CC BY
12
8. Саранчин, А. И. Решение уравнений Эйлера для свободного гироскопа [Текст] / А. И. Саранчин, С. В. Коркишко // Вестник Морского государственного университета. Серия: История морской науки, техники и образования. - 2013. - № 61/2013. - С. 47-69.
9. Програма кочення елшсоща мовою пакету MATHEMATICA [Електронний ресурс]. - Режим доступу: https://mathematica.stackexchange.com/questions/23297/how-can-i-simulate-a-pot-lid-rotating-around-an-axis-that-is-quickly-rotating
10. Savransky, D. Poinsot Construction [Electronic resource] / D. Savransky. - Available at: https://www.mathworks.com/ matlabcentral/fileexchange/61433-poinsot-construction? focused=7212431 &tab=function
11. Free Rotation of a Rigid Body: Poinsot Constructions [Electronic resource]. - Available at: http://demonstrations.wolfram.com/ FreeRotationOfARigidBodyPoinsotConstructions/
12. 3D Rigid Body Simulation Instructions [Electronic resource]. - Available at: http://ialms.net/sim/3d-rigid-body-simulation/
13. Poinsot's construction. Polhode [Electronic resource]. - Available at: https://www.youtube.com/watch?v=BwYFT3T5uIw
Дата надходження рукопису 15.05.2017
Куценко Леошд Миколайович, доктор техшчних наук, професор, кафедрa шженерно1 та аварш-ряту-вально1 технiки, Нацюнальний унiверситет цивiльного захисту Украши, вул. Чернишевська, 94, м. Хар-шв, Украша, 61023 E-mail: leokuts@i.ua
Запольський Леонщ Леон1дович, кандидат технiчних наук, старший науковий сшвробггник, начальник в1,вдлу, Науково-органiзацiйний вiддiл, Украшський науково-досл1дний шститут цивiльного захисту, вул. Рибальська, 18, м. Кшв, Украша, 01011 E-mail: z_l_l@ukr.net
УДК 528.48:658.012.011.56
Б01: 10.15587/2313-8416.2017.106679
АНАЛ1З МОДЕЛЕЙ НАБОР1В ПРОФ1ЛЬНИХ ГЕОПРОСТОРОВИХ ДАНИХ ГЕНЕРАЛЬНИХ ПЛАН1В
© Ю. С. Максимова
Розглянуто та поргвняно особливостг сучасних моделей органгзацИ даних в геогнформацтних системах. Обтрунтовано переваги використання об 'ектно-реляцшног модел1 для розроблення та ведення наборгв профшьних геопросторових даних генеральних плангв населених пункт1в. Визначено основнг принципи формування наборгв профшьних геопросторових даних генеральных платв в середовищI об'ектно-реляцтно'1 системи керування базою даних
Ключовi слова: генеральний план населеного пункту, набори геопросторових даних, об'ектно-реляцтна модель даних
1. Вступ
Генеральний план населеного пункту е основ-ним видом мiстобудiвноl документацп на мюцевому рiвнi, призначено1 для обгрунтування довгостроково1 стратеги планування, забудови та шшого використання територи населеного пункту.
В останш роки все ширше в мiстобудiвному проектуванш застосовуються системи автоматичного проектування (САПР) та геошформацшш системи (Г1С). Але в бшьшосп випадшв традицшна графiчна частина генеральних плашв подаеться як електроннi версп паперових креслень, цифровi моделi яких ввдт-ворюють умовнi графiчнi зображення об'екпв, а не !х комплекснi шформацшш моделi як сукупнiсть прос-торових i непросторових властивостей та вщношень (логiчних, функцiональних i просторових зв'язшв) мiж об'ектами.
Таке подання графiчноl частини генеральних планiв не вщповвдае сучасним вимогам, зокрема положенном Закону Украши «Про регулювання мюто-
будiвноl дiяльностi»: «Мiстобудiвна документащя розробляеться на паперових i електронних носiях на оновленiй картографiчнiй основi в цифровiй формi як набори профшьних геопросторових даних у держав-нш геодезичнiй системi координат УСК-2000 i единiй системi класифшацп та кодування об'ектiв будiвниц-тва для формування баз даних мiстобудiвного кадастру» [1].
