Научно-издательский центр «Открытие»
otkritieinfo.ru
НАУКА XXI ВЕКА: НОВЫЙ ПОДХОД
Материалы IV молодёжной
международной научно-практической конференции студентов, аспирантов
и молодых учёных
26-27 ноября 2012 года
г. Санкт-Петербург
УДК 001
ББК 72я431
Наука XXI века: новый подход
Материалы IV молодёжной международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных 26-27 ноября 2012 года, г. Санкт-Петербург
Представлены материалы докладов IV 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 медицины, 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 978-5-8430-0231-2
СЕКЦИЯ 1. Информационные технологии
О РЕАЛИЗАЦИИ НЕЧЁТКОГО ПОИСКА
ПО БАЗЕ НАЗВАНИЙ
А. А. Гаджиалиханова
Дагестанский государственный университет, г. Махачкала,
Россия, [email protected]
Одной из задач построения любого веб – проекта является реализация нечеткого поиска, так как пользователи часто ошибаются или, иногда, не знают точных терминов, названий или имен.
Задачу нечеткого поиска можно сформулировать так: «По заданному слову найти в тексте или словаре размера n все слова, совпадающие с этим словом (или начинающиеся с этого слова) с учетом k возможных различий». Например, при запросе «Дискретная» с учетом двух возможных ошибок, найти слова «Дисмретная», «Дисчротная», «Дискертная» и так далее.
Алгоритмы нечеткого поиска характеризуются метрикой — функцией расстояния между двумя словами, позволяющей оценить степень их сходства в данном контексте. Строгое математическое определение метрики включает в себя необходимость соответствия условию неравенства треугольника для элементов из множества слов: p(x,y)=<p(x,z)+p(z,y), (p — метрика). Между тем, в большинстве случаев под метрикой подразумевается более общее понятие, не требующее выполнения такого условия, это понятие можно также назвать расстоянием. В числе наиболее известных метрик — расстояния Хемминга, Левенштейна и Дамерау-Левенштейна.
В данной статье описывается возможная реализация нечеткого поиска по базе названий учебно-методических комплексов (УМК) по различным дисциплинам, которую можно использовать для организации поиска на сайте Дагестанского государственного университета (www.dgu.ru).
Задача. Реализовать строку поиска, в которой пользователи могли бы указывать названия интересующих их УМК. Результаты поиска должны выводиться в процессе набора в выпадающем списке. Поиск должен учитывать возможные ошибки и опечатки пользователей (например, архитектура - архетектура). Для каждого учебного предмета должна быть возможность задавать множество синонимов (например, Архитектура компьютера – Архитектура ПК).
Учитывая, что размер словаря для рассматриваемого случая меньше, чем у поисковых системам, реализация поиска построена на основании расстояния редактирования без построения n - граммного индекса[1].
В работе реализован алгоритм Вагнера-Фишера адаптированный для нахождения расстояния Дамерау-Левенштейна [2] с модификациями:
- разная «стоимость» операций: «стоимость» операций вставки и удаления — 2, операции обмена — 1; «стоимость» операции замены одного символа другим вычисляется следующим образом: если клавиши, соответствующие сравниваемым символам, расположены рядом на клавиатуре, то «стоимость» замены — 1, иначе - 2.
- в качестве результата возвращается префиксное расстояние, т.е. минимальное расстояние между словом запроса и всеми префиксами слова из словаря. Это делается с учетом того, что слова запроса, сравниваемые со словарными формами, как правило, будут обрезаны.
Реализация алгоритма выполнена на языке C# в среде Visual Studio 2012. В результате при ~1 тыс. уникальных слов время поиска в среднем составило ~4 мс.
Литература
- en.wikipedia.org/wiki/Damerau%E2%80%93Levenshtein_distance
- http://habrahabr.ru/post/123320/
- Информационный поиск и поиск по сходству [электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.itman.narod.ru/, свободный.
РОЛЬ ОНЛАЙН СЕРВИСОВ
В ДЕЯТЕЛЬНОСТИ БАНКОВ
С. В. Ишкова
Дальневосточный федеральный университет, г. Владивосток,
Россия, e-mail: [email protected]
Система безналичных расчетов в России не перестает совершенствоваться. Платежные системы банков, функционирующие на основе прогрессивных технологий, обеспечивают стабильность банковской системы, снижают операционные издержки хозяйствующих субъектов, повышают ликвидность финансового рынка, эффективность использования финансовых ресурсов и способствуют проведению денежно-кредитной политики государства.
Возникновение и активное внедрение новых банковских технологий сыграло решающую роль в процессе оптимизации и совершенствования системы безналичных расчетов, которая достигла в своем развитии качественно нового этапа за счет повышения технологического уровня проведения платежей. Сегодня одной из прогрессивных технологий проведения безналичных расчетов является использование в деятельности банков дистанционного обслуживания клиентов.
