Екологічна безпека та природокористування

Розробка алгоритму оцінювання комплексного показника ергономічності ручного інструменту

В.А. Цопа, О.Є. Кружилко, С.І. Чеберячко, О.В. Дерюгін, Т.О. Негрій — Fri, 29 Mar 2024 00:00:00 +0200

Мета роботи – розробка алгоритму оцінювання комплексного ергономічного показника ручного інструменту, що дозволить зменшити фізичне навантаження при його використанні.
Матеріали і методи. Для розробки алгоритму була використана зазначена в ДСТУ 7895:2015 «Дизайн і ергономіка. Правила оцінювання ергономічного рівня якості промислової продукції» номенклатура ергономічних показників, які розподіляються на два рівні: перший включає зручність використання, керування, контролю та обслуговування, спланованість виробу, гігієнічність виробу і безпечність; другий – фізичне, психічне навантаження, стомлюваність та відповідність антропометричним параметрам.
Результати. Розроблено алгоритм оцінювання комплексного ергономічного показника ручного інструменту, що складається з п’яти кроків: складання переліку ергономічних характеристик ручного інструменту у відповідності до виробничих задач, підбір групи експертів з п’яти і більше фахівців, проведення попереднього оцінювання комплексного ергономічного показника виробу, аналіз отриманих оцінок експертами, обговорення сильних і слабких сторін, конструкції та прийняття рішення щодо вибору вагових коефіцієнтів, перевірка отриманих результатів, розробка рекомендацій щодо умов застосування для конкретного виробу. Особливість запропонованого алгоритму полягає у встановленні вагових коефіцієнтів значущості характеристик інструменту з урахуванням безпечності, зручності та умов праці. Наведено результати оцінювання комплексного ергономічного показника кутових шліфувальних машин, що дозволило встановити дієвість розробленого алгоритму за відгуками учасників дослідження і навести рекомендації щодо його подальшого вдосконалення.
Наукова новизна полягає у встановленні взаємозв’язків між двома рівнями ергономічних показників через вагові коефіцієнти, які дозволяють врахувати складність умов праці, безпечність та зручність ручного інструменту.
Практична цінність полягає у розробці чек-листів для опрацювання бальних оцінок за встановленими ергономічними критеріями.

Імплементація європейських тенденцій щодо зменшення забруднюючих речовин повітря в Україні

С.П. Шаповал, С.Й. Мисак, М.Я. Кузнецова — Fri, 29 Mar 2024 00:00:00 +0200

Робота присвячена аналізу європейських тенденцій щодо зменшення викидів шкідливих речовин та вуглекислого газу. Сьогодні гострою є проблема збільшення СО₂, а отже завдання декарбонізації планети є важливим завданням світової спільноти. Поряд з цим важливим є негативний вплив на екологічну ситуацію в Україні і світі загалом інших забруднюючих речовин, зокрема таких як NO_x, SO₂.
Для зменшення кількості забруднюючих газів у повітрі України було прийнято рішення звернутись до досвіду та практики країн Європейського Союзу (ЄС) та проаналізувати, що вже зроблено, а також, що планується зробити в цьому напрямку в майбутні десятиліття. Для цього здійснено аналіз фактичних даних щодо досягнення зниження викидів СО₂, NO_x, SO₂ країнами Європи, а також зіставлено між собою плани щодо подальшого зниження викидів в найближчі роки цими країнами.
Теоретичні дані проведеного дослідження щодо фактичного зменшення викидів шкідливих речовин в повітря та вуглекислого газу європейськими країнами, а також їх плани щодо подальшого скорочення викидів зазначених речовин мають практичне значення, оскільки показують світові тенденції щодо цієї проблеми світового значення та мають бути застосовані в усіх подальших енергетичних планах як України, так і інших країн, де це не враховується. Тому потрібний ефективний і науково обґрунтований план економії енергії, виробництва чистої енергії, диверсифікації енергоресурсів, мета якого полягає в пришвидшеному переході на чисту енергію, підвищенні енергетичної незалежності від ненадійних постачальників і нестабільного постачання імпортного викопного палива (зокрема, пришвидшена відмова від російських викопних видів палива до 2030 р., які використовуються агресором як економічна і політична зброя), а також в допомозі в розв’язанні проблеми кліматичної кризи.

