Вести Автомобильно-дорожного института =Bulletin of the Automobile and Highway Institut. №3(22),2017 by Донецкий политехник (Донецкий национальный технический университет)

№ 3 (22), 2017

ВЕСТИ Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute МЕЖ ДУНАРО ДНЫЙ НАУЧ НО -Т ЕХНИЧ ЕСК ИЙ Ж УРНАЛ

Учредитель и издатель: Автомобильно-дорожный институт ГОУВПО «Донецкий национальный технический университет» Главный редактор Чальцев М. Н. (д-р техн. наук, проф.) Зам. главного редактора Высоцкий С. П. (д-р техн. наук, проф.) Мищенко Н. И. (д-р техн. наук, проф.) Ответственный секретарь Гуменюк М. М. (канд. техн. наук, доц.) Редакционный совет Базаянц Г. В. (д-р техн. наук, проф.) Братчун В. И. ( д-р техн. наук, проф.) Вовк Л. П. (д-р техн. наук, проф.) Мельникова Е. П. (д-р техн. наук, проф.) Полуянов В. П. (д-р экон. наук, проф.) Дудников А. Н. (канд. техн. наук, доц.) Заглада Р. Ю. (канд. экон. наук, доц.) Химченко А. В. (канд. техн. наук, доц.) Карпинец А. П. (канд. техн. наук, доц.) Курган Е. Г. (канд. экон. наук, доц.) Морозова Л. Н. (канд. техн. наук, доц.) Никульшин С. П. (канд. техн. наук, доц.) Селезнева Н. А. (канд. экон. наук, доц.) Скрыпник Т. В. (канд. техн. наук, доц.) Шилин И. В. (канд. техн. наук, доц.) Адрес: 84646, г. Горловка, ул. Кирова, 51. Телефоны: +38 (06242) 55-82-08, +38 (06224) 4-88-04, +38 (050) 755-26-95. Эл. почта: vestnik-adi@adidonntu.ru Интернет: www.vestnik.adidonntu.ru, www.adidonntu.ru Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute 2017, № 3 (22) Издается с октября 2004 г. Периодичность издания 4 раза в год. Подписано к размещению на сайте и к печати 07.06.2017 г. в соответствии с решением ученого совета АДИ ГОУВПО «ДонНТУ». Протокол № 5 от 07.06.2017 г.

С О Д Е РЖ А Н И Е ТРАНСПОРТ …… … … …… … … …… … … …… … … ……. 3 Л. П. Вовк, Е. С. Кисель ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СРЕДСТВ ТЕРМОУПРУГОГО АНАЛИЗА ПРОГРАММЫ ANSYS В ИССЛЕДОВАНИИ СПЕКТРОВ СОБСТВЕННЫХ ЧАСТОТ ДЛЯ ТОНКИХ ИЗОТРОПНЫХ И АНИЗОТРОПНЫХ ТЕЛ……………………………………………...3

Е. П. Мельникова ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПАРАМЕТРОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ПРИ ФИНИШНЫХ АБРАЗИВНЫХ МЕТОДАХ ОБРАБОТКИ………………..……….10

А. В. Меженков, Н. А. Соколова РЕЗУЛЬТАТЫ ОБСЛЕДОВАНИЯ ПАССАЖИРОПОТОКОВ НА ГОРОДСКИХ АВТОБУСНЫХ МАРШРУТАХ № 5, № 13, № 14, № 24 И № 25 Г. ГОРЛОВКИ………………..…….………..17

А. Г. Федорченко, Д. Г. Тукмакова ВЫЯВЛЕНИЕ КАЧЕСТВЕННЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ЗАТРАТ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ЭКСПЕРТИЗЫ ДТП……………..…….…………………………...…28

СТРОИТЕЛЬСТВО И ЭКСПЛУАТАЦИЯ ДОРОГ……..34 Л. М. Хныкин, И. И. Семененко ВЛИЯНИЕ КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ НА РАБОТУ БУРОВОГО ИНСТРУМЕНТА………..…….………………….…….34

ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ………………………..44 А. В. Писаренко ПОВЫШЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ СООРУЖЕНИЙ В СЛОЖНЫХ ИНЖЕНЕРНОГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ…………………..………………..44

Е. Ю. Руднева, О. Л. Дариенко, В. И. Теслюк РАЗВИТИЕ СИСТЕМЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПРЕДПРИЯТИЙ АВТОТРАНСПОРТНОЙ СФЕРЫ…………………..……………………………………………….54

Г. В. Базаянц, В. Д. Доненко, У. В. Косенко К РАСЧЕТУ ИЗМЕНЕНИЯ ЭНТРОПИИ ЗАКРЫТОЙ СИСТЕМЫ «ЖИДКОСТЬ-ПАР»………..………..………………….62

В. Н. Иванилов

Формат 70 х 90/16. Заказ № 270. Тираж 100 экз. Печать: АДИ ГОУВПО «ДонНТУ».

ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ АКТИВНО-ЕМКОСТНОЙ НАГРУЗКИ ИСКРОЗАЩИТНЫМИ УСТРОЙСТВАМИ НА ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ТРАНЗИСТОРАХ…..……………….68

ISSN 1990-7796

ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЕ……………………………..73 И. С. Костюк

 Авторы статей, 2017  Автомобильно-дорожный институт Государственного общеобразовательного учреждения высшего профессионального образования «Донецкий национальный технический университет», 2017

ПРОБЛЕМЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ РЕСУРСОВ И УПРАВЛЕНИЯ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫМ ПОТЕНЦИАЛОМ УГОЛЬНОЙ ШАХТЫ……………..………..…..73

Н. В. Гуменюк ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОМПЕТЕНТНОСТНОГО ПОДХОДА В ПРОЦЕССЕ МОНИТОРИНГА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДОСТОЙНОГО ТРУДА НА АВТОТРАНСПОРТНЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ……………………………………………..……….80

 Журнал индексируется и реферируется в базах данных: Google Академия (http://scholar.google.com.ua), Science Index (РИНЦ) (http:/elibrary.ru).  Журнал содержит научные труды ведущих ученых, докторантов и аспирантов АДИ ГОУВПО «ДонНТУ», а также других высших учебных заведений, научно-исследовательских организаций и предприятий.  Тематика журнала – теоретические и прикладные проблемы автомобильного транспорта, транспорта промышленных предприятий, строительства и эксплуатации дорог, охраны окружающей среды, экономики и управления.

№ 3 (22), 2017

Founder and publisher: Automobile and Road Institute State Higher Education Establishment «Donetsk National Technical University» Editor-in-Chief Chaltsev M. N. (Dr. of Tech.Sc., Prof.) Deputy Editor-in-Chief Vysotskiy S. P. (Dr. of Tech.Sc., Prof.) Mishchenko N. I. (Dr. of Tech.Sc., Prof.) Executive Secretary Gumenyuk M. M. (Cand.of Tech.Sc., Assoc. Prof.) Editorial Board Bazayants G. V. (Dr. of Tech.Sc., Prof.) Bratchun V. I. (Dr. of Tech.Sc., Prof.) Vovk L. P. (Dr. of Tech.Sc., Prof.) Melnikovа Е. P. (Dr. of Tech.Sc., Prof.) Poluyanov V. P. (Dr. of Econ.Sc., Prof.) Dudnikov А. N. (Cand.of Tech.Sc., Assoc. Prof.) Zaglada R. Yu. (Cand.of Econ.Sc., Assoc. Prof.) Khimchenko A. V. (Cand.of Tech.Sc.,Assoc. Prof.) Karpinets А. P. (Cand.of Tech.Sc., Assoc. Prof.) Kurgan E. G. (Cand.of Econ.Sc., Assoc. Prof.) Morozova L. N. (Cand.of Tech.Sc., Assoc. Prof.) Nikulshin S. P. (Cand.of Tech.Sc., Assoc. Prof.) Selezneva N. A. (Cand.of Econ.Sc., Assoc. Prof.) Skrypnik T. V. (Cand.of Tech.Sc., Assoc. Prof.) Shilin I. V. (Cand.of Tech.Sc., Assoc. Prof.) Adress: Kirov St., 51, Gorlovka, 84646. Tel: +380 (6242) 55-82-08, +38 (06224) 4-88-04, +380 (50) 755-26-95. E-mail: vestnik-adi@adidonntu.ru Website: www.vestnik.adidonntu.ru, www.adidonntu.ru Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute 2017, № 3 (22) Published since Oktober 2004. Frequency: 4 times per year. Signed to print 07.06.2017 according to the decision of the Academic Council of Automobile and Road Institute State Higher Education Establishment DonNTU. Protocol № 5 from 07.06.2017. Format 70 х 90/16. Order № 270. Circulation 100 copies. Printed: Automobile and Road Institute State Higher Education Establishment DonNTU. ISSN 1990-7796  Authors, 2017  Automobile and Road Institute State Higher Education Establishment «Donetsk National Technical University», 2017

TABLE OF CONTENTS TRANSPORT … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 3 L. P. Vovk, Е. S. Kisel APPLICATION OF THE THERMOELASTIC ANALYSIS MEANS OF THE ANSYS PROGRAM IN THE EIGENFREQUENCY SPECTRUM STUDY FOR SLENDER ISOTROPIC AND ANISOTROPIC BODIES.…………………………………………….....3

Е. P. Melnikova STUDY OF THE PARAMETERS INTERACTION OF THE TECHNOLOGICAL SYSTEM AT FINAL ABRASIVE PROCESSING METHODS………………..………………………….10

А. V. Mezhenkov, N. А. Sokolova SURVEY RESULTS OF PASSENGER FLOWS ON URBAN BUS ROUTES № 5, № 13, № 14, № 24 AND № 25 IN GORLOVKA………………..…….………………………………..…17

А. G. Fedorchenko, D. G. Tukmakova IDENTIFICATION OF ENERGY EXPENDITURE QUALITATIVE COMPONENTS AT THE EXPERTISE OF TRAFFIC ACCIDENTS…………………………………………….28

HIGHWAY CONSTRUCTION AND MAINTENANCE…..34 L. M. Khnykin, I. I. Semenenko IMPACT OF OSCILIATION PROCESSES ON THE BORING TOOL OPERATION………..…….………………….…………………34

ENVIRONMENT PROTECTION………………………………44 А. V. Pisarenko SAFETY IMPROVEMENT OF CONSTRUCTION MAINTENANCE IN COMPLICATED GEOTECHNICAL CONDITIONS………………………………………………………….…44

Е. Yu. Rudneva, О. L. Darienko, V. I. Tesliuk DEVELOPMENT OF THE ENVIRONMENTAL EVALUATION SYSTEM OF THE MOTOR TRANSPORT ENTERPRISE ACTIVITY…………………..……………………………………………54

G. V. Bazayants, V. D. Donenko, U. V. Kosenko TO ENTROPY CHANGE CALCULATION OF THE CLOSED SYSTEM «LIQUID-VAPOUR»………..………..……………………..62

V. N. Ivanilov PROTECTION OF ACTIVE CAPACITIVE LOAD BY SPARK-PROTECTING DEVICES IN SEMICONDUCTOR TRANSISTORS……………………………………………………..…..68

ECONOMICS AND MANAGEMENT ……………………..….73 I. S. Kostiuk PROBLEMS OF INTELLECTUAL ASSETS AND INTELLECTUAL POTENTIAL CONTROL OF THE COAL MINE………………………………………………………………………73

N. V. Gumeniuk APPLICATION OF THE COMPETENCE APPROACH IN THE PROCESS OF THE DECENT WORK MONITORING ENSURING AT MOTOR TRANSPORT ENTERPRISES.…………80

 Journal is indexed by: Google Academy (http://scholar.google.com.ua), Science Index (RISC) (http:/elibrary.ru).  Journal contains original research articles of top scientists, doctoral candidates and graduate students of Automobile and Road Institute State Higher Education Establishment DonNTU, other higher educational establishments, research organizations and enterprises.  Journal subject matter is theoretical and applied problems of automobile transport, transport of industrial enterprises, highway construction and maintenance, environmental protection and economics and management.

ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

ТРАНСПОРТ УДК 539.3 Л. П. Вовк, д-р техн. наук, Е. С. Кисель Автомобильно-дорожный институт ГОУВПО «Донецкий национальный технический университет», г. Горловка ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СРЕДСТВ ТЕРМОУПРУГОГО АНАЛИЗА ПРОГРАММЫ ANSYS В ИССЛЕДОВАНИИ СПЕКТРОВ СОБСТВЕННЫХ ЧАСТОТ ДЛЯ ТОНКИХ ИЗОТРОПНЫХ И АНИЗОТРОПНЫХ ТЕЛ Проведено численное исследование зависимости краевых и граничных динамических эффектов от геометрических и упругих параметров детали, представляющей собой тонкое тело; определение особенностей распределения термоупругих напряжений в зонах динамических эффектов на примере изотропного и анизотропного стержня. Ключевые слова: термоупругая область, тонкое тело, стержень, анизотропия, локальная концентрация напряжений, напряженно-деформированное состояние, расчет на прочность, особые точки, сечения деталей, собственные частоты

Введение В различных областях промышленности всегда остаются актуальными проблемы устойчивости и колебаний различных конструкций и их элементов. В частности таких, у которых один из размеров значительно меньше других, тонких оболочек, мембран, стержней, стержневых систем и т. д. Подобная актуальность тонких тел, например, стержней и стержневых систем обусловлена очень широким их применением в различных областях техники, в частности в автомобилестроении, при изготовлении ферм, рам, балочных систем. Проблеме расчета тонкостенных стержневых рам посвящено значительное число работ в автомобильной отрасли, в частности, при разработке методов расчета несущей системы автотранспортного средства (АТС). Работы В. Н. Белокурова, М. Н. Закса, А. А. Иванова и др. посвящены исследованию напряженно-деформированного состояния узлов тонкостенных рамы. Большое внимание уделяется совершенствованию пространственных расчетных схем автомобильной рамы. С этой целью проводятся исследования по применению в модели рамы однотипных конечно-элементных и комбинированных систем, состоящих из различных элементов. Исследования подтвердили большие возможности метода конечных элементов и метода спектральных элементов. Для стабильной и надежной работы автомобильных деталей, все чаще применяют не только изотропные, но и материалы с различной степенью анизотропии. Следует отметить, что основными элементами большинства приборов являются стержни, которые могут иметь очень сложную геометрию осевой линии находиться под влиянием различных нагрузок, в том числе температурных. Именно температурная нагрузка в тонких конструкциях автомобилестроения, в частности деформация под действием термических напряжений, является особенно актуальной задачей. Вопросам и исследованиям механических характеристик рассматриваемых тел в механике деформируемого твердого тела (МДТТ) посвящено достаточно много работ, в т. ч. [1–6]. Задачи статики и динамики пространственных, пространственно-криволинейных стержней частично рассмотрены в отдельных монографиях и в периодической литературе. К настоящему времени опубликовано значительное число работ, посвященных теории, методам расчета и проектирования стержней и пластин из анизотропных материалов, в частности различных композитов [5–6]. Материалы подобного рода обладают высокой удельной прочISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

4 ностью и жесткостью, а потому находят в настоящее время широкое применение в различных областях техники. Значительное внимание уделено сплошным и полым тонкостенным композитным упругим телам [3]. Но практически неосвещенными остаются вопросы термоупругости в тонких анизотропных телах. Следует отметить, что большая часть расчетов подобного рода выполнялась лишь в изотропном приближении [1–2]. Проблема заключается в сложности и объемности решения связанных задач данного класса даже при использовании ЭВМ. Однако существующие на данный момент достаточно мощные программные пакеты предоставляют широкий спектр возможностей, позволяя эффективно использовать существующие методики решения задач МДТТ тонких тел, поскольку именно наличие малых геометрических параметров позволяет эффективно использовать при таком расчете программные методы. Цель работы Поскольку модели из «тонких» элементов создаются, как правило, с использованием стержневых и пластинчатых конечных элементов, целью настоящей работы стало численное исследование и сравнительный анализ полученных спектров собственных частот и соответствующих им форм для тонких изотропных и анизотропных элементов, в частности при наличии общей анизотропии тепловых и упругих свойств материала. Для проведения подобного рода анализа наиболее приемлемым является метод конечных элементов, широко используемый в современных программных пакетах анализа элементов конструкций, таких как ANSYS, COSMOS/Design, STAR LS Dyna и т. д. Реализованный авторами расчетный подход выполнен в программном комплексе ANSYS, представляющем собой одно из наиболее эффективных средств для решения связанных задач термоупругости и исследования НДС конструкций различного рода, в том числе и тонких. Также следует отметить, что средства термоупругого анализа программы ANSYS позволяют использовать результаты решения задачи теплообмена для проведения прочностного анализа [7–8]. Такая возможность удобна при определении влияния температурного поля на прочность конструкции. Пользователь может задать значения тепловой нагрузки отдельно или в совокупности со значениями механических нагрузок. В данном программном комплексе доступны два способа связывания теплового и прочностного анализов. Первый состоит в том, что эти два анализа проводятся друг за другом. Сначала получают температурное поле в модели для заданных граничных условий теплообмена. Значения температур затем используются в виде нагрузок на стадиях предпроцессорной подготовки и получения решения при последующем структурном анализе. Второй способ предусматривает проведение совместного термоупругого решения. В программе ANSYS это достигается использованием комбинированных конечных элементов, которые имеют как тепловые, так и деформационные степени свободы. Из этих элементов создается расчетная модель и задаются тепловые и механические граничные условия. На каждой итерации выполняется решение тепловой и упругой задач с использованием значений температур и перемещений, полученных на предыдущей итерации. Имеется возможность вводить в расчетную модель контактные элементы общего типа. Эти элементы допускают теплопередачу через поверхность контакта. Как только контактные поверхности смыкаются, становится возможным процесс теплообмена. С помощью процедуры совместного решения возможно объединение таких сложных задач теплообмена и расчета на прочность, как нестационарный тепловой и нелинейный динамический анализы. В предлагаемой работе авторами был проведен связанный термоупругий расчет с использованием программного комплекса ANSYS первым, последовательным способом. Как известно, под воздействием нагрузки, в том числе и тепловой, происходит изменение параметров колебаний системы, в связи с чем возникает вопрос о степени влияния ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

5 термоупругих параметров различных материалов на спектр собственных частот и необходимости дальнейшего учета данного факта в инженерных конструкционных расчетах. Основные материалы исследования В качестве модели рассматривается плоская деформация двумерной области длиной L  2,46 м и малой, в сравнении с L , высотой h , изменяющейся в пределах h / 2  0,0125;0,0925 м . Термомеханические свойства изотропного и анизотропного (ортотропного) материалов модели определяются константами: 1) для изотропного материала: ρ  3000кг/м3 – плотность, E  5  109 Па – модуль Юнга, ν  0,1 – коэффициент Пуассона,

α t  7,8  106 K 1 – коэффициент линейного теплового расширения, λ 0  25Вт/(м·K) – коэффициент теплопроводности, C  480Дж/К – теплоемкость; 2) для ортотропного материала: ρ  3000кг/м3 – плотность, EX  5  109 Па , EY  2  1011 Па , EZ  5  1010 Па – соответствующие модули Юнга, ν  0,1 , ν  0,15 , ν  0,0075 – коэффициенты Пуассона, αX t  7,8 106 K 1 , αYt  8,2  106 K 1 , αZt  8  106 K 1 – коэффициенты линейного теплового расширения, λ 0  25Вт/(м·K) , λ 0  15Вт/(м·K) , λ 0  20Вт/(м·K) – коэффициенты теплопроводности, C  480Дж/К – теплоемкость. Для моделей 1 и 2 в программном комплексе ANSYS был проведен модальный анализ для изотропной и ортотропной моделей с учетом и без учета термоупругости материала, как преднапряженного состояния области. Результатом данного расчета стало вычисление значений первых семнадцати собственных частот и построение зависимостей спектров собственных частот от высоты стержня (рисунки 1–4). Также была проведена визуализация отдельных, соответствующих им форм распределения упругих и термоупругих напряжений σ xx по длине сечения, а также форм, соответствующих общему вектору перемещений, что позволило судить о степени влияния анизотропии и термоупругости на спектр резонансных частот, деформации рассмотренной области и участках локализации максимальных значений напряжений. упругий изотропный

Ω, Гц 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 0,0125

0,0225

0,0325

0,0425

0,0525

0,0625

0,0725

0,0825

0,0925

Рисунок 1 – Зависимость спектра собственных частот от высоты стержня, упругая изотропная модель ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

h/2, м

термоупругий изотропный

Ω, Гц 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 0,0125

0,0225

0,0325

0,0425

0,0525

0,0625

0,0725

0,0825

0,0925

h/2, м

Рисунок 2 – Зависимость спектра собственных частот от высоты стержня, термоупругая изотропная модель Анализируя данные рисунков 1–2, можно сделать следующие выводы о влиянии термоупругости на спектр собственных частот изотропного стержня: 1. Термоупругость определяет более выраженный краевой эффект на спектре (рисунок 2). 2. Наличие краевого резонанса на нескольких частотах термоупругого спектра и лишь одной подобной частоты в упругом спектре частот. 3. Увеличение высоты стержня способствует увеличению значений частот и в упругом и в термоупругом случаях (рисунок 1–2). Ω, Гц

упругий ортотропный

2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 0,0125

0,0225

0,0325

0,0425

0,0525

0,0625

0,0725

0,0825

0,0925

Рисунок 3 – Зависимость спектра собственных частот от высоты стержня, упругая ортотропная модель

ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

h/2, м

термоупругий ортотропный

Ω, Гц 2500 2000 1500 1000 500 0 0,0125

0,0225

0,0325

0,0425

0,0525

0,0625

0,0725

0,0825

0,0925

h/2, м

Рисунок 4 – Зависимость спектра собственных частот от высоты стержня, термоупругая ортотропная модель О влиянии упругой и термоупругой анизотропии на спектры можно судить по рисункам 3–4: 1. В случае упругой анизотропии (рисунок 3) диапазон изменения значений собственных частот значительно шире, чем в термоупругой (рисунок 4), где он фактически остается постоянным, в зависимости от h . 2. Протяженность участков «плато» в изотропном упругом случае (рисунок 1) значительно меньше, чем в ортотропном упругом (рисунок 3). 3. В упруго-анизотропном спектре (рисунок 3) наблюдается несколько частот краевого резонанса (№ 5, 8, 10, 13, 15), довольно слабо выраженных (рисунок 4). 4. Изменение высоты области незначительно влияет на рассматриваемый диапазон частот термоупругого анизотропного стержня (рисунок 4). 5. В случае термоупругой анизотропии частоты и признаки краевого резонанса только угадываются. Термоупругость в анизотропных телах резко снижает интенсивность локального эффекта. Выводы Таким образом, можно говорить о некотором «стабилизирующем» влиянии анизотропии материала на проявление краевых эффектов, которое еще более усиливает температурный фактор, что способствует менее ярко выраженным участкам «плато». Термоанизотропия также уменьшает общее количество резонансных частот и способствует более медленному росту их значений при изменении высоты стержня. Перспективным направлением дальнейших исследований может стать углубление исследований путем проведения соответствующего спектрального анализа, а также рассмотрение областей более сложной формы и геометрии, в частности, трехмерных термоупругих анизотропных сечений автомобильных деталей, а также рассмотрение широко используемой в автомобилестроении математической модели, позволяющей учитывать особенности соединения стержней с оболочкой.

ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

8 Список литературы 1. Квасов, И. Е. Расчет волновых процессов в неоднородных пространственных конструкциях / И. Е. Квасов, И. Б. Петров, Ф. Б. Челноков // Математическое моделирование. ‒ 2009. ‒ Т. 21, № 5. ‒ С. 3–9. 2. Ломазов, В. А. Учет термочувствительности в задаче диагностики термоупругих сред / В. А. Ломазов, Ю. В. Немировский // Прикладная механика и техническая физика. – 2003. – Т. 44, № 1. – С. 176–184. 3. Кравчук, A. C. Об определении линейных и нелинейных свойств неоднородных материалов / A. C. Кравчук // Математическое моделирование систем и процессов. – Пермь : Пермский государственный технический университет, 2001. – № 9. ‒ С. 67–77. 4. Колесник, С. А. Сопряженный теплообмен на границах композиционных анизотропных материалов / С. А. Колесник, Е. Л. Кузнецова, В. Ф. Формалев // Механика композиционных материалов и конструкций. – 2010. – Т. 16, № 2. – С. 232–240. 5. Кочемасова, Е. И. Матрица жесткости отсека анизотропной цилиндрической оболочки с произвольным контуром поперечного сечения / Е. И. Кочемасова, Н. П. Тютюнников, Ф. Н. Шклярчук // Механика композиционных материалов и конструкций. – 2010. – № 5. – С. 723–732. 6. Денисюк, И. Т. Эффект связности тепловых и упругих полей вблизи особой линии распространяющейся полости / И. Т. Денисюк // Изв. РАН. Механика твердого тела. ‒ 2004. ‒ № 3. – С. 45–52. 7. Леонтьев, Н. В. Применение системы ANSYS к решению задач модального и гармонического анализа / Н. В. Леонтьев. – Н. Новгород, 2006. 8. Иванов, В. Н. Словарь-справочник по литейному производству / В. Н. Иванов. – М. : Машиностроение, 1990. – 384 с. 9. Солнцев, Ю. П. Материаловедение : учеб. для вузов / Ю. П. Солнцев, Е. И. Пряхин, Ф. Войткун. – М. : МИСИС, 1999. – 600 с.