Наиболее динамично развивающимся направлением финансовых онлайн-решений является управление банковскими счетами через интернет или интернет-банкинг. Посредством использования интернет-систем, как правило, можно проводить безналичные внутри- и межбанковские платежи, оплачивать коммунальные услуги, доступ в интернет, счета операторов сотовой связи. Это далеко не полный список всех возможностей, которые высокие технологии открывают перед клиентом банка. С каждым годом спектр удаленных банковских услуг расширяется, а их преимущества становятся еще более очевидными. Банки, предоставляющие интернет-услуги, используют специальные системы, которые могут быть разработаны как их собственными специалистами, так и отечественными фирмами-разработчиками [2].
Актуальность затронутой темы заключается в том, что в условиях усиливающейся межбанковской конкуренции успех предпринимательской деятельности будет сопутствовать тем банкирам, которые лучше овладеют современными методами управления банковскими процессами.
Необходимо отметить, что внедрение онлайн сервисов имеет целью повысить уровень операционной деятельности и создать единое информационное пространство банка, что позволит:
- увеличить эффективность работы подразделений банка;
- уменьшить затраты на выполнение операций;
- организовать дистанционное обслуживание клиентов;
- создать механизм разделения доступа к информации и ее защиту;
- обеспечить высокую надежность и скорость обслуживания клиентов.
Для определения уровня использования интернет-технологий банковскими учреждения на территории города Арсеньева были проведены исследования в области работы онлайн сервисов банковских систем с точки зрения обычного пользователя.
В связи с этим были поставлены следующие задачи - изучить и проанализировать работу данных систем, оценить удобство работы с системой, ее функциональность и доступность.
В ходе данного исследования сравнивались системы интернет-банкинга трех банковских учреждений города Арсеньева - ОАО «Сбербанк», ОАО АКБ «РОСБАНК» и ОАО CКБ Приморья «Примсоцбанк».
Для пользования сервисами Интернет-банкинга указанных банковских учреждений клиенту необходимо иметь:
- пластиковую карту или текущий банковский счет в рублях (допускается и иностранная валюта);
- мобильный телефон, подключенный к оператору сотовой связи;
- электронное устройство (ПК, ноутбук, мобильные устройства и т.п.) с доступом к ресурсам сети Интернет.
Сбербанк ОнЛ@йн (ОАО «Сбербанк») – система интернет-обслуживания клиентов Сбербанка, которая позволяет осуществлять управление счетами, проводить платежи в автоматическом режиме [1].
«Сбербанк Онлайн» представляет собой программный комплекс, использование которого возможно через браузер. То есть он выполнен как серверное приложение, и установка дополнительных программ на компьютер пользователя не требуется.
Идентификатор пользователя (логин) и постоянный пароль для входа в систему можно получить двумя способами: либо через устройства самообслуживания, то есть банкоматы, либо через мобильный телефон, если подключена услуга «Мобильный банк». В этом случае достаточно отправить СМС-запрос на определенный номер.
Помимо постоянного пароля система также использует разовые, которые требуются для обеспечения большей безопасности клиентов при совершении операций. Их также можно получить через банкомат либо через СМС.
Любой клиент банка, который подключается к услуге, может самостоятельно управлять собственными вкладами, переводить денежные средства как между своими счетами, так и на счета финансовых организаций, погашать задолженности по кредитам. Также «Сбербанк Онлайн» позволяет давать и отменять денежные поручения, блокировать и разблокировать собственные карты, приостанавливать те или иные операции по счетам. Использование системы онлайн-банкинга позволяет клиенту всегда быть в курсе остатков денежных средств по своим счетам, получать банковские выписки по оным, не выходя из дома. Востребованы среди клиентов и информационные услуги по картам Сбербанка: какие денежные операции и в какой период проводились, какие средства доступны на данный момент и т.д.
Система «Сбербанк Онлайн» станет невероятно удобной для тех, кто пользуется программами кредитования в данном банке. Благодаря ей вы всегда сможете быть проинформированы относительно того, каков размер непогашенной задолженности на сегодняшний день, до какого числа и в каком размере необходимо внести обязательный платеж, какое количество процентов было начислено по кредиту за текущий месяц. Следить за кредитом таким образом невероятно удобно: отпадает необходимость каждый раз приезжать в отделение банка, выстаивать очередь, задавать те же вопросы кассиру или менеджеру банка.
«Сбербанк Онлайн» позволяет клиентам непосредственно через Интернет оплачивать налоги, штрафы из ГИБДД, различные счета, товары, приобретенные в Интернет-магазинах. Осуществлять денежные переводы и платежи можно на любой счет. При этом не имеет значения, подключен получатель к услуге «Сбербанк Онлайн» или нет [1].
Использование услуги является бесплатным, ежемесячная плата не взимается. При этом пользователи получают ряд преимуществ по сравнению с традиционным обслуживанием в офисе. Во-первых, совершение операций обходится значительно дешевле: платежи в адрес организаций, с которыми у Сбербанка нет договора на прием платежей, обойдутся в 2%, а не 3% от суммы. Во-вторых, клиент будет избавлен от необходимости ждать в очереди.