Оцінка можливості впровадження низькотемпературних систем централізованого теплопостачання в Україні

О.О. Савченко, Ю.С. Юркевич, О.Т. Возняк — Fri, 29 Mar 2024 00:00:00 +0200

Дані дослідження стосуються питань застосування відновлювальних джерел енергії у централізованих системах теплопостачання. В Україні системи централізованого теплопостачання покривають приблизно 50% попиту на теплову енергію в житлово-комунальному секторі. Найчастіше застосовуються системи централізованого теплопостачання 2G, які характеризуються високими температурами теплоносія, відсутністю обліку споживання теплової енергії при транспортуванні теплоносія та використанням викопних видів палива. У країнах Євросоюзу впровадження систем централізованого теплопостачання розглядається як один з ключових напрямків для переходу до декарбонізованої, екологічно безпечної та ефективної енергетичної системи. Розвиток технологій централізованого теплопостачання дозволяє знижувати температури теплоносія у теплових мережах та збільшувати використання відновлювальних джерел енергії. Україна з часом стане повноцінним членом Євросоюзу, а це обумовлює потребу шукати шляхи приведення систем теплопостачання України до рівня 4G, зокрема до низькотемпературних систем теплопостачання з максимально ефективним використанням відновлювальних джерел енергії та відпрацьованого тепла. У даній статті розглянуто кліматологічні, фізико-географічні та соціальні особливості, законодавчі, технічні та фінансово-економічні можливості та бар’єри впровадження низькотемпературних систем теплопостачання в Україні. В результаті аналітичних досліджень встановлено, що в Україні існують передумови для запровадження низькотемпературних систем теплопостачання, проте для приведення систем централізованого теплопостачання до показників 4G потрібно запровадити цілий ряд технічних, правових, соціальних та фінансово-економічних заходів. Наведені дослідження дозволяють встановити заходи, які потребують подальших досліджень для можливості впровадження низькотемпературних систем централізованого теплопостачання зокрема та екологічної безпеки систем теплопостачання в цілому.

Посилення теплового стресу для населення урбанізованих територій на фоні глобальних кліматичних змін

І.О. Святогоров — Fri, 29 Mar 2024 00:00:00 +0200

Поєднання високої температури і відносної вологості атмосферного повітря створює тепловий стрес, що має серйозний вплив на навколишнє середовище, суспільство та здоров’я населення на урбанізованих територіях. На прикладі м. Києва в роботі було досліджено багаторічні зміни теплового стресу в залежності від глобальних кліматичних змін. Вивчалися осереднені місячні багаторічні кліматичні дані міського середовища, починаючи з 1981 року, на підставі моніторингових даних з використанням інструментарію Copernicus Climate Change Service та даних Центральної геофізичної обсерваторії імені Бориса Срезневського. Прогнозна динаміка температури за звичайним та за вологим термометром була досліджена за допомогою програмного забезпечення OriginPro8. Наведено дані щодо залежності частоти та нерівномірності випадіння опадів протягом останніх десятиліть. Отримано залежності величини теплового індексу (НІ) від температури та вологості повітря для різних періодів спостережень. Протягом останнього десятиліття в м. Києві спостерігалося значне збільшення середнього теплового стресу та частоти днів і подій із екстремальним тепловим стресом. За отриманими прогнозними оцінками, у 2050 році тепловий індекс має підвищитися майже на 30%, а ризик для здоров’я населення на прибудинковій території та для робітників відкритого повітря буде трактуватися рівнями «високий» при відносній вологості повітря 80%; «помірний» при відносній вологості повітря 50% і «низький» при відносній вологості повітря 20%. Прогнозна динаміка температури за звичайним та за вологим термометром у липні наприкінці різних періодів складає: 2021–2030 рр. – 24,136⁰С і 26,24⁰С; 2030–2050 рр. – 26,371⁰С і 28,918⁰С відповідно при інших рівних умовах міського середовища. Додаткова можливість впливу на тепловий купол з'являється вже на стадії проєктування, завдяки варіативності розміщення проєктованих будинків на генеральному плані і формоутворення окремих будівель, у правильному співвідношенні площі зелених насаджень до кам’яних поверхонь фасадів і замощення. Дані дослідження стануть в нагоді для можливого зменшення величини теплового куполу над містом при плануванні і реконструкції житлового фонду та розробці заходів кліматичної нейтральності міст України.