Л. П. Вовк, Е. С. Кисель Автомобильно-дорожный институт ГОУВПО «Донецкий национальный технический университет», г. Горловка Использование средств термоупругого анализа программы ANSYS в исследовании спектров собственных частот для тонких изотропных и анизотропных тел Целью настоящей работы стало численное исследование и сравнительный анализ полученных спектров собственных частот и соответствующих им форм для тонких изотропных и анизотропных элементов, в частности при наличии общей анизотропии тепловых и упругих свойств материала. Как известно, под воздействием нагрузки, в том числе и тепловой, происходит изменение параметров колебаний системы, в связи с чем возникает вопрос о степени влияния термоупругих параметров различных материалов на спектр собственных частот и необходимости дальнейшего учета данного факта в инженерных конструкционных расчетах. Для моделей двух различных моделей, отображающих специфику исследования, в программном комплексе ANSYS был проведен модальный анализ для изотропной и ортотропной моделей с учетом и без учета термоупругости материала, как преднапряженного состояния области. Можно говорить о неком «стабилизирующем» влиянии анизотропии материала на проявление краевых эффектов, которое еще более усиливает температурный фактор, что способствует менее ярко выраженным участкам «плато». Термоанизотропия также уменьшает общее количество резонансных частот и способствует более медленному росту их значений при изменении высоты стержня. ТЕРМОУПРУГАЯ ОБЛАСТЬ, ТОНКОЕ ТЕЛО, СТЕРЖЕНЬ, АНИЗОТРОПИЯ, ЛОКАЛЬНАЯ КОНЦЕНТРАЦИЯ НАПРЯЖЕНИЙ, НАПРЯЖЕННО-ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ, РАСЧЕТ НА ПРОЧНОСТЬ, ОСОБЫЕ ТОЧКИ, СЕЧЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ, СОБСТВЕННЫЕ ЧАСТОТЫ

ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

9 L. P. Vovk, E. S. Kisel Automobile and Highway Institute of Donetsk National Technical University, Gorlovka Application of the Thermoelastic Analysis Means of the ANSYS Program in the Eigenfrequency Spectrum Study for Slender Isotropic and Anisotropic Bodies The aim of this work is the numerical investigation and comparative analysis of obtained eigenfrequency spectrum and appropriate forms for slender isotropic and anisotropic bodies particularly at general anisotropy of material thermal and elastic properties. As known, under load, including thermal load there is parameters change of the system vibrations. In this connection, the question arises about the level of thermoelastic parameters impact of various materials on the eigenfrequency spectrum and about necessity of taking into account this fact in the engineering constructional calculations. To model two various models represented the study specific character in the software package ANSYS the modal analysis for isotropic and orthotropous models was carried out with and without material thermoelasticity as an area prestressed state. We can say about certain «stabilizing» impact of the material anisotropy on the edge effects display. It enhances temperature factor that leads to less expressed plateau regions. Thermoanisotropy reduces also total amount of resonance frequencies and leads to slower growth of their values at the rod height change. THERMOELASTIC AREA, SLENDER BODY, ROD, ANISOTROPY, STRESS LOCAL CONCENTRATION, DEFLECTED MODE, STRENGTH CALCULATION, SINGULAR POINTS, PART SECTION, EIGENFREQUENCIES Сведения об авторах: Л. П. Вовк SPIN-код: 9860-6682 Телефон: +38 (095) 382-58-93 Эл. почта: lv777@list.ru Е. С. Кисель SPIN-код: 7676-8943 Телефон: +38 (093) 136-72-36 Эл. почта: e.s.kisel@gmail.com Статья поступила 09.12.2016 © Л. П. Вовк, Е. С. Кисель, 2017 Рецензент: Е. П. Мельникова, д-р техн. наук, проф. АДИ ГОУВПО «ДонНТУ»

ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

10 УДК 621.892.09 Е. П. Мельникова, д-р техн. наук Автомобильно-дорожный институт ГОУВПО «Донецкий национальный технический университет», г. Горловка ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПАРАМЕТРОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ПРИ ФИНИШНЫХ АБРАЗИВНЫХ МЕТОДАХ ОБРАБОТКИ Разработан общий теоретический подход к исследованию съема металла и формированию параметров качества обработанной поверхности деталей машин при финишных абразивных методах обработки. Представлены структурная и функциональная схемы, позволяющие установить взаимосвязь первичных и вторичных параметров финишных абразивных методов обработки. Предложенная структурная схема позволяет определить наиболее важные параметры, оказывающие влияние на эксплуатационные свойства автомобильных деталей. Ключевые слова: детали машин: эксплуатационные свойства, съем металла, обработанная поверхность, финишные абразивные методы обработки

Введение Математическое моделирование финишных методов обработки требует их представления и анализа в качестве систем с целью выбора стратегии исследования и разработки, выявления состава и границ работоспособности вновь создаваемого объекта, а также установления связей внутри систем и между ними. Оптимальное управление процессом обработки может быть реализовано только на основе математической модели, адекватно описывающей взаимодействие инструмента (с его микрорельефом) и обрабатываемой детали. Для этого должен быть создан комплекс математических моделей, адекватно отображающих процессы съема материала и формирования поверхностного слоя, дающий на выходе показатели производительности, стойкости инструмента, а также шероховатости и эксплуатационных свойств обрабатываемой поверхности деталей машин и механизмов, автомобилей. Анализ публикаций Создание комплексных динамических моделей процессов взаимодействия инструмента и детали является одной из актуальных и наиболее сложных проблем в области абразивной обработки 1, 2, 3. Ее решение связано с рядом трудностей, которые обусловлены:  отсутствием общего подхода к моделированию процессов формирования поверхности детали в условиях совместного действия абразивного, химического и гидродинамического эффектов;  влиянием большого числа технологических факторов на производительность и качество поверхности при абразивной обработке;  непрерывным изменением взаимного расположения инструмента и заготовки, состояния рабочей поверхности инструмента, обрабатываемой поверхности и свойств смазочно-охлажденной технологической среды (СОТС);  стохастической природой исследуемых процессов. Цель работы Целью работы является представление процесса финишной абразивной обработки в виде обобщенной структурной и функциональной схем, как объекта, который управляется, и на который действуют разнообразные внешние воздействия и ограничения. ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

11 Изложение основного материала Объектом исследований в работе являются общие закономерности, характерные для финишных абразивных методов обработки со свободным, частично свободным и закрепленным абразивом, присущие вибрационной обработке, доводке и хонингованию. Предметом исследований являются функциональные связи между входными технологическими параметрами и процессом обработки, протекающим в технологической обрабатывающей системе (ТОС), а также особенностями и закономерностями влияния состава абразивного инструмента, паст и СОТС на производительность, шероховатость и эксплуатационные свойства обрабатываемых поверхностей деталей автомобилей. В качестве метода исследований использовано математическое моделирование на базе трех видов моделей: вербальной, аналитической и эмпирико-статистической. Вербальная (словесная) модель предшествует аналитической. Словесное описание взаимодействия абразивного инструмента с обрабатываемой поверхностью при финишных методах обработки делает аналитическую модель более наглядной. Что позволяет обеспечивать высокую адекватность аналитической модели к физической. Адекватность аналитических моделей проверялась на эмпирико-статистических и экспериментальных моделях. При отсутствии технической возможности экспериментальной проверки адекватность аналитических моделей проверялась путем численного анализа. На методологическом уровне использовались все три подхода к моделированию: феноменологический, индуктивный и дедуктивный. Это обусловлено широким диапазоном проводимых исследований. Для эмпирико-статистических моделей использовался феноменологический подход. На основании дедуктивного подхода создавались аналитические модели. Индуктивный подход использован при разработке общей модели расчета. Целью обработки является достижение требуемых выходных характеристик и физикомеханических свойств поверхностного слоя за минимальное время или с минимальной себестоимостью. Таким образом, максимальная производительность или минимальная себестоимость определяются входными характеристиками. Такая задача свойственна классической однокритериальной задаче оптимизации. Исходя из такой постановки, можно рассматривать процесс обработки как управляемый объект, на который действуют разнообразные внешние воздействия. Все внешние воздействия разделяются на управляемые и возмущения. К управляемым относятся воздействия, которые можно целенаправленно варьировать в определенном диапазоне: скорость обработки, смазочно-охлаждающая технологическая среда, связка и вид абразива инструмента, формообразующая траектория. Такие входные воздействия, как исходная поверхность и материал обрабатываемой детали, являются заданными и выступают в роли возмущений 4, 5, 6, 7. Процесс финишной абразивной обработки металлических изделий представляет собой сложный комплекс физико-химических явлений. Успешное решение задачи повышения эффективности выходных технологических показателей неразрывно связано с раскрытием основных внутренних связей системы обработки при финишных методах как двух подсистем – подсистемы обработки и подсистемы обеспечения требуемого качества поверхностного слоя детали, а также выявлением процессов и компонентов, образующих подсистемы. Функционирование системы финишной обработки (рисунок 1) проявляется в наличии детерминированной либо стохастической связи между первичными и вторичными параметрами. К первичным параметрам относятся: данные о методе М, схеме и режимах обработки РО, детали Д, станке Ст, приспособлении Пр, абразивном инструменте И, технологической среде Ср. Вторичные параметры характеризуются технологическими показателями. Они определяются как результат воздействия определенного метода обработки, осуществляемого при заданной технологической системе ТС, и включают в себя: качество КП и износостойкость ИП ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

12 поверхности, точность Тч, износостойкость абразивного инструмента Ии, производительность обработки П, экономичность Э и экологичность Эк обработки.

Рисунок 1 – Структурная схема финишных методов обработки Процесс обработки является звеном, связывающим первичные и вторичные параметры, его параметры определяются совокупным действием кинематики и физическими явлениями в зоне обработки (таблица 1). Механика процесса обработки описывает условия механического взаимодействия абразивного инструмента с обрабатываемой поверхностью с учетом упругой и пластической деформации, трения, а также образования системы СПД, состоящей из СОТС и продуктов диспергирования. Система СПД выполняет роль третьего тела, находящегося между обрабатываемой деталью и абразивным инструментом. Более полное представление обеспечивает учет химических явлений, происходящих в зоне обработки. Экономичность и экологичность обработки зависят от показателей функционирования обеих подсистем. Стабильность заданных получаемых значений вторичных параметров в последнее время становится одним из основных критериев выбора метода обработки. ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

13 Таблица 1 – Элементы структурной и функциональной связи финишной абразивной обработки

Функции

Выходные (вторичные)

Входные (первичные)

Параметры

Элемент Наименование

Показатель Обозначение

Методы обработки

Станок Приспособление

Ст Пр

Инструмент

Деталь Смазочно-охлаждающая технологическая среда (СОТС) Режимы обработки

Д Ср РО

СОТС + продукты диспергирования

СПД

Качество поверхности Точность обработки Износостойкость обработанной поверхности Износостойкость абразивного инструмента Производительность

Пр

Экологичность

Эк

Экономичность

Функция, связывающая первичные параметры и процесс обработки Функция, связывающая процесс обработки с вторичными параметрами Функция, связывающая вторичные параметры с задаваемыми первичными параметрами Взаимообусловленность подсистем обработки и обеспечение требуемого качества поверхностного слоя

Наименование Связанным абразивом Свободным абразивом Тип, модель Тип, схема

Обозначение

– – – –

Связующее, абразив (зернистость, концентрация)

Nз Kс

Предел текучести материала Состав Способ подачи Скорость Вязкость Предельное напряжение сдвига

σТ

КП Тч

Высота микронеровностей

ИП

Твердость поверхностного слоя

НВ

Ии

Износ абразивного инструмента

FПО FОВ FПВ f ОК

Удельный объемный съем обрабатываемого материала Использование нетоксичных, пожаробезопасных компонентов для изготовления абразивных инструментов, паст и СОТС. Себестоимость изготовления абразивного инструмента, паст и СОТС Определяется кинематикой движения Рациональный выбор режимов обработки, обеспечивающий заданные вторичные параметры Обратная связь между качеством обработки и оптимальным выбором первичных параметров

– – υ

μ τ0

Взаимосвязь пластической, упругой деформации и микрорезания

Функциональная схема абразивных финишных методов обработки (рисунок 2) состоит из нескольких основных блоков и является замкнутой (с обратными связями).

ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

Рисунок 2 – Функциональная схема процесса финишных методов обработки Для финишных методов обработки качество и износостойкость обрабатываемой поверхности являются определяющими. Такие параметры зависят от состава СОТС, паст, инструмента и фактической траектории формообразующего движения, что и определяет взаимное расположение инструмента и обрабатываемой детали. В результате геометрического взаимодействия, со съемом части материала детали, формируется обработанная поверхность, а также ее макрогеометрия, качество и эксплуатационные характеристики. Таким образом, одним основным геометрическим параметром, который характеризует протекание процесса обработки, является сила P , имеющая нормальную и тангенциальную составляющие и определяющая текущие параметры срезаемого слоя. Силовое взаимодействие представлено соответствующим блоком на функциональной схеме. Причем, поскольку текущие параметры срезаемого слоя связаны с формообразующим движением, которое выполняется в технологической обрабатывающей системе, то на выходе блока действует удельный объемный съем Q , характеризующий производительность процесса обработки. Наиболее сложные процессы происходят при формировании физико-механических свойств поверхностного слоя. Поэтому блок, который представляет этот процесс на функциональной схеме, связан со многими возмущениями и управляющими воздействиями. Все три основных блока на функциональной схеме формируют основной канал процесса обработки как управляемого объекта. Кроме этого канала существуют несколько каналов обратной связи, которые играют важную роль в структуре управляемого объекта. Прежде всего процесс обработки осуществляется в упругой технологической обрабатывающей системе (на схеме представлена блоком эквивалентной упругой системы – ЭУС), на которую влияет как сила P и силовое возмущение Q , так и формообразующее движение, которое выполняют разнообразные узлы ТОС (кинематическое возмущение). В результате в ТОС возникают упругие деформации, которые искажают заданную траекторию формообразования, а значит и заданное взаимное расположение инструмента и детали, что приводит к изменению параметров срезаемого слоя и обрабатываемой поверхности. Математическая модель процесса обработки при таком представлении состоит из математических моделей блоков, входящих в систему, с учетом связей между ними. При разработке технологических процессов обработки деталей машин важной проблемой является получение высокого уровня эксплуатационных характеристик обрабатываемых поверхностей. Указанная проблема имеет широкую связь научных исследований в области технологии машиностроения с практическими задачами. При этом важное значение имеет характер микрорельефа обработанных поверхностей. ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

15 Выводы Предложенная структурная схема позволяет определить направление исследований и наиболее важные параметры, оказывающие влияние на эксплуатационные свойства автомобильных деталей. Это позволит производить оптимальный выбор метода обработки и прогнозировать эксплуатационные свойства деталей машин. Оптимальным будем считать такое сочетание первичных параметров и воздействие их на процесс обработки, которое обеспечит максимум производительности (минимум себестоимости) при удовлетворении всех требований ограничений. Список литературы 1. Матюха, П. Г. Научные основы стабилизации выходных показателей алмазного шлифования с помощью управляющих воздействий на рабочую поверхность круга : дис. … д-ра техн. наук : 05.03.01 / П. Г. Матюха. ‒ Донецк, 1995. ‒ 456 с. 2. Петраков, Ю. В. Автоматичне управління процесами обробки матеріалів різанням / Ю. В. Петраков. ‒ К. : УкрНДИАТ, 2004. ‒ 384 с. 3. Проволоцкий, А. Е. Развитие комбинированных методов обработки, как база интегрированных технологий / А. Е. Проволоцкий // Високі технології в машинобудуванні : зб. наук. пр. ‒ Х., 2003. ‒ № 1. ‒ С. 103–112. 4. Мельникова, Е. П. Повышение долговечности тормозных дисков автомобилей за счет совершенствования технологии механической обработки / Е. П. Мельникова, В. В. Быков // Вісник СевНТУ : зб. наук. пр. Серія : Машиноприладобудування та транспорт. – Севастополь, 2012. – С. 162–167. 5. Мельникова, Е. П. Динамические особенности работы резцедержателей с гидравлической системой выравнивания сил резания / Е. П. Мельникова, В. В. Быков // Прогресивні технології системи машинобудування : міжнар. зб. наук. пр. – 2011. – № 41. – С. 221–224. 6. Мельникова, Е. П. Математическая модель объекта адаптивного управления / Е. П. Мельникова, В. В. Быков // Вісті Автомобільно-дорожнього інституту : наук.-вироб. зб. – 2010. – № 2 (11). – С. 10–15. 7. Технологические и трибологические основы повышения эффективности абразивной финишной обработки : моногр. / К. С. Ахвердиев [и др.]. ‒ Ростов н/Д. : Ростовский гос. ун-т путей сообщения, 2004. ‒ 309 с.

Е. П. Мельникова Автомобильно-дорожный институт ГОУВПО «Донецкий национальный технический университет», г. Горловка Исследование взаимодействия параметров технологической системы при финишных абразивных методах обработки Разработан общий теоретический подход к исследованию съема металла и формированию параметров качества обработанной поверхности деталей машин при финишных абразивных методах обработки. Представлены структурная и функциональная схемы, позволяющие установить взаимосвязь первичных и вторичных параметров финишных абразивных методов обработки. Предложенная структурная схема позволяет определить направление исследований и наиболее важные параметры, оказывающие влияние на эксплуатационные свойства автомобильных деталей. Это позволит производить оптимальный выбор метода обработки и прогнозировать эксплуатационные свойства деталей машин. Оптимальным считаем такое сочетание первичных параметров и воздействие их на процесс обработки, которое обеспечит максимум производительности (минимум себестоимости) при удовлетворении всех требований ограничений. ДЕТАЛИ МАШИН: ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА, СЪЕМ МЕТАЛЛА, ОБРАБОТАННАЯ ПОВЕРХНОСТЬ, ФИНИШНЫЕ АБРАЗИВНЫЕ МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ

ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

16 E. P. Melnikova Automobile and Highway Institute of Donetsk National Technical University, Gorlovka Study of the Parameters Interaction of the Technological System at Final Abrasive Processing Methods The general theoretical approach to the study of the metal-removing action and quality parameters formation of the machine component processed surface at final abrasive processing methods is developed. Structure and functional schemes allowing to establish relationship of primary and secondary parameters of final abrasive processing methods are presented. Suggested structure scheme allows to determine study direction and the most important parameters influenced on operating abilities of automobile parts. It will allow to make an optimal choice of the processing method and to predict operating abilities of automobile parts. The optimal combination of primary parameters and their impact on the processing process is considered such combination, which provides maximum productivity (minimum cost price) at meeting all limitation requirements. AUTOMOBILE PARTS: OPERATING ABILITIES, METAL-REMOVING ACTION, PROCESSED SURFACE, FINAL ABRASIVE PROCESSING METHODS Сведения об авторе Е. П. Мельникова SPIN-код: 6737-6600 Телефон: +38 (050) 534-25-41 Эл. почта: melnikova_adi@mail.ru Статья поступила 05.04.2016 © Е. П. Мельникова, 2017 Рецензент: Б. В. Намаконов, канд. техн. наук, доц., АДИ ГОУВПО «ДонНТУ»

ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

17 УДК 656.05.13 А. В. Меженков, Н. А. Соколова Автомобильно-дорожный институт ГОУВПО «Донецкий национальный технический университет», г. Горловка РЕЗУЛЬТАТЫ ОБСЛЕДОВАНИЯ ПАССАЖИРОПОТОКОВ НА ГОРОДСКИХ АВТОБУСНЫХ МАРШРУТАХ № 5, № 13, № 14, № 24 И № 25 Г. ГОРЛОВКИ Проведено обследование пассажиропотоков на действующей маршрутной сети города для анализа соответствия распределения единиц подвижного состава по маршрутам, существующего пассажиропотока по часам суток и дням недели, а также с целью определения доли льготных категорий пассажиров. Ключевые слова: маршрут автобусный: обследование, пассажиропоток, объем перевозок, льгота, учетчик, состав подвижной

Введение Функционирование современного города невозможно без массового пассажирского транспорта. Основным видом общественного пассажирского транспорта г. Горловки является автобусный транспорт. Для поддержания необходимого уровня работы общественного автобусного транспорта необходимо контролировать изменение пассажиропотоков, которые могут меняться не только периодически по часам суток, дням недели, месяцам, но и в результате изменения количества населения города. С этой целью проводят обследования пассажиропотоков. Данные обследования позволяют определить показатели, с помощью которых можно объективно оценить качество обслуживания населения и эффективность использования подвижного состава. Изучение пассажиропотоков позволяет выявить основные закономерности их колебания для использования результатов обследований в планировании и организации перевозок. Анализ последних исследований Для выявления пассажиропотоков, распределения их по направлениям, сбора данных об изменениях пассажиропотоков во времени проводят обследования. Существующие методы обследования пассажиропотоков можно классифицировать по ряду признаков. По длительности охватываемого периода различают обследования систематические и разовые. По ширине охвата транспортной сети различают сплошные и выборочные обследования [1, 2, 3, 4]. По виду обследования могут быть: анкетными [5, 6, 7]; отчетно-статистическими (талонный, табличный, визуальный, силуэтный, опросный) [8, 9]; натурными [10]; автоматизированными [11, 12]. Целью исследования является определение фактического пассажиропотока на маршрутах и доли льготных категорий граждан на маршрутах № 5, № 13, № 14, № 24 и № 25 г. Горловки. Согласно цели исследования, было проведено разовое выборочное обследование с использованием табличного метода. Основной материал исследования Основанием для выполнения работы по обследованию пассажиропотоков на городских автобусных маршрутах № 5, № 13, № 14, № 24 и № 25 пассажирского автомобильного транспорта стал договор № 16 от 23 марта 2016 г. между Автомобильно-дорожным институтом и Администрацией г. Горловки. ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

18 Обследование пассажиропотоков на городских автобусных маршрутах № 5, № 13, № 14, № 24 и № 25 пассажирского автобусного транспорта г. Горловки проводилось с целью определения объемов перевозок и доли льготных категорий пассажиров. Обследование пассажиропотоков проводилось студентами 3 и 4 курса специальности «Организация перевозок и управление на автомобильном транспорте» и специальности «Организация и регулирование дорожного движения» (всего 48 студентов) АДИ ГОУВПО «ДонНТУ». Исходными данными для обследования пассажиропотоков на городских автобусных маршрутах пассажирского транспорта являлись: карта г. Горловки, паспорта маршрутов, которые необходимо обследовать (№ 5, № 13, № 14, № 24 и № 25), сведения о подвижном составе, обслуживающем пассажиров на исследуемых маршрутах. Городской автобусный маршрут № 5 имеет протяженность 18,5 км. Общее количество остановочных пунктов – 23. Перевозка пассажиров осуществляется тремя автобусами марки ЛАЗ-695 НГ. Первый автобус отправляется в рейс в 5:50 утра с остановки «Кондратьевка» и заканчивает работу в 17:50, сделав 10 рейсов. Второй автобус отправляется с остановки «ул. Нестерова» в 5:30 и заканчивает работу в 9:30, сделав 4 рейса. Третий автобус отправляется с остановки «ул. Нестерова» в 6:00 и заканчивает работу в 17:40, сделав 10 рейсов. В выходные дни на маршруте работает два автобуса – первый и третий выходы. Особенностью работы маршрута является то, что три рейса автобусы делают по удлиненному маршруту до остановки «ул. Дроновская» – в 6:50, 11:20 и 15:50. Городской автобусный маршрут № 13 имеет протяженность 19,3 км. Общее количество остановочных пунктов – 31 в прямом и 30 в обратном направлениях. Перевозка пассажиров должна осуществляться четырьмя единицами подвижного состава марки ПАЗ-3205. Однако на момент обследования фактически работали 1 или 2 автобуса. Работа на маршруте начинается в 6:35 с остановки «п. Комарова». Автобусы фактически выполняют от трех до шести рейсов. Городской автобусный маршрут № 14 имеет протяженность 21,6 км. Общее количество остановочных пунктов – 37 в прямом и 36 в обратном направлениях. Перевозка пассажиров осуществляется десятью единицами подвижного состава марок ПАЗ-32054 СПГ, ЛАЗ-695 НГ (на практике обследовались только пять автобусов в связи с ограниченностью ресурсов). Первый автобус начинает работу в 6:00 с остановок «Металлобаза» и «ст. Никитовка» одновременно навстречу друг другу. Автобусы фактически выполняют от четырех до шести рейсов. Городской автобусный маршрут № 24 имеет протяженность 12,5 км. Общее количество остановочных пунктов – по 17 в прямом и обратном направлениях. Перевозка пассажиров осуществляется шестью единицами подвижного состава марок ПАЗ-32054 СПГ, ЛАЗ-695 НГ. Первый автобус начинает работу в 5:20 с остановки «245 квартал». Автобусы фактически выполняют от четырех до десяти рейсов. Городской автобусный маршрут № 25 имеет протяженность 16 км. Общее количество остановочных пунктов – 27. Перевозка пассажиров осуществляется двумя единицами подвижного состава марки ПАЗ-3205. Первый автобус начинает работу в 6:15 с остановки «Домовая кухня» и заканчивает работу в 18:00, сделав 11 рейсов. Второй автобус начинает работу в 7:15 с остановки «Домовая кухня» и заканчивает работу в 17:00, сделав 10 рейсов. В воскресенье на линии работает один автобус, который начинает работу в 7:15 с остановки «Домовая кухня» и заканчивает работу в 17:00, сделав 10 рейсов. На основании перечня городских маршрутов пассажирского транспорта было определено количество учетчиков, необходимых для организации обследования. Все студенты работали на каждом из маршрутов, подлежащих обследованию, в 2 смены. С целью снижения трудоемкости, четыре студента осуществляли текущую обработку результатов обследования на ЭВМ [13, 14]. ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

19 Была разработана форма таблиц обследования с указанием в них: фамилии учетчика, времени отправления из начального пункта и прибытия в конечный пункт, даты обследования, номера машины, количества пассажиров, которые вошли в транспортное средство и вышли из него на каждом остановочном пункте, с учетом количества пассажиров льготных категорий. Обследование пассажиропотоков проводилось на маршрутах № 13 и № 24 пассажирского транспорта с 31.05.2016 г. по 06.06.2016 г.; на маршруте № 14 – с 07.06.2016 г. по 13.06.2016 г. В случае схода автобуса с маршрута студенты пересаживались в следующий, не обследованный автобус. В связи с ограниченностью ресурса учетчиков обследование на маршруте № 14 проводилось неполное. Учетчики обследовали автобусы, отправляющиеся через один друг за другом. Обследование пассажиропотоков на маршрутах № 5 и № 25 пассажирского транспорта проводилось с 23.06.2016 г. по 06.07.2016 г. На маршруте № 5 обследования проводились для выходов 1 (далее автобус 1) и 3 (далее автобус 2). Автобус под вторым выходом не обследовался (работал неполный день). Направление рейса, с которого начиналась работа автобуса, принималось прямым. Так, для маршрута № 5 для первого автобуса прямое направление «Кондратьевка – ул. Герцена», для второго автобуса – «ул. Герцена – Кондратьевка». Для маршрута № 25 прямое направление для обоих автобусов «Домовая кухня – Автовокзал». На автобусном маршруте № 5 не были учтены пассажиры, которые отправлялись в последний рейс, идущий на Кондратьевку, т. к. у учетчиков не было возможности добраться обратно в центр города. Аналогичная ситуация и на автобусном маршруте № 25. Учетчики не отправлялись в последний рейс, идущий в сторону Домовой кухни. Для первого автобуса не были учтены пассажиры, отправляющиеся в первый рейс с Домовой кухни, т. к. у учетчиков не было возможности добраться на начальный остановочный пункт к 6:15. Обследование пассажиропотоков в некоторые дни было проведено не в полном объеме. Это связано с периодическими обстрелами территории города, где проходят маршруты, с целью обеспечения безопасности учетчиков. В результате обследования пассажиропотоков были составлены итоговые таблицы для каждого дня обследования, в которых сведены данные о всех обследованных в течение дня автобусах с учетом количества выполненных ими рейсов (таблицы 1, 2, 3, 4, 5). В таблицах отражено общее количество перевезенных за исследуемый период пассажиров в прямом и обратном направлении и общее количество перевезенных льготных категорий граждан. Всего за время исследования на маршруте № 5 учетчиками было обследовано 115 рейсов в направлении ул. Дроновская – ул. Герцена и 105 рейсов в направлении «ул. Герцена – ул. Дроновская». На маршруте № 25 учетчиками был обследован 91 рейс в направлении «Домовая кухня – Автовокзал» и 88 рейсов в направлении «Автовокзал – Домовая кухня». Обследования пассажиропотоков на маршрутах проходило в летний период, когда значительная часть граждан города, пользующихся услугами исследуемых маршрутов, находится на каникулах или в отпусках, а лица пенсионного возраста задействованы в сельхозработах на приусадебных участках. Поэтому полученные значения значительно занижены.

ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

25 В результате обследования пассажиропотоков на обследуемых автобусных маршрутах были выявлены следующие недостатки: 1. Большинство льготных категорий граждан, пользующихся услугой перевозки, не предъявляют водителю льготное удостоверение. На просьбу водителей и учетчиков предъявлять удостоверение, предоставляющее льготу, не реагируют. Льготную стоимость проезда пассажиры устанавливают сами, сумма варьируется от 0 до 3 руб. 2. На конечных остановках маршрута салон автобуса полностью наполняется, что не позволяет пассажирам войти в салон на последующих остановках, т. е. дальнейшее наполнение салона пассажирами невозможно. 3. В направлении Контратьевка на автобусном маршруте № 5 наблюдается следующая ситуация: когда автобус движется из центра города за 2–3 остановки до конечного пункта, пассажиры, которым необходимо добраться в центр города, осуществляют посадку в салон автобуса и доезжают до конечной остановки. Далее, не выходя из салона до времени отправления, едут в этом же автобусе в центр города. С учетом того, что таким образом поступают только льготные категории граждан, которые не оплачивают проезд, другие пассажиры даже на конечном пункте с трудом могут попасть в салон автобуса. Особо остро такая ситуация наблюдается в утренние часы, когда жители Кондратьевки едут на работу. 4. С целью освободить салон автобуса, водители останавливают подвижной состав в не отведенных для этого местах для высадки пассажиров. 5. На конечной остановке маршрута «Домовая кухня» на автобусном маршруте № 25 и «п. Комарова» на автобусном маршруте № 13 происходит полное наполнение салона автобуса, что не позволяет пассажирам войти в салон на последующих остановках, т. е. дальнейшее наполнение салона пассажирами невозможно. 6. Некоторые пассажиры, не имея льготы (о чем говорят сами), оплачивают водителю неполную стоимость проезда или вообще отказываются платить. На основании представленных результатов обследования, с учетом количества обследуемых автобусов, есть возможность определения, с учетом коэффициентов приведения, суточного объема перевозок на рассматриваемых маршрутах. Заключение Полученные данные дают возможность определения типа подвижного состава и его количества для работы на маршруте, а также для разработки расписания движения автобусов на обследованных маршрутах, что позволит удовлетворить утренний пассажиропоток на конечных остановочных пунктах. Полученные данные относительно льготных категорий граждан, пользующихся услугами перевозчиков на маршрутах № 5 и № 25, позволят усовершенствовать социальную политику города в вопросе обеспечения льготного проезда. Список литературы 1. Лебедева, О. А. Совершенствование методов мониторинга пассажиропотоков на маршрутах городского пассажирского транспорта общего пользования : дис. … канд. техн. наук / О. А. Лебедева. – Ирутск, 2014. – 171 с. 2. Bell, M. G. The Real Time Estimation of Origin-Destination Flows in the Presence of Platoon Dispersion / M. G. Bell // Transportation Research. ‒ 1991. – Vol. 25 B. – P. 115–125. 3. Cascetta, E. Dynamic Estimators of Origin-Destination Matrices Using Traffic Counts / E. Cascetta, D. Inaudi, G. Marquis // Transportation Science. ‒ 1993. – Vol. 27, № 4. – P. 363–373. 4. Chang, Gang-Len. Recursive Estimation of Time-Varying Origin-Destination Flows from Traffic Counts in Freeway Corridors / Gang-Len Chang, Jifeng Wu // Transportation Research-B. ‒ 1994. – Vol. 28 B. – P. 141–160. 5. Баккер, Скотт Ф. Профессиональное программирование в Microsoft Access 2002 / Ф. Скотт Баккер ; пер. с англ. – М. : Издательский дом «Вильямс», 2002. – 992 с. 6. Блатнов, М. Д. Пассажирские автомобильные перевозки : учеб. для автотранспортных техникумов / М. Д. Блатнов. – 3-е изд., перераб. и доп. – М. : Транспорт, 1981. – 222 с. ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

26 7. Шаров, М. И. Результаты сравнения методов оценки транспортного спроса на сети городского общественного транспорта / М. И. Шаров // Вестник ИрГТУ. – 2008. – Т. 35, № 3. – С. 148–150. 8. Гудков, В. А. Технология, организация и управление пассажирскими автомобильными перевозками : учеб. для вузов / В. А. Гудков, Л. Б. Миротин ; под ред. Л. Б. Миротина. – М. : Транспорт, 1997. – 254 с. 9. Гудков, В. А. Пассажирские автомобильные перевозки : учеб. для вузов / В. А. Гудков ; под ред. В. А. Гудкова. – М. : Горячая линия – Телеком, 2004. – 448 с. 10. Лебедева, О. А. Пассажиропотоки и методы их изучения / О. А. Лебедева, М. Н. Крипак // Современные технологии и научно-технический прогресс. – 2011. – С. 29. 11. Артынов, А. П. Автоматизация процессов планирования и управления транспортными системами / А. П. Артынов, И. И. Скалецкий. – М. : Транспорт, 1981. – 280 с. 12. Сербер, Д. Линейный регрессионный анализ / Д. Сербер ; пер. с англ. – М. : Мир, 1980. – 456 c. 13. Имельбаев, Ш. С. Анализ стохастических коммуникационных систем с применением термодинамического подхода / Ш. С. Имельбаев, Б. Л. Шмульян // Автоматика и телемеханика. ‒ 1977. – № 5. – C. 77–87. 14. Киселева, О. Н. Определение матрицы существующих грузовых корреспонденций на основе обследований на магистральной сети / О. Н. Киселева, С. Л. Сена, В. П. Федоров // Социально-экономические проблемы развития транспортных систем городов : тез. докл. второй обл. экономической конф. – Свердловск, 1988. – С. 95–98.