Тому сьогодш виникае необхвдшсть переходу до технологи проектування на основi комплексного використання Г1С-технологш та баз геопросторових даних, ввд картографiчного до геоiнформацiйного моделювання та прогнозування розвитку територи на основi багатофакторного аналiзу просторово1 взаемо-ди об'ектiв i явищ мiського середовища.
2. Лiтературний огляд
Зг1дно закону Украши «Про регулювання мш-тобудiвноl дiяльностi» [1] генеральний план повинен розроблятися як комплект докуменпв, що в тому чи-
сл включатиме в себе набори профшьних геопросто-рових даних (НПГД) в eдинiй системi класифжацп та кодування. Але на сьогоднiшнiй день вимоги до гра-фiчноl частиш у ДБН Б.1.1-15:2012 «Склад та змiст генерального плану населеного пункту» [2] сформо-ванi лише в контекст формування електронного зо-браження графiчних документiв або 1х аналогових документiв на паперових носiях, що не задовольняе вимоги законодавства.
В роботi [3] розглядаються системнi вимоги до подання мiстобудiвноl документацп в цифрових форматах. Особливосп архiтектури сучасних геошфор-мацiйних систем визначено в [4, 5], де наголошуеться на використанш баз геопросторових даних як ядра iнтегрування рiзних iнформацiйних систем. В робот [6, 7] розглянуто компоненти системи формування мiстобудiвноl документацп, а саме: каталог класiв об'ектiв наборiв профiльних геопросторових даних, система класифжацп й умовних позначень об'ектiв [8] на електронних картах в складi мiстобудiвноl документации, фасетна система кодування складових документацп тощо.
Комплексна технолопя застосування геошфо-рмацiйних систем при виршенш задач просторового планування розглядаеться в роботi [9], що висвгглюе результати роботи проекту Р1ап4а11. Порiвняння архь тектури геоiнформацiйних систем, аналiз викорис-тання рiзних засобiв Г1С та огляд технологи штегру-вання засобiв Г1С в одну шформацшну систему шс-тобудiвного кадастру при виршенш рiзних задач, розглянуто в [10, 11].
Специфжащя на розроблення моделi генерального плану (ГП), що включае в себе визначений склад клаав та атрибупв геопросторових об'ектiв генерального плану, склад набору метаданих для опису ГП, набiр умовних позначень, перелiк показ-ник1в по мiсту за рiзними темами, що повиннi фор-муватися на основi анал1зу набору даних генерального плану засобами Г1С подано в роботi [12]. Така модель е прикладом визначення ушфжовано! моделi НПГД в единш системi кодування та за единими ви-могами, й може бути взята за приклад формування системних правил розроблення НПГД.
1снуюча нормативно-правова та законодавча база визначае лише загальш вимоги щодо необхвд-ностi розроблення документацп як НПГД та ушфь кацп структури та складу мiстобудiвноl документацп й потребуе розширення. До того ж для ушфшацп та автоматизацп процесу випуску НПГД необхщно мати сформований «сценарш» оргашзацп даних та роботи з ними у середовищi певно! геошформацш-но! модели необхiдно реалiзувати технологiчний процес ввд конвертацп даних до потрiбного формату та завантаження !х в систему до випуску готово! продукцп та забезпечення виконання анал^ичнох роботи з нею.
3. Мета та задачi дослщження
Мета дослвдження - викладення результатiв аналiзу моделей оргашзацп даних в сучасних геош-формацiних системах та обгрунтування основних
принципiв формування НПГД на ochobî об'ектно-opieHTOBarnx моделей даних.
Для досягнення мети були поставлен наступн1
зaдaчi:
- aнaлiз та порiвняння iснуючих моделей ор-гaнiзaцiï даних НПГД ГП;
- формування принцишв створення нaборiв профiльних геопросторових даних генеральних плашв на основi об'eктно-орieнтовaних моделей даних.
4. Анaлiз моделей Ha6opiB профшьних геопросторових даних генеральних плашв
4. 1. Анaлiз основних моделей оргашзацп
даних
Системна оргашзащя даних мiстобудiвного кадастру передбачае зведення множини даних до унiфiковaноï моделi, яка забезпечуе створення й збе-рiгaння геопросторових даних мiстобудiвних проект-них ршень як в файлових форматах шструменталь-них Г1С так i в середовищi унiверсaльних систем ке-рування базами даних (СКБД).