Енергоефективність систем життєзабезпечення будівель в «зеленому будівництві»

І.В. Голякова, В.О. Петренко, А.О. Петренко — Fri, 29 Mar 2024 00:00:00 +0200

Мета дослідження: розробити інтегровану систему кондиціювання з навколишнім середовищем, яка дозволить знизити енергетичну потребу будівлі за рахунок зниження температури повітря, що забирається ззовні з природних або штучних зелених зон. Метод: в основу рішення задачі з розробки інтегрованої системи лягло використання трьох відомих методів озеленення прибудинкових територій: традиційне, нетрадиційне та контейнерне. Оскільки зелені насадження, в теплий період року, дозволяють природним шляхом знизити параметри зовнішнього повітря, яке використовується для потреб систем вентиляції та кондиціювання повітря будівлі. Результат дослідження: за рахунок комплексного використання всіх видів озеленення можна знизити енергетичну потребу для роботи систем вентиляції та кондиціювання будівлі за рахунок зниження температури повітря, що забирається ззовні з природних або штучних зелених зон. Завдяки цьому при розробці інтегрованої системи кондиціювання ми можемо досягнути: зниження температури припливного повітря в зоні озеленення, що дозволить зменшити не тільки енергетичні затрати на охолодження і зволоження, а і забруднення припливного повітря; використання дерев і чагарників певних порід, які виділяють фітонцидні та інші сприятливі виділення, в зоні забору зовнішнього повітря дозволить покращити якість припливного повітря. Практичне значення дослідження: розроблена інтегрована система кондиціювання з навколишнім середовищем дозволить знизити вплив температури зовнішнього повітря на температуру внутрішнього повітря приміщення за рахунок комплексного використання всіх видів озеленення. Оригінальність: огляд літературних джерел показав, що на сьогоднішній день при проєктуванні систем вентиляції та кондиціювання не використовується можливість забору зовнішнього повітря з існуючих зелених зон або штучно створених зон.

Синкретичне управління проєктами в епоху вибуху штучного інтелекту

С. Бушуєв, А. Івко, Ю. Тихонович — Fri, 29 Mar 2024 00:00:00 +0200

З різноманітністю технологічного ландшафту стрімко зростає конвергенція інновацій та штучного інтелекту (ШІ), що створює непередбачені можливості та виклики для управління проєктами. У цій роботі представлено комплексну математичну модель для синкретичного управління інноваційними проєктами в епоху вибуху ШІ. Синкретизм у цьому контексті означає безшовне поєднання різноманітних елементів, включаючи міждисциплінарну співпрацю, технології ШІ та адаптивні методології, з метою оптимізації результатів проєкту. Запропонована модель охоплює різні аспекти управління проєктами, інновацій та інтеграції ШІ. Вона визначає етапи управління життєвим циклом проєкту, наголошуючи на розподілі ресурсів, оцінці ризиків та адаптивних стратегіях. У сфері управління інноваціями модель включає методології для генерації ідей, пошуку технологій та відкритих інновацій, визнаючи роль ШІ у формуванні інноваційного ландшафту. Важливим аспектом моделі є інтеграція технологій ШІ протягом всього проєкту. Це включає визначення відповідних випадків використання, ефективне управління даними, вибір відповідних моделей ШІ та встановлення систем підтримки прийняття рішень. Синкретичний підхід наголошує на міжфункціональній співпраці, сприяючи створенню середовища, де різні дисципліни безперешкодно сприяють успіху проєкту. Оптимізація ресурсів є ключовим аспектом, використовуючи ШІ для ефективного розподілу ресурсів, передбачення потреб у технічному обслуговуванні та покращення загальної ефективності проєкту. Етичні та правові аспекти вбудовані у модель для забезпечення відповідального використання ШІ, і у роботі описані механізми для постійного навчання та розвитку, щоб забезпечити команди необхідними навичками. Ефективність моделі оцінюється через призму моніторингу та оцінки, з визначеними ключовими показниками ефективності, постійним моніторингом та зворотними зв'язками для ітеративних покращень. Комунікація та співпраця підкреслюються, використовуючи сучасні інструменти для сприяння залученню зацікавлених сторін та ефективній роботі в команді. Ця робота здійснює свій внесок у дискусію про управління проєктами, надаючи рамкову модель, яка адаптується до динамічної природи ШІ та інновацій. Вона служить керівництвом для очільників проєктів, міждисциплінарних команд та осіб, що приймають рішення, які працюють над викликами та можливостями, що створюються синкретичним управлінням інноваційними проєктами в епоху вибуху ШІ.