А. В. Меженков, Н. А. Соколова Автомобильно-дорожный институт ГОУВПО «Донецкий национальный технический университет», г. Горловка Результаты обследования пассажиропотоков на городских автобусных маршрутах № 5, № 13, № 14, № 24 и № 25 г. Горловки В данной работе рассматривается методика проведения обследования пассажиропотоков на городских автобусных маршрутах г. Горловки. Приведена характеристика городских автобусных маршрутов № 5, № 13, № 14, № 24 и № 25 г. Горловки на основании данных паспортов маршрутов и натурных обследований: протяженность автобусных маршрутов, количество остановочных пунктов на маршрутах в прямом и в обратном направлениях, количество и тип подвижного состава, работающего на маршрутах, время начала и окончания работы маршрутов в будние и в выходные дни. Приводятся результаты обследования пассажиропотоков на городских автобусных маршрутах № 5, № 13, № 14, № 24 и № 25 г. Горловки: количество рейсов, выполненных каждым автобусом за день в прямом и в обратном направлениях, количество перевезенных пассажиров каждым автобусом за день в прямом и в обратном направлениях, количество льготных категорий граждан, перевезенных на один рейс каждым автобусом в прямом и в обратном направлениях, общее количество пассажиров, перевезенных каждым автобусом за день и доля льготных категорий граждан, общее количество пассажиров, перевезенных автобусами, работающими на маршруте за день, количество льготных категорий граждан и их доля от общего количества перевезенных пассажиров, общее количество пассажиров, перевезенных автобусами, работающими на маршруте за период обследования, количество льготных категорий граждан и их доля от общего количества перевезенных пассажиров за этот же период. Анализ полученных данных позволил определить общие недостатки в организации работы обследуемых маршрутов, к которым можно отнести: несоответствие вместимости автобусов, работающих на маршрутах, существующему пассажиропотоку; количество подвижного состава, работающего на маршрутах, не в состоянии удовлетворить спрос населения в перевозках, нарушение пассажирами порядка пользования льготным проездом. МАРШРУТ АВТОБУСНЫЙ: ОБСЛЕДОВАНИЕ, ПАССАЖИРОПОТОК, ОБЪЕМ ПЕРЕВОЗОК, ЛЬГОТА, УЧЕТЧИК, СОСТАВ ПОДВИЖНОЙ

ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

27 А. V. Mezhenkov, N.A. Sokolova Automobile and Highway Institute of Donetsk National Technical University, Gorlovka Survey Results of Passenger Flows on Urban Bus Routes № 5, № 13, № 14, № 24 and № 25 in Gorlovka In this work the survey procedure of passenger flows on urban bus routes in Gorlovka is considered. The characteristic of bus routes № 5, № 13, № 14, № 24 and № 25 in Gorlovka based on the data of the Route Passport and full-scale survey is given: length of bus routes; number of stops on routes in forward and reverse directions; number and type of the rolling stock operating on routes; opening and ending time of route operation in weekdays and weekend. Survey results of passenger flows on urban bus routes № 5, № 13, № 14, № 24 and № 25 in Gorlovka are given: route number performing by every bus per day in forward and reverse directions; number of passengers transported by each bus per day in forward and reverse directions; number of groups entitled to benefits transported by each bus per day in forward and reverse directions; total number of passengers transported by each bus per day and proportion of groups entitled to benefits; total number of transported passengers by buses operating on routes per day, number of groups entitled to benefits and their proportion of total number of transported passengers; total number of passengers transported by buses operating on the route for the survey period, number of groups entitled to benefits and their proportion of total number of transported passengers for the same period. The analysis of obtained data allowed to determine general shortcomings in the work organization of surveyed routes including: capacity inadequacy of buses operating on routes to existing passenger flows; number of the rolling stock operating on routes is unable to meet peoples’ demand in transportation; violation of the deadhead procedure by passengers. BUS ROUTE, SURVEY: PASSENGER FLOW, TRAFFIC VOLUME, BENEFIT, ACCOUNTANT, ROLLING STOCK Сведения об авторах: А. В. Меженков SPIN-код: 3845-0179 Телефон: +38 (050) 978-01-52 Эл. почта: Ekar8481@mail.ru Н. А. Соколова SPIN-код: 1356-9696 Телефон: +38 (050) 706-45-85 +38 (050) 978-01-52 Эл. почта: natawyna@yandex.ru Статья поступила 02.02.2017 © А. В. Меженков, Н. А. Соколова, 2017 Рецензент: А. Н. Дудников, канд. техн. наук, доц. АДИ ГОУВПО «ДонНТУ»

ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

28 УДК 621.7.011 А. Г. Федорченко, Д. Г. Тукмакова Автомобильно-дорожный институт ГОУВПО «Донецкий национальный технический университет», г. Горловка ВЫЯВЛЕНИЕ КАЧЕСТВЕННЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ЗАТРАТ ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ЭКСПЕРТИЗЫ ДТП Выполнен анализ транспортно-трасологической и инженерно-прочностной экспертизы дорожно-транспортного происшествия. Дополнен комплексный метод определения энергетических затрат транспортного средства при проведении экспертизы дорожно-транспортного происшествия, основанного на использовании закона сохранения энергии. Энергия транспортного средства до начала дорожно-транспортного происшествия устанавливается путем определения суммарной энергии, которая состоит из энергий трения, упругого деформирования, деформации, разрушения его конструктивных частей и энергий, а также энергий, которые привели к перемещению транспортного средства в разных плоскостях во время процесса дорожно-транспортного происшествия. Ключевые слова: экспертиза ДТП, упругость, энергия трения, энергия упругого деформирования, энергия подбрасывания, энергия отбрасывания, энергия разрушения, энергия деформации, транспортное средство

Постановка научной проблемы и задачи, которая решается Обеспечение безопасности движения на автомобильном транспорте представляет собой значительную научно-практическую проблему. Мировая тенденция роста количества дорожно-транспортных происшествий отмечается многими авторами [1–3]. Указанная проблема связана прежде всего с приростом численности парка автомобильного транспорта, особенно в пределах улично-дорожных сетей городов. С целью установления механизма дорожно-транспортного происшествия назначается экспертиза дорожно-транспортного происшествия. Эта экспертиза позволяет найти причины, которые привели к дорожно-транспортному происшествию и к обстоятельствам, при которых оно произошло, оценить последствия дорожно-транспортного происшествия и меры по их предотвращению [3]. Анализ последних исследований При столкновении или наезде на препятствие транспортных средств (ТС), часть кинетической энергии ТС гасится в течение короткого промежутка времени, вследствие этого в месте контакта тел возникают мгновенные (ударные) силы, величина которых весьма значительна. Именно этим обстоятельством объясняется факт, что такого рода события имеют гораздо более тяжелые последствия, чем другие виды ДТП. Так, при фронтальном столкновении легковых автомобилей ударные силы достигают 40 000 кгс, а при столкновении автобусов и грузовых автомобилей они возрастают до нескольких сотен тысяч кгс [4]. Определение затрат кинетической энергии на пластическую деформацию собственной конструкции ТС других участников столкновения, и возможных препятствий является решающим фактором при установлении истинного виновника ДТП. В настоящее время теория пластичности позволяет решать почти все задачи, которые возникают при пластическом деформировании твердых материалов. Однако в последнее время на первое место выходят вопросы пластических формоизменений и энергетических затрат, обусловленных появлением деформаций в металле [3]. Транспортно-трасологическая экспертиза объективна только в тех случаях, когда вся кинетическая энергия ТС, или по крайней мере большая ее часть, тратится на работу сил трения. С момента столкновения ТС или начала физических процессов, которые описываютISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

29 ся законами механики, объективность транспортно-трасологической экспертизы требует обоснования для каждого конкретного ДТП. Как правило, в рамках только одной транспортно-трасологической экспертизы такое обоснование невозможно получить. Теоретической основой инженерно-прочностной экспертизы является теория деформирования металлов [4]. Для выполнения этой экспертизы необходимо иметь доступ к данным о характеристиках материала поврежденных элементов конструкций ТС, в виде специальных функций [4], которые в свою очередь формируют технологический паспорт материала. Этот метод оценки высвобождаемой энергии является наиболее точным, особенно для расчета высвобождаемой энергии деформирования конструктивных частей ТС, т. к. конструкции ТС изготовлены из тонколистовых материалов, толщина которых составляет 0,8 мм и более. Цель работы Выявление энергетических затрат транспортного средства при проведении экспертизы ДТП. Основная часть Согласно транспортно-трасологической экспертизе расчетная скорость ТС с достаточной степенью точности определяется по формуле (1):

Va  0,5  tз  jм  2  Sю  jм ,

(1)

где Vа – расчетное значение скорости движения автомобиля, м/с; tз – время роста замедления при экстренном торможении ТС в исследуемых дорожных условиях, с; jм – максимальное замедление, которое установилось, при торможении ТС в исследуемых дорожных условиях, (м/с)2; Sю – длина следов торможения ТС, г. Начиная со времени tз, тормозная система ТС срабатывает, и в результате этого начинает тратиться какая-то часть полной ТТС кинетической энергии ТС непосредственно на торможение. В формулу (2) не входят те параметры, которые отображали бы влияние другой части полной кинетической энергии ТС, влияющей на значение его скорости к началу ДТП. В данном случае речь идет о деформировании и разрушении конструктивных частей ТС. Определение скорости по этой методике позволяет установить лишь ту часть полной кинетической энергии, которая израсходована на торможение ТС:

Tтр 

maVa 2 , 2

(2)

где ma – масса ТС, кг. Процесс удара можно разделить на две фазы:  от момента соприкосновения тел до момента их максимального сближения. В этой фазе кинетическая энергия переходит в механическую энергию разрушения и деформации тел, а также в тепловую и потенциальную энергию; продолжительность этой фазы – 0,5…0,1 с;  от конца первой фазы до момента разъединения тел. В этой фазе потенциальная энергия упругодеформированных тел вновь переходит в кинетическую, под действием которой происходит разъединение тел; продолжительность этой фазы – 0,02…0,04 с. Отношение относительных скоростей тел перед и после удара при неподвижном состоянии называют коэффициентом восстановления [7]: ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

30 К уд  

Va ' , Va

(3)

где Va ' – скорость тел после удара, м/с. Данный коэффициент позволяет определить часть кинетической энергии, которая пошла на упругую деформацию и разрушение ТУПР конструктивных частей автомобиля:

ТУПР  TТР  К уд .

(4)

Знак «–» указывает на изменение скорости движения при отскоке ТС от препятствия. Согласно существующей инженерно-прочностной экспертизе ДТП при столкновении вся кинетическая энергия превращается в энергию пластического деформирования конструктивных частей ТС [4]. Однако это утверждение является неверным, т. к. во время столкновения ТС и его части не только деформируются, но и смещаются или даже разрушаются. Это обусловлено тем, что во время ДТП кинетическая энергия ТС высвобождается и на энергию разрушения различных конструктивных частей ТС, которые не рассматриваются в инженерно-прочностной экспертизе [3]. Это приводит к занижению значения полного количества кинетической энергии ТС при ДТП, а со временем и к снижению значения его скорости. Результаты выполненной таким образом экспертизы приводят к неверным выводам, вследствие чего могут быть наказаны невиновные люди, а мероприятия по улучшению безопасности дорожного движения не приведут к положительному результату. Полную потенциальную энергию деформации ТДЕФ конструктивных частей АТС получаем путем суммирования отдельных значений потенциальных энергий Edefj всех ее элементов по формуле:

TДЕФ   Edefj

(5)

Именно поэтому во время выполнения инженерно-прочностной экспертизы необходимо устанавливать также ту часть энергии TРАЗР, которая была израсходована непосредственно на разрушение каждой детали. Значение этой энергии в общем виде можно определить по формуле [4]:

TРАЗР   (k  ( где k – жесткость детали,

S2 )), 2

(6)

Н ; м

S – сжимание детали, м. Однако расчет формулы (1) является недостаточным для определения энергии разрушения всех видов. И потому в каждом частном случае, в зависимости от характера и вида разрушения, необходимо ее конкретизировать [5]. В результате столкновения возможно отбрасывание ТС на некоторое расстояние без контакта его колес с дорогой. Кроме того, во время процесса отбрасывания ТС разворачивается в разных плоскостях, которые проходят через центр масс ТС перпендикулярно и параллельно плоскости движения. Энергию TОТБР по отбрасыванию каждого из ТС в этом случае можно определить по формуле [6]:

TОТБР  ma  g  f (l  a   ) ,

(7)

где ma – вес ТС, нетто (учитывается не только вес ТС, но и вес людей, которые находились во время столкновения в ТС, и других вещей, которые увеличивают действительный вес ТС), кг; ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

31 l – расстояние, на которое откидывается ТС после столкновения, м; g – ускорение свободного падения = 9,81 м/с; f – коэффициенты трения колес ТС об дорогу; a – расстояния в плане от центра масс ТС к его левому либо правому переднему колесу, м; θ – угол разворота ТС, рад. Во время отбрасывания возможны повторные столкновения, на которые тратится также какая-то часть кинетической энергии. При этом возникают как повторные столкновения, так и другие деформирования различных частей, а также возможное повторное отбрасывание ТС до тех пор, пока не будет израсходована вся полная кинетическая энергия ТС. Именно поэтому считаем, что определение энергии на отбрасывание лишь по формуле (2) не соответствует действительности, т. к. в этой формуле учтено лишь одно отбрасывание. К тому же при перемещении ТС после столкновения в процессе отбрасывания возможно выделение энергии по забрасыванию (подбрасыванию) TПОДБР ТС, например, на тротуар, которая определяется по формуле [6]:

TПОДБР  ma  g  h ,

(8)

где Δh – высота подбрасывания. Это свидетельствует о том, что не существует единой формулы для определения возможной энергии на отбрасывание. Отметим также то, что определенное количество изменений расположения центров кривизны следов торможения относительно траектории ТС может свидетельствовать о том, что во время процесса ДТП происходило такое же количество повторных столкновений. Т. к. на ТС в эти промежутки времени действовали другие разные силы, отличные от тех, которые были в начале ДТП, повторные столкновения приводят к повторному деформированию тех же или других конструктивных частей ТС. Несмотря на этот факт, на сегодня невозможно установить на каком этапе были получены те или другие деформирования и разрушения. Именно поэтому определение энергий, которые являются составляющими кинетической энергии ТС, проводится по каждому типу отбрасывания отдельно и может определяться по формулам (2) и (3), а также по каким-то другим, в зависимости от характера ДТП. Но в общем виде вывести формулы для определения энергии отбрасывания и подбрасывания ТС сегодня невозможно. Установление кинетической энергии ТС на отбрасывание должно сводиться к тому, что в каждом частном случае ДТП нужно определять конкретные процессы, которые возникали, и согласно им выполнять расчеты энергии. Процессы повторного отбрасывания ТС могут быть установлены во время анализа механизма ДТП разными способами, например, по изменению расположения кривизны тормозного пути или опрашиваниями очевидцев ДТП. Таким образом, итоговое значение энергетических затрат ТЭЗ.ТС для каждого отдельного ТС (4):

TЭЗ.ТС  ТТР  ТУПР  Т ДЕФ  Т РАЗР  Т ОТБР  Т ПОДБР ,

(9)

где ТДЕФ – потенциальная энергия деформации, которая определяется согласно инженерно-прочностной экспертизе [3]. Значение действительной скорости ТС определяем по формуле:

Vд  (2  Т ЭЗ.ТС ) / ma .

ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

(10)

32 Выводы Доказано, что выявление качественных изменений механизма ДТП позволяет установить следующие виды энергетических затрат кинетической энергии АТС: 1) энергия торможения ТТР; 2) энергия упругого деформирования ТУПР; 3) энергия деформирования ТДЕФ; 4) энергия разрушения ТРАЗР; 5) энергия отбрасывания ТОТБР; 6) энергия подбрасывания ТПОДБР. Проведен анализ существующих экспертиз и предварительных выводов. На основании закона сохранения энергии разработана системная методика выполнения экспертизы ДТП, в которой учитывается шесть видов энергетических затрат. Список литературы 1. Евтюков, С. А. Реконструкция и экспертиза ДТП в примерах / С. А. Евтюков, Я. В. Васильев. – СПб. : Петрополис, 2012. – 324 с. 2. Подопригора, Н. В. Уточнение традиционной методики вычисления остановочного пути / Н. В. Подопригора, П. А. Степина // Актуальные проблемы безопасности дорожного движения. – СПб. : СПбГАСУ, 2012. – С. 121–123. 3. Куниця, А. В. Використання закону збереження кінетичної енергії при проведенні експертизи дорожньотранспортної пригоди / А. В. Куниця, О. Г. Федорченко // Вісті Автомобільно-дорожнього інституту : наук.вироб. зб. / ДВНЗ «ДонНТУ» АДІ. – Горлівка, 2010. – № 2 (11). – С. 105–109. 4. Огородников, В. А. Энергия. Деформация. Разрушение (задачи автотехнической экспертизы) : моногр. / В. А. Огородников, В. Б. Киселев, И. О. Сивак. – Винница : УНІВЕРСУМ-Вінниця, 2005. – 204 с. 5. Байков, В. П. Учет потерь кинетической энергии при столкновении транспортных средств / В. П. Байков, В. И. Гутник, В. Б. Киселев // Вестник Донбасской государственной машиностроительной академии. – 2008. – № 1/11. – С. 10–16. 6. Федорченко, А. Г. Определение части кинетической энергии транспортных средств на отбрасывание при проведении комплесной экспертизы ДТП [Электронный ресурс] / А. Г. Федорченко, Д. С. Рябчук // Проблемы развития транспортной системы Донбасса : сборник тезисов докладов I республиканской научно-практической конференции, 16 июня 2016 г., Горловка ; отв. ред. А. В. Толок / Автомобильно-дорожный институт ГОУВПО «ДонНТУ». – Горловка : АДИ ДонНТУ, 2016. – 96 с. 7. Домке, Э. Р. Расследования и экспертиза дорожно-транспортных происшедствий / Э. Р. Домке. – М. : Издательский центр «Академия», 2009. – 288 с.

А. Г. Федорченко, Д. Г. Тукмакова Автомобильно-дорожный институт ГОУВПО «Донецкий национальный технический университет» г. Горловка Выявление качественных составляющих энергетических затрат при проведении экспертизы ДТП В настоящее время теория пластичности позволяет решать почти все задачи, которые возникают при пластическом деформировании твердых материалов. Однако в последнее время на первое место выходят вопросы пластических формоизменений и энергетических затрат, обусловленных появлением деформаций в металле. Рассматривается решение проблемы учета всех составляющих кинетической энергии автомобиля, возникающих в процессе ДТП. Сформулированы и выявлены основные 6 составляющих, а именно: энергия трения, энергия деформации, энергия упругости, энергия разрушения, энергия отбрасывания и подбрасывания. Разработана методика учета составляющих для каждого из участников ДТП. Проанализированы и получены зависимости для расчета необходимых составляющих соответствующих транспортных средств в зонах остановок. Проведена формализация процессов движения – где и как происходит процесс столкновения и последующее перемещение ТС. Получены формулы шести составляющих кинематической энергии, которая выделяется в процессе ДТП. Доказано влияние всех частей кинетической энергии автомобилей на расчет общих энергетических затрат автомобилей при возникновении ДТП. Сформулирована и разработана системно усовершенствованная методика проведения экспертизы ДТП с учетом затрат кинетической энергии автомобилей в процессе ДТП. ЭКСПЕРТИЗА ДТП, ЭНЕРГИЯ ТРЕНИЯ, ЭНЕРГИЯ ПОДБРАСЫВАНИЯ, ЭНЕРГИЯ ОТБРАСЫВАНИЯ, ЭНЕРГИЯ РАЗРУШЕНИЯ, ЭНЕРГИЯ ДЕФОРМАЦИИ, МЕТОДИКА, ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

33 А. G. Fedorchenko, D. G. Tukmakova Automobile and Highway Institute of Donetsk National Technical University, Gorlovka Identification of Energy Expenditure Qualitative Components at the Expertise of Traffic Accidents Now the theory of plasticity allows to solve all problems arising at the plastic deformation of hard materials. However, questions of plastic forming and energy expenditure caused by deformations in the metal have come first lately. Accounting problems solution of all components of the automobile kinetic energy arising during the traffic accidents are being considered. Main six components are formulated including: energy of friction, energy of deformation, resilience energy, fracture energy, energy of throwing and tossing. The method of the components accounting for each of the accident participants is developed. Dependences for the calculation of necessary components of appropriate vehicles in stop zones are analyzed and obtained. The formalization of movement processes is carried out, where and how the process of collision and the vehicle subsequent movement is taking place. Formula of six kinematic energy components standing out during the accident are obtained. The impact of all parts of the automobile kinetic energy on the calculation of the automobile general energy expenditure during the accident is proved. Systematically advanced expertise of the traffic accident taking into account kinetic energy expenditure of automobiles during the traffic accident is formulated and developed. EXPERTISE TRAFFIC ACCIDENT, FRICTION ENERGY, TOSSING ENERGY, THROWING ENERGY, FRACTURE ENERGY, DEFORMATION ENERGY, METHOD, VEHICLE Сведения об авторах: А. Г. Федорченко SPIN-код: 4105-0754 Телефон: +38 (066) 441-43-68 Эл. почта: fedorchenko@adidonntu.ru Д. Г. Тукмакова Телефон: +38 (066) 047-87-83 Эл. почта: jelaroys1988@gmail.com Статья поступила 17.02.2017 © А. Г. Федорченко, Д. Г. Тукмакова, 2017 Рецензент: А. Н. Дудников, канд. техн. наук, доц., АДИ ГОУВПО «ДонНТУ»

ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

СТРОИТЕЛЬСТВО И ЭКСПЛУАТАЦИЯ ДОРОГ УДК 622.063 Л. М. Хныкин, канд. техн. наук, И. И. Семененко Автомобильно-дорожный институт ГОУВПО «Донецкий национальный технический университет», г. Горловка ВЛИЯНИЕ КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ НА РАБОТУ БУРОВОГО ИНСТРУМЕНТА Приведена математическая модель продольных, крутильных и поперечных колебаний става и бурового органа при динамическом нагружении с учетом возмущающих осевых сил, крутящего момента и поперечных сил, обусловленных бурением неоднородных массивов. Разработанная модель позволяет провести исследования колебательных процессов бурового инструмента при динамическом нагружении. Полученные исследования могут быть использованы при отработке различных режимов бурения с целью повышения качества буримых скважин в условиях автодорожного и промышленного строительства, а также при проектировании новых конструкций буровых органов. Ключевые слова: бурение, исполнительный орган, колебания, динамическая нагрузка

Введение Возведение производственных зданий, сооружений, устройство свайных фундаментов, проходка тоннелей, а также геологические исследования в условиях автодорожного и промышленного строительства требуют проведения буровых работ. Как правило, так же бурение производится в неоднородных массивах и сопровождается высокими динамическими нагрузками на буровой инструмент, что приводит к разбиению стенок скважины и отклонению ее оси от заданного направления. В то же время повышение эффективности буровых работ требует увеличения осевых усилий и угловой скорости вращения бурового инструмента. Это также приводит к увеличению продольных и крутильных колебаний бурового органа. При возникновении крутильных колебаний воздействие бурового органа на забой характеризуется изменением скорости его вращения относительно поверхности забоя, что вызвано изменением момента сопротивления на буровом органе. В результате чего происходит «закручивание» бурового става, изменение его длины, что приводит к увеличению пульсации осевого усилия. Цель работы Разработка математической модели продольных, крутильных и поперечных колебаний бурового инструмента, которая позволит провести исследование влияния колебательных процессов на работу бурового инструмента при бурении неоднородных массивов в условиях автодорожного и промышленного строительства. Основная часть Продольные колебания исполнительного органа Пренебрегая силами диссипации по длине бурового става, принимая его жесткость и геометрические характеристики постоянными по длине, исходное уравнение колебаний можно записать в виде (рисунок 1): ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

Рисунок 1 – Расчетная схема начальных участков бурового става

1  2u  2u    P0  sin t , a 2 t 2 x 2

(1)

где u  u( x, t ) – смещение поперечного сечения става с координатой x в момент времени t ; a – скорость распространения продольных перемещений в ставе:

a

E , ρ

где E – модель упругости первого рода; ρ – плотность материала бурового става; L – глубина скважины (длина начального участка бурового става);  – частота вращения бурового става (угловая скорость); m 0 – масса бурового органа, на который действует осевая сила периодического, «пуль-сирующего» характера ( P0  sin t ). Решение поставленной задачи выразим в виде произведения двух функций, каждая из которых зависит только от времени t и от координаты x : u( x, t )  u( x)  sin t .

(2)

После подстановки (2) в (1) и преобразований получим уравнение:

P   u    u   0 , EA a 2

(3)

решение которого будет иметь вид:

u  A  sin

  x  B  cos x . a a

(4)

Постоянные интегрирования A и B найдем из граничных условий:

u  0   0 , u  L  

P0 m0ω2    u L . EA EA

(5)

После подстановки решения (4) в граничные условия (5) найдем из полученных уравнений искомые константы A и B :

ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

 L a ; A   m 0ω 2 ω  EA   cos L   sin L  a EA a  a P0 sin

(6)

B0. Учитывая (6) в уравнении (4), решение (2) будет имеет вид:

ω L ω a u ( x, t )   sin x  sin t . 2 a ω ω mω ω  EA   cos L  0  sin L  a EA a  a P0sin

(7)

Выражение (7) представляет собой уравнение продольных колебаний бурового става, а выражение (6) – уравнение амплитуды этих колебаний. На рисунке 2 представлена зависимость u( x, t ) при таких исходных данных: E  2  105 МПа, ρ  7800 кг/м³,   63 1/с, A    R 2  r 2   3,14   2025  900  106  0,035 м²,

L  5,0 м, m0  80 кг. Крутильные колебания исполнительного органа Уравнение крутильных колебаний для начального участка бурового става (рисунок 3) имеет вид:

J0 

d 2 d 2  GJ   M 0  sin t , ρ dt 2 dx 2

(8)

где     x, t  – угловое перемещение поперечного сечения става с координатой x в момент времени t ; J 0 – момент инерции поперечного сечения става:

J0 

1 m0  R 2  r 2  , 2

где  – частота вынужденных колебаний; J ρ – полярный момент инерции сечения става; G – модуль упругости второго рода; R , r – внешний и внутренний радиусы бурового става кольцевого сечения. Разделим уравнение (8) на жесткость става при кручении GJ ρ , и вводя обозначение

a

G , получим: ρ 1 d 2 d 2 M 0     sin t . a 2 dt 2 dx 2 GJ ρ

(9)

Решение поставленной задачи выразим в виде произведения двух функций, каждая из которых зависит только от времени t и от координаты x : ( x, t )  ( x)  sin t .

