.д. [3]. Определение очередности строительства лесовозных дорог с учетом прогноза динамики лесоводственно-таксационных характеристик насаждений и условий их произрастания, выбор наилучшего расположения искусственных сооружений и другие факторы также оказывают существенное влияние на рентабельность лесозаготовительного производства, а значит, должны быть положены в основу комплексной математической модели для решения поставленной задачи. [4]

В долгосрочной перспективе на расположение сети лесовозных дорог значительное влияние оказывает комплекс гидрологических, почвенных, климатических факторов, которые определяют условия роста и развития леса, а также породно-качественный состав древостоя. Для учета перечисленных параметров возможно применение цифровой модели местности, отражающей лесоводственно-таксационные характеристики насаждений и особенности осваиваемой территории, включающей в себя три основных вида объектов: участки, характеризующиеся разными типами рельефа и местности (болота, озера и др.), на которых стоимость строительства и содержания участка дороги существенно отличается от базовой; участки-линии, характеризующиеся реками, ручьями, оврагами и т.д., пересечение которых требует дополнительных расходов на строительство искусственных сооружений (мостов, виадуков и др.); ключевые участки, к которым относятся места концентрации древесины, возможные пункты примыкания существующих дорог, расположения дорожно-строительных материалов и т.д.

Места концентрации древесины выбираются посредством расчета имеющегося объема лесных ресурсов на потенциальных ключевых участках, а затем сравнения их между собой и определения наиболее предпочтительных с точки зрения экономической эффективности. Оценка и выбор таких участков проводится в денежном эквиваленте:

где – потенциальный доход, который может быть получен от реализации всего запаса древесины, находящегося на -м участке (-й вершине графа), руб;

– объем -й породы дерева на -м участке (-й вершине графа), ;

– цена реализации 1 древесины -й породы, руб.

Формула (1) может быть дополнена учетом расходов на лесозаготовку (например, включением затрат на заготовку древесины, зависящих от комплекта машин, особенностей рельефа и т.д.):

где – потенциальный доход, который может быть получен от реализации всего запаса древесины, находящегося на -м участке (-й вершине графа) за вычетом расходов на заготовку древесины, руб.;

- объем заготавливаемой древесины на -м участке независимо от породы, 1 ;

- цена реализации 1 -й породы дерева, руб

– расходы (в зависимости от комплекта лесосечных машин и рельефа) на заготовку 1 древесины независимо от породы, руб

Выбранные участки обозначаются как вершины связанного неориентированного графа и соединяются возможной транспортной сетью – нагруженнми ребрами, вес которых соответствует стоимости строительства дороги:

где – вес ребра, соединяющего -ую вершину с -ой, руб;

– общая длина дороги, соединяющего -ую вершину с -ой, км;

– стоимость строительства 1 км дороги, руб.

Таким образом, общая длина дороги, требующая строительства выражается следующей формулой:

где – длина участка, строительство дороги на котором имеет стандартную (базовую) стоимость, км;

– длина участка, имеющего дорогу, пригодную для транспортировки древесины и не требующая строительства и ремонта, км;

- длина участка, строительство дороги на котором отличается от базовой стоимости, км;

- длина участка, на котором расположена дорога, требующая восстановления (ремонта), км

– повышающий коэффициент в зависимости от -го типа местности на -м участке дороги;

– понижающий коэффициент в зависимости от -го состояния дороги, требующей ремонта, на -м участке дороги.

На практике часто складывается ситуация, когда построенная дорога становится своеобразным «плацдармом» для освоения близлежащих участков, посредством прокладки от нее трелевочных волоков к участкам, содержащим определенный запас древесины. Тогда формула расчета веса ребра, учитывающая прибыль от такой «промежуточной» заготовки и реализации древесины, имеет следующий вид:

где - вес ребра с учетом доходов от «промежуточной» заготовки древесины на участке дороги , руб;

- прибыль от реализации древесины, заготовленной на «промежуточном» участке от -й вершины до -й.

В свою очередь расчеты включают в себя суммарную прибыль от реализации древесины за вычетом стоимости строительства трелевочных волоков, погрузочных пунктов, расходов на лесозаготовку:

где – объем древесины, заготовленной на базе построенной дороги от вершины до вершины ;

– общие расходы, которые рассчитываются по следующей формуле:

где – общая длина трелевочных волоков, км;

– стоимость строительства 1 км волока, руб;

– количество погрузочных площадок, шт.;

– стоимость строительства 1 погрузочного площадок, руб;

– общее количество заготовленной древесины, на промежуточном участке от -ой вершины до -ой, ;

– стоимость заготовки 1 древесины, руб.

Совокупность всех ребер, соединяющих все ключевые участки, будет являться лесотранспортной сетью. Оптимизация этой сети может быть выполнена по критерию минимальных затрат на её строительство. Для этой цели используется инструментарий теории графов – решение задачи построения минимального покрывающего дерева (Minimum Spanning Tree) [5], которая решается в несколько этапов. Строится связный неориентированный граф где – множество вершин графа; – множество ребер графа. Для каждого ребра указывается вес, соответствующий предварительным расчетам. Задача заключается в нахождении подмножества ребер , связывающих все вершины и построении дерева, для которого суммарный вес ребер минимален:

где – множество посещенных верщин;

– подмножество ребер, связывающих все вершины.