Примсоцбанк (ОАО CКБ Приморья «Примсоцбанк») – этот сервис дистанционного обслуживания позволяет оплачивать услуги жилищно-коммунальных служб, городской и междугородной связи, интернет-провайдеров и другие услуги [4]. Большинство функций, перечисленные при рассмотрении системы «Сбербанк-онлайн», также присутствуют и в этом сервисе.
Преимущества данного сервиса для клиентов банка следующие:
- самостоятельное управление счетами;
- оплата широкого спектра услуг без комиссий;
- круглосуточное ведение операций;
- гарантированная безопасность денежных средств;
- переводы без комиссии внутри банка.
Подключить сервис можно, обратившись в любое подразделение Примсоцбанка, заполнив и подписав Заявление. Однако пользование сервисом является платным (40 рублей ежемесячно). Помимо этого за подключение дополнительных счетов взимается плата в размере 10 рублей.
Система «Интернет-Банк» (ОАО АКБ «РОСБАНК») – это система дистанционного банковского обслуживания, которая позволяет осуществлять управление банковскими счетами через сеть Интернет.
Система «Интернет-Банк» позволяет выполнять информационное обслуживание; расчетное обслуживание; операции по вкладам; операции по кредитам; операции по банковским картам; дополнительные операции.
Преимущества работы в системе «Интернет-Банк»:
- быстрота подключения к системе;
- отсутствие необходимости устанавливать и настраивать специальное программное обеспечение;
- процесс приема банком документов на обработку, а также обмен документами осуществляется в любое время суток, без выходных;
- системой можно пользоваться с любого компьютера, подключенного к сети Интернет;
- интуитивно понятный пользователю интерфейс (для использования системы достаточно иметь первоначальные навыки работы с компьютером).
В целях повышения безопасности работы в системе «Интернет-Банк» реализована возможность доступа в систему и совершения операций в системе с подтверждением одноразовыми паролями, сгенерированных Мобильным приложением, которое необходимо установить на мобильный телефон. Плата за подключение и абонентская плата за использование системы «Интернет-Банк» не взимаются [3].
Итак, в ходе проведенного исследования были выявлены следующие преимущества и недостатки систем интернет-банкинга на примере банковских учреждений города Арсеньева, представленные в Таблице 1.
Таблица 1 - Преимущества и недостатки систем интернет-банкинга на примере банков города Арсеньева
| Банк | Преимущества | Недостатки |
| Сбербанк | Отсутствие платы за пользование системой | Ограничена возможность выхода с мобильных устройств |
| Большой выбор операций для физических лиц | ||
| Подробная информация для клиента | ||
| Удобство пользования системой | ||
| Безопасность движения денежных средств | ||
| Примсоцбанк | Удобство пользования системой | Плата за пользование системой |
| Безопасность движения денежных средств | Недостаток информации по операциям | |
| Круглосуточное ведение операций | ||
| Росбанк | Отсутствие платы за пользование системой | Недостаток информации по операциям |
| Большой выбор операций для физических лиц | ||
| Удобство пользования системой | ||
| Безопасность движения денежных средств | ||
| Доступ к системе с большинства мобильных устройств |
Во всех представленных системах банковского обслуживания существует двойственный признак, который может рассматриваться одновременно и как преимущество, и как недостаток. Этим признаком является сложность регистрации в системе. С одной стороны она обеспечивает безопасность движения средств, но с другой - усложняет процесс регистрации пользователя в системе.
При проведении данного исследования были выявлены и основные причины, тормозящие развитие банковских интернет-услуг на территории г. Арсеньева. Это:
- отсутствие у пользователей привычки к банковским услугам в целом и к безналичным расчетам в частности;
- недостаточная информированность клиентов о системах;
- отсутствие необходимой телекоммуникационной инфраструктуры, способной обеспечить физическую возможность доступа населения к финансовым онлайн услугам;
- банки после установки системы интернет-банкинга не проводят мероприятий по продвижению новой услуги, не закрепляют за интернет-сервисами специальных менеджеров проектов, и в результате их курируют службы информационных технологий, не ориентированные на клиента.
Для устранения перечисленных недостатков банки должны активно заняться формированием спроса на интернет-услуги, в первую очередь, проводя разъяснительную работу среди своих клиентов.
В заключении необходимо отметить, что рынок банковских платежных технологий нового века серьезно отличается от рынка века предыдущего. Инновации, внедряемые кредитными организациями в сфере безналичных расчетов, значительно повышают эффективность и качество расчетного обслуживания клиентов банка. Конкуренция на рынке дистанционного обслуживания пока не очень высока, но она будет ужесточаться по мере повышения финансовой и «интернет» образованности банковских клиентов. Количество качественных и недорогих продуктов, предлагаемых посредством дистанционного банковского обслуживания, постоянно увеличивается. Следовательно, скоро эти услуги будут воспринимать как стандартные.