В1д оргашзацп даних в геошформацшнш сис-темi безпосередньо залежить ефективнiсть викорис-тання Г1С не тiльки i не стшьки для створення карто-грaфiчних документiв, а для геопросторового моде-лювання проектних мiстобудiвних рiшень, повноти i якосп 1х геоiнформaцiйних моделей, зокрема: досяж-на точнiсть подання просторових характеристик об'ектiв, можливiсть контролю цшсносл даних, до-сяжна швидкодiя системи, можливiсть одночасного багатокористувацького доступу тощо.
В сучасних геошформацшних системах можна видiлити три основш типи моделей (рис. 1): файлова геоiнформaцiйнa модель (ФГМ), геореляцшна (ГРМ) та об'ектно-реляцiйнa (ОРМ).
У файловш геоiнформaцiйнiй моделi вся гео-метрiя, умовнi позначення i атрибутивна шформащя зберiгaються в одному файл1 креслення, що призво-дить до дублювання атрибутивних даних для кожного масштабу подання об'екпв [13]. Така оргашзащя даних застосовуеться, наприклад в САПР AutoCAd (dwg, dxf фали), ArchiCad (pln, pla файли).
Застосування геореляцiйноï модел1 дозволяе зменшити нaдлишковiсть в зберiгaннi рiзномaсштaб-них геопросторових даних за рахунок поеднання просторових властивостей об'ектiв у форматах файл1в гео-iнформaцiйноï модел1 з атрибутивними даними в сере-довищi реляцiйноï системи керування базою даних. Таким чином, деюлька просторових моделей одного об'екта з рiзною точнiстю й детaлiзaцiею вiдповiдних мaсштaбiв логiчно зв'язуються з единим набором його атрибупв в системi керування базою даних (наприклад, shp-файли ArcGIS, tab- файли MapInfo).
Об'ектно-реляцшна модель забезпечуе оргашза-цш даних у виглядi структурних таблиць в середовищi об'ектно-реляцiйноï системи керування базою даних (ОР СКБД) з розширеннями для збертання, анал1зу та опрацювання геопросторових даних, так званими прос-торовими розширеннями для СКБД (наприклад, Post-greSQL/Postgis, Oracle, DB2, Microsoft SQL Server). Таи БД детали назву бази геопросторових даних (БГД).
Рис. 1. Структурна модель наборiв профшьних геопросторових даних
На piBHi фiзичноl реалiзацil БГД в середовищi певно1 СКБД одному набору векторних даних ввдпо-ввдае база даних набору з таблицями для збертання цифрових моделей просторових властивостей, атри-бупв, логiчних i топологiчних вщношень об'eктiв, а також метаданих щодо верси, джерела походження та якосп просторових властивостей i атрибyтiв об'екпв, набiр процедурних фyнкцiй SQL.
Використання метаданих в БГД дозволяе за-безпечити, зокрема, реалiзацiю механiзмy шдтрим-ки багатоверсiйностi подання об'ектiв в БГД у ввд-повiдностi iз !х розглядом у рiзних проектних рь шень та/або у ввдповщносп iз змiнами властивостей об'екта або фази його життевого циклу: проектний,
будiвництво, експлуатацiя, реконструкцiя, знесен-ня, тощо.
4. 2. Пор1вмяммя кнуючих моделей оргаш-зац11 даних
Незалежно вiд вибрано1 моделi реалiзацiï даних, важливо в результатi отримати комплексну ш-формацiйну модель як сукупшсть просторових i не-просторових властивостей та ввдношень (логiчних, функцюнальних i просторових зв'язк1в) мiж об'ек-тами. Будь-яка iз розглянутих моделей в тш чи iншiй мiрi дозволяе це реалiзувати. При цьому складнiсть реалiзацiï комплексноï iнформацiйноï моделi в рiзних середовищах е рiзною (табл. 1).