После подстановки (10) в (9) и преобразований, получим: ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

(10)

37 2

M ω       0 , GJ ρ a

(11)

решение которого будет иметь вид:

  A  sin

ω ω x  B  cos x . a a

(12)

Рисунок 2 – Продольные колебания бурового става

Рисунок 3 – Расчетная схема начального участка бурового става Постоянные интегрирования A и B находим из граничных условий:

  0  0 ,   L  

M 0 J 0ω 2    u L . GJ ρ GJ ρ

ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

(13)

38 После подстановки решения (12) в граничные условия (13) находим из полученных уравнений искомые константы A и B :

ω L a A . ω ω J 0ω 2 ω  GJ ρ   cos L   sin L  a a GJ a  ρ  M 0 sin

(14)

B0. Учитывая (14) в уравнении (13), решение (9) будет иметь вид:

 L ω a ( x, t )   sin x  sin t . 2 a  ω Jω ω  GJ ρ   cos L  0  sin L  a GJ ρ a  a M 0 sin

(15)

Выражение (15) представляет собой уравнение крутильных колебаний бурового става, а выражение (14) – амплитуду этих колебаний. На рисунке 4 представлена зависимость ( x, t ) при таких исходных данных: E  2  105 МПа, G  0,4E  8  104 МПа, ρ  7800 кг/м³, ω  63 1/с,

Jρ  2πR 3t  2  3,14  3,753  15  1012  4,9  106 м4; L  5,0 м; 1 1 J 0  m0 R 2   80  0,112  0,54 кг·м². 3 3

Рисунок 4 – Крутильные колебания бурового става ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

39 Поперечные колебания Исследуем процесс поперечных колебаний става с помощью математической модели (рисунок 5). К левому торцу стержня приложена сила P0 . Дифференциальное уравнение продольных колебаний имеет вид:

d4y d2y  m  P0    x  l0  , 0 dx 4 dt 2

(16)

где   x  l0  – дельта-функция: 1, x  0   x   . 0, x  0

Разложим эту функцию в ряд Фурье по функциям, удовлетворяющим граничным условиям: 

  x  l0    Cn  sin n=1

πnx , l

Cn 

2 πnx 2 πnl   x  l0   sin   sin 0 .  l0 l l l

Рисунок 5 – Расчетная схема начального участка бурового става Тогда уравнение (16) приобретает вид: 4  d2y 2P πnl0 πnx 2 d y ,  a  sin sin  2 4 dt dx l l n 1 m0l

a2 

EJ . m0

Его решение будем искать в виде:

y  yn  t   sin

πnx . l

Подставляя (17) в (16), получим уравнение:

ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

(17)

40 4

4 d2y 2P πnl0 2  πn  d y  a  sin . 2 4   dt m 0l l  l0  dx

(18)

Это неоднородное уравнение, его решение представляет собой сумму общего и частного решений. Общее решение примет вид: 2

 πn   πn  y  C1  cosa   t  C2  sin a   t.  l0   l0  0 n

В начальный момент времени yn  0 , yn  0 , тогда константы будут равны:

C1  

2P πnl sin 0 , 4 l a m0  πn  2

C2  0 . Частное решение ищем в правой части уравнения, т. е. в виде некоторой константы:

yn1  A, подставляя его в (18), получим: 4

2P πnl0  πn  a2    A   sin , m 0l l  l0 

A

2Pl3 πnl0  sin . 4 l a 2 m0  πn 

Окончательно решение уравнения (18) принимает вид: 2 πnl0   πn   yn  t   sin 1  cosa   t  . 4 l   l   m0a 2  πn 

2P0l3

Данное решение зависит от n и при любых его значениях удовлетворяет граничным условиям и дифференциальному уравнению (16), тогда сумма этих решений так же будет решением уравнения (16):

y ( x, t ) 

2 2Pl3  1 πnl0 πnx   πn   sin ·sin 1  cosa     t . ma 2 π 4 n 1 n 4 l l   l  

На рисунке 6 представлена зависимость ( x, t ) при таких исходных данных: P  1000 Н; E  2  105 МПа; ρ  7800 кг/м³; ω  63 1/с, l  5,0 м; l0  0,3 м; m0  80 кг.

ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

Рисунок 6 – Поперечные колебания бурового става Анализ Главными источниками формирования возмущающей нагрузки на буровом органе являются его неравномерные колебания в продольном направлении, его крутильные колебания и поперечные колебания. Данная модель позволяет также оценить амплитудные значения колебаний, которые зависят от внешних сил и характеристик бурового инструмента:

u max

ω L a  , ω ω m 0ω 2 ω  EA   cos L   sin L  a EA a  a

max

 L a  , ω ω J 0ω 2 ω  GJ ρ   cos L   sin L  a GJ ρ a  a

P0sin

M 0 sin

ymax 

2Pl3 . ma 2 π 4

ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

42 Выводы Приведенная модель позволяет оценить динамические нагрузки на буровом инструменте и исполнительном органе в забойной зоне. Разработанная модель также может быть использована при отработке различных режимов работы бурового инструмента, проектировании новых конструкций, позволяющих повысить качество буровых работ в условиях автодорожного и промышленного строительства. Список литературы 1. Феодосьев, В. И. Избранные задачи и вопросы по сопротивлению материалов / В. И. Феодосьев. ‒ 4-е изд., испр. и доп. ‒ М. : Наука, 1973. ‒ 400 с. 2. Wang, Fang. Design and Implementation of a Triple-Redundant Dynamic Positioning Control System for Deepwater Drilling Rigs / Fang Wang, Ming Lv, Feng Xu // Applied Ocean Research. ‒ April 2016. ‒ Vol. 57. 3. Светлицкий, В. А. Сборник задач по теории колебаний : учеб. пособие для вузов / В. А. Светлицкий, И. В. Стасенко. ‒ М. : Высшая школа, 1973. ‒ 450 с. 4. Chen, Haibo. Effect of DGPS Failures on Dynamic Positioning of Mobile Drilling Units in the North Sea / Haibo Chen, Torgeir Moan, Harry Verhoeven // Accident Analysis & Prevention. ‒ November 2009. ‒ Vol. 41, Issue 6. 5. Балицкий, П. В. Взаимодействие бурильной колонны с забоем скважины / П. В. Балицкий. ‒ М. : Недра, 1975. ‒ 294 с. 6. Vogel, Kenneth P. A Simple Method of Converting Rangeland Drills to Experimental Plot Seeders / Kenneth P. Vogel // Journal of Range Management. ‒ Vol. 31, №. 3. ‒ May 1978. ‒ P. 235–237 7. Хныкин, Л. М. Математическая модель упругих колебаний бурового става при проходе прямолинейных скважин / Л. М. Хныкин // Вісник Хмельницького національного університету. ‒ 2005. ‒ Т. 1, № 6. ‒ С. 168–170. 8. Ariaratnam, S. T. Evaluation of the Annular Space Region in Horizontal Directional Drilling Installations / S. T. Ariaratnam / Arizona State University. – 2001. 9. Хныкин, Л. М. Математическая модель поперечных колебаний бурового инструмента при динамическом нагружении. Научно-технические аспекты комплексного развития транспортной отрасли : материалы Международной науч.-практ. конф. (г. Горловка, 20–22 мая 2015 г.) / Л. М. Хныкин, И. И. Семененко / Министерство образования и науки ДНР. ‒ Горловка : АДИ ДонНТУ, 2015. ‒ 169 с. Л. М. Хныкин, И. И. Семененко Автомобильно-дорожный институт ГОУВПО «Донецкий национальный технический университет», г. Горловка Влияние колебательных процессов на работу бурового инструмента Представлена методика оценки динамической нагрузки исполнительного рабочего органа бурового става в условиях бурения неоднородных массивов. Составляющие методики представлены в виде математических моделей колебаний бурового органа. Предложены математические модели продольных, поперечных и крутильных колебаний бурового инструмента, учитывающие его инерционность и неоднородные свойства забойного массива, упругие свойства става. Его реальные нагрузки модулируются в виде переменных во времени продольных сил, поперечных сил и скручивающего орган момента. Получены дифференциальные уравнения предложенных моделей и их решения. Созданы графики продольных, поперечных и крутильных колебаний бурового става вдоль всей его длины. Они позволяют оценить работу бурового инструмента при его динамическом нагружении. Модели также позволяют оценить влияние длины става на условия его работы. Такая оценка позволяет выявить максимальные амплитуды колебаний бурового става и исполнительного органа в зависимости от внешних усилий и параметров бурового инструмента, а также установить параметры зоны устойчивой работы исполнительного органа, позволяет определить значения резонансных частот бурового инструмента и пути их предотвращения. Предложенная методика, на основе разработанных авторами моделей, дает возможность проводить исследование колебательных процессов при динамическом воздействии бурового органа на обрабатываемый неоднородный забойный массив, выбрать оптимальный режим его работы в изменяющихся условиях неоднородного забоя и увеличения длины самого бурового става. Это снижает динамическую нагруженность исполнительного органа, что позволит повысить качество и прямолинейность буримых скважин. В то же время увеличится срок службы бурового инструмента. Полученная методика может применяться на всех этапах работ, связанных с бурением – от проектирования необходимых параметров бурового инструмента и выбора необходимого оборудования до проведения работ. БУРЕНИЕ, ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЙ ОРГАН, КОЛЕБАНИЯ БУРОВОГО ИНСТРУМЕНТА, ДИНАМИЧЕСКАЯ НАГРУЗКА ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

43 L. M. Khnykin, I. I. Semenenko Automobile and Highway Institute of Donetsk National Technical University, Gorlovka Impact of Oscillation Processes on the Boring Tool Operation Evaluation technique of the actuator dynamic load of the boring rod in the conditions of the heterogeneous mass drilling is presented. Technique components are given in the form of mathematical models of the boring element oscillations. Mathematical models of the longitudinal, transverse and torsional boring tool oscillations are suggested taking into account its lag effect and heterogeneous characteristics of the bottom mass, rod elastic properties. Its real loads are being modelled in the form of time-varying longitudinal forces, transverse forces and torsional moment. Differential equations of suggested models and their solutions are obtained. Diagrams of the longitudinal, transverse and torsional boring rod oscillations along all its length are created. They allow to evaluate the boring tool operation at its dynamic loading. Models also allow to evaluate the impact of the rod length on its operation conditions. Such evaluation allows to detect maximum amplitudes of the boring rod and the actuator oscillations according to external forces and boring tool parameters and to determine parameters of the actuator stable region. It allows to determine values of the boring tool resonance frequencies and the ways of their avoidance. The suggested technique on the basis of the models developed by authors enables to carry out researches of oscillation processes at the boring element dynamic impact on the work heterogeneous bottom mass, to choose optimum drilling practices in changing conditions of the heterogeneous bottom and the boring rod length extension. It will allow to reduce actuator dynamic loading thereby leading to the quality improvement of drilling holes and their straightness. Simultaneously, the boring tool lifetime increases. The obtained technique can be applied at all operation stages connected with drilling from the designing of the necessary boring tool parameters, choice of the necessary equipment up to executions of works. DRILLING, ACTUATOR, BORING TOOL OSCILLATIONS, DYNAMIC LOAD Сведения об авторах: Л. М. Хныкин Телефон: +38 (099) 612-94-28 Эл. почта: kirilovkj@gmail.com И. И. Семененко Телефон: +38 (095) 826-54-39 Эл. почта: sema_sm_sm@mail.ru Статья поступила 25.01.2016 © Л. М. Хныкин, И. И. Семененко, 2017 Рецензент: И. В. Шилин, канд. техн. наук, доц. АДИ ГОУВПО «ДонНТУ»

ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ УДК 699.8:624 А. В. Писаренко Донбасская национальная академия строительства и архитектуры, г. Макеевка ПОВЫШЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ СООРУЖЕНИЙ В СЛОЖНЫХ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ Погодные аномалии, подработка территорий и обводнение почвы под фундаментами создают угрозу разрушения зданий и сооружений. Рассмотрены методы предотвращения опасностей разрушения объектов за счет тиксотропного эффекта, возникающего в глинистых почвах. Приведены рецепты получения активированной кремниевой кислоты для создания «силоксанового каркаса». Ключевые слова: обводнение почвы, просадки, разрушение зданий, тиксотропный эффект, силикатная обработка

Введение Существует множество факторов, влияющих на выбор территории под строительство. Одним из наиболее значимых факторов являются инженерно-геологические условия застраиваемой территории. Инженерно-геологические условия показывают пригодность территории для ведения на ней строительства с позиций устойчивости зданий и сооружений. Они включают в себя: геологическое строение территории, физико-геологические факторы, физикохимические и механические свойства грунтов, режим грунтовых вод. Во многих странах в последние годы в результате изменения климата происходят неблагоприятные явления, когда целые регионы затапливаются. В Донецком регионе происходит резкое повышение уровня грунтовых вод также в результате массового затопления шахт. Кроме этих двух неблагоприятных для строительных объектов факторов в указанном регионе имеют место сдвиги земной поверхности в результате подработки территорий шахтными выработками. Сдвиги земной поверхности могут вызвать повреждение зданий и сооружений, а также ответвлений магистральных трубопроводов. Влияние подработок на объекты различного назначения приведено в таблице 1. Таблица 1 – Влияние подработок на объекты различного назначения Подработанный объект 1 Отдельные жилые дома Общественные здания Замкнутые ряды зданий Здания заводских цехов Транспортные галереи Высокие дымоходы Железные дороги Вокзалы, станции

Чувствительность разных объектов к отдельным видам деформации земной поверхности Просадка Уклон Уступы Растяжение Сжатие 2 3 4 5 6 С Б С С  С Б С С  С Б С Б  Б С С   Б С С   Б Б    С Б С С  С М Б С С

ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

45 Продолжение таблицы 1 1 Улицы, дороги, шоссе Каналы Шлюзы Мосты, путепроводы Магистральные трубопроводы Водопроводные сети Линии канализации Газопроводы Подземные кабели

2 М Б Б С

3   С М

4 Б Б Б Б

5 С  С 

6 С  М 



Б С   Б Б С  М Б С  Б М   Примечание: М – малая, С – средняя, Б – большая,  – данные отсутствуют

С С С С

Анализ результатов исследований, проведенных в Донецком регионе, показал, что в зависимости от состояния несущих конструкций общественные и жилые здания могут быть разделены на четыре группы. I группа – аварийное состояние – повреждения зданий превышают предельные, что приводит к невозможности их эксплуатации. При этом максимальное раскрытие трещин превышает 60 мм. II группа – предаварийное состояние – повреждения зданий превышают допустимые, но меньше предельных величин, что приводит к частичному ухудшению условий их эксплуатации. При этом максимальное раскрытие трещин находится в пределах 15–60 мм. III группа – неудовлетворительное состояние – повреждения зданий менее допустимых величин, однако они приводят к некоторым нарушениям при эксплуатации зданий. При этом максимальное раскрытие трещин составляет 3–15 мм. IV группа – удовлетворительное состояние. При этом максимальное раскрытие трещин менее 3 мм. В зданиях, состояние которых отнесено к I и II группе, наблюдается срез и выгиб несущих стен и блоков, кирпичной кладки, обрушение балок перекрытий на первом и втором этажах, а также расслаивание кирпичной кладки у вертикальной плоскости. На эти виды повреждений, обусловленных подработками территории региона, накопились повреждения, обусловленные военными действиями. При этом даже при отсутствии прямого повреждения зданий, повреждения трубопроводов водопровода и канализации приводят к обводнению почвы под фундаментами, что вызывает появление вторичных повреждений. На большей части территории Украины залегают лѐссовые грунты (65 % площади). Толщина лѐссовых грунтов составляет от 3 до 35 м. Их просадочность при давлении 0,3 МПа составляет от 0,01 до 0,15. В пределах Украины макропористые лѐссовые грунты подстилаются глинистыми практически водонепроницаемыми грунтами, поэтому образование водоносного слоя неизбежно. При малой остаточной влажности лѐсс достаточно прочен, но с увеличением влажности он склонен к просадкам. Все вышеперечисленные факторы приводят к снижению эксплуатационной надежности зданий и сооружений [1]. Факторы, негативно влияющие на эксплуатационную надежность зданий и сооружений, представлены на рисунке 1.

ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

Рисунок 1 – Факторы, влияющие на эксплуатационную надежность зданий и сооружений Цель исследования Обоснование использования химических композиций для структурирования почв и повышения надежности эксплуатации строительных сооружений. Основная часть Сложные инженерно-геологические условия могут быть обусловлены следующими причинами: – наличием подрабатываемых территорий, которые подвержены влиянию подземных горных разработок. Горные выработки образуются в районах добычи полезных ископаемых. Ярко выраженными примерами могут служить территории Донецкой, Луганской, Днепропетровской, частично Полтавской и Харьковской областей Украины, а также территории Ростовской области Российской Федерации, которые расположены в Донецком угольном бассейне. При добыче угля в пластах крутого падения на земной поверхности образуются вытянутые вдоль простирания пластов террасообразные уступы высотой до 60 см. В последнюю четверть прошлого века они стали причиной массового разрушения жилья, социальных объектов и инженерных коммуникаций городов Центрального Донбасса [2]; – наличием просадочных грунтов, которые являются пылевато-глинистыми разновидностями дисперсных осадочных минеральных грунтов (в основном лѐссовых грунтов). Особенно широко они распространены в Европе и Азии. Просадочные грунты встречаются на территории юга европейской части Российской Федерации, а также на юге Западной Сибири и Украины. Характерной особенностью лѐссовых просадочных грунтов является невысокая несущая способность, повышенная сжимаемость и ухудшение механических свойств при определенных воздействиях, связанных с увеличением влажности или подтоплением, а также с тектоническими действиями. Проседание грунта негативно влияет на эксплуатационную надежность зданий и сооружений, и может служить причиной конструктивных поISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

47 вреждений зданий, объектов инфраструктуры, сельскохозяйственных земель и дренажных сетей; – проявлением тиксотропного эффекта, который влияет на течение концентрированных дисперсных систем и при котором сдвигающая сила остается постоянной независимо от скорости сдвига. Характерной особенностью таких систем является подвижность частиц относительно друг друга и способность перемещаться под действием внешней силы. В данной работе основное внимание направлено на рассмотрение причин возникновения и методов подавления тиксотропного эффекта. Тиксотропные явления наиболее ярко выражены в глинистых грунтах. Присущая глинистым суспензиям специфическая особенность изменять свои свойства при взаимодействии с водой, т. е. проявлять структурную неустойчивость, негативно влияет на эксплуатационную надежность зданий и сооружений. Масштабными примерами таких явлений в Украине можно считать тиксотропные сдвиги грунта в прибрежных городах, расположенных вблизи рек, таких как Киев, Днепропетровск. Глинистые породы, по сравнению с другими породами, представляют собой наиболее динамичные системы, мобильно изменяющие свой облик на разных стадиях литогенеза и чрезвычайно восприимчивые в отношении структурно-текстурных особенностей и свойств к внешним и внутренним воздействиям. Это в первую очередь обусловлено тем, что глина представляет собой дисперсную высокопористую систему с чрезвычайно большой удельной поверхностью. Процесс переноса количества движения (кинетической энергии) между связями, находящимися в контакте, представлен формулой:

F  ост  с  т , S

(1)

где F – сила; S – площадь; ост – остаточная вязкость;  с – скорость сдвига;  т – коэффициент тиксотропии, который равен кинетической энергии, передаваемой от одного слоя другому взаимодействием частиц. Учитывая, что частицы дисперсных систем могут перемещаться относительно друг друга под действием внешней силы, очень важно наблюдать за показателями их реологических свойств, определяемых текучестью (сыпучестью) и сопротивлением сдвигу (пределом текучести). Связь между частицами дисперсных систем обусловлена силами Ван-дерВаальса, имеющими молекулярную природу; когезионным взаимодействием; электрическим взаимодействием; капиллярными силами и силами механического сцепления. Предельное равновесие дисперсных систем показано на рисунке 2 10. Вышеописанные химические процессы, происходящие в дисперсных системах при действующих внешних нагрузках, описываются следующим уравнением:

τ n  σn  tg  c , где τ n – предельное сдвигающее напряжение, МПа; σ n – предельное нормальное давление, МПа;  – угол внутреннего трения; c – сцепление, МПа.

ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

(2)

σ1, σ2 и σ3 – наибольшее, среднее и наименьшее главное напряжение Рисунок 2 – Предельное равновесие дисперсных систем На рисунке 2 показано, что прямая, проходящая через точки А и В, отделяет отрезок с по координате τп, который и является величиной сцепления частичек дисперсных систем. С помощью прямых предела текучести оценивается текучесть дисперсных систем и определяются исходные параметры. Дисперсная система ниже линии предела текучести представляет собой жидкое тело 10. Для решения инженерных задач огибающую кривую ab обычно заменяют прямой АВ (рисунок 3).

1 – простое растяжение; 2 – чистый сдвиг; 3 – простое сжатие Рисунок 3 – Общий вид предельных напряжений при сдвиговых воздействиях На рисунке 3 представлены максимальные предельные напряжения, после которых происходит разрушение дисперсной системы при действии сдвиговых усилий при испытаниях образца на разрушение. Основное направление в дисперсных системах, связанное с образованием пространственной структуры в растворах полимеров, – это управление образованием структуры и предотвращением ее разрушения. Первое направление воздействия на структурирование дисперсных систем может быть иллюстрировано формированием структуры в грунтах, особенно глинистых и песчаных с целью предотвращения фильтрации воды из оросительных каналов и прудов накопителей, а также формированием ориентированной структуры раствора или расплава полимера перед образованием волокна. Полные реологические кривые для жидкообразных структур показывают, что у них течение начинается сразу после порогового эффекта, вслед за действием внешней нагрузки. Когда действие постоянного напряжения достигает величины, большей периода релаксации – устанавливается стационарное течение. Стационарное течение устанавливается тогда, когда время действия постоянного напряжения сдвига больше периода релаксации. При небольшом напряжении сдвига система течет без разрушения структуры с высокой вязкостью h0 (участок 0 – Рs на рисунке 4). Отмеченное на оси значение Рs, называемое ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

49 статическим напряжением сдвига, является критическим напряжением, которое необходимо для разрушения структуры, образовавшейся в системе в статических условиях. При этом в первом критическом напряжении сдвига начинается частичное обратимое разрушение структуры.

Рисунок 4 – Полная реологическая кривая течения жидкообразной структурированной системы Следовательно, Рsk – то критическое напряжение сдвига, которое необходимо для полного разрушения структуры, образовавшейся в стационарных условиях. Если бы в системе не восстанавливалась обратимо тиксотропная структура, то при Р > Рsk система обладала бы свойствами истинной ньютоновской жидкости. Рm является тем необходимым напряжением, при котором наступает разрушение структуры, образовавшейся в статических условиях и восстанавливающейся в динамических. Все критические значения напряжения сдвига можно выявить только на полной реологической кривой в координатах «g – Р». Можно отметить два значения вязкости: в области напряжений (0 – Рs) – вязкость, эффективная для жидкости с неразрушенной структурой, и в области Р > Рm – вязкость ньютоновской жидкости с полностью разрушенной структурой. В промежуточной области напряжений (Рs – Рm) вязкость монотонно уменьшается от величины h0 до hm. При достижении критического статического напряжения сдвига Рs, необходимого для разрушения твердообразной структуры, образовавшейся в статических условиях, система начинает необратимо деформироваться, и наблюдается пластическое течение с переменной вязкостью вплоть до напряжений Рd, после чего пластическое течение происходит с постоянным динамическим (тиксотропным) восстановлением структуры. Этот участок кривой описывают уравнением Бингама и говорят о бингамовской вязкости дисперсной системы hmin 7. Для решения проблемы строительства сооружений на грунтах, подверженных влиянию тиксотропного эффекта, можно обратиться к коллоидной химии и физико-химической механике. Основной задачей физико-химической механики является установление закономерностей получения материалов с заданными свойствами. Ребиндером П. А. выделены две проблемы, необходимые для решения этой задачи: изучение физико-химических закономерностей и механизма деформации и разрушения твердого тела, а также исследование процессов структурообразования в дисперсных системах [3]. Одним из основных путей целенаправленного регулирования структурно-реологических свойств слабых грунтов является использование добавок различной химической природы. В процессе закрепления между частицами грунта возникают прочные структурные связи за счет инъекцирования в грунт и последующего твердения определенных реагентов. Это обеспечивает увеличение прочности грунтов, снижение их сжимаемости, уменьшение водопроницаемости и чувствительности к изменению внешней среды. Совершенствование ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

50 метода инъекционного закрепления грунтов оснований зданий и сооружений с использованием инъекционных составов на основе местных тонкодисперсных вяжущих материалов обеспечит снижение затрат, трудоемкость и продолжительность работ, позволяет повысить прогнозирование качества закрепленных грунтов и эффективность их использования при решении сложных геотехнических задач. С развитием химии высокомолекулярных соединений в промышленности освоены выпуск и возможность поставок материалов, обладающих уникальными свойствами. Например, некоторые полимеры позволяют на их основе получать вязкоупругие системы, проявляющие одновременно свойства твердого тела и жидкости, что открывает возможности для появления новых технических решений. Следовательно, не вызывает сомнения актуальность разработки полимерных вязкоупругих систем, обладающих поршневым эффектом движения грунтовых масс, отличающихся псевдопластичностью, вязкоупругостью, когезионностью, способностью к самовосстановлению и уменьшению напряжений сдвига. Одним из таких полимеров является полиакриламид (ПАА). Этот полимер (–CH2CH(CONH2)–)n сформирован из субэлементов акриламида. Это длинноцепной полимер, созданный для привлечения как позитивно заряженных частиц (органические углеродсодержащие материалы), так и негативно заряженных частиц (инертные материалы, такие как песок или глина). ПАА понижает вязкость структуры и обезвоживает грунт. Анионная форма ПАА с поперечными связями часто используется для улучшения почвы в строительстве, для контроля эрозии и для предотвращения загрязнения воды в близлежащих источниках и реках. ПАА является очень эффективным при снижении эрозии почвы и может повышать водную инфильтрацию в ирригационных каналах. Используется как загуститель и суспендирующий агент также в форме неразветвленной цепи. Вышеописанные характерные свойства химических добавок (на примере ПАА) позволяют применять их в закреплении слабых грунтов, путем введения их в грунт, на основе «жидкого стекла» (коллоидный раствор силиката натрия). В зависимости от физико-химических свойств грунта используют одно- и двухкомпонентные растворы. Однорастворная силикатизация представляет собой введение в грунт гелеобразующего раствора, состоящего из двух и более компонентов с вязкостью, близкой к вязкости воды и с замедленным (заранее заданным) временем гелеобразования. При помощи инъекторов, которые размещаются в массиве грунта, нагнетается силиказоль под давлением 3–6 атмосфер. Вода, которая находится в порах грунта, вытесняется и замещается золем, который по истечении определенного времени превращается в гель. Гель закупоривает поры грунта, в результате чего грунт приобретает механическую прочность 5. В почве создается своеобразный «силоксановый каркас». Химический процесс укрепления грунтов такими растворами осуществляется за счет силоксановых связей, которые характерны для силикатных полимеров. Эти связи являются устойчивыми по отношению к гидролизующему действию воды, вследствие чего придают грунтовому массиву твердость, жесткость и водонепроницаемость. К примеру, поликонденсация кремниевой кислоты по своему молекулярному механизму является процессом образования новой силоксановой связи –Si–О–Si–. Конденсация быстро развивается в сторону разветвления, удлинения и циклизации этих кремнекислородных цепей, в результате чего образуются макромолекулы коллоидных размеров. В ходе гидролиза в тонком слое интенсивно протекают процессы поликонденсации силанольных групп с образованием новых силоксановых связей, одновременно образуются поликремниевые кислоты с пространственной трехмерной структурой. Существуют различные рецептуры активации жидкого стекла следующими растворами кислот: серной, плавиковой, фосфорной, а также сульфатом алюминия. При одномоментной подаче химического закрепляющего состава в грунт требования к технологии подачи смеси повышаются, т. к. кислоты слишком быстро коагулируют жидкое стекло, вследствие чего затрудняется регулирование времени гелеобразования. Это неизбежISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

51 но приводит к увеличению вязкости раствора и снижению его текучести. Это обстоятельство требует повышения скорости подачи раствора в инъектор и увеличения давления в нем 6. Схема расположения инъекторов в грунт приведена на рисунке 5. Двухрастворное закрепление представляет собой последовательное нагнетание в грунт двух растворов: силиката натрия и ингибитора поликонденсации. В результате химической реакции между ними образуется гель кремниевой кислоты, придающий грунту в короткие сроки высокую прочность и водонепроницаемость. Последовательная подача компонентов в грунт позволяет получить более прочное закрепление грунтовых структур. Первый компонент без отвердителя обладает большей проникающей способностью, и процесс схватывания начинается еще до ввода отвердителя из-за взаимодействия с природными отвердителями, находящимися в самом грунте. Закрепленный таким способом грунтовый массив более однороден, чем при одномоментной подаче компонентов клея в грунт.

