Проблема и цель. Интенсификация молочного скотоводства РФ требует разведения высокопродуктивного молочного скота. В стране создаются новые специализированные комплексы, мегафермы, внедряются современные интенсивные технологии производства молока, которые по ряду объективных причин снижают сроки продуктивного использования животных и неизбежно приводят к дополнительным затратам, в том числе на выращивание и закупку качественного ремонтного поголовья, повышая общую себестоимость производимого молочного сырья. Цель исследований создание системы прогнозирования продолжительности продуктивного использования коров на основе математического моделирования данных биоэнергетического параметрирования поверхностно локализованных биологически активных центров (ПЛБАЦ) оцениваемых животных.
Методология. Объектом исследований являлись телки черно-пестрой голштинизированной породы. Измерения уровня биоэлектрического потенциала проводили прибором типа ЭЛАП в ПЛБАЦ №5,№7,№11,№41,№56,№57 в течение трех смежных дней, рассчитывали средний уровень. Первое измерение было проведено в возрасте 6 месяцев с разделением животных на группы по уровню биопотенциала «низкий», «высокий», затем в возрасте 12 и 18 месяцев и далее до четвёртой лактации. Контрольная группа животные с высоким уровнем биоэлектрического потенциала (УБП) ПЛБАЦ.
Результаты. В опытах получены результаты, позволяющие по значениям УБП ПЛБАЦ оценивать показатели развития телок в критические фазы их развития, что позволило в дальнейшем проводить своевременное осеменение ремонтных телок, а также является предпосылкой получения высоких пожизненных удоев и длительного продуктивного использования коров. В опытных группах животных с разным начальным УБП ПЛБАЦ получены данные, согласно которым животные, имевшие высокий УБП ПЛБАЦ в шестимесячном возрасте, сохраняли высокие тенденции роста УБП ПЛБАЦ и живой массы и в возрасте 12 и 18 месяцев относительно животных с низким уровнем биоэлектрического потенциала центров, при достоверной разнице в значениях: в 6 мес. на 17,8 %; в 12 мес. на 21,15 %; в 18 мес. на 28,1 %, по живой массе на 2,4 %, 1,76, 1,48 % соответственно (р <0,05; Р<0,001). При изучении УБП ПЛБАЦ у коров по лактациям и с учетом величины УБП ПЛБАЦ телок в возрасте 18 месяцев установлено, что животные с высоким УБП ПЛБАЦ, в период роста и физиологического созревания отличались высокой сохранностью, длительностью продуктивного использования и высокими пожизненными удоями.
Заключение. Изучив биоэнергетические параметры ПЛБАЦ телок и проведя расчеты путем однофакторного дисперсионного анализа, установили статистически значимое влияние живой массы и возраста животных на уровень биоэлектрического потенциала их центров. Биоэнергетическое параметрирование ПЛБАЦ в молочном скотоводстве позволяет достоверно оценивать и прогнозировать интенсивность роста молодняка и продолжительность продуктивного использования коров (патент РФ № 2785669).