Литература
- Все о Системе «Сбербанк ОнЛ@йн». [Электронный ресурс]. - Электрон. дан. - Режим доступа: https://esk.sbrf.ru (дата обращения 15.11.2012)
- Роль интернет-банкинга в оптимизации безналичных расчетов [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.iprmedia.ru
/articlesitem.php?id=27&page=0 (дата обращения 22.11.2012) - Система «Интернет-Банк» ОАО АКБ «РОСБАНК». [Электронный ресурс]. - Электрон. дан. - Режим доступа: http://www.rosbank.ru/ru/dbo/dbo-personal/dbo-personal-ib/ (дата обращения 15.11.2012)
- Система Интернет-банкинг ОАО CКБ Приморья «Примсоцбанк». [Электронный ресурс]. - Электрон. дан. - Режим доступа: http://www.
pskb.com/private/remote/ (дата обращения 19.11.2012)
«СПРАВОЧНИК СТУДЕНТА»
НА ОСНОВЕ ВЕБ-СЕРВИСОВ
Ш. Р. Рамалданова
Дагестанский государственный университет, г. Махачкала,
Россия, [email protected]
Веб - сервисы – это общепринятый механизм обмена, доступа и управления данными в настоящее время.
Многие веб - сервисы, ориентированные на данные, выполняют всего одну задачу – исполняют оператор в базе данных или вызывают хранимую процедуру. Поэтому, часто можно обойтись использованием средств создания веб - служб для объектов баз данных, таких как хранимые процедуры и определяемые пользователем функции.
В работе приводится пример создания приложения - корпоративного «Справочника студента», построенного на базе веб-служб, в котором зарегистрированные студенты могут обновлять личные данные по сети Интернет.
Для создания веб - службы требуются серверный и клиентский компоненты. Серверный компонент создаётся путем упаковки сценария T-SQL в оболочку SQLXML 3.0, а клиентское приложение для обращения к созданной веб - службе является Windows Forms – приложением, созданным на языке C# в среде Visual Studio 2010.
Серверная часть справочника включает вызовы хранимых процедур и пользовательских функций с передачей параметров и получением возвращаемых значений. Для написания сценария T-SQL, применяемого для создания веб - службы, можно воспользоваться утилитой Query Analyzer SQL Server. После того как сценарий создания базы данных и добавления в нее таблиц, хранимых процедур и пользовательских функций будет исполнен и создание базы данных будет завершено, нужно запустить инструмент SQLXML 3.0 IIS Virtual Directory Management. Этот инструмент подготавливает приложение для работы с базой данных таким образом, что все хранимые процедуры, пользовательские функции и шаблоны становятся доступными как веб - методы для создания веб - службы.
Находясь в виртуальном каталоге, необходимо создать объект SOAP (Simple Object Access Protocol), описывающий веб - службу. Настройка объекта SOAP осуществляется путем выбора объектов базы данных, которые должны быть представлены как веб - методы.
Используемая виртуальным каталогом учетная запись должна иметь как минимум доступ к используемой веб-службой базе данных и разрешение на исполнение EXECUTE для любого из объектов базы данных, которые предоставляются в качестве веб - метода.
Код T-SQL для «Справочника студента» включает в себя набор объектов базы данных, предназначенных для поиска телефонов, адресов студентов. В данной модели пользователь может указать свой идентификационный номер и пароль для изменения личных реквизитов — телефонного номера, имени, фамилии, адреса и пароля. При этом пользователь не может изменить сведения о других студентах. Менять пароли любых студентов имеет право только администратор приложения.
Основой нашего приложения являются сценарии трех хранимых процедур и одной пользовательской функции. Первая хранимая процедура обеспечивает поиск телефонов по введенному имени. Вторая хранимая процедура, UpdateStudentsPhonesRow, выполняет обновление полей имени, фамилии, адреса, телефона и пароля. Выполняя данную процедуру, пользователь может обновить любую комбинацию этих полей таблицы. Функция ValidNewPW() возвращает новый пароль, если указан правильный старый пароль пользователя или пароль администратора.
Хранимая процедура UpdatePassword выполняет обновление пароля, правильность которого проверена ранее пользовательской функцией ValidNewPW().
Поскольку нельзя допустить, чтобы любой пользователь мог выполнять неавторизованные действия на сервере базы данных, то используется код T-SQL, отвечающий за создание учетной записи, которую будет задействовать приложение. Учетная запись обладает минимальным набором прав, необходимых для исполнения приложения веб-службы Минимальный набор разрешений для веб-службы включает доступ к базе данных, содержащей информацию о студентах и исполнение уже разобранных хранимых процедур и пользовательской функции.
Для создания клиентского приложения, которое будет обращаться к созданной веб - службе использовалась среда Visual Studio 2010 и язык С#. Клиентское приложение может исполняться на любом компьютере, где установлена среда.NET Framework.