Таблиця 1
Порiвняльнi характеристики моделей оргашзацц геопросторових даних_
Назва властивостi ФГМ ГРМ ОРМ
Об'ектшсть моделi - + +
Доменна цiлiснiсть + + +
Посилальна цшсшсть (логiчнi зв'язки) - + +
Топологiчна цiлiснiсть (просторовi зв'язки) + + +
В будь якому випадку моделi даних повинш бути об'ектними в розумшш, що в файлах або в стрyктyрi СКБД подаються не окремi моделi графiчних позна-чень, як моделi креслень карти, а кожен запис в файлi або таблиц вщповвдае об'екту з атрибутами. В об'ектнш моделi набiр атрибупв мае визначати його стан, а набiр методiв (фyнкцiй) - поведшку.
Цiлiснiсть даних - вiдповiднiсть наявно! в базi даних або файлах шформацп !х внyтрiшнiй логiцi, стрyктyрi та заданим правилам. Кожне правило, оскь льки воно пов'язане з деякими обмеженнями на мож-ливий стан або поведшку об'екту в модел^ назива-еться обмеженням цiлiсностi.
Зараз в проектних шдприемствах при розроб-леннi мiстобyдiвноl документацп переважно вико-ристовуються програмш засоби автоматизованого проектування, наприклад, AutoCAD, ArchiCAD та створюються файловi геошформацшш модел^ що
не задовольняють у повнш мiрi вимоги щодо об'ект-ностi моделi.
Геореляцiйна модель мае низку переваг над файловою й здатна забезпечити вимоги щодо об'ектносп, доменной посилально1 та топологiчноï цiлiсностi даних. Основним недолшом геореляцiйноï моделi е залежшсть вiд структури та формапв зберь гання даних Г1С.
Об'ектно-реляцшна модель е незалежною вiд типу шструментально1' Г1С, що виключае необхвдшсть конвертування даних, дублювання робгт. До того ж сьогодш постачальники Г1С значною мiрою роз-винули й постачають новi версп сво1'х систем, в яких реалiзованi концепцiï та методи опрацювання геопросторових даних у середовищi СКБД, прикладом е БД ArcSDE ArcGIS (зберiгають сво1' данi в ушверса-льних СКБД, зокрема, DB2, Oracle, Informix SQL Server та PostgreSQL). Але безпосередня робота в ОРСКБД
мае певш переваги над ршеннями в Г1С, що викори-стовують в сво!х середовищах методи оброблення ОРСКБД. Наприклад, ArcGIS не мае можливосп за-безпечувати топологiчну цшсшсть на льоту в порiв-нянш з ОРСКБД. Ця можливiсть в ArcGIS реалiзова-на через додатковий модуль як перевiрка топологи, що унеможливлюе контроль введення даних в реальному чай.
4. 3. Загальш вимоги до 06'eKTH0-0pieHT0Ba-но'1 моделi генерального плану
Об'екгно-орiентована модель геопросторових даних генерального плану ввдображае структуру бази геопросторових даних об'екпв мiстобудування (сукуп-нiсть просторових i непросторових властивостей та ввд-ношень мтж об'ектами), вбудованих процедур i метада-них, як1 забезпечують зберiгання, аналiз i моделювання мiстобудiвних рiшень в середовищ ОР СКБД.
Типовi системи БГД сьогодш мають можливо-стi та функцп [14-16], здатнi вирiшити ряд питань оптимальшшими методами в порiвнянi з класичною Г1С, наприклад за допомогою представлень, функцiй, тригерiв, декларування нових типiв даних iз складною внутршньою структурою, зв'язування з ними методiв доступу до них та функцш аналiзу стану i вь дношень мiж об'ектами. Доступ до таких БДГ реаль зовано на основi нового стандарту, який перетворюе SQL iз мови декларативних запитiв до мови процедурного програмування, що дае можливiсть описувати не пльки стан, а й поведшку об'ектiв.
Методи, що забезпечують обмеження цшсно-стi даних визначаються на основi тригерних функцiй SQL-процедур особливого типу, виконання яких обумовлено дiею з модифжаци даних (додавання, ви-лучення, оновлення) та запускаються сервером бази даних автоматично для коректного завершення пев-но! ди над об'ектами БД. Вони дозволяють забезпе-чити о^м характерних для будь-яко! СКБД домен-но! та посилально! цшсносп даних, ще й цiлiснiсть даних за правилами координатно! та тополопчно! уз-годженостi просторових об'ектiв.