Предложен вариант системы подэтажной отработки с торцовым выпуском руды в условиях применения на глубоких горизонтах, разработана модель и дано геомеханическое обоснование геотехнологии на этапах развития фронта очистных работ с учетом максимального количества влияющих параметров выемки. Рассмотрены поля концентрации напряжений при различных горнотехнических ситуациях по критериям Кулона-Мора и Друкера-Прагера с учетом нарушенности массива горных пород. Для установления зон возможных разрушений массива горных пород использовались значения сцеплений и угла внутреннего трения пород с учетом их структурного ослабления. Показано, что формируемое напряженно-деформированное состояние в конструктивных элементах геотехнологии не является критическим, так как величины действующих напряжений не превышают пределы их деформационно-прочностных характеристик по условиям сжатия, растяжения и сдвига горных пород. Выявлены прогнозируемые участки потерь устойчивости горных пород в районе эксплуатируемых участков при изменении направления фронта выемки руды относительно ориентации природных тектонических напряжений. Установлено, что при переходе на большие глубины следует за критический признак обоснования геотехнологии принять условие достаточной устойчивости массива. Предложены конструктивные параметры и элементы геотехнологии в условиях Кукисвумчоррского и Юкспорского месторождений. Выполнен комплекс исследований по геомеханическому обоснованию системы разработки подэтажного обрушения с торцовым выпуском руды применительно к горно-геологическим условиям Кукисвумчоррского и Юкспорского месторождений. Предложены безопасные параметры освоения системы разработки с торцовым выпуском руды (в крест и по простиранию рудных тел) и фронта горных работ вышележащего горизонта относительно нижнего. В случаях уточнения физико-механических и деформационно-прочностных свойств руд и пород, а также литологии массива при переходе работ на глубокие горизонты параметры геотехнологии следует скорректировать в соответствии с полученными данными
Цель данного исследования - моделирование проекта по сгущению координатной основы на территории Сирийской Арабской Республики, алгоритм проведения априорной оценки точности плановой геодезической сети страны и анализ результатов моделирования. Для достижения цели исследования применены программы Leica_GEO_Office, Excel, MATHCAD, Civil 3D. Точность спроектированной модели геодезической сети была оценена с использованием метода наименьших квадратов. В результате теоретического и практического исследования была смоделирована геодезическая сеть, выполнена априорная оценка точности планируемой геодезической сети. Сеть предполагается создавать спутниковым методом. Основываясь на результатах предварительного анализа, различные варианты проектирования геодезической сети могут быть сформированы в процессе оптимизации с использованием моделирования, после чего выбирается вариант, который наилучшим образом соответствует требованиям. Для получения наилучших результатов по точности смоделированной сети, необходимо определить местоположение для каждого нового пункта и определить, как он влияет на точность сети. Существующая в Сирии геодезическая сеть не способна удовлетворить нужды национальной экономики и не соответствует современным стандартам по точности и плотности размещения точек. Это показывает важность данного исследования в будущем для восстановления страны после окончания войны.
Целью работы является создание расчетной модели, адекватно описывающей процесс влагообмена между вентилируемым воздухом и поверхностью выработки с использованием функций равновесного содержания влаги в воздухе и окружающих породах. В первом случае можно говорить о кривой точек росы, в случае породного массива - о кривой содержания незамерзшей воды при отрицательных температурах. Представлена математическая модель процессов тепломассообмена влажного вентияционного воздуха с поверхностью горной выработки криолитозоны с учетом конденсации паров влаги. Результаты решения по представленной математической модели получены методом конечных разностей. Конденсирующаяся на холодных стенках выработки влага, первоначально находящаяся в воздушной струе, существенно влияет на тепловой режим протяженной выработки. По мере прогрева стенок выработки за счет конвективного теплообмена и теплоты фазового превращения интенсивность процесса конденсации снижается. Циклический процесс увлажнения - иссушения поверхности выработки вкупе с морозным воздействием на нее может приводить к деградации поверхностного слоя. Результаты расчетов по представленной модели, основанной на учете функций равновесного содержания влаги в рудничной атмосфере и породном массиве, позволяют строить адекватные картины распределения влагосодержания и температуры в рудничном пространстве и окружающих породах.
В настоящей статье объектом исследований являются сооружения инженерной защиты мостовых переходов от гидродинамических воздействий морской водной среды. Рассматриваются проблемы проектирования и вопросы оценки волновых воздействий с целью выбора метода инженерной защиты. На примере конкретного участка Туапсе - Адлер Северо-Кавказской железной дороги выполнено математическое моделирование волновых условий и литодинамических процессов в береговой зоне. Для защиты от размыва морскими волнами пяти железнодорожных мостов, расположенных на данном участке, а также земляного полотна железной дороги рассмотрены три варианта сооружений инженерной защиты: искусственный свободный пляж (защитная волногасящая полоса) с периодическими эксплуатационными пополнениями, искусственный пляж с пляжеудерживающими сооружениями (бунами) и волногасящая берма из камня.
Исследования выполнены методом математического моделирования по программам проф. К. Н. Макарова, реализующим модели распространения и трансформации волн, а также литодинамических процессов береговой зоны морей, являющимся основой нормативных методик СП 38.13330.2018 и СП 277.125800.2016.
Моделирование генерации волн на глубокой воде, их трансформации и рефракции в прибрежной зоне моря, а также расчеты вдольберегового транспорта наносов выполнены с использованием разработанных цифровых моделей местности.