После того как найдены ключевые участки, их условные обозначения переносятся на компьютерную платформу, пригодную для расчета оптимальных путей на основе теории графов. Затем все выбранные участки соединяются между собой возможными дорогами (нагруженные ребра графа, веса которых соответствуют стоимости строительства дорожного участка) и запускается алгоритм построения минимального остовного дерева в соответствии с формулой (7). В итоге построено минимальное остовное дерево (выделено на рисунке 1 жирными линиями), суммарный вес которого равен 101 млн.руб. – это значение соответсвует минимальной стоимости строительства всей лесотранспортной сети, соединяющей участки.

Рисунок 1. Минимальное остовное дерево

(оптимальная транспортная сеть)

Таким образом, главной задачей проектировщика является выбор наиболее привлекательных с точки зрения максимальной прибыли лесных участков на основе таксационных, картографических данных и материалов лесоустройства (фактически выбор вершин) – затем с помощью автоматизированного алгоритма находится оптимальная схема расположения сети лесовозных дорог.

На последнем этапе рассчитывается чистый доход (экономический эффект) от реализации проекта:

где – итоговая (чистая) прибыль от реализации проекта освоения лесосырьевых баз, руб;

– валовая прибыль от освоения -го участка, руб;

– расходы на строительство -го дорожного пути, руб;

– расходы на заготовку древесины на -м участке, руб;

– номер осовенного участка;

– номер построенного дорожного пути.

Как правило, на практике освоение лесосырьевых баз происходит не за один год, а в достаточно длительный временной период, что обуславливает необходимость учета инфляционной составляющей. При этом необходимо учитывать, что крупный лесопромышленный холдинг имеет возможность единовременно инвестировать сотни миллионов рублей из собственных средств (или заемных, но с минимальной процентной ставкой) на строительство лесотранспортной сети, в то время как небольшому лесозаготовительному предприятию зачастую требуется реализовывать проект освоения лесосырьевых баз пошагово, вкладывая на каждом этапе относительно небольшой объем свободных денежных средств на реализацию проекта. В зависимости от того, как долго предприятие может эффективно осуществлять свою деятельность без притока финансирования, ожидающихся от реализации проекта, необходимо выбирать очередность освоения лесосек и строительство дорог.

К вопросам дальнейшего изучения требуется отнести необходимость поиска эффективных подходов к определению очередности освоения ключевых участков, в зависимости от сроков, необходимых на строительство дорог, заготовку, вывозку и реализацию древесины, а также наличия у предприятия свободных денежных средств для инвестирования в подобные долгосрочные проекты. Кроме того, при проектировании лесотранспортной сети важно разработать методику, учитывающую динамику лесного фонда [6]. В условиях современной рыночной экономики наилучшим вариантом представляется возможность кооперации предприятий с целью строительства лесотранспортной сети, однако, в этом случае требуется разработка методики оценки соразмерных инвестиций предприятий в строительство дорог на взаимовыгодных условиях.

Литература

1. Шадаева И. Е. Трансформация экономических отношений в лесопромышленном секторе [Текст] Автореферат дис. … кандидата экономических наук : 08.00.05 Шадаева Ирина Евгеньевна; [Место защиты: С.-Петерб. ун-т экономики и финансов] : Санкт-Петербург, 2007. – 20с.
2. Угрюмов Б. И., Костяев В. Н. Применение математических методов для оптимизации схем лесовозных дорог. Естественные и инженерные науки – развитию регионов Сибири: материалы VIII (XXX) Всероссийской научно-технической конференции. - Братск: ГОУ ВПО «БрГУ», 2009. – 253 с.
3. Болотов, О. В. Автоматизированное проектирование и оптимизация транспортной схемы освоения лесосырьевой базы [Текст] / О В. Болотов, А. П. Мохирев // Лесной комплекс – состояние и перспективы развития международный сб. науч тр - Брянск, 2003 - С 62-65.
4. Бавбель, Е. И. Прогнозирование расположения лесотранспортной сети на основе динамики лесоводственно-таксационных характеристик насаждений : автореферат диссертации… кандидата технических наук : 05.21.01 / Е. И. Бавбель ; Белорусский государственный технологический университет. - Минск, 2009. - 20 с.
5. Т. Кормен, Ч. Лейзерсон, Р. Ривест Алгоритмы. Анализ и построение. - М.: "БИНОМ",  2000 г. – 960 с.
6. Рунова Е. М., Костяев В. Н. Задачи оптимизации транспортно-технологических процессов лесозаго-товительных пред-приятий и пути их решений. Лесной комплекс: состояние и перспективы развития. X Международная научно-техническая конференция. – Брянск, 2010.