Так обмеження координатно-тополопчнох цшс-ностi просторових даних призначет для контролю структури об'ектiв, !х геометричних елеменпв та просторових вщношення м1ж ними. Правила топологи визначаються на рiвнi: екземпляра об'екта, об'екпв одного класу, вщношень об'екпв рiзних класiв.
На рiвнi екземпляра об'екта можуть визнача-тися вимоги:
- щодо подання його як об'екта з простою ге-ометрiею (наприклад, визначення типу просторового подання - точка, лшя, полiгон без дублювання точок та самоперетинання контурiв);
- контролю способу просторово-геометричного подання (наприклад, визначае обмеження на розмiр ку-пв, ввдстаней м1ж точками та площ об'екпв тощо).
На рiвнi об'ектiв одного класу правила коор-динато-топологiчних обмежень контролюють прос-торовi ввдношення для об'ектiв в межах певного класу. Наприклад, об'екти класу «Будiвлi житловЬ> або «Земельш дмнки» не повиннi перетинатися мiж собою, а меж1 земельних дiлянок повиннi утворювати
суцiльне полтенальне покриття без накладання i промiжок.
На рiвнi об'екпв рiзних клайв правила коорди-нато-топологiчних обмежень контролюють просторовi ввдношення мiж об'ектам рiзних класiв. Наприклад:
- контури будiвель не повиннi перетинати ме-ж1 земельних дiлянок, контури вулиць;
- будiвлi повиннi повнiстю розмiщуватися в межах певних земельних дмнок;
- дмнки схоронення твердих побутових вщ-ходiв розмiщуються на вiдстанi не менше 200 м ввд автомоб№них дорiг тощо.
Складнiшi SQL процедури постiйного зберi-гання дають можливють реалiзувати функцiональну поведiнку об'ектiв. Моделювання функционально! поведiнки об'ектiв е бшьш складною задачею та пе-редбачае автоматизацш процесiв визначення уза-гальнених показник1в (на основi функцiй визначення просторових вщношень), побудови мiстобудiвних об'екпв, таких як СЗЗ, охороннi зони (з використан-ням тригерних функцш та функцш опрацювання ге-ометри) тощо. Так1 методи реалiзуються в ОР СКБД як SQL-функцп постшного зберiгання.
НПГД генеральних планiв можна визначити як iдентифiковану сукупнiсть шарiв (пiднаборiв) геопросторових об'ектiв. Кожний пiднабiр складаеться iз цифрових векторних моделей об'екпв мiстобудiвноl дiяльностi, що належать до певного класу об'екпв. Кожен об'ект як екземпляр класу повинен мати вден-тифжацшш характеристики (ознаку належносл до певного класу об'екпв з вщповщним типом просто-рово! локалiзацil, унiкальний iдентифiкатор) та значения набору атрибупв, що його описують.
Наприклад, простий об'ект як територiальна зона, описуеться таким мшмальним набором атрибу-тiв: ушкальний iдентифiкатор мiстобудiвного об'екта (MOID), код класу об'екта, код типу зони за класифь катором, назва зони, площа зони.
Для такого масивного об'екта як будiвля не е достатшм визначення його контуру та адреси, оскь льки такий мшмальний набiр атрибутiв не характе-ризуватиме його стану. Набiр атрибутiв для будiвлi, виходячи з вимог ДБН Б.1.1 -16:2013 Склад та змют мiстобудiвного кадастру, мае бути таким: ушкальний вдентифжатор мiстобудiвного об'екта (MOID), код класу об'екта, адреса, мюцеположення, назва, реест-рацiйний номер в Державному реес^ речових прав на нерухоме майно, код за державним класифжато-ром будiвель та споруд, функцюнальне призначення, приналежнiсть об'екта до режимоутворюючих, стадiя будiвництва (для будiвель, що будуються), код сту-пеню вогнестiйкостi, поверховiсть, ширина, висота, довжина, площа пiд забудовою, корисна площа, площа вбудованих нежитлових примщень, будiвельний об'ем, рiк побудови, рш вводу в експлуатацiю, код категори цiнностi, охоронний номер, к1льк1сть жите-лiв, вiдсоток зносу, код категори надшносп електро-постачання, код матерiалу будiвлi тощо.