По результатам математического моделирования получены параметры ветровых волн, воздействующих на сооружения в морской береговой зоне рассматриваемого участка, и параметры вдольберегового транспорта наносов. Определены объемы отсыпок для создания защитной волногасящей полосы, проведена оценка пляжеудерживающей способности бун. Установлены параметры волногасящей бермы.
В настоящей статье рассмотрена задача оптимизации процесса загрузки танкера нефтеналивными грузами. Приведено краткое описание широко распространенной конфигурации нефтеналивных терминалов. В качестве критериев оптимальности выбраны такие параметры, как время завершения грузовых операций со всеми запланированными судами (необходима минимизация этого показателя) и суммарное время судов в очереди на обработку (также необходима минимизация). Отмечается, что рассматриваемая в работе задача взаимосвязана с задачей назначения причалов судам, известной в международной научной литературе, как Berth Allocation Problem. Исследовано текущее состояние проблемы Berth Allocation Problem и выполнен анализ ее разработанности. Отмечается, что исследования по данной теме в основном сфокусированы на контейнерных терминалах и в меньшей степени на терминалах, специализированных для навалочных грузов, а также, что количество исследований задачи Berth Allocation Problem для нефтеналивных терминалов невелико. В статье ставится задача разработки математической модели на основе средств работы с электронными таблицами, которая позволит сравнивать варианты назначения причалов для судов нефтеналивного терминала, выбирая оптимальный. Описаны основные переменные модели, их взаимосвязь, принятые допущения и сценарии, на основе которых выполнено сравнение вариантов назначения причалов для танкеров. Приведены результаты моделирования, наглядно демонстрирующие разницу между условным вариантом полного отсутствия диспетчеризации на терминале и вариантом рациональной диспетчеризации, т. е. рационального распределения судов по причалам. Отмечается, что даже при незначительной разнице в сроках окончания обработки всех запланированных судов имеется существенная разница между суммарной продолжительностью простоев судов в ожидании погрузки. Сформулированы выводы и основные возможные направления дальнейших исследований по данной теме.
Темой исследования являются большие системы водного транспорта, в частности порты, судоходные компании, судостроительные и судоремонтные предприятия, логистические центры, шлюзованные судоходные каналы, регулируемые внутренние водные пути, которые как объекты автоматизированного управления предъявляют следующие требования к его надежности: обеспечение на необходимом уровне безопасности и надежности отдельных технических узлов и подсистем и информационных потоков, циркулирующих в человеко-машинном контуре управления в условиях нарастающей цифровизации транспорта (аналогичное требование должно быть установлено для разрабатываемого программного обеспечения); использование облачных технологий хранения больших данных, что требует учета на стадии проектирования защитных мероприятий как технического, так и алгоритмического характера; разработка на стадии проектирования методики обобщенной интегрированной прогнозной оценки надежности АСУ как основы рассмотрения альтернативных вариантов ее структуры и состава ввиду функциональной разнородности широкого спектра технических устройств, входящих как в субъект, так и в объект управления. Отмечается, что при этом должна быть учтена высокая подверженность объектов воднотранспортной системы многообразным рискам и уязвимостям, как сезонным, так и постоянно действующим (тем самым определяется актуальность разработки метода построения интегральной оценки надежности АСУ для объектов водного транспорта как цели исследования). В рамках общей задачи предлагается решение следующих вопросов: определение размерности и структуры интегрального показателя; включение качественно описываемых уязвимостей, имманентно присущих объекту управления и контуру управления; построение математической модели функционирования проектируемой АСУ; построение на этой основе имитационной модели управления с целью анализа «узких мест», в наибольшей степени влияющих на ухудшение оценки; использование теоретико-вероятностной методики активного управления рисками на стадии рассмотрения альтернативных вариантов отдельных частей проекта. Методологическую основу исследования составляют общие положения прикладной теории вероятностей, теория планирования эксперимента на имитационной модели, оптимизация проектного показателя надежности средствами математического программирования. Результатом работы является метод построения интегрального показателя проектной надежности контура автоматизированного управления для больших систем водного транспорта, агрегирующего вероятности проявления разнородных уязвимостей технических узлов, информационных уязвимостей в точках выхода в облачную среду и потенциальных ошибок в программном обеспечении.