Система и способ управления плавучестью необитаемого подводного аппарата

Р. В. Красильников

СПб ГМТУ, г. Санкт-Петербург, Россия

[email protected]

Современная техника стремительно развивается, позволяя решать задачи, которые еще в конце XX века казались практически не разрешимыми. Миниатюризация источников питания, вычислительной и измерительной аппаратуры во многом способствуют эволюции морских необитаемых аппаратов, на которые возлагаются все более сложные и ответственные задания, имеющие разную направленность.

Одной из задач, для решения которой в последнее время все чаще привлекаются необитаемые подводные аппараты (НПА), является сбор разнообразной информации о морской среде, а также о ее обитателях. Исследования, проводимые с помощью НПА, прежде всего, направлены на получение данных о температуре воды, ее солености, плотности, скорости и направлении течений, рельефе морского дна, породах его составляющих, и т.д.

Одна из проблем, встающих перед разработчиками НПА, предназначенных для сбора вышеперечисленной информации, заключается в необходимости обеспечения энергией как движительной установки НПА, так и его внутренних систем, в объеме, способном обеспечить заданную автономность. Большинство разрабатываемых в настоящее время НПА имеют двигательно-движительную установку, включающую вращающийся гребной винт. Такая установка позволяет им развивать довольно большую скорость под водой, однако не может обеспечить достаточно высокую автономность НПА, которая, ввиду большого энергопотребления, в данном случае ограничивается несколькими сутками. Естественно, для решения некоторых задач такая автономность вполне достаточна, однако есть задачи, требующие ее существенного увеличения.

В этом случае одним из возможных решений, способных существенно сэкономить расходуемую на движение аппарата под водой энергию, является использование эффекта планирования, при котором НПА погружается или всплывает по пологой, не обязательно прямолинейной, траектории, позволяющей ему перемещаться в заданном направлении только за счет сил, действующих на него со стороны морской среды. Изменение плавучести глайдеров, как правило, обеспечивается путем изменения значения их осредненной плотности. Так как плотность любого объекта может быть вычислена путем деления его массы на его же объем, а масса объекта при перемещении поршня остается постоянной, то задача сводится к определению величины изменяемого объема, необходимого для достаточного изменения плавучести. Крылья, в свою очередь, позволяют глайдеру управляемо перемещаться вперед.

В качестве примера такого НПА можно привести глайдер Ru 27 «Scarlet knight» (тип Slocum), разработанный в лаборатории университета Rutgers, расположенного в Нью-Джерси. В 2009 году этот глайдер в автономном режиме пересек Атлантический океан, пройдя около 7500 километров за 201 день, после чего еще 20 дней находился в надводном положении до момента встречи с судном обеспечения [1]. Принцип действия глайдера Ru 27 представлен на рис. 1.

Рис. 1. Принцип действия глайдера

Глайдер Ru 27 представляет собой торпедообразный НПА с крыльями и хвостовым оперением, в котором расположено оборудование для обеспечения спутниковой связи. Калиброванная часть НПА имеет диаметр 8,5 дюймов (216 мм), общая длина глайдера составляет около 2360 мм. Его масса равняется 60,6 кг, при этом батареи занимают почти 40% веса планера (23,8 килограмма). Общий объем глайдера равен 59,1 л. Таким образом, его общая осредненная плотность составляет примерно 1025 кг/м3, что практически совпадает со значением плотности воды Атлантического океана.

Максимальная глубина погружения глайдера – 200 метров. Для контроля текущего значения глубины НПА имеет датчик гидростатического давления. Кроме этого, на глайдере были установлены датчики для измерения температуры и солености воды. Они вели запись данных ежедневно по одному часу. Это было сделано для того, чтобы по возможности экономить энергию батарей НПА, сокращая время связи глайдера со спутником.

Каждые 6 часов глайдер поднимался на поверхность для уточнения своего текущего местоположения с помощью системы спутниковой навигации GPS, а также для получения данных о дальнейшем движении, вычисляемых в центре управления в зависимости от текущей погодной обстановки и информации о наиболее благоприятных течениях.

По оценке разработчиков, у глайдера «Scarlet knight» достаточно энергии батарей для движения от 250 дней до одного года в океане [2]. При этом энергия постоянно экономится за счет непрерывной корректировки курса глайдера. Путь, который глайдер Ru 27 преодолел за 201 день, показан на рис. 2.

Рис. 2. Маршрут глайдера при пересечении Атлантического океана

За время, проведенное в океане (221 день), глайдер существенно оброс организмами, в т.ч. водорослями. Исходя из возможности более длительного пребывания подобного типа аппаратов в агрессивной морской среде, представляется не самым оптимальным решением обеспечивать изменение плавучести глайдера за счет работы гидронасоса, так как указанные организмы могут негативно сказаться на его работоспособности. Кроме того, они могут повлиять и на состояние трубопроводов приема и сброса воды. Также можно упомянуть о коррозионных свойствах морской воды, сказывающихся на техническом состоянии оборудования, которое с ней соприкасается.

Предлагаемая система создает возможность эффективного управления остаточной плавучестью подводного аппарата только за счет совершения механической работы. При этом основной рабочий орган изолирован от воздействия агрессивной забортной среды.