Визначивши структури БД для збереження НПГД (таблицi, представлення, функцil тощо) один раз вщкине зайву роботу при створеннi нових даних, аналiзу, розробленi ново! документацп i роботi з нею.
Така система буде динамiчною з визначеними влас-тивостями об'екпв, вiдносинами мiж ними та як на-слiдок iнтероперабельною.
Концептуальна модель НПГД ГП повинна бути визначена в каталозi клаав геопросторових об'екпв, який доцiльно реалiзувати за вимогами мь жнародного стандарту ISO 19110 Методика каталоп-зацй' об'екпв. Каталог класiв об'ектiв генерального плану - це ушфшована система класифшацп, що ви-значае склад об'екпв, систему кодування та класифь кацш атрибутiв, регламентуе правила цiлiсностi даних для реалiзацiï моделi наборiв даних генерального плану в середовищi ОР СКБД [17].
Окремою частиною електронного каталогу е набiр функцш, визначених на мовi SQL, що реалiзу-ють зв'язки мiж роздшами каталогу об'ектiв, забезпе-чують автоматичне формування структури набору да-них в середовищi ОРСКБД за визначеною каталогом схемою та оновлення цього набору (наприклад, дода-вання нових атрибупв до таблиць) на основi внесених змш до каталогу, реалiзують визначену каталогом «поведiнку об'екпв», контроль цшсносп даних.
Реалiзацiя моделi каталогу клаав геопросторових об'екпв генерального плану в середовищi ОР СКБД у виглядi окремого блоку дозволить викорис-товувати його в середовищах рiзноманiтних шстру-ментальних Г1С для створення стандартизованих на-борiв даних та приведення до унiфiкованоï структури масиву юнуючих наборiв даних, забезпечить систему контролю 1'х якостi на етапах створення та ведення, надасть можливкть передавати його разом з набором геопросторових даних.
5. Результати дослщжень та ïx обговорення
Реалiзувати графiчну частину мiстобудiвноï документацiï як комплексну геоiнформацiйну модель в повнiй мiрi можливо саме в середовищi об'ектно-реляцiйноï СКБД. Об'ектно-реляцiйна модель не пльки незалежна вiд будь-яких формапв Г1С, а й здатна визначити стан та поведшку об'екпв, забезпе-чити автоматичний процес 1'х контролю.
Зважаючи на великий об'ем неструктурованих даних в сферi мiстобудiвного кадастру та використання оргашзащями рiзних пiдходiв до & створення й ведення - одночасний переход до використання об'ектно-орiентованого подходу е не можливий. Тому однiею з першочергових задач е визначення структури
НПГД для рiзних форм оргашзаци даних, з урахуван-ням особливостей найбiльш поширених форматiв Г1С та на основi каталогу класiв об'екпв. Ушфтащя структури та складу мютобудавно! документаци забезпечить оперативний обмш даними та контроль ¡¡х якост!
Результатом вирiшення цiеï задачi мае стати розроблення специфiкацiï даних рiвня ДБН або на-станови, в якому визначатиметься сукупнiсть систе-мних вимог до цифрового подання i кодування шс-тобудiвноï документаци, вимоги до об'ектного й атрибутивного складу документаци, визначення структури НПГД, що мае стати специфшащею рiвня на-станови або ДБН.
6. Висновки
В процеа роботи та виршення поставлених задач було зроблено наступш висновки:
1. Кожна з розглянутих моделей оргашзаци даних в тш чи шшш мiрi дозволяе створити комплексну шформацшну модель НПГД. Але складшсть реа-лiзацiï комплекснох' iнформацiйноï моделi в рiзних середовищах е рiзною. Аналiз та порiвняння юную-чих засобiв оргашзаци даних в Г1С показав, що най-бiльш ефективною моделлю для створення наборiв профшьних геопросторових даних генеральних пла-шв е об'ектно-орiентована модель, що здатна не пльки б№ш оптимально задовольнити вимоги до НПГД як комплексноï моделi, а й значно шдвищити рiвень автоматизацп мiстобудiвноï дiяльностi.