Дослідження задачі оптимізації структури ієрархічної комунікаційної мережі при зміні її параметрів

В.О. Васянін, О.М. Трофимчук, Л.П. Ушакова — Fri, 29 Mar 2024 00:00:00 +0200

Стаття присвячена дослідженню задачі оптимізації ієрархічної структури багатопродуктової комунікаційної мережі з дискретними потоками при зміні її важливих параметрів, таких як пропускна спроможність дуг мережі у транспортних блоках та розмір транспортного блоку для перевезення дискретних вантажів або передачі даних у мережі цифрового зв’язку. У мережі виділено три рівні ієрархії – магістральний, зональний і внутрішній і чотири типи вузлів – магістральні вузли першого, другого і третього типу, що утворюють магістральний і зональний рівні мережі, і вузли четвертого типу, які підлеглі кожному магістральному вузлу і утворюють внутрішні рівні мережі. Типи вузлів відрізняються один від одного функціональними можливостями. Основним завданням дослідження є встановити, як змінюється структура магістральної мережі (кількість і розташування магістральних вузлів першого, другого і третього типу), схема обробки і розподілу потоків і техніко-економічні показники функціонування мережі для різних значень її параметрів. Наведено принципи організації сортування і розподілу потоків в трирівневій мережі і її математична модель. Сформульовано математичну модель задачі оптимізації структури магістральної мережі і схеми сортування і розподілу потоків. Алгоритми розв’язання задачі засновані на запропонованому раніше авторами дискретному аналогу методу локального спуску, коли околиці метричного простору можливих розв’язків вибираються з евристичних міркувань з урахуванням особливостей розв'язуваної задачі. Проведено комп'ютерне моделювання задачі на мережі, що містить 10 вузлів при заданій зміні обох параметрів. Моделювання проводилося на прикладі транспортної мережі перевезення вантажів за допомогою комп'ютерної програми, яка є частиною інструментальних програмних засобів інформаційно-аналітичної системи підтримки прийняття рішень (ІАС ППР), що розробляється в Інституті телекомунікацій і глобального інформаційного простору НАН України. Експериментальне дослідження розв’язання задачі показало, що структура мережі слабко залежить від зміни пропускної спроможності її дуг і розміру транспортного блоку. Запропонована комп'ютерна технологія розв'язання задачі при зміні параметрів мережі дозволяє проєктувальнику в інтерактивному режимі моделювати її різні варіанти, змінюючи топологію, ієрархічну структуру, потоки, параметри і обмеження моделі, і з множини отриманих розв’язків вибирати найкращий варіант з урахуванням обраної функції мети і прийнятих обмежень; розраховувати попередні техніко-економічні показники функціонування мережі, оцінювати вартість додаткових ресурсів і планувати величину потрібних інвестицій на модернізацію та будівництво її структурних елементів, що в кінцевому підсумку дає можливість підвищити ефективність функціонування мережі за рахунок оптимізації використання її ресурсів і зниження експлуатаційних витрат на обробку і транспортування потоків.

Застосування інтегративної інформаційної технології в процесах оцінювання наукових установ

О.В. Нестеренко, В.Б. Поліщук, С.С. Жарінов — Fri, 29 Mar 2024 00:00:00 +0200

В статті пропонується вирішення науково-прикладної задачі автоматизації підтримки прийняття рішень щодо перегляду критеріїв і показників, що застосовуються при оцінюванні наукових установ, яким надається підтримка держави. Дана тематика має значну актуальність як в умовах військового стану, так і при відновленні країни у мирний час. Для вирішення даної задачі запропонована інформаційна технологія підтримки прийняття рішень експертами на основі інтеграційної методології, що передбачає структурування даних, підтримку експертних суджень та візуалізацію процесів прийняття рішень з застосуванням методів схвального голосування, аналізу ієрархій, аналітичних мереж, комп’ютерних онтологій та елементів теорії графів. Наведено стислий опис інтегративної методології та когнітивного процесу розв’язання неструктурованих багатокритеріальних задач, що підтримується цією методологією. Функціональність розробленого програмного інструментарію розглянуто на ілюстративному прикладі щодо визначення критеріальної бази оцінювання наукових установ. Представлено елементи онтологічної бази оцінювання, ієрархічну модель задачі вибору варіантів системи кількісного оцінювання, а також результати процедури визначення експертами ваг критеріїв для оцінювання альтернатив та проведення попарних порівнянь альтернатив. Проведені дослідження свідчать, що розроблена методологія та програмний інструментарій, які попередньо були апробовані в установах сектору безпеки і оборони, можуть застосовуватись й в інших структурах державного управління. Отримані результати, шо спрямовані на підвищення рівня ефективності оцінювання наукових установ, можуть бути використані для підтримки прийняття рішень в різних напрямках управління науково-технічною діяльністю.