Темой исследования является вопрос разработки имитационной модели для определения рационального варианта распределения входящего потока круизных и паромных судов в системе причалов морского пассажирского порта или терминала.
Разработка в данном исследовании нового программного инструментария, который на основе гибкости настройки интерфейса может быть применим к различным морским пассажирским терминалам с учетом возможности выполнения многосценарного моделирования, направлена на уточнение методов технологического проектирования морских пассажирских портов и терминалов.
Отмечается, что используемые детерминированные модели для расчета пропускной способности причала или необходимого количества причалов не позволяют учитывать в полной мере динамические параметры влияния внешней среды, что ограничивает их применение и формирует необходимость использования методов имитационного моделирования.
В исследовании отмечается, что наряду с основным параметром: ожидаемым годовым пассажиропотоком и количеством круизных и паромных судов, ключевым вопросом является структура потока судов.
Предложена модель приоретизации обслуживания входящих круизных и паромных судов, рассматривается возможность исследования наличия случайного потока судов, заходящих в порты, имеющих как низкий, так и высокий приоритет заявок в очереди.
На основе выполнения многосценарного моделирования в разработанном цифровом двойнике с использованием новой программы доказана возможность сформировать набор больших данных для последующего принятия решений при неопределенности стратегического развития морского пассажирского порта в регионе моря и методам привлечения новых круизных линий.
Целью настоящей работы является исследование методов моделирования и формализованного описания управления технологическими процессами, связанными с повышением надежности функционирования систем водного транспорта посредством снижения вероятности реализации транспортных рисков.
В рамках поставленной цели решена задача разработки математических методов учета частичного запаздывания защитного эффекта в моделях управления рисками в условиях усиления требований к безопасной цифровизации водного транспорта при наличии широкого спектра риск-факторов как инженерно-материального, так и информационного характера. Теоретико-вероятностный подход к оптимизации затрат на снижение рисков в аспекте совместного рассмотрения этих затрат и возможных потерь от реализации рисков получил в настоящее время развитие в отраслевых исследованиях на водном транспорте.
Отмечается, что вне рамок рассматриваемых моделей остается возможное и подчас неизбежное запаздывание эффекта, поскольку затраты на антирисковые мероприятия не реализуются мгновенно в полной мере (по аналогии с распределенно-лаговом анализом незавершенного строительства, получившим развитие в условиях плановой экономики в ХХ в.).
Показано, как процедуры снижения рисковых потерь, формально определяемых как средние значения ожидаемых суммарных (рисковых и управленческих) потерь, могут быть дополнены как в моделях управления рисками на графах, так и в моделях математического программирования методами распределенно-лаговых моделей, что позволяет повысить их адекватность.
Результатом проведенного исследования является разработка оптимизационных математических моделей, учитывающих возможное запаздывание эффекта от дополнительных затрат, снижающих в целом рисковый ущерб.
В работе представлено исследование по разработке имитационной модели системы вентиляции и водоснабжения для аэроаквапонной установки. Исследование включает математическое моделирование процессов тепломассообмена в условиях выращивания картофеля в аэроаквапонной установке. Разработана комплексная модель, включающая системы управления компрессорно-конденсаторным блоком, трубчатыми электронагревателями и парогенератором. Эти элементы играют ключевую роль в поддержании оптимальных температурных и влажностных режимов внутри установки. Определены оптимальные технологические параметры работы системы для различных режимов функционирования: осушения, увлажнения и поддержания заданных параметров микроклимата. В ходе исследования получены коэффициенты настройки пропорционально-интегральных регуляторов для управления клапанами бассейна, компрессорно-конденсаторным блоком, трубчатыми электронагревателями и парогенератором. Эти коэффициенты обеспечивают точное и эффективное регулирование, что позволяет минимизировать отклонения от заданных параметров и поддерживать стабильность микроклимата. Установлены критические параметры системы, включая минимальный порог положения клапанов водоснабжения. Практическая значимость работы заключается в создании эффективного инструмента для анализа и оптимизации работы систем микроклимата аэроаквапонных установок. Это способствует повышению их энергоэффективности и продуктивности, что открывает новые возможности для сельского хозяйства и позволяет более рационально использовать ресурсы при выращивании сельскохозяйственных культур в контролируемых условиях.