2. Розглянуто особливосп створення НПГД ГП на основi об'ектно-орiентованих моделей даних. Важ-ливо зазначити, що середовище ОР СКБД з типом да-них geometry та бiбiлотекою шдтримання, аналiзу, опрацювання просторових даних через мову SQL за стандартом SQL99 на рiвнi SQL-функцiй постшного зберпання в повнiй мiрi дозволяе реалiзувати об'ектно-реляцiйноï моделi, в тому чи^ значний комплекс прикладних задач щодо забезпечення цiлiсностi даних, включаючи координатно-топологiчну узгодже-нiсть моделей та методи, що моделюють поведшку об'екпв. Перспективною задачею е створення ета-лонноï комплексноï геоiнформацiйноï моделi генерального плану в середовищi ОР СКБД з визначенням структури даних, правил доменной тополопчно]!, ге-ометричноï взаемодй' мiж об'ектами та технологи автоматичного формування узагальнених показнишв на основi процедурних функцш СКБД.
Л!тература
1. Закон Украши «Про регулювання мiстобудiвноï дшльносп» [Текст]. - Верховна Рада Украши, 2011. - № 3038-VI.
2. ДБН Б.1.1-15:2012. Склад та змют генерального плану населеного пункту [Текст]. - К.: Мшрегюн Украши, 2012. - 21 с.
3. Лященко, А. А. Системш вимоги до сучасного мютобудшного кадастру та мiстобудiвноï документаци [Текст] / А. А. Лященко // Мютобудування та терип^альне планування. - 2013. - Вип. 47. - С. 397-405.
4. Лященко, А. А. Архитектура сучасних ПС на основi Баз геопросторових даних [Текст] / А. А. Лященко, А. Г. Черш // Вюник геодези та картографи. - 2011. - № 5 (74). - С. 45-50.
5. Introduction to PostGIS [Electronic resource]. - Boundless. - 2017. - Available at: http://workshops.boundlessgeo.com/ postgis-intro/index.html#top
6. Лященко, А. А. 1нфраструктурний тдхвд до створення сучасноï системи мютобудшного кадастру [Текст] / А. А. Лященко, Ю. В. Кравченко, Д. В. Горковчук // Вюник геодези та картографи. - 2014. - № 6 (93). - С. 21-27.
7. Айликова, А. В. Методологические вопросы применения ГИС- технологий в системах градостроительного кадастра [Текст] / Ю. О. Карпинский, А. А. Лященко, Ю. Н. Палеха, В. В. Янчук // Ученые записки Таврического национального университета имени В. И. Вернадского. Серия: «География». - 2013. - Т. 26, № 1. - С. 3-11.
8. Айлжова, Г. В. Система класифжацп та умовних позначень об'ектш для мiстобудiвноï документаци [Текст] / Г. В. Айлжова, В. В Янчук // Мютобудування та терил^альне планування. - 2013. - Вип. 47. - С. 37-46.
9. Plan4all Project Interoperability for Spatial Planning [Text] / M. Salvemini, F. Vico, C. Iannucci (Eds.). - Plan4all Consortium, 2011. - 210 р.
10. Yeh, A. G.-O. Urban planning and GIS [Text] / A. G.-O. Yeh // Geographic Information Systems. - 2005. - P. 877-888. -Available at: http://www.geos.ed.ac.uk/~gisteac/gis_book_abridged/files/ch62.pdf
11. Abel, D. J. The systems integration problem [Text] / D. J. Abel, P. J. Kilby, J. R. Davis // International journal of geographical information systems. - 1994. - Vol. 8, Issue 1. - P. 1-12. doi: 10.1080/02693799408901984
12. Formulation of GIS-based master plans for amrut cities. Design and Standards [Text]. - Ministry of Urban Development, 2016. - 107 p. - Available: http://www.amrut.gov.in/writereaddata/designandStandards_AMRUT.pdf
13. Шипулш, В. Д. Основш принципи геошформацшних систем [Текст] / В. Д. Шипулш. - Х.: ХНАМГ, 2010. - 313 с.
14. ISO / IEC 13249-3:2011. Information technology - Database languages - SQL Multimedia and Application Packages -Part 3: Spatial [Text]. - International Organization for Standardization, 2011.