ПРИМЕНЕНИЕ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ КАРТ
ДЛЯ ВИЗУАЛИЗАЦИИ НОМЕНКЛАТУРЫ ДЕЛ
В. С. Солодкова, Г. П. Жигулин
НИУ ИТМО, г. Санкт-Петеребург, Россия
На сегодняшний день, сложно себе представить нормальный документооборот в любой организации без ведения номенклатуры дел. Благодаря ведению номенклатуры систематизировать всевозможные документы в дела, вести общий учет дел и находить необходимые бумаги очень просто. Существующие подходы для ведения и визуализации номенклатуры дел создают трудности по работе с номенклатурой дел на предприятиях с большим потоком документов и не всегда используют возможности современного аппаратного обеспечения — например, мониторов с высоким разрешением. Система визуализации номенклатуры дел с применением интеллектуальных карт разрабатывается, чтобы решить задачи информационной безопасности и сделать работу с номенклатурой дел более эффективной.
Применение интеллектуальных карт сделает систему визуализации номенклатуры дел расширяемой; позволит осуществлять анализ ссылочной целостности данных при редактировании информации; будет обеспечивать разграничение доступа к информации и выполняемым пользователем операциям.
При разработке такой системы были применены интеллектуальные карты и диаграмма вариантов использования. Интеллектуальные карты – это способ изображения процесса системного мышления с помощью схем [2]. Они реализуются в виде древовидной схемы. Их можно создавать вручную, но процесс может быть поддержан специализированным программным обеспечением. Для работы с интеллектуальными картами была использована программа FreeMind, т.к. она имеет наименьшее количество недостатков. А также в ней можно добавлять атрибуты и защищенные узлы.
Для того чтобы более точно понять как должна работать система, используется описание функциональности системы через варианты использования (Use Case) [1]. При разработке алгоритмов системы визуализации номенклатуры дел с применением интеллектуальных карт пользователей нужно разделить на типы, и для каждого типа пользователя определить действия, которые они могут выполнять в системе. Так как дела имеют разные режимы секретности, то пользователей можно разделить на группы: пользователи, которые имеют допуск и которым разрешен доступ к конфиденциальной информации и пользователи, которые не могут работать с этой информацией. Также действия над делами разделяются на два типа: просмотр и редактирование. Редактированием могут заниматься только те пользователи, которые являются сотрудниками отдела делопроизводства. А просмотр могут совершать все пользователи системы. На рисунке 1 представлена диаграмма вариантов использования системы визуализации номенклатуры дел. На рисунке 2 представлен пример номенклатуры дел производственного предприятия в виде интеллектуальной карты.
Рисунок 1 — Диаграмма вариантов использования системы визуализации номенклатуры дел
При визуализации номенклатуры дел центральным объектом будет «номенклатура дел». Дальше в виде дерева от него будут отходить ветви — подразделения предприятия. Потом для простоты использования номенклатуры можно разделить на отделы [3]. У каждого подразделения и отдела есть свой индекс. От подразделения или отделения отходят ветви с названием дела. Каждое дело отличается сроком хранения. Также дела отличаются грифом секретности. Для отображения индекса, срока хранения и грифа секретности дела применяются соответствующие атрибуты. Для обеспечения безопасности конфиденциальной информации можно защитить отдельную ветвь номенклатуры паролем. С помощью диаграммы вариантов использования получаем разграничение доступа. Пользователи, которые имеют допуск и которым разрешен доступ к конфиденциальной информации, могут выполнять действия над делами разных режимов. А пользователи, которые не имеют допуск или доступ к конфиденциальным документам могут выполнять действия только над делами без грифа «конфиденциально». Редактированием могут заниматься только те пользователи, которые являются сотрудниками отдела делопроизводства. В редактирование включается удаление, добавление и изменение дел. А просмотр могут совершать все пользователи системы.
Рисунок 2 — Интеллектуальная карта номенклатуры дел производственного предприятия
Таким образом, была разработана система визуализации номенклатуры дел с применением интеллектуальных карт. На мой взгляд, использование интеллектуальных карт повышает наглядность, уменьшает время поиска и доступа к делам, позволяет эффективно унифицировать данные в полном объеме и систематизировать номенклатуру.
Литература
- Буч, Грейди. Язык UML. Руководство пользователя — М. [и др.]: ДМК, 2000.— 429с.
- Тони и Барри Бьюзен, Супермышление — BBC: 2007. — 320с.
- Хорст Мюллер. Составление ментальных карт. Метод генерации и структурирования идей. — Омега-Л, 2007. — 128 с.
СЕКЦИЯ 2.Технические науки
ИССЛЕДОВАНИЕ ВИБРАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЛОПАТОК ГТД
С. В. Скоробогатов, А. Г. Киренчев.
Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет, Россия, [email protected]
Из многолетнего опыта эксплуатации ГТД видно, что одной из основных причин досрочного снятия двигателей с летательных аппаратов является повреждение лопаток первых ступеней компрессора. Поэтому основными целями исследования вибрационных характеристик лопаток компрессора с имитацией дефекта (повреждения) являются:
- выявление закономерностей в изменении параметров вибрации лопаток при внесении повреждения;
- анализ возможности использования параметров вибрации для разработки критерия оценки технического состояния лопаток ГТД.