1 – цистерна с закрепителем; 2 – цистерна с кислотой; 3 – насосы; 4 – смеситель; 5 – пульт управления; 6 – отбойный молоток для погружения инъекторов в грунт; 7 – инъекторы; 8 – контур закрепления Рисунок 5 – Схема установки для силикатизации грунтов Выводы 1. Одним из самых важных факторов эксплуатационной надежности объектов строительства является инженерно-геологические условия застраиваемой территории. 2. Тиксотропный эффект негативно влияет на эксплуатационную надежность зданий и сооружений, и может служить причиной разрушения зданий, объектов инфраструктуры, газо- и водопроводов, а также дренажных коллекторов. 3. Применение своевременного закрепления грунтового массива химическими растворами способно минимизировать или полностью предотвратить негативное влияние тиксотропного эффекта на здания и сооружения. 4. Химические рецептуры, представленные в статье, способствуют увеличению прочности грунтов, снижают их сжимаемость, уменьшают водопроницаемость и чувствительность к изменению внешней среды.

ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

52 Список литературы 1. Будинки і споруди на підроблюваних територіях і просідаючих ґрунтах. Ч. 1. Будинки і споруди на підроблюваних територіях : ДБН В. 1.1-5-2000. ‒ [Чинні від 2000-07-01]. ‒ К. : Державний комітет будівництва, архітектури та житлової політики України, 2000. 2. Сирик, А. Г. Прогноз геометрических параметров уступов на земной поверхности при разработке свит крутых пластов в Донбассе : aвтореф. дис. … канд. техн. наук / А. Г. Сирик. ‒ Л., 1990. ‒ 17 с. 3. Круглицкий, Н. Н. Очерки по физико-химической механике / Н. Н. Круглицкий. ‒ К. : Наукова думка, 1988. ‒ С. 170–194. 4. Сядук, Г. В. Реологические свойства водных растворов сверхвысокомолекулярного полиакриламида / Г. В. Сядук, Е. А. Литманович // Структура и динамика молекулярных систем. ‒ 2003. ‒ Ч. 1, Вып. X. ‒ С. 184–186. 5. Гуменский, Б. М. Тиксотропия грунтов и ее учет при строительстве автомобильных дорог и мостов / Б. М. Гуменский, Г. Ф. Новожилов. ‒ М. : Автотрансиздат, 1961. ‒ 108 с. 6. Жидкое стекло в строительстве. Борьба с просадкой грунтов при помощи жидкого стекла [Электронный ресурс]. ‒ 2013. ‒ Режим доступа : http://nasio.ru/41/ . 7. Donnan, F. Interfacial Layers Polycomplexes Synthetic Polymers / F. Donnan, H. Freundlich // Journal of the Chemical Society. ‒ 1942. ‒ Р. 645–654. 8. Лагойский, А. И. Исследование тиксотропных изменений глинистых грунтов в железнодорожном земляном полотне : дис. … канд. техн. наук / А. И. Лагойский. ‒ Л., 1962. ‒ 171 с. 9. Калыгин, В. Г. Промышленная экология : учеб. пособие для вузов / В. Г. Калыгин. ‒ М. : Academia, 2004. ‒ 431 с.

А. В. Писаренко Донбасская национальная академия строительства и архитектуры, г. Макеевка Повышение безопасности эксплуатации сооружений в сложных инженерно-геологических условиях Представлены категории пригодности территорий под строительство зданий и сооружений. Рассмотрены наиболее значимые факторы, влияющие на выбор территории под строительство. Такими являются инженерно-геологические условия, показывающие пригодность территории для ведения на ней строительства с позиций устойчивости зданий и сооружений. Представлена характеристика просадочных грунтов, подрабатываемых территорий и тиксотропных явлений. Эти факторы приводят к снижению эксплуатационной надежности зданий и сооружений, могут служить причиной разрушений зданий, объектов инфраструктуры, газо- и водопроводов, а также дренажных коллекторов. Для решения проблемы строительства сооружений в сложных инженерно-геологических условиях необходимо обратиться к коллоидной химии и физико-химической механике. Основной задачей физико-химической механики является установление закономерностей получения материалов с заданными свойствами. Представлен один из основных путей целенаправленного регулирования структурно-реологических свойств слабых грунтов, который основывается на использовании добавок различной химической природы (полимеров). Одним из таких полимеров является полиакриламид (–CH2CH(CONH2)–)n. Он сформирован из субэлементов акриламида, это длинноцепной полимер, созданный для привлечения как позитивно заряженных, так и негативно заряженных частиц. Применение раствора полиакриламида на основе «жидкого стекла» (коллоидного раствора силиката натрия) позволяет закрепить слабые грунты путем введения их в грунт при помощи инъекторов. Химический процесс укрепления грунтов такими растворами осуществляется за счет «силоксановых связей», которые характерны для силикатных полимеров. Эти связи являются устойчивыми по отношению к гидролизующему действию воды, вследствие чего придают грунтовому массиву твердость, жесткость и водонепроницаемость. ОБВОДНЕНИЕ ПОЧВЫ, ПРОСАДКИ, РАЗРУШЕНИЕ ЗДАНИЙ, ТИКСОТРОПНЫЙ ЭФФЕКТ, СИЛИКАТНАЯ ОБРАБОТКА

ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

53 А. V. Pisarenko Donbas National Academy of Civil Engineering and Architecture, Makeyevka Safety Improvement of Construction Maintenance in Complicated Geotechnical Conditions Suitability categories of building construction areas are introduced. The most significant factors affecting on the building area choice are considered. These are geotechnical conditions indicating area suitability for construction from the position of structures and buildings stiffness. The characteristics of ground subsidence, undermine areas and thixotropic effects are introduced. These factors lead to the reduction of structures and buildings maintainability. They can cause failure of buildings, infrastructure projects, gas-and water pipelines, and outfall pipes as well. To solve the problem of building construction in complicated geotechnical conditions it is necessary to turn to colloidal chemistry and physical-chemical mechanics. The main task of physical-chemical mechanics is to establish laws of material obtaining with designated properties. One of the main ways of purposeful control of soft grounds structural and rheological properties is introduced. It is based on the application of additives with various chemical nature (polymers). One of these polymers is polyacrylamide. This polymer (–CH2CH(CONH2)–)n formed from sub elements of acrylamide is a long-chain polymer for attraction of both positively charged particles and negatively charged ones. The application of polyacrylamide solution on the basis of «liquid glass» (colloidal solution of sodium silicate) allows to fix soft grounds by its insertion in the ground with injectors. The chemical process of the soil strengthening by such solution is realized at the expense of «siloxane links» which are typical for silicate polymers. These links are stable to hydrolyzing action of water, as a result of it they add solidity, rigidity and water tightness to ground massif. SOIL WATERING, SUBSIDENCES, FAILURE OF BUILDINGS, THIXOTROPIC EFFECT, SILICATE TREATMENT Сведения об авторе А. В. Писаренко SPIN-код: 5472-8598 Телефон: +38 (099) 786-99-48 Эл. почта: pisarenko_av@mail.ru Статья поступила 30.12.2015 © А. В. Писаренко, 2017 Рецензент: С. П. Высоцкий, д-р техн. наук, проф., АДИ ГОУВПО «ДонНТУ»

ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

54 УДК 656.078:504 Е. Ю. Руднева, канд. экон. наук, О. Л. Дариенко, В. И. Теслюк Автомобильно-дорожный институт ГОУВПО «Донецкий национальный технический университет», г. Горловка РАЗВИТИЕ СИСТЕМЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОЦЕНКИ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПРЕДПРИЯТИЙ АВТОТРАНСПОРТНОЙ СФЕРЫ Изучены методы эколого-экономической оценки хозяйственной деятельности предприятий на окружающую природную среду. Расширено понятие и структура системы экологической оценки. Даны рекомендации относительно ее развития для предприятий автотранспортной сферы. Ключевые слова: автотранспортная сфера, экологическая оценка, экологический аудит, экспертиза проектов, система экологического менеджмента

Анализ предыдущих исследований и публикаций Развитие автотранспортной отрасли обусловливает увеличение объема выбросов отработанных газов автомобильными двигателями. Выхлопные газы содержат свыше 200 загрязняющих веществ, оказывающих негативное воздействие на окружающую среду и здоровье человека. Особо опасными выбросами являются диоксид азота, оксид углерода и углеводороды, являющиеся основными парниковыми газами. Кроме этого, значительный удельный вес в общем объеме выбросов составляют сажа и соединения тяжелых металлов. Анализ показывает, что выбросы автотранспорта – это почти 50 % общего антропогенного воздействия на атмосферу. Особенно остро это воздействие ощущается в промышленно развитых городах Донбасса. Кроме продуктов полного и неполного окисления топлива, состоящих из оксида углерода, оксида серы, оксидов азота, углеводородов и сажи, в выбросах автотранспорта содержатся пары топлива, продукты износа шин и тормозных накладок [1]. По данным [2, 3], в «усредненном» автомобильном выбросе содержится примерно 400 мг/м3 парафиновых, 120 мг/м3 ацетиленовых, 300 мг/м3 олефиновых и 200 мг/м3 ароматических углеводородов. Ароматические углеводороды содержат в большом количестве очень токсичные полициклические соединения [4]. Выбросы автомобильных двигателей, работающих на этилированном бензине, являются основным источником выбросов диоксинов и свинца [5]. В связи с этим актуализируются вопросы усовершенствования методик оценки воздействия автотранспорта на окружающую среду с целью поиска резервов снижения эколого-экономического ущерба, наносимого биосфере. Весомый вклад в развитие экологической оценки сделали Дж. Диксон и М. Хуфшмидт, И. Ахмад и Г. Семми, Р. Эндрю и М. Уайтс, Р. Биссет, Л. Кантер, Н. Ли. Усовершенствованию положений теории и практики оценки воздействий посвящены работы Т. Галушкиной, В. Аблеца, О. Борисовой, В. Данилов-Данильян, К. Лосева и др. Проблемами оценки экологической безопасности автотранспортных предприятий занимались В. Мельник, М. Бояршинов, Т. Войцеховская, И. Горшкова, О. Макарова. Многочисленные научно-прикладные работы, касающиеся данной проблематики, подтверждают актуальность и необходимость дальнейшего научного поиска. Целью Данного исследования является развитие подходов к экологической оценке деятельности предприятий, в том числе автотранспортной сферы.

ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

55 Основной материал исследования Экологическая оценка планируемой деятельности осуществляется в качестве превентивного инструмента экологического регулирования. В прогрессивной зарубежной практике анализа проектов применяется методика Environmental Impact Assessment (EIA) – оценка влияний на окружающую среду, которая согласно рекомендациям Мирового банка является процессом накопления и аналитической обработки информации, обеспечивающим экологически обоснованное развитие. Главной целью EIA является содействие внесению аспектов окружающей среды в практику планирования для принятия соответствующих управленческих решений эколого-экономической направленности. Оценка влияния на окружающую среду (ОВОС) и экологическая экспертиза, закрепленные государственными законодательными актами, являются составляющими системы экологической оценки. Как правило, эти методы используют на этапе планирования и проектирования промышленных объектов. ОВОС проводится заказчиками на стадии технико-экономического обоснования проекта. Ее целью является определение целесообразности и приемлемости намечаемой деятельности и обоснование экономических, технологических, организационных, санитарных, государственно-правовых и других мер по обеспечению безопасности окружающей среды. По мнению отечественных ученых эффективность процедуры ОВОС значительно уступает зарубежной EIA в силу существенных расхождений между ними. Так, ОВОС обосновывает принятое хозяйственное решение, в силу чего проекты уже на начальной стадии выполняются с заниженной экологической «планкой», тогда как в задачу EIA входит разработка наименее затратного проектного решения и превентивных мер для уменьшения или предотвращения негативных влияний. К процессу разработки и принятия решений в системе Environmental Impact Assessment широко привлекается общественность. Для отечественной практики характерно фиксирование в материалах ОВОС мнения населения, учитываемое лишь по возможности. Результатом проведения оценки воздействия на окружающую среду является заявление об экологических последствиях проектируемой деятельности, а EIA завершается экономической оценкой доходов и затрат общества от реализации проекта [6, 8, 9]. С учетом вышеизложенного рекомендуется производить предварительную ОВОС на начальных стадиях проектирования для выбора из альтернативных вариантов экологически приемлемого. Целесообразно завершать ОВОС экономическим обоснованием реализации проекта. Начало экологической оценки на ранних стадиях разработки проектов рекомендуется производить параллельно с процедурой проектирования, привлечения общественных организаций для усиления согласованности интересов всех заинтересованных сторон и уменьшения конфликтности с целью повышения качества проектных решений. На послепроектной стадии необходимо обеспечивать обратную связь для осуществления качественного экологического контроля за реализацией проекта на предмет его соответствия результатам экологической оценки и проводить корректирующие мероприятия. В отличие от ОВОС экологическая экспертиза осуществляется в отношении уже завершенной проектной и предпроектной документации уполномоченными природоохранными органами. Документация на объекты государственной экологической экспертизы должна включать: комплексную эколого-экономическую оценку влияния запланированной или осуществляемой деятельности на состояние окружающей природной среды, использование и восстановление природных ресурсов; обоснование внедрения современных материало- и энергоэффективных, мало- и безотходных технологических процессов; обеспечение комплексной переработки, утилизации и эффективного использования отходов производства; мероприятия по экономии водных ресурсов; обеспечение эффективной очистки всех видов сточных вод, а также их использование для технических нужд без сбрасывания этих вод в природные водостоки и водоемы; обоснование эколого-экономических результатов предполагаемых мероприятий по охране атмосферного воздуха; охрана и воспроизводство объектов ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

56 растительного и животного мира, природно-заповедного фонда; обеспечение защиты населения и окружающей природной среды от вредного воздействия антропогенных физических, химических и биологических факторов. Для получения количественной оценки величины и важности воздействия планируемой или осуществляемой деятельности на окружающую среду используются индексные и матричные методы, сети и схемы, методы наложения карт и моделирование [7, 10]. Одним из прогрессивных инструментов повышения эколого-экономической обоснованности и эффективности деятельности субъектов хозяйствования является экологический аудит. За рубежом экоаудит осуществляется специальными фирмами, которые всесторонне изучают деятельность предприятия, начиная с истории его развития. Он нацелен не только на оценку экологического состояния предприятия и выявление отклонений от законодательно установленных нормативов. В перечень его компетенций входит анализ используемых предприятием технологий, рабочих процедур, оценка финансово-экономических показателей с целью увеличения прибыли и уменьшения риска возможных штрафов в случае нарушения природоохранного законодательства. Экоаудит оценивает эколого-экономическую деятельность с позиции интересов самого предприятия, тем самым повышая его конкурентоспособность и инвестиционную привлекательность [11]. В отличие от развитых зарубежных стран, в которых экологический аудит стал реальным инструментом экологического управления, для нашей Республики процесс его становления только начинается. К перечню основных задач экологического аудита относятся следующие: сбор достоверной информации об экологических аспектах производственной деятельности объекта экологического аудита и формирование на ее основе выводов; оценка влияния деятельности объекта экологического аудита на состояние окружающей природной среды, здоровье людей и качество природных ресурсов; определение степени экологического риска и безопасности осуществляемой деятельности с целью его снижения для субъектов хозяйствования, страховых и финансово-кредитных учреждений; установление соответствия объектов экоаудита требованиям экологического законодательства, санитарным нормам, строительным нормам и правилам; оценка эффективности, полноты и обоснованности мер, которые реализуются для охраны окружающей природной среды на объекте экологического аудита; подготовка объективных и обоснованных эколого-экономических рекомендаций и мер для субъектов хозяйствования по регулированию экологической деятельности. Экологический аудит разделяется на внутренний, который проводится по заказу владельца объекта аудита или органа, уполномоченного на управление им, и внешний – осуществляемый по заказу других заинтересованных субъектов. При проведении экологического аудита используется достаточное количество всевозможных методов, которые можно разделить на следующие категории: анкеты; контрольные листки; изучение документации; анализ данных и записей; интервью; наблюдение деятельности; отслеживание процессов; составление экологических балансов, технологических карт; инструментальные замеры [7, 10]. Для оценки экологических аспектов деятельности предприятий автотранспортного профиля наиболее эффективными будут инструментальные методы, поскольку главной задачей в этой области является уменьшение выбросов загрязняющих веществ и парниковых газов в атмосферный воздух. Существенное значение имеет постоянный контроль за техническим состоянием автомобилей, которые выпускаются на линию.

ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

Рисунок 1 – Система экологической оценки воздействия предприятий автотранспортного профиля на окружающую среду

ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

58 Целесообразным является увеличение выпуска автомобилей с дизельными двигателями, что позволит значительно уменьшить выбросы в атмосферу загрязняющих веществ. В выхлопных газах дизельного двигателя практически не содержится ядовитого оксида углерода, поскольку дизельное топливо сжигается в нем практически полностью. Дизельный двигатель экономичнее карбюраторного на 20–30 %. Более того, для производства 1 л дизельного топлива необходимо в 2,5 раза меньше энергии, чем для производства того же количества бензина, поэтому можно получить двойную экономию ресурсов. Именно этим объясняется быстрый рост числа автомобилей, работающих на дизтопливе [13]. На сегодняшний день многие АЗС переходят на продажу дизтоплива с низким содержанием серы, а в ближайшем будущем маркетологи предполагают увеличение доли дизельных автомобилей с 5 % до 15 %. По прогнозам в ближайшие 7 лет их количество увеличится до 30 %. Ужесточение норм по выбросам требует использование дизельных двигателей с прогрессивными системами впрыска топлива с электронным управлением [14]. Альтернативой автомобилям с бензиновыми и дизельными двигателями являются транспортные средства, приводимые в движение электромоторами и имеющие запас электроэнергии в кислотных или щелочных аккумуляторных батареях. Их принципиальное отличие заключается в преобразовании химической энергии в электрическую без процесса сгорания, и, как следствие, без выбросов оксидов загрязняющих веществ. Обработка теоретико-методической информации относительно инструментов оценки экологических воздействий хозяйственной деятельности на окружающую природную среду позволило уточнить сущность экологической оценки и сформировать определенные рекомендации относительно ее усовершенствования (рисунок 1). Экологическую оценку в широком смысле можно рассматривать как процесс научно-практического характера, нацеленный на выявление и оценку экологических воздействий хозяйственной деятельности на окружающую среду с целью регулирования негативных экологических последствий (предотвращение, минимизация, ликвидация). С позиции определения экологической оценки как процесса, ее нецелесообразно ограничивать оценкой воздействия на окружающую среду и экологической экспертизой, потому что развитие этого процесса предусматривает разработку и реализацию мероприятий по регулированию экологических аспектов деятельности. Поэтому в систему целесообразно добавить экологический аудит и другие инструменты экологического управления: оценку экологической результативности деятельности предприятия и оценку жизненного цикла продукции, которые реализуются уже при осуществлении хозяйственной деятельности с позиции интересов самого предприятия для улучшения эколого-экономических показателей. Предложенный подход к определению системы экологической оценки позволяет уточнить сущность и место каждого инструмента в общей системе с целью обеспечения комплексного подхода к регулированию экологических последствий производства на этапах планирования и проектирования хозяйственной деятельности и ее непосредственного осуществления. Выводы Процесс экологической оценки должен включать разработку мер по снижению деструктивного воздействия хозяйственной деятельности предприятий на окружающую среду. Не следует ограничивать экологическую оценку традиционной ОВОС и экологической экспертизой, которые носят обязательный характер и регламентируются государством. Для комплексного решения задач минимизации техногенных последствий функционирования предприятий автотранспортной сферы расширена система методов оценки влияния хозяйственной деятельности на биосферу за счет включения в ее состав экологического аудита, оценки жизненного цикла продукции (работ, услуг), оценки экологической результативности, которые осуществляются с учетом интересов и требований самого предприятия. ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

59 Список литературы 1. Леванчук, А. В. Загрязнение окружающей среды продуктами эксплуатационного износа автомобильных дорог [Электронный ресурс] : интернет-журнал «Науковедение» / А. В. Леванчук. ‒ 2014. ‒ № 1 (20). ‒ Режим доступа : http://naukovedenie.ru/ PDF/102TVN114.pdf . 2. Другов, Ю. С. Газохроматографический анализ загрязненного воздуха : практическое руководство / Ю. С. Другов, А. А. Родин. ‒ М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006. ‒ 528 с. 3. Марков, В. А. Токсичность отработавших газов дизелей / В. А. Марков, Р. М. Баширов, И. И. Габитов. ‒ 2-е изд., перераб. и доп. ‒ М. : Изд-во МГТУ им. Баумана, 2002. ‒ 376 с. 4. Луканин, В. Н. Промышленно-транспортная экология / В. Н. Луканин, Ю. В. Трофименко. ‒ М. : Высшая школа, 2003. ‒ 273 с. 5. Экологические проблемы и энергосбережение : учеб. пособие для вузов / В. Д. Карминский [и др.] ; под. ред. В. Д. Карминского. ‒ М. : Маршрут, 2004. ‒ 592 с. 6. Аблец, В. В. Обеспечение охраны окружающей среды при проектировании предприятий, зданий и сооружений в свете требований государственных строительных норм / В. В. Аблец, В. А. Терещенко // Екологія довкілля та безпека життєдіяльності. ‒ 2007. ‒ № 3. ‒ С. 45–48. 7. Буравлев, Ю. М. Промислова екологія і технології основних виробництв / Ю. М. Буравлев, О. Б. Ступін, О. Г. Милославський. ‒ Донецьк : ДонНТУ, 2008. ‒ 568 с. 8. Загвойская, Л. Подходы и методы оценки влияний проектов на окружающую среду / Л. Загвойская, О. Лазор, О. Лазор // Экономика Украины. ‒ 2007. ‒ № 3. ‒ С. 80–89. 9. International Organization for Standardization. ISO 14031:1999 Environmental Management – Environmental Performance Evaluation – Guidelines. ‒ Geneva : ISO, 1999. 10. Системы экологического менеджмента для практиков / С. Ю. Дайман [и др.] ; под. ред. С. Ю. Даймана. ‒ М. : Изд-во РХТУ им. Менделеева, 2004. ‒ 248 с. 11. Позаченюк, Е. А. Экологическая экспертиза и экологический аудит как предмет геоэкспертологии / Е. А. Позаченюк // Ученые записки Таврического национального университета им. В. И. Вернадского. Сер. : Юридические науки. ‒ 2008. ‒ Т. 21 (60), № 1. ‒ С. 180–190. 12. Lee, N. Environmental Assessment in Developing & Transitional Countries : Principles, Methods & Practice / N. Lee, C. George (Eds). ‒ New York : Wiley, 2000. 13. Мельник, В. Н. Мероприятия по повышению экологической безопасности автотранспортных предприятий / В. Н. Мельник, Т. И. Войцеховская // Экологическая безопасность. ‒ 2013. ‒ № 1. ‒ С. 18–21. 14. Хан, В. В. Пути повышения экологичности современных автомобилей [Электронный ресурс] / В. В. Хан. ‒ Режим доступа : http://vfmgiu.ru/files/06_12_2007_20.pdf . 15. Стадник, М. Е. Негативное воздействие компонентов транспортной системы на состояние окружающей среды / М. Е. Стадник // Научный диалог. Серия : Общественые науки. ‒ 2013. ‒ № 12 (24). ‒ С. 38–47. 16. Каплина, С. П. Экологическое состояние окружающей среды урбанизированных территорий / С. П. Каплина, И. З. Каманина // Фундаментальные исследования. ‒ М. : ИД «Академия естествознания», 2014. ‒ № 6. ‒ С. 760–764. 17. Revision of ISO 14001 : What Do German Users Think? // ISO Management Systems. ‒ May–June 2002. ‒P. 52–53.

Е. Ю. Руднева, О. Л. Дариенко, В. И. Теслюк Автомобильно-дорожный институт ГОУВПО «Донецкий национальный технический университет», г. Горловка Развитие системы экологической оценки деятельности предприятий автотранспортной сферы Интенсивное развитие автотранспорта связано с увеличением антропогенной нагрузки на окружающую среду в виде отработанных газов, которые содержат свыше 200 загрязняющих веществ. Особо опасными являются выбросы диоксида азота, оксида углерода и углеводородов, представляющих собой основные парниковые газы. Значительный удельный вес в общем объеме выбросов составляют сажа и соединения тяжелых металлов. Анализ показывает, что на выбросы автотранспорта приходится до 50 % общего антропогенного воздействия на атмосферу. Особенно остро эта проблема ощущается в промышленно насыщенных центрах и крупных городах Донбасса.

ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

60 В связи с этим актуализируются вопросы усовершенствования методик оценки воздействия автотранспорта на окружающую среду с целью поиска резервов снижения эколого-экономического ущерба, наносимого биосфере. Оценка влияния на окружающую среду и экологическая экспертиза, проводимые в соответствии с государственными законодательными актами, являются составляющими системы экологической оценки. Их используют на этапе планирования и проектирования промышленных объектов. В практике экологической оценки используется достаточное количество всевозможных методов, которые можно разделить на следующие категории: анкеты, контрольные списки, изучение документации, анализ данных и записей, интервью, наблюдение деятельности, отслеживание процессов, составление экологических балансов, технологических карт, инструментальные замеры. Экологическую оценку в широком смысле можно рассматривать как процесс научно-практического характера, нацеленный на выявление и оценку экологических воздействий хозяйственной деятельности на окружающую среду с целью регулирования негативных экологических последствий (предотвращение, минимизация, ликвидация). С развитием механизмов экологического управления возникает необходимость расширения существующей системы оценки и контроля путем включения в нее прогрессивных инструментов, таких как экологический аудит, оценка экологической результативности, оценка жизненного цикла продукции (работ, услуг). Эти инструменты позволяют производить эколого-экономическую диагностику с позиции интересов самого субъекта хозяйствования. Процесс экологической оценки нацелен на разработку мероприятий по снижению техногенного воздействия хозяйственной деятельности предприятий на биосферу. Важно не ограничивать экологическую оценку традиционной оценкой влияния на окружающую среду и экологической экспертизой. Комплексному решению задач по минимизации негативных последствий функционирования автотранспортной сферы будет способствовать расширение системы методов оценки влияния хозяйственной деятельности на биосферу за счет включения в ее состав современных методов экоуправления, которые осуществляются с учетом интересов и требований самого предприятия. АВТОТРАНСПОРТНАЯ СФЕРА, ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА, ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ АУДИТ, ЭКСПЕРТИЗА ПРОЕКТОВ, СИСТЕМА ЭКОЛОГИЧЕСКОГО МЕНЕДЖМЕНТА

Е. Yu. Rudneva, О. L. Darienko, V. I. Teslyuk Automobile and Highway Institute of Donetsk National Technical University, Gorlovka Development of the Environmental Evaluation System of the Motor Trasnport Enterprise Activity Intensive development of the motor transport is connected with an increase of the anthropogenic load on the environment in the form of exhaust gases containing more than 200 pollutants. The most dangerous are emissions of nitrogen dioxide, carbon oxide and hydrocarbons that are the main greenhouse gases. The significant specific weight in the total volume of emissions is presented by the carbon black and compounds of heavy metals. The analysis shows that transport emissions account about 50 % of total anthropogenic impact on the atmosphere. This problem is particularly sensible in industrialized centers and cities of Donbass. In connection with this, questions of the evaluation technique improvement of the motor transport impact on the environment with the purpose of the reserve selection in the lowering of the ecological and economic damage injured to the biosphere are brought up to date. Environmental evaluation and ecological assessment fixed by state legislative acts are the constituents of the environmental evaluation system. These methods are used on the stage of the industrial project planning and designing. In the environmental evaluation sufficient number of various methods is used. These methods can be divided into following categories: questionnaires; check-lists; study of documents; analysis of data and records; interview, activity supervision; process tracking; making-up of ecological balance, process charts; instrumental measurements. To wide extent environmental evaluation can be considered as process of theoretical and practical character aiming at the ecological impact reveal and evaluation of the economic activity on the environment with the purpose of regulation of negative ecological consequences (prevention, minimization, liquidation). With the mechanism development of the ecological control it is necessary to expand the existing system of the evaluation and control by the way of progressive instruments inclusion in it such as ecological audit, evaluation of ecological effectiveness, evaluation of product life cycle (works, services). These instruments make it possible to carry out ecological and economical diagnostics from the position of interests of an economic player itself. ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

61 The process of the environmental evaluation aims at developing of measures to lower the anthropogenic impact of the enterprise economic activity on the biosphere. It is important that traditional environmental evaluation and ecological assessment do not restrict environmental evaluation itself. System expansion of evaluation methods of the economic activity impact on the biosphere at the expense of the ecological audit, evaluation of product life cycle (works, services), evaluation of ecological effectiveness inclusion which are realized taking into account interests and requirements of the enterprise itself will favour the complex solution of tasks on the minimization of negative ecological consequences of motor transport sphere operation. MOTOR TRANSPORT SPHERE, ENVIRONMENTAL EVALUATION, ECOLOGICAL AUDIT, PROJECT APPRAISAL, ECOLOGICAL MANAGEMENT SYSTEM Сведения об авторах: Е. Ю. Руднева SPIN-код: 8572-9465 Телефон: +38 (050) 888-63-50 Эл. почта: rudneva_elena@mail.ru О. Л. Дариенко SPIN-код: 4259-2959 Телефон: +38 (050) 624-18-24 Эл. почта: osnovi.ecologiyi@gmail.com

В. И. Теслюк Телефон:

+38 (095) 253-08-13

Статья поступила 07.12.2015 © Е. Ю. Руднева, О. Л. Дариенко, В. И. Теслюк, 2017 Рецензент: С. П. Высоцкий, д-р техн. наук, проф., АДИ ГОУВПО «ДонНТУ»

ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

62 УДК 541.1 Г. В. Базаянц, д-р техн. наук, В. Д. Доненко, У. В. Косенко Автомобильно-дорожный институт ГОУВПО «Донецкий национальный технический университет», г. Горловка К РАСЧЕТУ ИЗМЕНЕНИЯ ЭНТРОПИИ ЗАКРЫТОЙ СИСТЕМЫ «ЖИДКОСТЬ-ПАР» Предложена и апробирована на примере пяти жидкостей разной природы (вода, пиридин, гептан, бензол, тетрахлорметан) функциональная зависимость изменения энтропии ΔS закрытой системы «жидкость–пар» от величины молярной теплоты испарения жидкости, ее температуры и давления насыщенного пара. Показано, что для исследованных жидкостей значения ΔS в 1,5–2,0 раза выше, чем в аналогичном процессе, протекающем в открытой системе. Ключевые слова: жидкость, испарение, закрытая система, энтропия

Актуальность проблемы Всесторонний анализ процесса испарения и сгорания жидких топлив в двигателях внутреннего сгорания автомобилей является основой оптимизации их конструкции и условий технической эксплуатации. Состояние проблемы Известно [1], что самопроизвольный процесс в закрытой системе может протекать только в сторону достижения максимального значения энтропии. При достижении этого значения наступает равновесие. Для процесса испарения жидкости в закрытой системе «жидкость–пар» фазовое равновесие наступает в момент достижения паром состояния насыщения. Для каждой жидкости любому значению ее температуры Т соответствует своя величина давления p насыщенного пара. В оценочных расчетах изменения энтропии системы «жидкость–пар» обычно используют [2–4] правило Гесса, согласно которому определяют величину

ΔS = S298(Г )  S298(Ж ) ,

(1)

где S298(Г ) и S298(Ж ) – справочные значения стандартных энтропий вещества в паровой и жидкой фазах. Для более точной оценки изменения энтропии при фазовых переходах вещества в открытых системах рекомендуют [2, 3] соотношение

ΔS =

Δ Н ф. п . Т

(2)

где Δ Н ф.п. – молярная теплота фазового перехода; Т – температура системы. Применительно к исследуемому процессу испарения однокомпонентной жидкости формула (2) принимает вид:

ΔS =

 Н исп , Т

где  Н исп – молярная теплота испарения данной жидкости. ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

(3)

63 Критический анализ существующего уровня предмета исследования Поскольку в реальных условиях система «жидкость–пар» может находиться при температурах, заметно отличающихся от стандартной как в сторону уменьшения, так и в сторону их существенного увеличения, то погрешность расчета величины ΔS по соотношению (1) в ответственных расчетах может оказаться совершенно неприемлемой. Что же касается формулы (3), то ее рекомендуют [2–4] использовать только для открытых систем. Цель работы Целью настоящего исследования является вывод формулы, учитывающей особенности протекания процесса и состояния равновесия при фазовых переходах в закрытых системах «жидкость–пар». Результаты исследований Состояние любой закрытой системы описывается такими термодинамическими функциями как свободная энергия Гельмгольца А, внутренняя энергия U и энтропия S, а в случае изменения ее состояния изменяются значения и этих функций. При этом они связаны между собой соотношениями: Δ А =ΔU  TΔS ;

(4)

ΔU =Δ H  RTΔn ,

(5)

где ΔH – изменение энтальпии системы; ΔU – изменение ее внутренней энергии. Для исследуемого процесса испарения жидкости изменение энтальпии принимается равной  Н исп , а параметр Δn в формуле (5) учитывает изменение числа молей газообразных веществ в единичном акте перехода жидкости в пар. По закону Гесса это всегда составляет:

Δn = nг (п )  nг (ж ) =1  0=1 ,

(6)

где nг (п ) и nг (ж ) – число молей газов в паровой и в жидкой фазах системы «жидкость– пар». С учетом соотношений (5) и (6) формула (4) принимает вид:

Δ А =Δ Н исп  RT  TΔS ,

(7)

откуда после несложных преобразований получаем:

ΔS =

Δ Н исп  RT  Δ А . Т

(8)

Для определения величины Δ А в формуле (8) воспользуемся известным [1] соотношением, связывающем эту энергию с константой равновесия К в закрытой или изолированной системе:

ln K =

Δ А , RT

(9)

откуда Δ А =  RT ln K .

ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

(10)

64 Для гетерогенной системы «жидкость–пар» в состоянии равновесия константа равновесия К равна давлению насыщенного пара p в Па, что приводит формулу (10) к виду: Δ А =  RT ln p .

(11)

Тогда после подстановки (11) в (8) и несложных преобразований получаем окончательную формулу для расчета изменения энтропии процесса испарения жидкости в изолированной системе при любой ее температуре Т :

ΔSисп =

Δ Н исп +R(ln p  1) . Т

(12)

Результаты расчета величины ΔS по формулам (1), (3) и (12) для воды и некоторых жидкостей органической природы при одинаковой температуре (в данном случае при 350 К) приведены в таблице 1. При этом значения давления насыщенного пара p при 350 К взяты из [5]. Таблица 1 – Сравнительные результаты расчета величины изменения энтропии ΔS процесса испарения некоторых жидкостей в открытой (1, 3) и закрытой (12) системах при 350 К Величина ΔS , Дж/(моль·К), рассчитанная по формулам

название

S298(ж )

S298(п )

Молярная теплота испарения Δ Н исп , Дж/моль

пиридин

177,9

282,8

42676

104,9

121,9

200,1

H 2O

вода

70,0

188,7

40656

118,7

116,2

196,0

C7 H16

гептан

328,0

425,3

40588

97,9

116,0

197,8

C6 H 6

бензол тетрахлорметан

173,2

269,2

33766

96,0

96,5

182,6

214,4

309,7

30000

95,3

85,7

177,0

Испаряемая жидкость химическая формула C5H 5 N

CCl 4

Стандартная энтропия, Дж/(моль·К)

(1)

(3)

(12)

Как видно из таблицы 1, значения ΔS фазового перехода открытой системы «жидкость–пар», рассчитанные оценочно по формуле (1) и более точно – по формуле (3), несколько отличаются друг от друга, в то время как величина ΔS аналогичного процесса, протекающего в закрытой системе при той же температуре, существенно (в 1,6–2,1 раза) выше. Анализ формулы (12) показывает, что совпадение результатов расчета на ее основе с данными, получаемыми при использовании формулы (3), возможно только в случае, когда второе слагаемое R(ln p – 1) в формуле (12) превращается в нуль. Этому условию отвечает равенство ln p – 1 = 0 , что реализуется при ln p = 1 , т. е. при давлении насыщенного пара p (в паскалях), численно равном основанию натуральных логарифмов. Это вполне логично, поскольку давление насыщенного пара открытой системы «жидкость–пар» пренебрежимо мало. Следовательно, формула (3) является частным случаем более общей формулы (12), пригодной для расчета изменения энтропии как в открытой, так и закрытой или изолированной системах. Из формулы (12) видно, что величина ΔS находится в сложной зависимости от температуры системы: с ростом температуры уменьшается первое слагаемое, но возрастает второе, поскольку повышение температуры приводит к росту давления p насыщенного пара. Так как величина энтропии зависит от природы вещества, то можно ожидать, что изменение степени нагревания закрытой системы «жидкость–пар» разных однокомпонентных ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

65 жидкостей по-разному отразится на величине ΔS . Для проверки этого предположения выполнен расчет ΔS пяти указанных в таблице 1 жидкостей в интервале температур плавления и кипения Т пл – Т кип каждой из них при граничных значениях этого интервала и, дополнительно, при двух значениях, отстоящих от граничных и друг от друга на одну треть интерва1 2 ла, т. е. при Т1  Т пл + (Т кип  Т пл ) и Т 2 = Т пл + (Т кип  Т пл ) . 3 3 Результаты расчетов приведены в таблице 2 и на рисунке 1, откуда видно, что с ростом температуры величина ΔS различных по природе закрытых систем «жидкость–пар» по сравнению с абсолютным значением ΔS изменяется незначительно, причем у одних она возрастает, у других – понижается, а у некоторых кривые Δ S = ƒ Т  характеризуются наличием экстремума. Таблица 2 – Результаты расчета величины изменения энтропии ΔS исследуемых закрытых систем «жидкость–пар» при разных температурах

Дж (знаменатель) моль  К при температурах, К Т  Т пл 2 Т кип  Т пл  Т кип Т1 = Т пл + кип Т 2 = Т пл + 3 3 1140 16900 100900 197,5 200,9 199,8 5152 26977 101325 196, 2 196,5 195, 4 1595 85095 736042 201, 2 192,7 197,1 15992 43541 101135 183,1 183,6 183, 4 8373 42648 160659 177,0 173,7 175,1

Величина p , Па (числитель) и ΔS , № п/п

Жидкость

Т пл 1

C5H 5 N

H 2O

C7 H16

C6 H 6

CCl 4

14 198,3 611 193,9 0,09 194,7 4774 183,6 1052 169,5

ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

1 – пиридин; 2 – вода; 3 – гептан; 4 – бензол; 5 – тетрахлорметан Рисунок 1 – Температурная зависимость величины изменения энтропии ΔS закрытой системы «жидкость–пар» для жидкостей Выводы 1. Предложена и апробирована на примере пяти жидкостей разной природы (вода, пиридин, гептан, бензол, тетрахлорметан) функциональная зависимость изменения энтропии ΔS закрытой системы «жидкость–пар» от величины молярной теплоты испарения жидкости, ее температуры и давления насыщенного пара. 2. Показано, что по сравнению с аналогичным процессом, протекающим в открытой системе, испарение жидкости в закрытой системе при одинаковой температуре сопровождается существенно (в 1,5–2,0 раза) более значительным изменением энтропии системы. 3. Обнаружено, что чем ближе температура закрытой системы к точке плавления вещества, тем менее отличаются значения ΔS при его испарении в открытой и закрытой системах. 4. С повышением температуры закрытой системы «жидкость–пар» степень изменения ее энтропии зависит от природы жидкости и может возрастать, уменьшаться либо проходить через экстремальное значение, но по сравнению с абсолютной величиной ΔS это изменение невелико (не превышает 5 %). Список литературы 1. Ахметов, Н. С. Общая и неорганическая химия : учеб. для вузов / Н. С. Ахметов. – 3-е изд., перераб. и доп. – М. : Высш. шк., 1998. – 743 с. ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

67 2. Любушкин, В. И. Физическая химия : курс лекций / В. И. Любушкин. – Новочеркасск : ЮРГТУ, 2008. – 242 с. 3. Любушкин, В. И. Сборник задач по физической химии : учеб. пособие для химико-технологических специальностей вузов / В. И. Любушкин, А. А. Муковнин. – Новочеркасск : ЮРГТУ, 2008. – 200 с. 4. Физическая химия, поверхностные явления и дисперсные системы : учеб. пособие / Ж. И. Беспалова [и др.]. – 5-е изд., доп. – Новочеркасск : ЮРГТУ (НПИ), 2012. – 183 с. 5. Базаянц, Г. В. Термодинамика процесса испарения однокомпонентных жидкостей / Г. В. Базаянц, В. Д. Доненко // Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute. ‒ 2016. ‒ № 2 (19).

Г. В. Базаянц, В. Д. Доненко, У. В. Косенко Автомобильно-дорожный институт ГОУВПО «Донецкий национальный технический университет», г. Горловка К расчету изменения энтропии закрытой системы «жидкость-пар» На основе анализа равновесного состояния закрытой системы «жидкость–пар» показано, что в условиях T = const и V = const изменение энтропии ΔS воды, пиридина, гептана, бензола, тетрахлорметана, например, функционально зависит от величины молярной теплоты испарения жидкости, ее температуры и давления насыщенного пара. Сравнительным расчетом аналогичных процессов, протекающих при одинаковой температуре в открытой и закрытой системах, выявлено, что величина ΔS во втором случае в 1,5–2,0 раза выше, чем в первом. Примерное равенство значений ΔS в рассматриваемом фазовом переходе в открытой и закрытой системах оказывается только вблизи точки плавления жидкостей, когда давление насыщенного пара очень мало. С повышением температуры закрытой системы величина ΔS зависит от природы жидкости и по сравнению с абсолютным значением ΔS может незначительно возрастать, убывать либо проходить через экстремум. ЖИДКОСТЬ, ИСПАРЕНИЕ, ЗАКРЫТАЯ СИСТЕМА, ЭНТРОПИЯ

G. V. Bazayants, V. D. Donenko, U. V. Kosenko Automobile and Highway Institute of Donetsk National Technical University, Gorlovka To Entropy Change Calculation of the Closed System «Liquid-Vapour» Based on the analysis of the closed system «liquid–vapour» equilibrium state it is shown that in conditions T = const и V = const entropy change ΔS of water, pyridine, heptane, benzol, carbon tetrachloride, for example, functionally depends on the value of the liquid evaporation molar heat, its temperature and pressure of saturated vapour. By the comparative calculation of analogous processes passed at similar temperature in open and closed systems it is revealed that value ΔS in the second case in 1,5–2,0 times higher than in the first one. Approximate equality of values

ΔS in considered phase transition in open and closed systems is near only liquid melting point when pressure of saturated vapour is very small. With the temperature rise of the closed system the value ΔS depends on the liquid nature and compared with absolute value ΔS it can insignificantly increase, decrease or pass over extremum. LIQUID, EVAPORATION, CLOSED SYSTEM, ENTROPY Сведения об авторах: Г. В. Базаянц Телефон: +38 (050) 624-66-52 Эл. почта: KF-znd@adidonntu.ru В. Д. Доненко Телефон: +38 (050) 020-18-12 Эл. почта: mvd-dvd@mail.ru

У. В. Косенко Телефон: +38 (050) 132-57-32 Эл. почта: yljashechka@gmail.com

Статья поступила 18.11.2016 © Г. В. Базаянц, В. Д. Доненко, У. В. Косенко, 2017 Рецензент: А. П. Карпинец, канд. хим. наук, доц. АДИ ГОУВПО «ДонНТУ» ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

68 УДК 622.3.313 В. Н. Иванилов, канд. техн. наук Донбасская национальная академия строительства и архитектуры, г. Макеевка ОБЕСПЕЧЕНИЕ БЕЗОПАСНОСТИ АКТИВНО-ЕМКОСТНОЙ НАГРУЗКИ ИСКРОЗАЩИТНЫМИ УСТРОЙСТВАМИ НА ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ТРАНЗИСТОРАХ Исследовано влияние характера активно-емкостной нагрузки полупроводниковых транзисторов в переходных режимах работы для обеспечения искробезопасности электрической цепи. Определен порядок выбора параметров полупроводниковых транзисторов в схемах искрозащиты активно-емкостной нагрузки, а также установлена необходимость строгого контроля зависимостей между параметрами полупроводниковых транзисторов. Ключевые слова: искробезопасность, импульс, транзистор, емкостная нагрузка

Введение Добыча полезных ископаемых, содержащих углеводороды или другие вещества, способные к воспламенению и взрыву, а также эксплуатация различных видов электрооборудования в условиях возможного возникновения взрывоопасной атмосферы (предприятия химической, нефтеперерабатывающей промышленности, различные складские помещения и территории хранения взрывоопасных веществ и т. д.), требуют применения взрывозащищенного электрооборудования. Методы и средства обеспечения безопасности взрывозащищенного электрооборудования с видами защиты «взрывонепроницаемая оболочка», «масляное заполнение оболочки» или «кварцевое заполнение оболочки», «защита повышенным давлением», «герметизация» и другие специальные виды взрывозащиты предназначены для исключения передачи взрыва в нормальном и аварийном режиме работы из оболочки в окружающее ее пространство. Эти виды взрывозащиты применяются в основном для электрооборудования, содержащего высоковольтные и сильноточные цепи. Вид взрывозащиты «искробезопасная электрическая цепь» широко применяется в устройствах связи, сигнализации, контроля и дистанционного управления, применяемых, например, в шахтах, опасных по газу и/или пыли. В электрооборудовании с видом взрывозащиты «искробезопасная электрическая цепь» электрические параметры цепей ограничены на таком уровне, при котором мощность коммутационных разрядов снижается до величины, не приводящей к воспламенению окружающей взрывчатой атмосферы как в нормальных, так и в аварийных режимах. Такое электрооборудование разрешается эксплуатировать без ограничения во всех выработках угольных шахт или в любом месте на предприятиях химической или нефтеперерабатывающей промышленности. Искробезопасная мощность цепи в общем случае определяется выражением [1, 2]:

Pи 

LI 02 СU 02  2 2 , Вт, kиб t

Amin  Aпот 

где Amin – минимальная воспламеняющая энергия для данной смеси, Дж; Aпот – энергия потерь на электродах, Дж; L , С – индуктивность цепи, Гн, и электрическая емкость цепи, Ф; I 0 , U 0 – ток А и напряжение В в момент коммутации; ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

(1)

t – длительность разряда, с; kиб – коэффициент искробезопасности, ед. В электрооборудовании с видом взрывозащиты «искробезопасная электрическая цепь» наиболее широко распространены способы и средства искрозащиты на полупроводниковых транзисторах, основанные на принципе сокращения длительности коммутационного разряда, т. е. использовании ключевого режима работы транзистора. Накопленный опыт конструирования устройств искрозащиты на транзисторах до настоящего времени базируется на требованиях ГОСТ 22782.5 [3] к искрозащитным элементам, в котором вводятся ограничения для этих элементов только по нагрузке в 2/3 по максимально допустимым току, напряжению и рассеиваемой мощности без учета возможных изменений их в процессе работы транзистора. Целью статьи является представление данных исследования искробезопасного режима работы полупроводникового транзистора с учетом влияния активно-емкостной нагрузки транзисторного ключа. Основная часть исследования Упрощенная принципиальная (а) и эквивалентная (б) схемы транзисторного ключа при подключении к нему активно-емкостной нагрузки показаны на рисунке 1, а статические и динамические характеристики показаны на рисунке 2 [5].

VT – транзистор; Rн – сопротивление нагрузки; Cн – емкость нагрузки; ЕК – источник питания транзисторного ключа; IК – ток коллектора транзистора; Rтр (t ) – сопротивление транзистора во время его работы;

Cтр – емкость переходов транзистора Рисунок 1 – Принципиальная (а) и эквивалентная (б) схемы транзисторного ключа при подключении к нему активно-емкостной нагрузки При работе транзистора на активно-емкостную нагрузку необходимо учитывать три случая отпирания базы [4]:  переход рабочей точки в область насыщения

ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

 E  I Б h21   ; Rн    переход рабочей точки на границу области насыщения и активной области

 E  I Б h21   ; Rн    переход рабочей точки в активную область

 E  I Б h21   , Rн   где I Б – ток базы транзистора А; h21 – коэффициент усиления тока, ед.; E – напряжение питания транзисторного ключа В; Rн – сопротивление нагрузки транзисторного ключа Ом. Статические и динамические характеристики транзистора типа КТ 3102 в схеме ключа с RC-нагрузкой представлены на рисунке 2.

U кэ – напряжение коллектор-эммитер В; IК – ток коллектора А; C – электрическая емкость нагрузки транзисторного ключа Ф Рисунок 2 – Статические и динамические характеристики транзистора в схеме ключа с RC-нагрузкой При подаче переднего фронта отпирающего импульса рабочая точка в первом случае из точки А перемещается в точку B, во втором – в точку Е, в третьем – в точку L. Динамическая характеристика при переходе из точки А в точку В (или Е, или L) рассчитывается с использованием схемы замещения, показанной на рисунке 1б. Напряжение коллектор-эмиттер и ток коллектора можно определить по следующим формулам [4, 5]: ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

71   t ,В U кэ  E  exp    (C  C ) R  н тр экв   ;   E t ,А iк   exp    (C  C ) R  Rтр (t ) н тр экв  

где Rэкв 

Rтр (t ) Rн Rтр (t )  Rн

, Ом,

где Rэкв , Rтр – эквивалентное электрическое сопротивление и электрическое сопротивление транзисторов. После достижения своего максимального значения ток коллектора, а с ним и напряжение коллектор-эмиттер, постепенно убывают по вольтамперной характеристике до значения тока коллектора iк , А (точки D, K, M в зависимости от условий на входе транзистора), что показано на рисунке 2. Исследование работы транзистора на активно-емкостную нагрузку при запирании транзистора показало, что рабочая точка перемещается вначале из положений D, K, M (в зависимости от условий на входе транзистора) в положение G, а затем возвращается в положение А [4], т. к. емкость нагрузки CН заряжается от источника питания ЕК (рисунок 1а). Динамическая характеристика при переходе из точек D, K, M в точку G рассчитывается согласно выражениям:   t U кэ  ( E  U кэн )   1  exp   )   U кэн , В,  (Cн  Cтр ) Rэкв  

iк 

U кэ , А. Rтр (t )

Таким образом, используя выходную вольтамперную характеристику транзистора с нанесенными на нее областями безопасной работы и зная параметры схемы, можно построить расчетную динамическую характеристику и определить, работает ли транзистор в области безопасной и надежной работы (кривая, соединяющая точки В и А (рисунок 2), находится на границе области безопасной работы транзистора). Если динамическая характеристика пересекает где-либо границы безопасной области работы, следует изменить параметры схемы, чтобы вся динамическая характеристика укладывалась в безопасную область работы. В противном случае необходимо применить другой транзистор [6]. Выводы 1. Искробезопасный режим работы полупроводниковых транзисторов, имеющих активно-емкостную нагрузку, необходимо определять на основании расчета динамических (импульсных) режимов их работы. 2. Предельно допустимые значения мощностей, напряжений и токов транзисторов в статическом режиме, регламентируемые производителем, недостаточны для определения безопасного применения транзистора в ключевом режиме работы. Список литературы 1. Петренко, В. А. Научные основы электровзрывобезопасности в горнодобывающей и нефтехимической промышленности / В. А. Петренко. ‒ М. : Наука, 1980. ‒ 120 с. ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

72 2. Cawley, James C. Probability of Spark Ignition in Intrinsically Safe Circuits / James C. Cawley // Bur. Mines US Dep. Inter. ‒ 1988. ‒ P. 1–15. 3. Электрооборудование взрывозащищенное с видом взрывозащиты «искробезопасная электрическая цепь». Технические требования и методы испытаний : ГОСТ 22782.5–78. ‒ Введ. 1980-01-01. ‒ М. : Изд-во стандартов, 1985. ‒ 70 с. 4. Установить область применения и разработать методы и средства оценки полупроводниковых компонентов, используемых в качестве защитных элементов искробезопасных цепей взрывозащищенного электрооборудования : отчет о НИР (заключительный) / Государственный Макеевский НИИ по безопасности работ в горной промышленности ; № ГР UF01003255P. ‒ Макеевка : Донбасс, 1994. 5. Николаевский, И. Ф. Параметры и предельные режимы работы транзисторов / И. Ф. Николаевский, Д. В. Игумнов. ‒ М. : Сов. радио, 1981. ‒ 154 с. 6. Тугов, Н. М. Полупроводниковые приборы / Н. М. Тугов, Б. А. Глебов, Н. А. Чарыков. ‒ М. : Энергоатомиздат, 1990. ‒ 576 с. В. Н. Иванилов Донбасская национальная академия строительства и архитектуры, г. Макеевка Обеспечение безопасности активно-емкостной нагрузки искрозащитными устройствами на полупроводниковых транзисторах Исследовано влияние характера активно-емкостной нагрузки полупроводниковых транзисторов в переходных режимах работы для обеспечения искробезопасности электрической цепи. Вид взрывозащиты «искробезопасная электрическая цепь» широко применяется в устройствах связи, сигнализации, контроля и дистанционного управления, применяемых, например, в шахтах, опасных по газу и/или пыли. В электрооборудовании с видом взрывозащиты «искробезопасная электрическая цепь» электрические параметры цепей ограничены на таком уровне, при котором мощность коммутационных разрядов снижается до величины, не приводящей к воспламенению окружающей взрывчатой атмосферы как в нормальных, так и аварийных режимах. Такое электрооборудование разрешается эксплуатировать без ограничения во всех выработках угольных шахт или в любом месте на предприятиях химической или нефтеперерабатывающей промышленности. В ходе выполнения работы установлено, что для определения искробезопасного режима работы полупроводникового транзистора, имеющего активно-емкостную нагрузку, недостаточно знать предельно допустимые значения мощностей, напряжений и токов, регламентируемые производителем транзисторов для статического режима работы. Искробезопасность работы транзисторного ключа должна рассматриваться в совокупности с определением границ действия каждого максимального (минимального) параметра на всем поле входных (выходных) вольтамперных характеристик с учетом динамического (импульсного) режима его работы. ИСКРОБЕЗОПАСНОСТЬ, ИМПУЛЬС, ТРАНЗИСТОР, ЕМКОСТНАЯ НАГРУЗКА V. N. Ivanilov Donbas National Academy of Civil Engineering and Architecture, Makeyevka Protection of Active Capacitive Load by Spark-Protecting Devices in Semiconductor Transistors The impact of the active capacitive load condition in semiconductor transistors during transient state of the operating mode for the spark-safe circuit is examined. The type of the implosion protection « spark-safe circuit» is widely used in coupling devices, signalization, control and remote-control applied for example in mines dangerous in gas and/or dust. In the electrical equipment with the implosion protection « spark-safe circuit» network parameters are limited at such a level where power of switching charges drops to the value not resulting in the ignition of explosive ambience both in normal and emergency operation. This electrical equipment is permitted to operate in all mine workings without restriction or at enterprises of chemical and petroleum refining industries. In the course of the work it is established that for the spark-safe operation of the semiconductor transistor with the active capacitive load it is not enough to know overload capacity of the power, voltage and current regulated by the producer of transistors for the static operating mode. It is necessary to consider spark-safe operation of the transistor switch in the aggregate with the delimitation of each maximum (minimum) parameter action on the entire field of input (output) voltage-current characteristics taking into account its dynamic (pulse) operating mode. SPARK-SAFETY, IMPULSE, TRANSISTOR, CAPACITIVE LOAD Сведения об авторе: В. Н. Иванилов SPIN-код: 8583-3775 Статья поступила 15.02.2016 Телефон: +38 (095) 400-13-18 © В. Н. Иванилов, 2017 Рецензент: С. П. Высоцкий, д-р техн. наук, проф., АДИ ГОУВПО «ДонНТУ» ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

ЭКОНОМИКА И УПРАВЛЕНИЕ УДК 005.96+651.011.1+658.152.13 И. С. Костюк, канд. техн. наук Донецкий национальный технический университет, г. Донецк ПРОБЛЕМЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ РЕСУРСОВ И УПРАВЛЕНИЯ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫМ ПОТЕНЦИАЛОМ УГОЛЬНОЙ ШАХТЫ Предложена графическая модель взаимосвязи понятия «интеллектуальные ресурсы» с близкими ему понятиями, обозначены проблемы использования интеллектуальных ресурсов на шахте, и с учетом их особенностей предложены рекомендации по управлению интеллектуальным потенциалом в период закрытия шахты. Ключевые слова: интеллектуальные ресурсы, управление интеллектуальным потенциалом, графическая модель, шахта, аутплейсмент, закрытие шахты

