CC BY
13
Key words: Navy, Pasific Fleet of the USSR, Pasific Fleet Surveillance and Communications Service in period 1932-1941.
Agarunov Igor Olegovich, captain 2nd rank, lecturer, vas@mil. ru, Russia, St.Peterburg, Military Academy of Communications named after Marshal of the Soviet Union S.M. Budyonny, Ministry of Defense of the Russian Federation
УДК 004.94; 331.45
DOI: 10.24412/2071-6168-2021-10-323-325
АНАЛИЗ МЕТОДОВ МАТЕМАТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ УСЛОВИЙ
И БЕЗОПАСНОСТИ ТРУДА
А.А. Шишкина
В работе проводится анализ способов, основанных на методах математического и компьютерного моделирования в программных средах, для оценки условий труда и его безопасности. Основное внимание уделяется методу конечных элементов, который используется в нескольких программах для мультифизического моделирования процессов.
Ключевые слова: сравнительный анализ, обработка информации, программное обеспечение, математическое моделирование, условия труда, охрана труда.
Существует множество способов исследований условий труда и промышленной безопасности. Часть из них базируется на вычислении определенных характеристик и параметров с помощью уже известных формул, данный подход не отличается по большей части новизной. Другим способом является экспериментальные исследования, например, создание уменьшенной модели помещения или макета промышленного предприятия и придание определенных условий с целью дальнейшего анализа полученных данных. Но эксперимент — это дорогой метод, требующий большого внимания к деталям и, обладающий высокими физическими и временными затратами. Куда более быстро и эффективно возможно получение результата при помощи создания различных виртуальных моделей в специальных программах. Такой подход хорошо себя зарекомендовал при решении ряда задач, связанных с безопасность и охраной труда
[1-7]:
- оценка климатических условий;
- воздействие оборудования на окружающую среду и человека;
- влияние вибраций и шумов на здоровье человека;
- воздействие окружающей среды и погоды на различные параметры.
Перечень задач, которые можно решить с использование компьютерных моделирований велик, поэтому этот метод широко стал распространенным с появлением и расширением ассортимента компьютерных программ. Они могут классифицироваться по нескольким критериям:
- способу решения задачи;
- функциональным возможностям.
Программы могут решать узкий круг задач, другие же являются много функциональными и решают сложные задачи с множеством факторов и одновременным исследованием нескольких разделов физики. К многофункциональным можно отнести, например, программу An-sys. По способу решения задач программы разделяются в основном в зависимости от математического метода, применяемого для решения. Они бывают: метод конечных элементов, метод линий скольжения, способ верхних оценок и др. В большей части программ применяется метод конечных элементов.
Известия ТулГУ. Технические науки. 2021. Вып. 10
В данной работе будет исследована возможность применения программных комплексов для решения ряда задач, связанных с охраной труда и промышленной безопасностью.
Методология и результаты.
Была поставлена задача определить возможно ли применять программы для решения климатических задач, а именно: 1 - оценка климатического оборудования, работающего в помещении для создания определенных условий; 2 - влияние окружающей среды и погодных условий на условия труда.
Для этого был проведен ряд моделирований, каждый из которых направлен на решение определенной задачи. Первое моделирование было проведено исследование возможностей кондиционирующего оборудования и оптимизации его расположения для улучшения условий труда в промышленном помещении (цеху), в котором находится оборудование, которое при работе нагревается. Были получены схемы распределения температур в различных сечениях по помещению (рис. 1).
Temperature
Рис. 1. Температура в помещении в различных слоях
В этом случае необходимо проводить температурные оценку, так для данной задачи это является приоритетной задачей, второй по приоритету можно назвать исследование направление и скорость движения воздуха исходящих из климатического оборудования. С данной задачей программные комплексы справляются.
Другой важной задачей является изучение влияния окружающей среды, а именно погоды на условия труда. Также для оценки возможности программ было смоделирована ситуация с открытым окном, и то, как влияет ветер снаружи здания на ситуацию в помещении (рис. 2).
Velocity Streamline i m 2.11 бе+02
1 58Bei02
-1.061e+02
5.331 e+01
~ 5495e-01
[m sA-1]
Рис. 2. Скорость перемещения воздушных масс в помещении
В данном случае наибольшим приоритетом обладает задача исследования скоростных параметров движения воздуха, нежели его температура. В ходе исследования было установлено, что открытое окно при повышенных ветрах может существенно навредить здоровью человека, если он будет работать на прямой линии между открытым окном и открытой дверью.
Выводы. Компьютерные моделирования позволяют довольно быстро получить необходимые данные для проведения всевозможных исследований, которые могут решать большое множество различных проблем. Решение задач подобным образом позволят существенно снизить трудозатраты и повысить эффективность исследовательской работы, что вольется в значительный экономический эффект.
Также было установлено, что компьютерное моделирование подходит для решения некоторых задач, связанных с исследование промышленной безопасности и условий труда не только на производстве, но и в офисных помещениях, и вне здания.
Список литературы
1. Шишкина А.А. Применение программно-математических комплексов для улучшения условий труда на производстве // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 11. С. 327-330.
2. Шишкина А.А. Аналитический метод выбора климатического оборудования в помещении промышленного назначения // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 12. С. 329-332.
3. Шишкина П.А. Математическое моделирование и сравнительный анализ работы оборудования для обеспечения комфортной температуры в производственном помещении // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 10. С. 276-279.
4. Чубова Е.В. Анализ этапов внедрения системы управления охраной труда // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 7. С. 272-278.
5. Газаров А.Р. Применение метода конечных элементов для исследования аэродинамики зданий // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 12. С. 282-284.
6. Вайцель А.А., Сиренко Е.Р., Гаврюхина А.В. Анализ программного комплекса для расчёта гидродинамических процессов в водоснабжении // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2019. Вып. 3. С. 102-105.
7. Еремеев А.А., Изотов Е.А., Шаронина Е.В. Деформирование строительной двутавровой балки с гофрированной стенкой // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. 2020. Вып. 2. С. 139-142.
Шишкина Анастасия Андреевна, студент, shishkina5ap@,yandex. ru, Россия, Тула, Тульский государственный университет
ANALYSIS OF METHODS FOR MATHEMATICAL RESEARCH OF WORKING CONDITIONS AND SAFETY
A.A. Shishkina
The paper analyzes the methods based on the methods of mathematical and computer modeling in software environments to assess the working conditions and its safety. The ^ focus is on the ^finite element method, which is used in several multiphysics process modeling programs.
Key words: comparative analysis, information processing, software, mathematical modeling, working conditions, labor protection.
Shishkina Anastasia Andreevna, student, shishkina5ap@yandex.ru, Russia, Tula, Tula State University