Схема системы управления остаточной плавучестью подводного аппарата представлена на рис. 3. Система включает в свой состав герметичный резервуар плавучести 1, с симметрично расположенными относительно него двумя сильфонами 2 с крышками 3. Внутри сильфонов расположены в направляющих 4 штоки 5 с роликами 6, сопряженные с поворотным копиром 7, ось которого закреплена на выходном валу редуктора 8, а вход редуктора соединен с приводным управляемым электродвигателем 9. На рис. 3 также схематично показан корпус подводного аппарата 10.

Рис. 3. Схема предлагаемой системы регулирования плавучести

Способ управления остаточной плавучестью подводного аппарата заключается в следующем.

В исходном положении копир 7 ориентирован внутри резервуара плавучести 1 таким образом, чтобы не оказывать на ролики 6 давления, т.е. повернут к роликам 6 своим минимальным диаметром. При этом сильфоны 2 имеют минимальную длину и полностью скрыты внутри корпуса подводного аппарата 10. Подводный аппарат имеет базовую плавучесть. При необходимости увеличения плавучести подводного аппарата, с помощью не показанной на рисунках системы управления, подается питание на приводной электродвигатель 9. При этом вал электродвигателя начинает вращаться, передавая крутящий момент на вход редуктора 8, имеющего большое передаточное число. Выходной вал редуктора 8 начинает медленно вращаться, поворачивая копир 7, который, за счет своей формы, начинает воздействовать на ролики 6, заставляя штоки 5 двигаться в направляющих 4 и увеличивать длину сильфонов 2. При этом часть сильфонов выдвигается в забортное пространство, тем самым, увеличивая объем подводного аппарата и придавая последнему положительную плавучесть. Максимальное увеличение длины сильфонов 2 определяется формой копира 7. Плавучесть подводного аппарата 10 может регулироваться за счет либо дальнейшего увеличения длины сильфонов 2, либо ее уменьшения.

Таким образом, предлагаемая система управления остаточной плавучестью подводного аппарата позволяет решить задачу разработки конструкции компактного устройства управления остаточной плавучестью необитаемого подводного аппарата, и, в том числе, глайдера.

Литература

1. Brown, D. Deep-sea glider / The Washington Post, December 15, 2009.
2. Common questions about the Trans-Atlantic Glider http://rucool.marine.rutgers.edu/atlantic/about_gliders.html.
3. Пат. 118608 Российская Федерация, МПК B63G8/24. Устройство для управления остаточной плавучестью подводного аппарата / О.И. Ефимов, А.В. Красильников, Р.В. Красильников. № 2012101528/11; заявл. 17.01.2012; опубл. 27.07.2012, Бюл. № 21.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА

ДЛЯ ПРАКТИЧЕСКОГО ПОДТВЕРЖДЕНИЯ

ТЕОРИИ ФАЗОВЫХ РАВНОВЕСИЙ

Е. А. Любин

Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»,
г. Санкт-Петербург, Россия, [email protected]

Традиционно для сокращения потерь нефти от испарения из резервуаров применяются различные технические средства: диски-отражатели, газовые обвязки, газоуравнительные системы и понтоны. Однако эффективность их применения не всегда высока.

За рубежом для этой цели широко применяются системы улавливания легких фракций (УЛФ). В последние годы интерес к их использованию растет и в нашей стране. Системы УЛФ многообразны и основаны на различных физических принципах. Абсорбционные и адсорбционные системы УЛФ сложны, конденсационные – дроги, компрессорные – капиталоёмки и пожаровзрывоопасны.

В условиях магистральных нефтепроводов и нефтеналивных терминалов в качестве альтернативы традиционным средствам сокращения потерь большой интерес представляют эжекторные системы УЛФ. Они относительно просты, малокапиталоёмки, взрывобезопасны, но методы расчета таких систем находятся в стадии разработки, не определена область их применения.

Для подтверждения теоретических основ улавливания паров нефти с использованием насосно-эжекторной установки, обоснования возможности расчёта степени улавливания была спроектирована и изготовлена экспериментальная установка, схема которой представлена на рис. 1.

Экспериментальная установка представляла собой замкнутый контур из полипропиленовых труб 3 с наружным диаметром от 25 до 40 мм, насоса 1 марки НМШ-2-40-1.6/16-10У с трехфазным асинхронным электродвигателем ДАТ90Л4; жидкостно-газового эжектора 2; мановакууметра 5 марки МВТИф с пределами измерений от -1 до 24 атм и классом точности 0,4; двух термометров 7 марки ТБН100к класса точности 1,5; счётчика дизельного топлива 10 марки Pressol 19702 и сепарационной емкости 12.

Жидкостно-газовый эжектор (ЖГЭ) 2 был рассчитан и спроектирован по зависимостям, содержащимся в [1], а затем изготовлен из стали 30ХГСА с последующей её закалкой и внутренней полировкой изделия. Согласно того же источника наибольшее значение КПД достигается при использовании семиствольного соплового аппарата. Диаметр сопла на входе составлял 2,6 мм., на выходе же всего 1,3 мм.