В процессе исследования была рассмотрена методика диагностирования рабочих лопаток ГТД, позволяющая определять трещины, забоины, вмятины и другие дефекты, приводящие к разрушению лопаток. Диагностирование дефектов рабочих лопаток в процессе их работы является сложной инженерной задачей, от эффективности решения которой зависит долговечность и безопасность эксплуатации ГТД. Условия нагружения лопаток определяют характер образования на них трещин. В процессе работы лопатки испытывают два вида нагружения: многоцикловые нагрузки на рабочих режимах и малоцикловые нагрузки высокой амплитуды при прохождении резонанса в процессе разгона - остановки. Именно малоцикловая усталость является причиной образования микротрещин на лопатках, которые в дальнейшем развиваются под действием многоцикловых нагрузок.
В данной статье опускается большая часть теоретической информации по вибрационным характеристикам ГТД, так как эту информацию можно найти в литературном источнике [2].
Испытания проводились на лопатке первой ступени компрессора ГТД, колебания которой возбуждались при помощи электродинамического вибратора. Лопатка рассматривалась как колебательная система с одной степенью свободы. При создании большого усилия в креплении лопатки можно пренебречь демпфированием и заменить широкополосное случайное возбуждение, необходимое для имитации реальных условий, синусоидальным, что позволяет выбрать схему возбуждения колебаний лопатки с помощью стержневого электродинамического вибратора. Стержень вибратора крепился на периферийной части лопатки. Лопатка фиксировалась с помощью болтов в зажиме стенда. Считалось, что лопатка закреплена в зажиме жестко, если дальнейшее поджатие зажимных болтов не изменяет частоту собственных колебаний лопаток. Для выявления зависимости измерения параметров вибрации от внесения дефекта по передней кромке пера лопатки производились запилы различной глубины.
Погрешности усилия крепления на частоту собственных колебаний не учитываются так, как запилы производились без снятия лопатки со стенда.
Для проведения испытаний на замок лопатки устанавливался датчик колебаний KS-50, входящий в состав виброметра Robotron 00042. Датчик работает в диапазоне частот 0,5-4000 Гц и не искажаемо измеряет относительные деформации до 1,5%. Датчик крепился на замке лопатки удерживающим магнитом, входящим в комплект поставки. Данный вид крепления обеспечивал простоту установки и надежное крепление, а также приемник электрически изолировался от объекта диагностирования. В качестве усилителя сигнала с датчиков и АЦП была выбрана 16 битная звуковая карта SB-Live. Для регистрации колебаний использовался компьютер. Для визуального анализа использовался программный продукт SpectraLAB.
При анализе с частотой задатчика 20Hz видно, пиковое значение увеличивается с увеличения запила:
- без запила 23.63%;
- с запилом 10мм 25.57%;
- с запилом 20мм 28,57%;
- с запилом 30мм 48.32%.
Данная закономерность прослеживается в интервале от 18 Hz до 4kHz. Верхняя граница в 4 kHz обусловлена не линейным законом изменения частоты после этой границы. При частоте задатчика в 200Hz(Рис.1):
- без запила 41.98%;
- с запилом 10мм 49.63%;
- с запилом 20 мм 55.57%.
АБ
В
Рис. 1. Вибрация целой лопатки, без запила (А),
с запилом 20 мм (Б) и с запилом 30 мм (В), при 200 Hz
Данный метод очень прост в использовании, но обладает большим недостатком, так как он может дать только качественную оценку (т.е больше или в норме), а количественную, прогноз и тип дефекта с помощью этого метода определить нельзя.
Для более точного анализа можно воспользоваться методом огибающих.
Для анализа разделим диапазон частот на три части:
- диапазон низкочастотной вибрации от 1 Hz до 31.5Hz;
- диапазон среднечастотной вибрации от 32 Hz до 125Hz;
- диапазон высокочастотной вибрации от 125 Hz до 1kHz.