15. OpenGIS Implementation Specification for Geographic information - Simple feature access - Part 2: SQL option [Electronic resource]. - Available at: http://www.opengeospatial.org/standards/sfs
16. Spatial Database Systems. Design, Implementation and Project Management [Text] / A. K. W. Yeung, G. B. Hall (Eds.). -GeoJournal Library, 2007. - 553 p. doi: 10.1007/1-4020-5392-4
17. Максимова, Ю. С. Створення бази даних електронного каталогу клаав об'екпв для rn6piB профшьних геопросторових даних мiстобудiвноï документацп [Текст] / Ю. С. Максимова // Мютобудування та теритс^альне планування. -2016. - № 62 (1). - С. 367-377.
Рекомендовано до публгкацИ' д-р техн. наук, професор Лященко А. А.
Дата надходження рукопису 22.05.2017
Максимова Юлiя Сергй'вна, астрант, кафедра геошформатики та фотограмметрп, Кшвський нацю-нальний ушверситет будiвництва i архггектури, пр. Повггрофлотський, 31, м. Кшв, Украша, 03037 E-mail: knuba@knuba.edu.ua
УДК 579.66
DOI: 10.15587/2313-8416.2017.107176
РОЗРОБКА КОНСТРУКЦП ТА МОДЕЛЮВАННЯ Г1ДРОДИНАМ1КИ В Б1ОРЕАКТОР1 З ПОВЕРХНЕВИМ КУЛЬТИВУВАННЯМ КЛ1ТИННИХ КУЛЬТУР
© В. Ю. Шибецький, С. М. Семенюк, С.1. Костик
Розроблено конструкцт бюреактора для культивування клтинних культур та проведено комп 'ютерне моделювання г1дродинам1ки апарату. Було отримано поля векторгв швидкостей р1дини в апаратг, поля векторгв швидкостей повтря в апаратг, швидюсть зсуву потоку р1дини, напруження зсуву р1дини в облаетi 1ммоб1л1заци клтин. Отримаш результати тдтверджують технологгчнгсть розроблено'1 кон-струкци бюреактора та можуть використовуватися при конструюванш пшотних зразюв апарату Ключовi слова: бюреактор, культивування miтин, комп 'ютерне моделювання, гiдродинамiка, напруження зсуву, iммобiлiзованi клтин еукарют
1. Вступ
Культивування бюлопчних агенпв (БА) остан-тм часом набуло надзвичайно широкого поширення практично у вйх областях сучасно! бюлоги. Неможли-во уявити собi молекулярно-бюлопчну лабораторш або сучасне бютехнолопчне тдприемство, де не вико-ристовувалися б клггани людей та тварин.
Промислова фармацевтична бютехнолопя при отриманш бюлопчно активних речовин (БАР), що слугують активними фармацевтичними iнгредiента-ми (АФ1), потребуе забезпеченосп бюреакторами (ферментерами) з високофункцюнальними характеристиками, яш б створювали сприятливi умови для розвитку БА та захищали персонал
Суттевою проблемою тд час розробки систем культивування культур клгган е той факт, що б№-шють БА, що використовуються у виробницга АФ1 та вакцин е дуже вимогливими до асептичносп середо-вища, е високо вразливими до надлишкових напру-жень зсуву, вражаються бульбашками повиря та вщ-носяться до опорнозалежних, тобто таких, прол1фера-щя яких, як правило, можлива лише за умов прикрш-
лення до бiоафiнноl поверхнi росту [1, 2]. Зазначеш особливостi клгганних культур суттево обмежують використання традицшних конструкцiй ферментерiв, призначених для культивування суспензшних культур мiкроорганiзмiв в традицшних бютехнолопях.
Таким чином залишаеться актуальним проблема розробки оптимальних, ефективних, безпечних та високопродуктивних бiореакторiв, дослвдження гiд-родинамiки, тепло- та масообм^, п1дбору матерiалiв та способiв виготовлення насадок, конструктивних ча-стин апарату, забезпечення закрито! системи протягом всього циклу процесу культивування [3, 4].
2. Лггературний огляд
При промисловому культивуваннi кл1тинних культур широкого використання набули wave-бiореактори, бiореактори з нерухомим шаром носпв, роллернi бюреактори, «класичнi» ферментери, що використовуються для мiкроорганiзмiв, бiореактори з напiвпроникними мембранами.
Бюреактор для культивування клгганних культур в суспензшному видi або з використанням мiкро-