Сепарационная емкость 12, представляла собой баллон пропановый, в который были врезаны 3 патрубка: патрубок с резьбой 5/4” для входа, аналогичный выходной патрубок и патрубок для присоединения манометра 6 марки МП4-Уф с пределами измерений от -1 до 2,5 атм. и классом точности 1,5. Использование баллона позволило поднимать давление сепарации до 2 атм.

В связи с тем, что процесс абсорбции паров нефти дизельным топливом завершается в трубопроводе, соединяющем эжектор и циркуляционную емкость 12, на участке после эжектора он был выполнен с возможностью исследования влияния его длины на степень улавливания легких фракций углеводородов. Этот участок представлял собой П-образный трубопровод, в котором имелись промежуточные поперечные участки. На каждом поперечном участке установлена задвижка. Таким образом, при открытии одной из задвижек, длина трубопровода от эжектора до сепарационной емкости могла варьироваться от 2 до 10 метров с шагом в 2 метра.

Рис. 1 Схема экспериментальной установки:

1, 28 – насос; 2 – эжектор жидкостно-газовый; 3 – трубопровод; 4 – линия подвода ПВС;

5 – мановакууметр; 6 – манометр; 7 – термометр; 8 – газоанализатор; 9 – расходомер; 10 – счетчик;

11 – вентилятор; 12 – сепарационная емкость; 13 – емкость 1;

14 – промежуточная переливная емкость; 15…27 – задвижки; 29 – фильтр; 30 – емкость 2

В качестве модели нефтяного резервуара была использована полиэтиленовая емкость 13 объемом 1 м3, в которую производилась закачка пропан-бутановой смеси. Из-за разности плотностей закачиваемой пропан-бутановой смеси и воздуха с целью создания однородной паровоздушной смеси в емкость был вмонтирован вентилятор 11. Для недопущения возникновения взрывоопасной ситуации винт вентилятора находился внутри емкости, а электродвигатель снаружи.

Концентрация паров углеводородов в воздухе определялась с помощью газоанализатора ИГМ-034 компании ООО "ЭМИ" (IGM Instruments). Портативный оптический газоанализатор ИГМ-034 предназначен для измерения содержания в газовой смеси суммы тяжелых углеводородов (С2-С5) с коэффициентом селективности не менее 100. Погрешность измерения прибора по данным производителя не превышает 1%.

Максимально возможная погрешность измерения при проведении экспериментальных исследований складывалась из погрешностей всех используемых приборов и составила 4,68%.

В качестве определяющих параметров при выполнении экспериментальных исследований были выбраны:

• концентрация углеводородов в паровоздушной смеси, вытесняемой из емкости 13 (С0);

• расход воды (Qв), равный расходу ПВС, вытесняемой из емкости 13 на вход ЖГЭ;

• давление (Рс), при котором разделяется газожидкостная смесь, прошедшая через жидкостно-газовый эжектор;

• длина трубопровода, соединяющего эжектор и сепарационную емкость 12.

В ходе проведения эксперимента фиксировались следующие параметры: температура окружающей среды, расход воды по ротаметру 9, температура по термометрам 7, расход дизельного топлива по счётчику 10, давление сепарации по манометру 6, давление до насоса и после него, до и после эжектора по манометру 5 и концентрация пропана в воздухе на входе в эжектор и на выходе из системы. До и после каждого эксперимента отбирались пробы дизельного топлива из сепарационной емкости 12. Часть из них была исследована методом хроматографии в Институте Высокомолекулярных соединений РАН.

При тех же условиях, что были во время исследований с использованием теории фазовых равновесий был выполнен теоретический прогноз степени улавливания углеводородов из паровоздушной смеси. Сравнение теоретически рассчитанной степени улавливания и аналогичных величин, полученных в результате экспериментов показало следующее: коэффициент корреляции равен 0,93, а средняя квадратичная погрешность теоретического расчета величины степени улавливания - 12,6%.

Невысокая погрешность расчёта степени улавливания паров нефти при напорной абсорбции подтверждает возможность использования аппарата теории фазовых равновесий для прогнозирования этой величины. Таким образом, экспериментально подтверждена возможность рассчитывать степень улавливания углеводородов, достигаемую в условиях реальной эксплуатации на нефтебазах и нефтеналивных терминалах, а также проводить технико-экономическое обоснование использования данного метода сокращения потерь нефти от испарения.

Литература

1. Донец К. Г. Гидроприводные струйные компрессорные установки. – М.: Недра, 1990.

Секция 3. Экономические науки

НАЛОГОВОЕ СТИМУЛИРОВАНИЕ ИНВЕСТИЦИОННОЙ АКТИВНОСТИ ОТРАСЛЕЙ ОБРАБАТЫВАЮЩЕЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Е. Р. Джандарова, В. А. Игошева

Уфимский государственный авиационный технический университет, г. Уфа, Россия, [email protected]

В 1999–2008 гг. показатели социально-экономического развития Российской Федерации демонстрировали устойчивую положительную динамику. Однако имевший место в 2000–2008 гг. экономический рост был основан на экстенсивных факторах (загрузка свободных производственных мощностей, рост числа занятых, повышение ценовой конкурентоспособности российских производителей в результате значительного ослабления реального курса рубля после дефолта 1998 г.), которые на данный момент исчерпали свой потенциал, а также на беспрецедентном росте цен на экспортируемое минеральное сырье и полуфабрикаты.