Таблица 1- Результаты эксперимента
| Частота задатчика 20 Hz | ||||||
| Диапазон | Без запила | Запил 10 мм | Запил 20 мм | |||
| Пик Hz | Пик dB | Пик Hz | Пик dB | Пик Hz | Пик dB | |
| Низкочастотный | 24,9023 | 46,95106 | 24,9023 | 47,40568 | 24,9023 | 47,99911 |
| Среднечастотный | 73,9746 | 67,70179 | 73,9746 | 67,01051 | 73,9746 | 66,28006 |
| Высокочастотный | 172,1191 | 65,67932 | 172,8516 | 68,2265 | 173,584 | 69,2317 |
| Частота задатчика 200 Hz | ||||||
| Низкочастотный | 2,9297 | 27,27715 | 5,127 | 29,51386 | 10,9863 | 30,06282 |
| Среднечастотный | 49,8047 | 53,6882 | 49,8047 | 53,3841 | 49,8047 | 53,36469 |
| Высокочастотный | 224,1211 | 64,05192 | 222,6562 | 66,37692 | 673,0957 | 69,51517 |
| Частота задатчика 2000 Hz | ||||||
| Низкочастотный | 10,2539 | 22,54293 | 5,8594 | 27,37483 | 10,2539 | 27,58731 |
| Среднечастотный | 49,8047 | 53,53686 | 49,8047 | 53,23692 | 49,8047 | 53,29857 |
| Высокочастотный | 249,7559 | 36,15022 | 249,7559 | 36,2968 | 249,7559 | 37,00105 |
| Частота задатчика 20000 Hz | ||||||
| Низкочастотный | 3,6621 | 32,36388 | 5,8594 | 30,4753 | 11,7188 | 28,30115 |
| Среднечастотный | 49,8047 | 53,63012 | 49,8047 | 53,37695 | 49,8047 | 53,59953 |
| Высокочастотный | 249,7559 | 35,52107 | 249,7559 | 34,6494 | 249,7559 | 35,10429 |
Выводы:
Выявлено что при низких частотах задатчика 20 Hz пиковые частоты не сдвигаются, а происходит только увеличение уровня вибрации при увеличении запила. Данное утверждение верно только для низкой и высокочастотной вибрации, так как на средних частотах очень мало отношение сигнал/шум. При частотах задатчика до 20000 Hz в низкочастотном и высокочастотном диапазоне также имеется увеличение уровня вибрации при увеличении забоины.
При частотах задатчика 20000Hz все параметры ведут себя не линейно из-за не линейной зависимости датчика на частотах выше 4000 Hz.
Основываясь на полученных результатах можно утверждать, что существует четкая зависимость вибрационных характеристик лопаток ГТД от их технического состояния (наличия/отсутствия дефекта). Но размеры реальных повреждений лопаток ГТД на ранних этапах их развития намного меньше исследуемых нами, поэтому для практического применения данного метода необходима более чувствительная аппаратура.
Литература
- Щеников Я. А. Программное обеспечение процессов и систем: метод, указания к выполнению практ. занятий № 1-11 СПб.: Изд-во СПб госуниверситета аэрокосмического приборостроения, 2006. - 78 с.
- Полонский А.П„ Хрюкина Р.Ф., Пущин Р.В. Исследование вибрационных характеристик лопаток ГТД //Восточно- Сибирский авиационный сборник. 2005.- Вып. 3, 357 с.
ПАГУБНОЕ ВЛИЯНИЕ ВИБРАЦИИ
НА ОРГАНИЗМ ЧЕЛОВЕКА
С. В. Скоробогатов, А. Г. Киренчев
Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет, Россия, [email protected]
В современном мире имеется большое количество инструментов, станков, установок и машин, которые являются источниками вибрации. Простой работник, использующий отбойный молоток может не подозревать об опасности, которой подвергается его организм при работе с данным инструментом. Нормы производственной вибрации установлены государственным стандартом еще с 1978 года, но, несмотря на это, рядовые работники и в наши дни не знают об опасности вибрации. Цель данной статьи состоит в том, чтобы объяснить принцип действия вибрации на организм человека, и перечислить меры по защите от ее пагубного воздействия.
Вибрация — это физический фактор, действие которого определяется передачей человеку механической энергии от источника колебаний[2].
Ручные инструменты ударного действия широко распространены в различных отраслях промышленности (строительстве, машиностроении, авиации и горнорудной промышленности). Работа с этими машинами сопровождается не только вибрационным воздействием, но и значительным физическим напряжением. Неудобные рабочие позы, различные усилия нажима на инструмент(10-40 кг) создают значительное статическое напряжение мышц плеча и плечевого пояса, что усугубляет неблагоприятное воздействие вибрации.
Доказано, что тело человека представляет собой сложную колебательную систему, которая при частотах менее 2 Гц отвечает на колебания как жесткая масса. Но при более высоких частотах в нашем организме происходит резонансное усиление колебаний, которое при длительном воздействии ведет к механическим повреждениям тканей, органов и различных систем организма (особенно при возникновении резонанса собственных колебаний тела и внешних воздействий). Для сидящего человека резонанс находится на частотах 4—6 Гц, в положении стоя обнаружены 2 резонансных пика: в 5 и 12 Гц. Собственная частота колебаний таза и спины — 5 Гц, а системы грудь—живот — 3 Гц[1].