Інформаційно-технічне моделювання ліквідації наслідків військових дій та техногенних катастроф на території України

В.М. Триснюк, В.А. Дзюба, В.Ю. Тимчук — Fri, 29 Mar 2024 00:00:00 +0200

Роботу присвячено розв’язанню науково-практичного завдання моделювання ліквідації наслідків військових дій та техногенних катастроф на території України.
Військові дії та надзвичайні ситуації представляють собою обстановку, що призводить до шкідливих соціальних, економічних та екологічних наслідків. У кризовому періоді виконуються рятувальні заходи, що спрямовані на локалізацію наслідків прояву джерел загрози і збільшення живучості регіональних компонентів у зонах ураження. Територіальна розподіленість, різнорідність, багатозв’язність і динамічність уражаючих впливів і захисних заходів значно ускладнюють процеси управління природно-техногенною безпекою. Метою статті є формулювання постановки задачі моделювання ліквідації наслідків військових дій та техногенних катастроф на території України, користуючись принципами системного підходу. Наведена класифікація джерел надзвичайних ситуацій, виходячи із причин виникнення, різних видів об’єктів ураження в залежності від характеру поведінки в екстремальних умовах, різні види ресурсів захисту, які реалізують необхідні захисні заходи. Для пошуку оптимального плану застосування сил і засобів системи техногенної безпеки на етапі ліквідації наслідків військових дій та техногенних катастроф використаний програмно-цільовий підхід до планування з використанням Парето-функції системи. Розглянуті пряма та обернена задачі пошуку оптимального плану. Відбір об'єктів для прямої задачі проводиться у відповідності до їхньої пріоритетності. При вирішенні оберненої задачі відбір об'єктів проводиться до досягнення заданого рівня системного ефекту, що накопичується в процесі відбору. У кризових ситуаціях, спричинених небезпечними подіями, важливо вживати ефективні рятувальні заходи для локалізації та зменшення наслідків випадкових і загрозливих ситуацій. Головною метою таких заходів є не тільки збільшення живучості регіонів у зонах ураження, але й забезпечення швидкого відновлення нормального функціонування суспільства після кризи.

Інформаційні технології при побудові поля радіаційного забруднення місцевості і прогнозуванні

Є.І. Нагорний — Fri, 29 Mar 2024 00:00:00 +0200

В статті розглянуто вдосконалення інформаційних технологій при побудові поля радіаційного забруднення місцевості по виміряних значеннях уражаючих факторів ядерного вибуху. При прогнозуванні використовуються зведення про осередки радіоактивного забруднення і метеорологічна інформація. Цей процес досить добре формалізований і його практична реалізація не представляє великих труднощів в автоматизованих системах контролю радіаційної обстановки.
Дослідження показали, що при великій неоднорідності вихідних даних по місцерозташуванню (наявність значних зон, в яких вимірювання не проводилися) такий підхід може невиправдано завищувати або занижувати розрахункові значення в цих зонах. Для корекції цього ефекту був застосований метод локальної інтерполяції. Він заснований на припущенні про наявність у вихідних даних локальних лінійних залежностей.
У автоматизованих системах контролю радіаційної обстановки інтерполяційні методи використовуються за наявності широко розгалуженої мережі стаціонарних датчиків, зв'язаних з каналами зв'язку.
Інтерпретація даних радіаційної розвідки за допомогою інтерполяційних методів не дозволяє використати апріорну інформацію про параметри осередку і умови формування радіаційного забруднення місцевості. Спільний облік в обробці цих даних дозволяє поєднати етапи прогнозування і виявлення фактичної обстановки в єдиний процес.