Анализ структуры ВВП и внешнеторговой деятельности показывает, что российская экономика носит экспортно-сырьевой характер. Доля сектора добывающих отраслей и связанных с его переработкой, по разным оценкам составляет от 30 до 50% в структуре ВВП. На долю топливно-энергетических ресурсов, необработанных металлов и концентратов приходится более 90% объема экспорта России.

Сложившаяся экспортно-сырьевая модель экономики не способна обеспечить сбалансированный экономический рост и макроэкономическую стабильность в долгосрочной перспективе. Это связано со следующими факторами. Во-первых, сырьевой модели экономики присуща зависимость социально-экономического положения от конъюнктуры цен на мировом рынке. Во-вторых, сырьевой сектор, будучи по своей природе капиталоемким, требует огромных масштабов производства и неизбежно высокой концентрации капитала, что приводит к высокой степени монополизма. В-третьих, наблюдается снижение сырьевой обеспеченности национальной промышленности, что ограничило возможности ее эффективного функционирования. В-четвертых, следует отметить крайне низкую экономическую эффективность сырьевого экспорта. Поскольку степень переработки сырья носит первичный характер, добавленная стоимость минимальная. В-пятых, ограниченная потребность добывающих отраслей в инвестициях и рабочей силе, особенно квалифицированной, при одновременной неразвитости несырьевого сектора обусловливает высокий уровень оттока капитала и трудовых ресурсов в зарубежные страны. В-шестых, запасы рентабельных месторождений имеют тенденцию к истощению, а разработка новых будет требовать все более высоких удельных капиталовложений. В занимаемой нише сырьевых товаров Россия испытывает возрастающую конкуренцию многих развивающихся стран, в которых добыча сырья и производство первичной продукции требуют меньше затрат.

Указанные аргументы обусловливают необходимость структурной диверсификации экономической модели Российской Федерации, повышения доли несырьевых отраслей в структуре ВВП.

Рост обрабатывающего сектора позволит сформировать внутренний спрос на сырье, полуфабрикаты, комплектующие, услуги, в том числе продукцию и услуги инновационного характера, тем самым способствуя развитию смежных рынков и отраслей. Следует отметить, что сектор обрабатывающей промышленности также характеризуется высоким уровнем трудоемкости. Это значит, что его развитие будет сопровождаться созданием большого количества рабочих мест. Развитие данного сектора позволит диверсифицировать и увеличить налоговую базу. Анализ налоговой нагрузки на экономику показал, что наименее чувствительным по отношению к колебаниям конъюнктуры мировых рынков сырья и энергоносителей является налог на добавленную стоимость, который формируется, прежде всего, в обрабатывающем секторе.

Задача повышения доли обрабатывающих отраслей в структуре ВВП сводится к стимулированию роста показателей эффективности функционирования предприятий данного сектора. В среднем, несмотря на положительную динамику последних лет, данные показатели значительно ниже уровня 1990 г. Низкая доля в структуре ВВП и экспорта наряду с низкими средними значениями показателей эффективности позволяют сделать вывод о низкой конкурентоспособности сектора обрабатывающей промышленности в целом. При различных уровнях конкурентоспособности для всех предприятий характерна высокая степень износа основных фондов.

Для превращения основных фондов в фактор повышения конкурентоспособности обрабатывающей промышленности необходимо, чтобы объем производимых инвестиций позволял одновременно решать две задачи: компенсировать физический и моральный износ и обеспечивать рост физического объема и фондоотдачи основных фондов.

Реализация задачи стимулирования инвестиций в основной капитал отраслей обрабатывающей промышленности является предметом государственной промышленной политики, целью которой должно быть обеспечение повышения их конкурентоспособности на национальном и международном уровнях.

Одним из главных факторов, ограничивающих инвестиционную деятельность предприятий обрабатывающей промышленности, является неэффективная налоговая система. Среди таких фактов можно выделить: неэффективное налоговое администрирование (сложность, противоречивость и изменчивость налогового законодательства; высокая трудоемкость ведения налогового учета, оформления документации и других процедур; высокий удельный вес затрат на налоговое администрирование); двойное налогообложение основных факторов производства; высокие ставки отдельных налогов (НДС), отсутствие комплексного подхода к налоговому стимулированию инвестиционной активности предприятий.

В качестве основных принципов налогового стимулирования следует отметить следующие аспекты.

Во-первых, в связи с ограниченностью бюджетных средств, как источника финансирования налоговых преференций, ключевым вопросом является определение и обоснование приоритетов налогового стимулирования. В отраслевом аспекте в качестве приоритетных объектов налогового стимулирования были определены пищевая отрасль, производство машин и оборудования, производство транспортных средств, производство электрооборудования, электронного и оптического оборудования; целлюлозно-бумажное производство, производство резиновых и пластмассовых изделий; обработка древесины и производство изделий из дерева; производство транспортных средств (далее по тексту – приоритетные отрасли). В качестве критериев выступили: наличие и перспективы роста платежеспособного спроса (внутреннего и внешнего) на продукцию и услуги соответствующей отрасли, наличие конкурентных преимуществ отрасли, стратегическое значение для экономической безопасности страны.