Постановка проблемы Наше общество в настоящее время находится в процессе перехода из постиндустриальной эпохи своего развития в информационную. Одной из основных черт рождающейся эпохи является повышение значимости в производственных ресурсах такой ее составляющей, как информационные ресурсы, а именно: знаний, компетенций, интеллекта трудовых ресурсов, репутации и т. д. Некоторая часть информационных ресурсов является интеллектуальными ресурсами, нематериальная составляющая которых в виде интеллектуального уровня трудовых ресурсов все большую значимость приобретает на угольных шахтах в условиях развития конкуренции и роста нестабильности внешней среды. Однако в этой области знаний имеется ряд проблем, связанных с управлением трудовыми ресурсами и с социально-трудовыми отношениями, которые требуют своевременного разрешения. Они связаны с тем, что чем больше срок эксплуатации шахты, тем больше она накапливает интеллектуальный потенциал своих трудовых ресурсов, и в то же время – тем ближе момент прекращения ее работы из-за ежегодного сокращения ограниченных запасов угля в шахтном поле и, как следствие, расформирование трудовых ресурсов после закрытия шахты. Таким образом, накопленный годами на шахте интеллектуальный ресурс и сформировавшийся в коллективе интеллектуальный потенциал, как целостная система, в которую входят: общепризнанные ценности, морально-психологический климат, традиции и т. д., оказываются невостребованными в связи с прекращением существования предприятия и бессмысленно погибают. Такая ситуация с моральной и экономической точки зрения является нелогичной, нерациональной и неоправданной для цивилизованного общества и эффективного, гуманного управления трудовыми ресурсами. Цель статьи – обозначить актуальные проблемы использования интеллектуальных ресурсов на угольной шахте и на основе их анализа разработать рекомендации по управлению интеллектуальным потенциалом в период закрытия шахты. Основной материал исследования Первоочередным шагом для выполнения поставленной цели, с нашей точки зрения, является необходимость выявления взаимосвязи таких близких понятий, как «интеллектуальные ресурсы» (ИР), «интеллектуальный потенциал» (ИП), «интеллектуальный капитал» (ИК), «интеллектуальные активы» (ИА), «интеллектуальная собственность» (ИС) и др. Это ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

74 вызвано тем, что во многих научных публикациях эти понятия рассматриваются не столько как тождественные, сколько присутствует подмена и смешивание понятий в некоторых случаях. Логично предположить, что между ними существуют принципиальные различия или даже эти понятия нельзя сравнивать, поскольку они выполняют различные функции. В то же время они могут быть применены к одному и тому же объекту либо к различным [1]. В этой связи не вполне ясной и четко структурированной является взаимосвязь отмеченных понятий. Выявление определенной взаимосвязи и понимание отличительных признаков между данными понятиями позволит более квалифицированно и правильно использовать их по назначению в необходимом контексте. Изучение некоторых научных публикаций позволяет выделить авторов, которые дают современное и широкое толкование данным понятиям, а их анализ обеспечивает возможность обобщить наиболее существенные и выделить отличительные признаки сходных понятий, которые приведены в таблице. Таблица – Результаты анализа и сравнения понятия «интеллектуальные ресурсы» с близкими ему понятиями Понятия

Существенные признаки

1 Интеллектуальные ресурсы

2 Совокупность поступающих на предприятие информации и знаний, которые визуально незримы и используются для интеллектуальной и творческой деятельности. Основа воспроизводства ИК. Охватывает ментальные, эмоциональные, социальные и духовные ресурсы Интеллектуальный Возможность и способпотенциал ность предприятия улучшать качество продукции, устойчиво развиваться, адаптироваться к внешней среде, развивать конкурентные преимущества Интеллектуальный Форма капитализации капитал ИП, которая позволяет управлять эффективностью использования финансовых ресурсов на предприятии Интеллектуальный Активы, не имеющие актив материального воплощения

Авторы публикаций 3 В. А. Киселева [2], С. Климов [3], К. М. Оганян [4], Е. В. Головацкий [5], Е. Э. Головчанская [6]

Отличительные признаки 4 Ресурсы, которые многократно могут использоваться для выполнения интеллектуальной деятельности без их воспроизводства

Б. Г. Юдин [7], В. А. Киселева [2], О. Н. Анисимова [8], О. Н. Альхименко [9]

ИР, которые за счет умелой мотивации и синергетического эффекта и при поддержке организационного и финансового обеспечения накоплены и приумножены Часть ИП, поддающаяся стоимостной оценке и учету

Т. А. Стюарт [10], Э. Брукинг [11], Л. Эдвинссон [12], И. Роос [13] Е. Г. Абрамов [1], В. А. Киселева [2], А. Козырев [14]

Часть ИК, участвующая в получении дохода

ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

75 Продолжение таблицы 1 Интеллектуальная собственность

2 Исключительное право предприятия на результаты интеллектуальной и творческой деятельности

3 Е. Г. Абрамов [1], А. Козырев [14]

4 Часть ИП, на которую у предприятия имеется юридическое право собственности

Представленные в таблице результаты сравнительного анализа существенных и отличительных признаков понятий, которые всесторонне описывают интеллектуальную деятельность на предприятии, позволяют выявить системность в их употреблении, а также структурировать рассмотренные понятия. По результатам данного анализа предлагается следующая графическая модель взаимосвязи понятия «интеллектуальные ресурсы» с близкими ему понятиями, которая представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 – Графическая модель взаимосвязи понятия «интеллектуальные ресурсы» с близкими ему понятиями Представленная графическая модель позволяет визуализировать взаимосвязь основных экономических категорий, участвующих в процессе интеллектуальной деятельности, которая за счет развития и использования различных видов мышления способствует получению большего количества идей. Плодотворные из них впоследствии приводят к стратегическим изменениям на предприятии и к созданию его конкурентных преимуществ. Как наглядно видно из модели, часть трудовых ресурсов, используемых предприятием, пользуется своими интеллектуальными возможностями, которые для интеллектуальной деятельности рассматриваются как входной ресурс. Также часть информационных ресурсов, поступающих как из внешней среды предприятия, так и из внутренней, одновременно являются интеллектуальными ресурсами. Объединение интеллектуальных ресурсов в социальноэкономическую систему совместно с организационными и финансовыми ресурсами позволяет формировать интеллектуальный потенциал предприятия. На его объем прямое влияние оказывает синергетический эффект как атрибут системы и мотивация работников предприятия. Накопленный на предприятии интеллектуальный потенциал расходуется на развитие коллективного стратегического, инновационного и творческого мышления, эффективность ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

76 использования которого можно оценить по количеству появившихся на предприятии инновационных идей стратегических изменений в течение определенного периода времени. Интеллектуальный потенциал в этой связи можно рассматривать и оценивать с различных точек зрения. Если оценивать с финансовой точки зрения, то в первую очередь ведется учет интеллектуального капитала. Изменение его размера взаимосвязано с количеством стратегических изменений на предприятии. Отдельно рассматривается и анализируется та его часть, которая прямым образом повлияла на увеличение дохода от продажи продукции. Эта экономическая категория является интеллектуальным активом предприятия. В том случае, когда рассматривается законность деятельности предприятия в правовом или юридическом отношении, часть его интеллектуального потенциала рассматривается как интеллектуальная собственность, которая гарантирует права предприятия на его интеллектуальные ресурсы. Отмеченные выше процессы в последнее время в полной мере являются актуальными также и для угольных шахт, поскольку между ними обостряется конкурентная борьба. Однако отличие угольных шахт от других промышленных предприятий заключается в том, что срок эксплуатации шахты ограничен наличием балансовых запасов угля. При сдаче шахты в эксплуатацию запасы угля составляют несколько миллионов тонн. Срок службы шахты составляет 50–70 лет [15] в зависимости от ее производственной мощности. За время работы шахты и по мере уменьшения запасов угля в шахтном поле, параллельно в социально-экономической системе шахты формируется и накапливается интеллектуальный потенциал. Закономерности этих процессов показаны на рисунке 2. Как видно из рисунка, к моменту закрытия шахты на предприятии запасы угля снижаются до минимума, а уровень интеллектуального потенциала становится наиболее высоким, т. е. к этому моменту времени формируется интеллектуальный потенциал, который в несколько раз превышает его уровень в начальном периоде работы. В данной ситуации рациональным подходом для развития горной отрасли является использование достигнутого уровня интеллектуального потенциала по его назначению и в полном объеме даже после закрытия шахты. В этом направлении имеется два пути. Первый путь – использовать аутплейсмент как гуманный и корректный инструмент кадровой политики управления, включающий процесс увольнения излишков персонала предприятия и набор средств, необходимых для начала и обеспечения этого процесса и получаемых после его окончания. Такая кадровая политика взаимовыгодна и для предприятия, и для увольняемых работников с экономической, социальной, демократической, морально-психологической и этической позиций [16]. Второй путь – сохранение интеллектуального потенциала шахты за счет присоединения к шахРисунок 2 – Изменение запасов угля и уровня те отстающих угледобывающих интеллектуального потенциала на шахте предприятий, у которых имеются в зависимости от срока ее службы еще значительные запасы угля. В ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

77 этом случае весь накопленный трудовым коллективом опыт работы в полном объеме используется на другом предприятии, и только в этом случае продолжает действовать синергетический эффект. Этот путь управления интеллектуальным потенциалом уже давно и успешно в своей практике использует руководство шахтоуправления «Донбасс». В подтверждение этого можно отметить, что в 70–80 годы работала передовая шахта им. газеты «Социалистический Донбасс», которая разрабатывала свои запасы интенсивнее, чем это было предусмотрено проектом. В связи с чем прогнозировалось закрытие шахты раньше проектного срока. Поэтому в 1981 г. руководство передовой шахты добилось присоединения отстающей шахты «Заперевальная № 1». После объединения шахт в шахтоуправление, на шахте «Заперевальная № 1» была проведена реконструкция и техническое переоснащение, благодаря которым шахта через 2 года вышла на добычу угля на уровне 2300– 2500 т/сут. Позже были присоединены к шахтоуправлению шахты: «Глубокая» (1984 г.), «Щегловская-Глубокая» (2002 г.), «Коммунарская-22» (2004 г.), которые спустя 2–3 года также стали передовыми предприятиями. Основная в шахтоуправлении шахта «Донбасс» закрылась в 2000 году, а ее прославленный коллектив сейчас работает на других присоединенных шахтах и это позволило сохранить знаменитый бренд – ш/у «Донбасс». Все это произошло благодаря тому, что «…в шахтоуправлении «Донбасс» трудится сильная команда, готовая приложить свои умения для разработки любых угольных недр – дайте только шахту!» [17]. Таким образом, при недостатке интеллектуальных ресурсов в физической составляющей трудовых ресурсов отстающей шахты для успешной работы ее коллектива необходимо привлечение интеллектуальных инвестиций. Заключение Следует отметить, что в процессе закрытия шахты интеллектуальным потенциалом можно и необходимо в обязательном порядке управлять. Для этого необходимо использовать такой инструмент как аутплейсмент, либо «сплоченной командой единомышленников» перейти работать на отстающую шахту и таким способом сохранить накопленный годами интеллектуальный потенциал для развития угольной отрасли. Список литературы 1. Абрамов, Е. Г. О соотношении понятий интеллектуальная собственность, интеллектуальный капитал, интеллектуальные активы [Электронный ресурс] / Е. Г. Абрамов // Креативная экономика. – 2007. – № 1 (1). – С. 19–23. – Режим доступа : http://www.creativeconomy.ru/articles/4040/ . 2. Киселева, В. А. Интеллектуальный потенциал предприятия как фактор его устойчивого развития / В. А. Киселева, О. В. Рязанцева, П. В. Аристархов // Вестник ЮУрГУ. ‒ 2012. ‒ Вып. 21, № 9. ‒ С. 128–134. Серия Экономика и менеджмент. 3. Климов, С. Интеллектуальные ресурсы организации / С. Климов. – СПб. : ИВЭСЭП, Знание, 2000. – 168 с. 4. Оганян, К. М. Управление интеллектуальными ресурсами организации : учеб. / К. М. Оганян. – СПб. : Изд-во СПбГЭУ, 2013. – 303 с. 5. Головацкий, Е. В. Интеллектуальные ресурсы и нововведения в сфере высшего образования: барьеры и возможности / Е. В. Головацкий // Вестник Челябинского государственного университета. – 2014. ‒ Вып. 32, № 11 (340). – С. 88–90. Серия Философия. Социология. Культурология. 6. Головчанская, Е. Э. Интеллектуальный ресурс в системе общественного воспроизводства: сущность, роль, структура [Электронный ресурс] / Е. Э. Головчанская // Фундаментальные исследования. – 2015. – № 5–2. – С. 400–404. ‒ Режим доступа : http://www.fundamental-research.ru/ru/article/view?id=38229 . 7. Юдин, Б. Г. Интеллектуальный потенциал личности [Электронный ресурс] / Б. Г. Юдин / Центр гуманитарных технологий. ‒ Режим доступа : http://gtmarket.ru/laboratory/expertize/3523 . 8. Анисимова, О. Н. Проблемы оценки интеллектуального потенциала промышленных предприятий [Электронный ресурс] / О. Н. Анисимова // Бізнесінформ. – 2012. – № 6. – С. 124–127. – Режим доступа : http://www.business-inform.net . 9. Альхименко, О. Н. Повышение эффективности использования интеллектуального потенциала юридического подразделения компании / О. Н. Альхименко, А. В. Альхименко // Управление человеческим потенциалом. – 2013. – № 2 (34). – С. 110–116. ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

78 10. Стюарт, Т. А. Интеллектуальный капитал. Новый источник богатства организаций / Т. А. Стюарт ; пер. с англ. В. А. Ноздрина. – М. : Поколение, 2007. – 368 с. 11. Брукинг, Э. Интеллектуальный капитал / Э. Брукинг ; пер. с англ. ; под ред. А. Н. Ковалик. – СПб. : Питер, 2001. – 288 с. 12. Эдвинссон, Л. Интеллектуальный капитал. Определение истинной стоимости компании / Л. Эдвинссон, М. Мэлоун // Новая индустриальная волна на Западе ; под ред. В. Л. Иноземцева. – М. : Академия, 1999. – 738 с. 13. Роос, И. Интеллектуальный капитал. Вы можете управлять тем, что можете измерить / И. Роос // Маркетинг. – 1998. – № 3. – С. 17–25. 14. Козырев, А. Оценка стоимости нематериальных активов и интеллектуальной собственности / А. Козырев, В. Макаров. – М. : Интерреклама, 2003. – 352 с. 15. Технология подземной разработки пластовых месторождений полезных ископаемых : учеб. для вузов / Д. В. Дорохов, В. И. Сивохин, А. С. Подтыкалов, И. С. Костюк. – Донецк : ДонГТУ, 1997. – 344 с. 16. Костюк, И. С. Теоретические аспекты, конкретизирующие определение понятия «аутплейсмент» / И. С. Костюк, М. Ю. Месяц // Актуальные проблемы экономического и социального развития Донбасса : материалы. междунар. науч.-практ. конф. молодых ученых и студентов, 15 мая 2015 г., Донецк. – Донецк : ГВУЗ «Донецкий национальный технический университет», 2015. ‒ С. 105–115. 17. Команда Баранова поднимает шахты, создает рабочие места [Электронный ресурс] // Голос Донбасса. – 2005. ‒ № 27 (639). ‒ Режим доступа : http://mpe.kmu.gov.ua/minugol/control/uk/publish/article?art_id=97869&cat_id=35082 .

И. С. Костюк Донецкий национальный технический университет, г. Донецк Проблемы использования интеллектуальных ресурсов и управления интеллектуальным потенциалом угольной шахты Чем дольше на шахте накапливается интеллектуальный потенциал, тем ближе время ее закрытия. Это вызвано тем, что с течением времени на шахте заканчиваются балансовые запасы угля и поэтому ее следует закрывать. Таким образом, по мере работы шахты ее интеллектуальный потенциал растет, а запасы угля, наоборот, уменьшаются. На начало работы шахты интеллектуальный потенциал имеет минимальное значение, а запасы угля – максимальное, а в момент закрытия шахты, наоборот, запасы угля – минимальные, а уровень интеллектуального потенциала достигает своего максимума. В связи с этим между ними существует диссонанс, т. е. определенные противоречия. Такая ситуация с моральной и экономической точки зрения является нелогичной, нерациональной и неоправданной для эффективного и гуманного управления трудовыми ресурсами в горной отрасли. Для исследования этой проблемы в статье рассмотрены взаимосвязи между такими близкими понятиями, как «интеллектуальные ресурсы», «интеллектуальный потенциал», «интеллектуальный капитал», «интеллектуальные активы», «интеллектуальная собственность» и др. Это дало возможность обобщить наиболее существенные и выделить отличительные признаки сходных понятий. По результатам данного анализа предложена графическая модель взаимосвязи понятия «интеллектуальные ресурсы» с близкими ему понятиями. Она позволяет визуализировать взаимосвязь основных экономических категорий, участвующих в процессе интеллектуальной деятельности, которая за счет развития и использования различных видов мышления способствует получению большего количества идей. Таким образом, следует отметить, что в процессе закрытия шахты интеллектуальным потенциалом можно и необходимо в обязательном порядке управлять. Для этого необходимо использовать такой инструмент как аутплейсмент, либо «сплоченной командой единомышленников» перейти работать на отстающую шахту и таким способом сохранить накопленный годами интеллектуальный потенциал для дальнейшего развития угольной отрасли. ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ РЕСУРСЫ, УПРАВЛЕНИЕ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫМ ПОТЕНЦИАЛОМ, ГРАФИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ, ШАХТА, АУТПЛЕЙСМЕНТ, ЗАКРЫТИЕ ШАХТЫ

ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

79 I. S. Kostiuk Donetsk National Technical University, Donetsk Problems of Intellectual Assets and Intellectual Potential Control of the Coal Mine The longer intellectual potential is accumulated at the mine the nearer the time of its shutting. In time, coal reserves in the mine run out and consequently it should be shut. Therefore, as the mine works its intellectual potential is growing but coal reserves are decreasing. At the beginning of the mine operation, the intellectual potential is minimal and coal reserves are maximum. Conversely, at the time of the mine shutting, coal reserves are minimal and level of intellectual potential reaches its maximum. In connection with this, there is a discord between them. Such situation from the moral and economical point of view is illogical, irrational and unjustified for effective and humane management of labor resources in mining industry. To study this problem in the article interactions between such close conceptions as «intellectual resources», «intellectual potential», «intellectual capital», «intellectual assets», «intellectual property» and others are considered. This made it possible to generalize the most essential conceptions and to highlight distinctive features of similar ones. According to the results of this analysis the interaction graphic model of the «intellectual resources» conception with conceptions close to it is given. It allows to visualize interaction of basic economic categories taking part in the intellectual activity and it promotes to obtain large amount of ideas through development and application of various types if thinking. Therefore, it should be noted that at the mine shutting intellectual potential should be controlled. For this it is necessary to use such an instrument as outplacement or go to work on a backward mine by «solid team of persons holding the same views» and in this manner preserve intellectual potential accumulated for years for further development if mining industry. INTELLECTUAL RESOURCES, INTELLECTUAL POTENTIAL CONTROL, GRAPHIC MODEL, MINE, OUTPLACEMENT, MINE SHUTTING Сведения об авторе И. С. Костюк SPIN-код: 1557-4849 ResearcherID B-5357-2016, ORCID ID 0000-0002-4531-8501 Телефон: +38 (066) 268-78-78 Эл. почта: kis1616@yandex.ru Статья поступила 14.03.2017 © И. С. Костюк, 2017 Рецензент: Е. Г. Курган, к.э.н., доц. каф. «Менеджмент и хозяйственное право» «ДонНТУ»

ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

80 УДК 331: 332.13 Н. В. Гуменюк, канд. экон. наук Автомобильно-дорожный институт ГОУВПО «Донецкий национальный технический университет», г. Горловка ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОМПЕТЕНТНОСТНОГО ПОДХОДА В ПРОЦЕССЕ МОНИТОРИНГА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДОСТОЙНОГО ТРУДА НА АВТОТРАНСПОРТНЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ Обоснована необходимость проведения мониторинга и оценки степени обеспечения достойного труда на автотранспортном предприятии на основе моделей компетенций. В связи с этим предложена структурная схема данного процесса, позволяющая осуществлять контроль состояния рабочих мест и качества труда персонала. Ключевые слова: автотранспортное предприятие, достойный труд, компетентностный подход, система мониторинга и оценки

Постановка проблемы Современное состояние социально-трудовых отношений, особенно на предприятиях автомобильного транспорта, характеризуется рядом негативных тенденций, среди которых обеспокоенность вызывают низкий уровень качества жизни, отсутствие перспектив профессионального роста и развития в условиях производства, низкий уровень социальной защищенности работников. Это вызывает неудовлетворенность трудом и его результатами и обусловлено неблагоприятными социально-экономическими условиями, несовершенством государственного управления и законодательства в социально-трудовой сфере, отсутствием социальной ответственности бизнеса и государства перед обществом. Поэтому построение социально-трудовых отношений на принципах достойного труда является приоритетным направлением развития как отдельных автотранспортных предприятий, так и автотранспортной отрасли Донецкого региона в целом. Анализ последних исследований и публикаций Теоретические и прикладные аспекты формирования достойного труда исследованы в работах известных зарубежных ученых: Р. Анкера, И. Чернышова, Ф. Эггера, Д. Риттера [1], Д. Бесконда, А. Шатейнье, Ф. Мехрана [2], Ф. Бонни, Ж. Фигуэрдо, Г. Стендинга [3], Д. Гаи [4]. Также достаточно широко освещены проблемные вопросы и подходы обеспечения достойного труда в современных условиях отечественными учеными, среди которых следует отметить труды О. Гришновой [5], А. Колота [6], Л. Костина [7], Т. Смирновой [8], Н. Шаймарданова [9]. Несмотря на то, что отдельные составные процесса обеспечения достойного труда, такие как обеспечение продуктивной занятости и повышение качества трудовой жизни, были частично исследованы [1–9], вопросы мониторинга и проведения комплексной оценки уровня обеспечения достойного труда как на отдельном рабочем месте, так и на предприятии в целом остаются открытыми и требуют разработки комплекса мероприятий по совершенствованию социально-трудовых отношений в данном направлении. Цель исследования Целью настоящей работы является разработка механизма совершенствования процесса проведения внутреннего мониторинга и оценки уровня обеспечения достойного труда на автотранспортных предприятиях на основе использования компетентностного подхода. ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

81 Основной материал исследования Необходимо отметить, что достойный труд не следует рассматривать только как макрокатегорию, позволяющую определить рейтинг государства согласно группам социальноэкономических и общественно-политических индикаторов развития. Прежде всего достойный труд и уровень его обеспечения необходимо оценивать непосредственно в среде его формирования – на рабочем месте работника автотранспортного предприятия, с учетом всех производственных характеристик и требований как к работнику, так и к условиям его труда. При таких допущениях объектом действия механизма достойного труда является работник, высокие требования к условиям труда которого должны быть обеспечены в процессе производства. В то же время он является и субъектом отношений по обеспечению достойного труда на автотранспортном предприятии, т. к. имеет собственные социально-трудовые интересы и должен соответствовать требованиям достойного труда относительно уровня образования и квалификации, набора компетенций, а также иметь опыт работы в соответствии с занимаемой должностью. Поэтому ключевым этапом проведения мониторинга обеспечения достойного труда становится процесс его адекватной оценки на каждом рабочем месте автотранспортного предприятия. В связи с усилением процессов интеллектуализации экономики в практической деятельности автотранспортных предприятий возникает потребность в средствах измерения степени образованности, профессионализма, соответствия работников и производственной среды новым требованиям современного общества. Именно в роли такого средства предлагается использование компетентностного подхода. Анализ литературных источников позволил выявить достаточно большое количество определений и подходов к трактовке понятия «компетенции», однако в большинстве из них ключевыми его характеристиками являются совокупность знаний и модели профессионального поведения работника, которые позволяют ему успешно выполнять свою работу. При этом под успешным выполнением работы разные исследователи понимают «эффективное и/или лучшее исполнение работы», «результативное выполнение работы», «соответствующее требованиям работодателя», «критически важно для выполнения работы» [10]. Компетентностный подход предполагает рассмотрение квалификации работников как движущей силы становления и развития предприятия в целом [11]. Тогда понятие компетенций становится значительно шире и охватывает все уровни иерархии управления предприятием. Именно в данном ракурсе его целесообразно использовать при проведении мониторинга обеспечения достойного труда на автотранспортных предприятиях, поскольку именно на уровне предприятия и рабочего места возможно отследить процессы управления персоналом, выявить недостатки и сформировать целостную модель компетенций, реализация которой позволит повысить конкурентоспособность предприятия, а в соответствии с этим и производительность, качество и удовлетворенность трудом работников. В большинстве случаев ученые односторонне рассматривают компетентностные характеристики предприятия, касаясь только аспекта необходимости соответствия работника требованиям должности, однако с развитием концепции достойного труда особое внимание следует уделить соответствию рабочего места требованиям должности [12]. Этот аспект остается вне поля зрения. Поэтому в работе с целью построения моделей компетенций должностей предлагается ввести понятие компетентностных требований, которые будут определять на всех уровнях иерархии предприятия непосредственные характеристики рабочих мест, подразделений, бизнес-целей организации, стратегических и ключевых звеньев управления в их соответствии требованиям современным стандартам и станут инструментом объективной оценки степени обеспечения достойного труда в условиях интеллектуализации экономики. ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

82 Основой для построения моделей компетенций должностей являются профессиональные компетенции работников и компетентностные требования к их рабочим местам. Именно эти характеристики дают возможность сформировать базовые требования должности как со стороны работодателя, так и со стороны работника. Так, под профессиональными компетенциями работника понимаются базовые знания, умения и способности личности, которые представляют собой инвариантный компонент личности современного специалиста и способствуют успеху в его профессиональной деятельности. Под компетенциями рабочего места следует понимать базовые характеристики основного рабочего места работника на занимаемой должности. Базовые требования должны отвечать критериям достойного труда и включают такие составляющие: условия безопасности на рабочем месте, уровень оплаты труда, уровень технологической оснащенности рабочего места. Компетентностный подход как инструмент двусторонней оценки степени обеспечения достойного труда на автотранспортном предприятии дает четкое определение производственных и профессиональных требований, которые предъявляются к среде и работнику в зависимости от уровня и значения должности на производстве. Поэтому объединение полученной информации дает возможность разработать модели компетенций должностей. Следует отметить, что универсальность применения моделей компетенций на автотранспортном предприятии заключается в следующем: 1. Модель позволяет непосредственно связать систему управления персоналом и компетентностные требования к процессу производства со стратегическими целями автотранспортного предприятия в условиях интеллектуализации экономики. 2. Компетенции способствуют формированию корпоративной культуры и социальной ответственности, достижению общего видения стратегии и цели работы организации как руководством компании, так и ее работниками. 3. Модель описывает реальное состояние производственной среды и поведение работника на рабочем месте доступным языком, который повышает отдачу при использовании компетенций. 4. Модель компетенций лежит в основе системы эффективной работы с персоналом на принципах обеспечения достойного труда, использование которых облегчает процедуру трудоустройства, повышает эффективность обучения и развития работников, упрощает процесс оценки эффективности работы персонала и аттестации рабочих мест. Использование модели компетенции является инструментом усиления социальной ответственности сторон трудовых отношений. С одной стороны, предприятие, требуя от работника повышения параметров качества, производительности и эффективности его труда, должно гарантировать соблюдение его прав, обеспечивать достойные условия труда, которые должны быть зафиксированы в модели компетенций. С другой стороны, модель регламентирует необходимые личные характеристики и профессиональные качества работника, которыми он должен владеть для успешного выполнения своих обязанностей в процессе трудовой деятельности. Внедрение моделей компетенций в виде четко сформулированных прав, обязанностей и рекомендаций к сторонам трудовых отношений, которые основаны на соблюдении фундаментальных принципов достойного труда, позволит урегулировать конфликты в социально-трудовой сфере, сократить число актов протеста и неудовлетворения, усилить ответственность за результаты трудовой деятельности в условиях интеллектуальной экономики. В связи с этим рассмотрим процесс проведения мониторинга и оценки обеспечения достойного труда на автотранспортном предприятии на основе моделей компетенций должностей (рисунок 1). Представленные на рисунке 1 этапы процесса проведения мониторинга и оценки профессиональных компетенций и компетентностных требований рабочего места раскрывают социально-экономическое и организационное содержание процесса объединения профессиоISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

83 нальных стремлений работника и работодателя к обеспечению достойных условий труда. Рассмотрим каждый из них.