Таблица 1.2 - Влияние вибрации на организм человека
| Амплитуда колебаний вибрации, мм | Частота вибрации, Гц | Результат воздействия |
| До 0,015 | Различная | Не влияет на организм |
| 0,016-0,050 | 40-50 | Нервное возбуждение с депрессией |
| 0,051-0,100 | 40-50 | Изменение в центральной нервной системе, сердце и органах слуха |
| 0,101-0,300 | 50-150 | Возможное заболевание |
| 0,101-0,300 | 150-250 | Вызывает виброболезнь |
При постоянном воздействии вибрации у человека возникают различные отклонения в работе организма. Происходят разнообразные изменения в мышцах плечевого пояса, рук и кисте. Это связано как с непосредственной травматизацией мышц, так и с нарушениями регуляции вследствие поражений ЦНС. Под влиянием локальной вибрации возникают также костно-суставные изменения, особенно в локтевых и лучезапястных суставах, в мелких суставах кистей. Костно-суставные деформации происходят из-за нарушения дисперсности тканевых коллоидов, в результате чего кость теряет способность связывать соли кальция. В таблице 1 показано влияние вибрации на организм человека в зависимости от амплитуды и частоты колебаний.
Действие вибрации на нервную систему вызывает нарушение равновесия нервных процессов в сторону преобладания возбуждения, а затем — торможения. Корковые отделы головного мозга чутко реагируют на вибрацию. Особенно чувствительными к действию локальной вибрации являются отделы симпатической нервной системы, регулирующие тонус периферических сосудов.
Воздействие на зрение, особенно на резонансных частотах 20—40 и 60—90 Гц, увеличивает амплитуду колебаний глазного яблока и ухудшает остроту зрения, снижает цветовую чувствительность, суживает границы поля зрения.
При длительном влиянии определенных видов вибрации, может развиться, так называемая, вибрационная болезнь, которая выражается в серьезных нарушениях в состоянии здоровья и, в первую очередь, со стороны нервной системы. Больные жалуются на тупые, ноющие боли в кистях рук, чувство онемения в руках, утомляемость в работе. Чаще такие явления возникают после работы. Заболевание развивается спустя 3—15 лет работы в условиях вибрации и включает в себя четыре стадии[2]:
1) начальная стадия вибрационной болезни, она протекает без выраженных симптомов. При объективном осмотре обнаруживается сниженная чувствительность кончиков пальцев;
2) умеренно выраженная стадия вибрационной болезни, при ней чувство онемения приобретает большую стойкость, снижение чувствительности распространяется на все пальцы и даже на предплечья;
3) выраженная стадия вибрационной болезни, когда значительно белеют пальцы рук, кисти обычно холодные и влажные, пальцы отечные, снижается чувствительность кистей, сильнее выражены изменения в мышцах;
4) стадия генерализованных расстройств; она встречается редко и лишь у рабочих с большим стажем. Сосудистые расстройства распространяются не только на руки, но и ноги, спазмы могут захватывать сердечные и мозговые сосуды. Эта стадия вибрационной болезни относится к малообратимым состояниям с заметным снижением работоспособности.
При приеме на работу, связанную с вибрацией, с целью профилактики вибрационной болезни, рабочие должны проходить предварительные медицинские осмотры. Лица, которые страдают заболеваниями нервной и эндокринной систем, язвенной болезнью, или перенесли обморожение рук, не должны приниматься на работы, связанные с вибрацией.
С целью ранней диагностики заболевания, все лица, которые работают с виброинструментами, должны проходить ежегодный медицинский осмотр. Для предупреждения развития вибрационной болезни проводятся санитарно-технические мероприятия, направленные на уменьшение вибрации. Рекомендуется делать перерывы в работе через каждые 1,5-2 часа работы, на 10-15 минут, а также гимнастические упражнения и массаж рук. С целью профилактики вибрационной болезни, а также сохранения высокой работоспособности человека рекомендуются водные процедуры, массаж, производственная гимнастика, ультрафиолетовое облучение, витаминизация.
Во всех случаях подозрения на вибрационную болезнь, рабочие должны направляться с необходимыми документами к врачу-профпатологу для решения вопроса о связи заболевания с профессиональной деятельностью. При своевременном лечении и рациональном трудоустройстве прогноз вибрационной болезни благоприятен.
В настоящее время нормы вибрационной безопасности установлены ГОСТ 12.1.012-2004. Они устанавливают предельно допустимые величины вибрации в производственных помещениях предприятий (табл. 2).
Таблица 2 - Допустимые величины вибрации
в производственных помещениях предприятий
| Амплитуда колебаний вибрации, мм | Частота вибрации, Гц | Скорость колебательных движений, см/с | Ускорение колебательных движений, см/с2 |
| 0,6-0,4 | До З | 1,12-0,76 | 22-14 |
| 0,4-0,15 | 3-5 | 0,76-0,46 | 14-15 |
| 0,15-0,05 | 5-8 | 0,46-0,25 | 15-13 |
| 0,05-0,03 | 8-15 | 0,25-0,28 | 13-27 |
| 0,03-0,009 | 15-30 | 0,28-0,17 | 27-32 |
| 0,009-0,007 | 30-50 | 0,17-0,22 | 32-70 |
| 0,007-0,005 | 50-75 | 0,22-0,23 | 70-112 |
| 0,005-0,003 | 75-100 | 0,23-0,19 | 112-120 |
| * 1,5-2 | 45-55 | 1,5-2,5 | 25-40 |