Во-вторых, для эффективного администрирования налоговых льгот должны быть определены четкие критерии объектов налогового стимулирования и порядок их идентификации.

В-третьих, снижение налоговой нагрузки в целях экономического стимулирования должно сопровождаться сокращением государственных расходов либо для этого необходимо определить источники покрытия выпадающих бюджетных доходов (профицит бюджета, внебюджетные фонды).

В-четвертых, в процессе реализации налоговой политики следует обращать внимание на анализ практики применения и администрирования налоговых льгот, содержащихся в налоговом законодательстве. При этом введение новых льгот следует производить на временной основе, чтобы по истечении определенного срока принимать решение по результатам проведенного анализа эффективности.

В-пятых, налоговые факторы производят ограниченный стимулирующий эффект. Одновременно необходимо реализовывать мероприятия по улучшению других сторон инвестиционного климата (рынки труда и капитала, институциональная среда, макроэкономическая стабильность).

Анализ налоговой нагрузки на приоритетные отрасли показывает, что основными налогами являются: налог на прибыль, налог на имущество, земельный налог, налог на добавленную стоимость, страховые взносы во внебюджетные фонды. При этом налогами, посредством которых можно непосредственно воздействовать на объем инвестиций в основные средства, являются первые три перечисленных. В рамках данной статьи будут рассмотрены налоговые преференции, которые распространяются непосредственно на инвестиции в основные средства и тем самым напрямую воздействуют на их объем.

Налог на прибыль. Следует рассмотреть вопрос о предоставлении налоговых каникул по налогу на прибыль для вновь создаваемых юридических лиц в приоритетных отраслях при условии реализации ими инвестиционных программ, соответствующих установленным критериям. На данный момент такая практика присутствует в ряде субъектов Российской Федерации.

Необходимо принять решение об инвестиционной льготе для предприятий приоритетных отраслей (из налогооблагаемой прибыли в период несения затрат инвестиционного характера вычитать определенную долю понесенных расходов) – это прозрачная и абсолютно рыночная мера в условиях ограниченности как внешних, так и внутренних источников финансирования инвестиционных программ компаний. Или повысить размер амортизационной премии с 30 до 50% в отношении основных средств, входящих в состав 3–7 амортизационных групп.

Также следует сократить сроки амортизации отдельных видов основных средств, что будет стимулировать технологическое обновление, и разрешить единовременное списание в составе расходов недоамортизированной суммы выводимого из процесса производства оборудования при его замене.

В условиях высокой стоимости кредитных ресурсов представляется целесообразным повысить предельную величину процентной ставки по инвестиционным кредитам, в пределах которой проценты будут относиться на уменьшение налогооблагаемой прибыли.

Налог на имущество. Целесообразно предоставлять налоговые каникулы для предприятий приоритетных отраслей в отношении вновь созданных или приобретенных объектов основных средств, входящих в определенные амортизационные группы (например, 3–7) (налог на имущество не уплачивается после ввода в эксплуатацию в течение установленного срока, который должен определяться в соответствии с амортизационной группой основного средства).

Однако мы считаем, что более эффективной мерой является переход к другому порядку определения элементов налога. В качестве налогооблагаемой базы целесообразно использовать первоначальную стоимость объекта основных средств, а налоговую ставку дифференцировать в зависимости от срока использования. Например, налоговая ставка 0% – срок использования составляет менее 20% от срока полезного использования, 0,5% – 20–40% от срока полезного использования, 1,5% – 40–60% от срока полезного использования, 2% – 60–80% от срока полезного использования, 2,5% – 80–100% от срока полезного использования, 3% – больше срока полезного использования. Данная мера позволит одновременно стимулировать процесс технологического обновления и не использовать основные средства выше срока полезного использования.

В целях стимулирования проведения налогоплательщиками энергосберегающей политики имеет смысл освободить от обложения налогом на имущество энергоэффективное оборудование. При этом перечень данного оборудования с указанием класса энергоэффективности должен быть разработан при активном содействии отраслевых ассоциаций и союзов.

Земельный налог. Следует рассмотреть вопрос о предоставлении налоговых каникул для земельных участков, на территории которых осуществляется реализация инвестиционных проектов предприятиями приоритетных отраслей, а также для вновь построенных объектов (земельный налог не уплачивается с земельного участка, расположенного под вновь построенным объектом основных средств).

По различным оценкам, реализация заявленных мероприятий позволит предприятиям приоритетных отраслей увеличить объем инвестиций в основные средства на 18–22%, что обеспечит выполнение задачи простого воспроизводства основных фондов в масштабах отраслей и расширенного воспроизводства на отдельных предприятиях.