Рисунок 1 – Процесс проведения мониторинга и оценки обеспечения достойного труда на основе моделей компетенций должностей Этап 1. Разработка модели компетенций для выбранной должности. На этом этапе основным правилом эффективной работы является привлечение к процессу исследования большого количества будущих пользователей модели. Поскольку менеджеры, которые непосредственно проводили интервью по получению поведенческих примеров, работали с исследователями и определяли с ними компетенции, досконально изучили модель, они являются и более способными внедрить ее на автотранспортном предприятии. Следует обратить внимание на то, что ниже приведены базовые компетентностные требования к рабочим местам и уровню сформированности профессиональных компетенций работников. В процессе создания модели и проведения по ним оценки необходимо тщательным образом учитывать специфические требования, которые характеризуют, с одной стороны, особенности поведения работника на рабочем месте, его функциональные должностные обязанности, а с другой – уровень технологической оснащенности рабочего места, уровень его информационного, финансово-экономического, нормативно-правового, организационноуправленческого обеспечения. Разработанный на этом этапе словарь компетенций определяет конкретные уровни компетенций, которые прогнозируют пороговое, среднее и наилучшее выполнение исследуемого вида работы, и становится шаблоном, который используется для проведения оценки ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

84 соответствия. Стандарты соответствия характеристик рабочего места, а также знаний и умений работников формируют уровни развития профессиональных компетенций (таблица 1) и компетентностных требований рабочего места (таблица 2). Таблица 1 – Уровни профессиональных компетенций работников, определяющих соответствие условиям достойного труда Компетенции Характеристики 1 2 1. Низкий уровень сформированности профессиональных компетенций Работник обладает ограниченными и фрагментарными знаниями по пракСпециальная тическим вопросам занимаемой должности, имеет низкий уровень произкомпетенция водственной культуры и корпоративной этики В ходе планирования производственной деятельности допускает ошибки, планирование осуществляет формально, бессистемно, владеет отдельными Компетенция приемами, использует их без анализа ситуации, не проявляет творчества деятельности при выполнении значимых видов профессиональной деятельности, не проявляет интерес к выполняемой работе Общается с людьми без учета индивидуальных особенностей, его связь с коллегами носит случайный характер, не умеет слушать, испытывает трудКоммуника- ности при выборе и использовании вербальных и невербальных средств тивная ком- общения, не умеет отстаивать собственную точку зрения, не владеет навыпетенция ками самоконтроля за соблюдением законности, чувствует трудности при организации своих действий, не умеет работать в команде и не способен осуществлять руководство Допущенные в работе ошибки не замечает и не стремится к пополнению Компетенция недостающих знаний, не способен глубоко осмысливать происходящее, рефлексии принимает решения без учета реальной ситуации и норм закона Обладает ограниченными и фрагментарными знаниями и умениями в области взаимодействия с общественными институтами и людьми, общественСоциальная ные и моральные нормы соблюдает формально, не исключает аморального компетенция поведения, имеет фрагментарные знания в области регуляции социальных норм и отношений, проявляет нерешительность, не умеет противостоять внешним факторам, не способен выполнять работу с внешними субъектами 2. Средний уровень сформированности профессиональных компетенций Владеет отдельными знаниями и использует некоторые из них при выполСпециальная нении значимых видов профессиональной деятельности, имеет средний компетенция уровень производственной культуры, не всегда проявляет творческое отношение к применению навыков в работе Может самостоятельно планировать отдельные виды производственной деятельности, но планирование осуществляет на основе неполного аналиКомпетенция за результатов предыдущих профессиональных действий, творческое отдеятельности ношение к профессиональной деятельности проявляет не всегда, испытывает затруднение при реализации своих замыслов Не всегда умеет найти подход к людям, донести до слушателя свое мнеКоммуникание относительно намерений, испытывает трудности при установлении и тивная комподдержке контактов с новыми людьми, общается стихийно, по мере петенция необходимости, не всегда способен осуществлять руководство Осознает недостаточное владение необходимыми для профессиональной Компетенция деятельности знаниями и умениями, видит недостатки, но не всегда спорефлексии собен установить их причину ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

85 Продолжение таблицы 1 1

2 Владеет отдельными знаниями и умениями в области взаимодействия с Социальная общественными институтами и людьми, не всегда способен брать на себя компетенция ответственность в сложной ситуации, придерживается норм профессиональной этики 3. Высокий уровень сформированности профессиональных компетенций Имеет систему фундаментальных знаний и уверенно использует их при выполнении значимых видов профессиональной деятельности, может Специальная творчески применять умения и навыки, имеет высокий уровень производкомпетенция ственной культуры и гибкость мышления, хорошо ориентируется в современных достижениях профессиональной области знаний Умеет самостоятельно планировать свою деятельность, владеет всеми Компетенция действиями и операциями, которые нужны для конкретной деятельности, деятельности проявляя творчество и инициативу, способен анализировать производственную практику Владеет навыками самоконтроля и установления контактов с людьми, Коммуника- учитывая при этом индивидуальные особенности каждого индивида, уметивная компе- ет устанавливать доброжелательные отношения с коллегами, свободно тенция владеет вербальными и невербальными средствами общения, умеет работать в коллективе, а если нужно, то и осуществлять руководство Способен выбирать оптимальное решение в разных профессиональных Компетенция ситуациях, умеет критически использовать знания, замечает свои ошибки рефлексии в работе и имеет желание их исправить, умеет принимать выверенные профессиональные решения с учетом реальной ситуации и норм закона Имеет достаточно знаний и умений в области взаимодействия с общественными институтами и людьми, придерживается общественных и моСоциальная ральных норм, которые исключают противоправную деятельность и амокомпетенция ральное поведение, чувствует потребность в соблюдении законности, занимает четкую гражданскую позицию, всегда строго придерживается норм профессиональной этики Таблица 2 – Уровни компетентностных требований рабочего места, которые определяют соответствие условиям достойного труда Компетенции Характеристика 1 2 1. Низкий уровень сформированности компетентностных требований Рабочее место не отвечает требованиям санитарных норм, уровню освеБезопасность щенности, есть угрозы жизни и здоровью, высокий уровень возможнотруда сти травматизма и профессиональной заболеваемости на рабочем месте Оплата труда не предоставляет возможности реализовать базовые потребности потребления, содержания семьи, существует задолженность Вознаграждение по выплате заработной платы, отсутствуют возможности участия в прибыли предприятия, темпы роста индекса потребительских цен опережают темпы роста заработной платы Возможности Работник не имеет возможности в повышении квалификации, не имеет развития доступа к сети Интернет

ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

86 Продолжение таблицы 2 1

2 Наличие социального страхования, отсутствие медицинского страховаСоциальные ния, нет возможности получить целевую помощь, нет возможности гарантии вступления в профсоюз Занимая данную должность, работник не может позволить себе жилье, Уровень которое отвечает современным стандартам (а лишь удовлетворяет саниблагосостояния тарным нормам), не может позволить себе и своей семье провести отпуск за пределами региона или страны 2. Средний уровень сформированности компетентностных требований Рабочее место частично соответствует требованиям санитарных норм, Безопасность отсутствуют угрозы жизни и здоровью работника, средний уровень возтруда можности травматизма и профессиональной заболеваемости на рабочем месте Оплата труда дает возможность реализовать базовые потребности в потреблении, содержании семьи, не существует задолженности по выВознаграждение плате заработной платы и темпы ее роста покрывают темпы роста индекса потребительских цен, отсутствуют возможности участия в прибыли предприятия Работник имеет незначительную возможность в повышении квалификаВозможности ции (согласно плану обучения и повышения квалификации на предприразвития ятии), имеет доступ к сети Интернет Наличие социального страхования, отсутствие медицинского страховаСоциальные ния, есть право на получение целевой помощи, есть возможность вступгарантии ления в профсоюз Занимая данную должность, работник не может позволить себе жилье, Уровень которое отвечает современным стандартам (а лишь удовлетворяет саниблагосостояния тарным нормам), может позволить себе и своей семье провести отпуск за пределами региона 3. Высокий уровень сформированности компетентностных требований Рабочее место полностью отвечает требованиям санитарных норм, Безопасность уровню освещенности, отсутствует угроза жизни и здоровью работника, труда низкий уровень возможности травматизма и профессиональной заболеваемости на рабочем месте Оплата труда предоставляет возможность реализовать более высокие, чем базовые, потребности потребления, содержания семьи, не сущеВознаграждение ствует задолженности по выплате заработной платы и темпы ее роста опережают темпы роста индекса потребительских цен, существует возможность участия в прибыли предприятия Работник имеет значительную возможность в повышении квалификации, Возможности имеет доступ к сети Интернет, посещает выставки, презентации, конферазвития ренции с целью самосовершенствования в условиях производства Наличие социального страхования, медицинского страхования, есть Социальные право на получение целевой помощи, есть возможность вступления в гарантии профсоюз Занимая данную должность, работник может позволить себе жилье, коУровень торое отвечает современным стандартам, может позволить себе и своей благосостояния семье провести отпуск за пределами региона или страны ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

87 Этап 2. Обработка данных и разработка методов оценки работников. Для проведения оценки работников выбирается один из таких методов, как интервью, тест, центр оценки, биографические данные, а ранжирование проводится на основе рентабельности, исходя из простоты проведения и приемлемости для кандидатов. Для оценки соответствия компетентностных требований рабочего места необходимо провести его аттестацию. Этап 3. Обучение экспертов-наблюдателей методологии оценки компетенций работников. Персонал организации, который будет проводить оценку, должен быть обучен методологии проведения специальных методов тестирования для выявления поведенческих примеров. Этап 4. Оценка компетенций работников. В ряде случаев целесообразнее проводить оценивание в два этапа: сначала проводят отбор по тестам (первый этап), а затем работники или кандидаты, которые успешно прошли отбор по тестам, проходят отбор на рабочих местах (второй этап), где на протяжении нескольких часов или дней они выполняют профессиональные обязанности, причем ведется контроль изменения показателей качества деятельности работника через каждые 2 часа. Полученные для каждого работника показатели качества деятельности аппроксимируются экспонентной функцией вида по формуле:

Q  Qпр  Qпр  Q0 

e t / t0

(1)

где Qпр – предельное значение показателя качества деятельности, характерное для «идеально» работающего специалиста; Q0 – исходный уровень подготовки кандидата к работе по специальности; t0 – время способности работника к усвоению специальности; t – текущее время подготовки. Необходимое время подготовки кандидата определяется по формуле: t0  t0 ln Qпр  Q0  / (Qпр  Qз ) ,

(2)

где Qз – заданный уровень качества деятельности, компетенции. Кандидат считается пригодным, если время, необходимое ему для достижения заданного уровня профессиональной компетенции, не превышает время (Тдоп), которое отводится для этой цели, т. е. для пригодных кандидатов tn<Тдоп, а для непригодных – tn>Тдоп. Аналогично, с помощью нормативных показателей работы оборудования, нормативов оплаты труда, уровня безопасности и других характеристик рабочего места, можно оценить степень соответствия рабочего места требованиям достойного труда. Этап 5. Валидизация системы отбора. На автотранспортном предприятии необходимо регулярно проводить мониторинг соответствия характеристик рабочего места и работников требованиям достойного труда. На основе результатов мониторинга выносятся решения относительно совершенствования условий труда на соответствующем рабочем месте, а относительно несоответствия работника разрабатывается программа развития и повышения его квалификации. Эти мероприятия целесообразно выполнять на основании экспертного оценивания. Для этого проводится анализ степени соответствия факторов, которые влияют на результат, с помощью анкетирования экспертной комиссии, которая позволит максимально объективно оценить работника и условия производства. Статистическая обработка результатов предусматривает оценивание степени согласованности мнений членов комиссии по соответствию производственных условий и работника требованиям достойного труда. Мерой согласованности служит коэффициент конкордации W, в основу расчета которого положено отклонение d суммы рангов (оценки) по отдельным показателям ∑Ri от средней суммы рангов, которое составляет 0,5∙n∙(m+1). ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

88 Коэффициент конкордации – это отношение суммы квадратов названных отклонений к максимально возможной сумме квадратов отклонений (Smax), рассчитываемой по формуле: Smаx 

n 2   m3  m  12

(3)

Если ранги не повторяются, то коэффициент конкордации определяется по формуле: W

12  S , n   m3  m  2

(4)

где m – количество показателей; n – количество членов комиссии. При полной несогласованности мнений членов комиссии W = 0. Чем выше мера согласованности, тем больше значение W приближается к 1. Значение коэффициента конкордации свидетельствует об уровне согласованности в оценках членов комиссии. Проверка значимости коэффициента конкордации осуществляется при помощи критерия χ2 с (m–1) числом степеней свободы. Этап 6. Принятие решения о степени соответствия условий труда и работника требованиям должности при проведении мониторинга обеспечения достойного труда. Сопоставление результатов мониторинга степени обеспечения достойного труда на конкретном автотранспортном предприятии и полученные расхождения между реальным состоянием трудовых ресурсов и условий труда, которые отличаются от эталонных, отмеченных в национальных и международных стандартах, являются основой для разработки и внедрения мероприятий по обеспечению достойного труда по направлениям:  пересмотр стратегической политики деятельности автотранспортного предприятия с учетом направлений обеспечения достойного труда на высоком уровне;  разработка программ развития социальной сферы автотранспортного предприятия, улучшения экономических и производственных показателей; обеспечение возможностей общественно-политической активности работников предприятия;  модернизация рабочих мест;  повышение инновационности производственных процессов и интеллектуальной активности работников. Рассмотренные этапы проведения внутреннего мониторинга и оценки степени обеспечения достойного труда, а также предложенные направления совершенствования системы социально-трудовых отношений являются универсальными и могут быть применены на любом автотранспортном предприятии Донецкого региона. Выводы Предложен механизм совершенствования процесса проведения внутреннего мониторинга и оценки уровня обеспечения достойного труда на автотранспортных предприятиях Донецкого региона на основе использования компетентностного подхода. Для получения информации по обеспечению достойного труда на каждом рабочем месте предложено осуществлять оценку с помощью моделей компетенций, позволяющих оценить соответствие условий производственной среды и работника требованиям достойного труда. Для этого разработана структурная схема процесса мониторинга. Сопоставление результатов мониторинга степени обеспечения достойного труда на конкретном автотранспортном предприятии с эталонными должно составить основу для разработки и внедрения мероприятий по обеспечению достойного труда по следующим направлениям: пересмотр стратегической политики деятельности организации с учетом направлений ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

89 обеспечения достойного труда на высоком уровне, активизация программ развития социальной сферы, улучшение экономических и производственных показателей, обеспечение возможностей общественно-политической активности работников, модернизация рабочих мест, повышение инновационности производства и интеллектуальной активности работников. Список литературы 1. Anker, R. Measuring Decent Work With Statistical Indicators / R. Anker, I. Chernyshev, P. Egger // Working Paper. ‒ Geneva, 2003. ‒ №. 2. – 83 p. 2. Bescond, D. Seven Indicators to Measure Decent Work: an International Comparison / D. Bescond, A. Chataignier, F. Mehran // International Labour Review. – 2003. – Vol. 142, № 2. – P. 179–210. 3. Bonnet, F. A Family of Decent Work Indexes / F. Bonnet, J. Figueiredo, G. Standing // International Labour Review. – 2003. – Vol. 142, № 2. – P. 213–238. 4. Ghai, D. Decent work: Concept and Indicators / D. Ghai // International Labour Review. – 2003. – Vol. 142, № 2. – P. 113‒145. 5. Грішнова, О. А. Особливості регулювання соціально-трудових відносин в процесі санації підприємства / О. А. Грішнова, О. А. Нацевич // Вісник Хмельницького національного університету. – 2011. – T. 3, № 2. – С. 214–220. 6. Колот, А. М. Соціально-трудова сфера: стан відносин, нові виклики, тенденції розвитку : моногр. / А. М. Колот. – К. : КНЕУ, 2010. – 251 с. 7. Костин, Л. А. За достойный труд в ХХI веке / Л. А. Костин // Труд и социальные отношения. – 2004. – № 3 (27). – С. 14–25. 8. Смирнова, Т. В. Базовые и дополнительные критерии достойного труда для работников интеллектуальной деятельности / Т. В. Смирнова // Экономические науки. Серия : Экономика и управление. – 2010. – № 1 (62). – С. 198–201. 9. Шаймарданов, Н. З. Системный поход в концепции достойного труда / Н. З. Шаймарданов, Е. Э. Федорова // Известия УрГЭУ. – 2009. – № 3 (25). – С. 18–22. 10. Скляр, Є. П. Сутність та складові компетенції персоналу / Є. П. Скляр // Економіка, менеджмент, підприємництво : зб. наук. пр. Східноукр. нац. ун-ту ім. В. Даля. – 2011. – Ч. 1, № 23 (І). – С. 174–179. 11. Верба, В. А. Управління розвитком компанії : навч. посіб. / В. А. Верба, О. М. Гребешкова. – К. : КНЕУ, 2011. – 480 с. 12. Гуменюк, Н. В. Забезпечення гідної праці на промисловому підприємстві на основі компетентністного підходу / Н. В. Гуменюк // Схід : аналіт.-інформ. журн. – 2013. – № 2 (122). – С. 24–28.

Н. В. Гуменюк Автомобильно-дорожный институт ГОУВПО «Донецкий национальный технический университет», г. Горловка Использование компетентностного подхода в процессе мониторинга обеспечения достойного труда на автотранспортных предприятиях Современное состояние социально-трудовых отношений на предприятиях автомобильного транспорта характеризуется рядом негативных тенденций: среди которых низкий уровень качества жизни, отсутствие перспектив профессионального роста и развития в условиях производства, низкий уровень социальной защищенности работников. В связи с этим построение социально-трудовых отношений на принципах достойного труда является приоритетным направлением развития как отдельных автотранспортных предприятий, так отрасли и государства в целом. Целью статьи является развитие теоретико-методологических принципов проведения внутреннего мониторинга обеспечения достойного труда на автотранспортных предприятиях на основе использования компетентностного подхода. Ключевым этапом проведения мониторинга обеспечения достойного труда становится процесс его адекватной оценки на каждом рабочем месте автотранспортного предприятия, которую целесообразно проводить на основе использования принципов компетентностного подхода. Причем при построении моделей компетенций должностей, кроме компетенций персонала, необходимо использовать понятие компетентностных требований к рабочим местам. Именно совокупность этих характеристик дает возможность охарактеризовать базовые требования должности как со стороны работодателя, так и со стороны работника. В работе представлена структурная схема проведения мониторинга и оценки степени обеспечения достойного труда на автотранспортном предприятии на основе моделей компетенций должностей. Процесс проведения мониторинга и оценки включает шесть основных этапов: разработка моделей компетенций ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

90 должностей; обработка данных и разработка методов оценки; обучение экспертов-наблюдателей методологии оценки; оценка компетенций работников; валидизация системы отбора; принятие решения о степени соответствия условий труда и работника требованиям должности на основе проведенного мониторинга обеспечения достойного труда. Сопоставление результатов мониторинга степени обеспечения достойного труда на конкретном автотранспортном предприятии с эталонными должно составить основу для разработки и внедрения мероприятий по обеспечению достойного труда по следующим направлениям: пересмотр стратегической политики деятельности организации с учетом направлений обеспечения достойного труда на высоком уровне; активизация программ развития социальной сферы, улучшение экономических и производственных показателей; обеспечение возможностей общественно-политической активности работников; модернизация рабочих мест; повышение инновационности производства и интеллектуальной активности работников. АВТОТРАНСПОРТНОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ, ДОСТОЙНЫЙ ТРУД, КОМПЕТЕНТНОСТНЫЙ ПОДХОД, СИСТЕМА МОНИТОРИНГА И ОЦЕНКИ

N. V. Gumenyuk Automobile and Highway Institute of Donetsk National Technical University, Gorlovka Application of the Competence Approach in the Process of the Decent Work Monitoring Ensuring at Motor Transport Enterprises Modern state of labour relations at motor transport enterprises are characterized by a number of negative tendencies such as low level of life quality, lack of perspectives of professional advancement and development in the manufacturing environment, low level of workers social protection. In connection with it formation of labour relations based on decent work is the priority development direction of both certain motor transport enterprises and transport sector and government in whole. The aim of the article is the development of theoretical and methodological principles to provide internal monitoring of the decent work ensuring at motor transport enterprises based on application of the competence approach. The key stage of the decent work monitoring ensuring is the process of its adequate valuation at each work place of the motor transport enterprise. It is reasonable to carry out this valuation on the basis of application of competence approach principles. In addition, at modelling of position competences except personnel competences it is necessary to use notion of competence demands to work places. Exactly the set of these characteristics makes it possible to characterize basic demands both by the employer and by the worker. In the work, the structure chart of the monitoring ensuring and valuation of the decent work providing at the motor transport enterprise based on models of position competences is presented. The process of the monitoring and valuation ensuring includes six basic stages: models development of position competences; data processing and development of the valuation procedure; training of valuation methodology experts and observers; valuation of workers competences; validiztion of the selection system; decision making about conformity degree of working conditions and a worker to position demands based on conducted monitoring of the decent work ensuring. Monitoring results comparison of decent work ensuring degree at the concrete motor transport enterprise with the reference one should form the base for the development and implementation measures on decent work ensuring in following directions: revision of the organizational strategic policy taking into account directions of the decent work ensuring at high level; activization of the social sphere development programs, improvement of economic and production activities; possibilities ensuring of the workers socio-political activities; modernization work place; improvement of the production innovation and intellectual activity of workers. MOTOR TRANSPORT ENTERPRISE, DECENT WORK, COMPETENCE APPROACH, MONITORING ABD VALUATION SYSTEM Сведения об авторе Н. В. Гуменюк SPIN-код: 8741-7440 Телефон: +38 (050) 256-14-08, рабочий (06242) 4-40-61 Эл. почта: nataligumenuk@rambler.ru Статья поступила 12.01.2017 © Н. В. Гуменюк, 2017 Рецензент: Н. А. Селезнева, канд. экон. наук, доц. АДИ ГОУВПО «ДонНТУ» ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

91 АВТОРЫ ЖУРНАЛА Базаянц Г. В. Вовк Л. П. Гуменюк Н. В. Дариенко О. Л. Доненко В. Д. Иванилов В. Н.

Автомобильно-дорожный институт ГОУВПО «ДонНТУ», г. Горловка Автомобильно-дорожный институт ГОУВПО «ДонНТУ», г. Горловка Автомобильно-дорожный институт ГОУВПО «ДонНТУ», г. Горловка Автомобильно-дорожный институт ГОУВПО «ДонНТУ», г. Горловка Автомобильно-дорожный институт ГОУВПО «ДонНТУ», г. Горловка Донбасская национальная академия строительства и архитектуры, г. Макеевка Кисель Е. С. Автомобильно-дорожный институт ГОУВПО «ДонНТУ», г. Горловка Косенко У. В. Автомобильно-дорожный институт ГОУВПО «ДонНТУ», г. Горловка Костюк И. С. Донецкий национальный технический университет, г. Донецк Меженков А. В. Автомобильно-дорожный институт ГОУВПО «ДонНТУ», г. Горловка Мельникова Е. П. Автомобильно-дорожный институт ГОУВПО «ДонНТУ», г. Горловка Писаренко А. В. Донбасская национальная академия строительства и архитектуры, г. Макеевка Руднева Е. Ю. Автомобильно-дорожный институт ГОУВПО «ДонНТУ», г. Горловка Семененко И. И. Автомобильно-дорожный институт ГОУВПО «ДонНТУ», г. Горловка Соколова Н. А. Автомобильно-дорожный институт ГОУВПО «ДонНТУ», г. Горловка Теслюк В. И. Автомобильно-дорожный институт ГОУВПО «ДонНТУ», г. Горловка Тукмакова Д. Г. Автомобильно-дорожный институт ГОУВПО «ДонНТУ», г. Горловка Федорченко А. Г. Автомобильно-дорожный институт ГОУВПО «ДонНТУ», г. Горловка Хныкин Л. М. Автомобильно-дорожный институт ГОУВПО «ДонНТУ», г. Горловка

ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

92 Редакционная коллегия международного научно-технического журнала

«Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute» приглашает к сотрудничеству ученых, научных cотрудников, аспирантов, докторантов, преподавателей учебных заведений и специалистов производства. К опубликованию принимаются научные статьи, посвященные широкому спектру теоретических и практических проблем автомобильного транспорта; транспорта промышленных предприятий; строительства и эксплуатации автомобильных дорог; охраны окружающей среды; экономики и управления. Основные параметры издания: периодичность – 4 раза в год; языки издания – русский, английский, украинский; Требования к рукописям научных статей Текст статьи должен содержать следующие элементы: постановка проблемы в общем виде и ее связь с важными научными и практическими заданиями; анализ последних дострижений и публикаций, в которых начато решение поставленой проблемы, выделение нерешенных ранее частей общей проблемы, которым посвящена статья; формулирование цели статьи; изложение основного материала исследования с полным обоснованием полученных научных результатов; выводы и перспективы дальнейших исследований в данном направлении. В редакционную коллегию подаются:  статья;  реферат на русском языке (объем – 2000 знаков) с ключевыми словами;  экспертное заключение;  сопроводительное письмо (с указанием того, что статья ранее не была опубликована);  сведения об авторах, где указываются: фамилия, имя и отчество, ученое звание, ученая степень, должность, место работы, контактные телефоны, е-mail. Оформление рукописи статьи Материалы подаются на листах формата А4. Поля зеркальные: внутри и снаружи – 20 мм, верхнее и нижнее – 25 мм. Шрифт: Times New Roman, 12 пт. Междустрочный интервал – одинарный. Объем статьи – 5–10 страниц. Номера ссылок на литературные источники указываются в квадратных скобках в порядке упоминания. Формулы печатаются в редакторе формул MS Equation – 3.0 или более поздней версии. Номера выставляются в круглых скобках с выравниванием по правому краю. Нумерация формул – в пределах статьи. Стиль: переменная печатается курсивом; вектор-матрица – полужирным; шрифт Times New Roman; греческие символы – обычным шрифтом. Размеры: основные символы – 12 пт; крупный индекс – 7 пт; мелкий индекс – 5 пт; крупный символ – ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru

93 18 пт; мелкий символ – 12 пт. Запрещается выполнять формулы с помощью MathCAD или других аналогичных программ. Рисунки располагаются после упоминания в тексте. Растровые иллюстрации, штриховые графические объекты, графики, диаграммы подаются в форматах *.wmf, *.jpg, *.tif. Эти иллюстрации дополнительно сохраняются в виде отдельных файлов. При использовании форматов *.jpg, *.tif разрешительная способность должна составлять 300–600 dpi. Не допускается создавать рисунки в MS Word. Запрещается внедрять графические материалы в виде объектов, связанных с другими программами, например с КОМПАС, MS Excel и т.п. Таблицы выполняются в MS Word и должны помещаться не более чем на одной странице без переноса. Заголовки таблиц включают номер в пределах статьи и название. Таблицы располагаются после ссылки в тексте. Список литературы. В списке литературы должно быть не менее 3-х литературных источников, опубликованных за последние 5 лет, а также не менее 3-х – из зарубежных (англоязычных и др.) источников. Библиографический список составляется в порядке упоминания документов в тексте и выполняется в соответствии с ГОСТ 7.1–2003. Ссылки выполняются в соответствии с ГОСТ 7.0.5–2008. Рукопись должна содержать:  УДК;  Ф.И.О. авторов, которые печатаются в одном абзаце, через запятую, без переносов, с указанием ученой степени;  информацию об авторах: организация, город, страна, коды наукометрических баз данных (РИНЦ SPIN-код; SCOPUS, ORCID), адрес электронной почты;  название статьи;  аннотацию – не более 5 строк. Шрифт: Times New Roman, 10 пт, курсив;  текст статьи;  список литературы. Гонорар авторам за публикацию статей не выплачивается. Плата с авторов за опубликование рукописей не взимается. Адрес редакционной коллегии: Автомобильно-дорожный институт ГОУВПО «Донецкий национальный технический университет», ул. Кирова, 51, г. Горловка, ДНР, 84646. Контактные телефоны: (06242) 4-40-61, (0624) 55-82-08, 050-755-26-95 Е-mail: vestnik-adi@adidonntu.ru Сайт: http: //www.vestnik.adidonntu.ru

ISSN 1990-7796. Вести Автомобильно-дорожного института = Bulletin of the Automobile and Highway Institute, 2017, № 3(22) Сайт http:// vestnik.adidonntu.ru