ЭЛЕМЕНТЫ СТРАТЕГИИ

УПРАВЛЕНИЯ И ЛОГИСТИКИ ИННОВАЦИЙ

НА ТЕРРИТОРИАЛЬНОМ УРОВНЕ

А. Э. Заенчковский

Филиал НИУ МЭИ в г. Смоленске, Россия, [email protected]

Применение системного подхода к стратегическому планированию на территориальном уровне предполагает разработку системы стратегий, которая поддерживает стратегию развития региона, в состав которой входят инновационная, инвестиционная, финансовая, промышленная стратегии.[1] Так, в настоящее время основой экономического развития регионов является инновационная направленность ключевых отраслей экономики. Активная инновационная деятельность предполагает эффективное использование ресурсного потенциала региона, расширение экономических связей, рост интенсивности процессов инвестирования на различных уровнях региональных социально-экономических систем. Следует признать, что формирование национальной инновационной экономики в значительной степени определяется уровнем регионального инновационного развития. В тоже время наличие таких факторов, как длительный период реализации инновационных проектов, необходимость учета при их разработке специфики и потенциала региона, а также особенностей территориальных экономических интересов, долгосрочный характер проявляющихся инновационных эффектов, требует осуществления стратегического подхода к управлению инновационным развитием региона.

Следует отметить, что в рамках отдельных регионов осуществляется разработка инновационных стратегий.[2] Однако в большинстве случаев данные стратегии представляют собой лишь общий план действий в инновационной сфере для органов региональной администрации и ряда других субъектов инновационной среды региона. В некоторых регионах реализуемые мероприятия в области инноваций приведены в одном из разделов стратегии социально-экономического развития. При этом в данном разделе взаимосвязь приоритетных направлений развития конкретного региона и действий в инновационной сфере практически не рассматривается. Как представляется, инновационная стратегия должна содержать ключевые направления инновационного развития региона, ориентированные на долгосрочную перспективу, выбор и разработка которых осуществляется с учетом характеристик инновационного потенциала региона, а также методы их реализации.

В этой связи актуальной является задача номинализации и идентификации инновационных стратегий региона и регионального промышленного комплекса и определение их связи с общими региональными социально-экономическими стратегиями. Авторам представляется, что инновационные стратегии развития регионального промышленного комплекса являются промежуточным звеном. С их учетом в региональном промышленном комплексе в дальнейшем должны разрабатываться стратегии развития инновационной инфраструктуры, социальной сферы и сферы услуг, которые, в свою очередь, определяют инновационные стратегии конкретных субъектов экономики региона. Потому интерес представляют возможные стратегии развития инновационной инфраструктуры регионального промышленного комплекса, которые определяются стратегией социально-экономического развития региона, инновационной стратегией развития регионального промышленного комплекса, текущим состоянием инфраструктуры и наличием источников финансирования их формирования и развития.

Выбор конкретной стратегий развития инновационной инфраструктуры регионального промышленного комплекса дожжен осуществляться с учетом характеристик инновационного потенциала данного регионального промышленного комплекса. Кроме того, набор анализируемых стратегий развития инновационной инфраструктуры определяется выбранной ранее инновационной стратегией регионального промышленного комплекса.

В таблице 1 приведены стратегии развития инновационной инфраструктуры, соответствующие инновационным стратегиям регионального промышленного комплекса.

Таблица 1 – Соответствие стратегий развития инновационной инфраструктуры

некоторым инновационным стратегиям устойчивого развития

регионального промышленного комплекса

Стратегическое видение основного направления развития территории	Инновационная стратегия промышленного комплекса	Стратегии развития инновационной инфраструктуры
активное развитие инноваций на основе комплексного промышленно-экономического развития региона; обязательное условие – наличие развитой инфраструктуры поддержки инноваций	генерации инноваций	виртуализации; инкубации; консолидации кластеров; информатизации инновационной деятельности; совершенствования кадрового потенциала
	экспериментально-инновационной апробации	виртуализации; инкубации; развития каналов коммерциализации инноваций
	наукоемких разработок	виртуализации; инкубации; развития каналов коммерциализации; информатизации инновационной деятельности; совершенствования кадрового потенциала
	инновационной интеграции	виртуализации; консолидации кластеров; информатизации инновационной деятельности
Продолжение таблицы 1
совершенствование сильных сторон инновационно-промышленного комплекса в условиях устоявшихся экономико-хозяйственных связей	подготовки инновационных кадров	информатизации инновационной деятельности; совершенствования кадрового потенциала
	адаптации инноваций	виртуализации; инкубации; консолидации кластеров; развития каналов коммерциализации; информатизации инновационной деятельности
	распространения инноваций	развития каналов коммерциализации; информатизации инновационной деятельности; совершенствования кадрового потенциала
инкубация и развитие инновационных точек роста в условиях дефицита инновационного предложения и неразвитости инновационно-технологических цепочек	инновационного заимствования	виртуализации; информатизации инновационной деятельности; совершенствования кадрового потенциала
	инвестирования инноваций	инкубации; консолидации кластеров; развития каналов коммерциализации; информатизации инновационной деятельности
	локальных инноваций	информатизации инновационной деятельности;