CC BY
227
_Вестник НГИЭИ. 2018. № 6 (85)
_ 05.13.00 ИНФОРМАТИКА, ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ ТЕХНИКА И УПРАВЛЕНИЕ _
05.13.01 УДК 004
ДЕЦЕНТРАЛИЗОВАННАЯ ЦИФРОВАЯ ПЛАТФОРМА СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА
© 2018
Татьяна Николаевна Астахова, кандидат физико-математических наук, доцент кафедры «Информационные системы и технологии», ГБОУ ВО «Нижегородский государственный инженерно-экономический университет», Княгинино (Россия) Михаил Олегович Колбанев, доктор технических наук, профессор, профессор кафедры «Информационные системы и технологии» ГБОУ ВО «Нижегородский государственный инженерно-экономический университет», Княгинино (Россия) Алексей Анатольевич Шамин, кандидат экономических наук, доцент кафедры «Инфокоммуникационные технологии и системы связи», ГБОУ ВО «Нижегородский государственный инженерно-экономический университет», Княгинино (Россия)
Аннотация
Введение: в работе представлено развитие информационного общества, зависящее от уровня цифровой технологии. Исследованы особенности архитектурных подходов к созданию централизованных и децентрализованных цифровых платформ на базе инфокоммуникационных сетей и систем. Рассмотрена многоцелевая модель перехода к цифровой экономике, цифровые платформы и экосистема цифровой экономики. Методы: в исследовании использовались методы системного анализа, методы прикладной математики, для графического представления процесса взаимодействия использовалась теория графов.
Результаты: для перехода к цифровой экономике необходимо решение триединой задачи: единый цифровой рынок должен быть построен при помощи цифровых платформ, так называемых экосистем, с выполнением некоторых базовых условий. В результате перехода предоставляемые информационные услуги становятся более сложными, разрозненные информационные технологии объединяются в сквозные технологии, которые могут не только автоматизировать процесс управления, но и оцифровывать экономическую деятельность. Экосистема цифровой экономики обеспечивает безопасное функционирование всех цифровых компонент и объединяет возможности различных цифровых платформ на информационном, технологическом, законодательном и других уровнях. Ключевая особенность цифровых платформ - это организация связей с внешним окружением, а не внутреннее устройство. Цифровые платформы являются распределенными информационными системами, управление которыми может быть централизованным или децентрализованным. Ключевой технологией децентрализованных систем является блокчейн, которая обеспечивает информационную безопасность абсолютно нового порядка. Децентрализованные платформы реализуют основной принцип цифровой экономики - интеграцию процессов управления и процессов предметной деятельности. Можно предположить, что широкое внедрение децентрализованных платформ значительно изменит распределение доходов, сделает мировую экономику более демократичной и создаст более стабильное общество. Дополнительные возможности возникают при объединении платформ блокчейна со сквозными технологиями.
Обсуждение: предложена децентрализованная архитектура сельского хозяйства с использованием технологии блокчейн. Выработан общий взгляд на процесс функционирования децентрализованной цифровой платформы сельского хозяйства с применением блокчейн. Графически представлен процесс функционирования и принципы взаимодействия потребителя и поставщика сельскохозяйственных услуг.
Заключение: на основе анализа технологических особенностей были выявлены два базовых подхода к построению цифровых платформ - централизованный, который каждый раз, как показывает практика, приводит к нарушению безопасности, и децентрализованный, который связан с обеспечением безопасности данных, однако характеризуется увеличением потребляемой энергии. Также в работе представлена архитектура сельского хозяйства с применением распределенной базы - блокчейн. В дальнейшем представляет особый интерес проблема поиска затраченной энергии для построения децентрализованных цифровых платформ.
Ключевые слова: архитектура, блокчейн, децентрализованная цифровая платформа, информационное общество, принцип взаимодействия, принцип консенсуса, сельское хозяйство, технологический уклад, централизованная цифровая платформа, цифровые технологии, цифровая экономика, экосистема.
Для цитирования: Астахова Т. Н., Колбанев М. О., Шамин А. А. Децентрализованная цифровая платформа сельского хозяйства // Вестник НГИЭИ. 2018. № 6 (85). С. 5-17.
DECENTRALIZED DIGITAL PLATFORM OF AGRICULTURE
© 2018
Tatyana Nikolaevna Astakhova, Ph. D. (Physics and Mathematics), the associate professor of the chair «Information systems and technologies» Nizhny Novgorod state engineering-economic university, Knyaginino (Russia) Mikhail Olegovich Kolbanyov, Dr. Sci. (Engineering), the professor of the chair «Information systems and technologies» Nizhny Novgorod state engineering-economic university, Knyaginino (Russia) AleksejAnatolevich Shamin, Ph. D. (Economics), the associate professor of the chair « Infocommunication technologies and communication systems» Nizhny Novgorod state engineering-economic university, Knyaginino (Russia)
Abstract
Introduction: the development of the information society, depending on the level of digital technology is presented at the paper. The features of architectural approaches to the creation of centralized and decentralized digital platforms based on info communication networks and systems are explored. A multi-purpose model of transition to the digital economy, digital platforms and the ecosystem of the digital economy are considered.
Methods: the methods of system analysis, methods of applied mathematics, graph theory was used for graphical representation of the interaction process in the investigation.
Results: for the transition to a digital economy, decision of three-pronged task is needed: a single digital market must be built using digital platforms, so-called ecosystems, with certain boundary conditions. As a result of the transition, the provided information services become more complex, disparate information technologies are combined into end-to-end technologies that can not only automate the management process, but also digitize economic activity. The digital economy ecosystem ensures the safe operation of all digital components and combines the capabilities of various digital platforms on the information, technological, legislative and other levels. A key feature of digital platforms is the organization of connections with the external environment, rather than an internal device. Digital platforms are distributed information systems, the management of which can be centralized or decentralized. The key technology of decentralized systems is the block system, which provides information security of a completely new order. Decentralized platforms realize the basic principle of the digital economy - the integration of management processes and processes of objective activity. It can be assumed that the widespread introduction of decentralized platforms will significantly change the distribution of incomes, make the world economy more democratic and create a more stable society. Additional opportunities arise when combining the platforms of blocking with end-to-end technologies. Discussion: a decentralized architecture of agriculture is proposed with the use of block chain technology. A general view on the process of functioning of the decentralized digital platform of agriculture with the use of the block system has been developed. The process of functioning and the principles of interaction between the consumer and the supplier of agricultural services are graphically presented.
Conclusion: two basic approaches to the construction of digital platforms have been identified based on the analysis of technological features: centralized which, as practice shows, leads to a security breach, and decentralized which is related to data security, but is characterized by an increase in energy consumption. Also, the architecture of agriculture with the use of a block chain is presented at the paper. In the future, the problem of finding the spent energy for building decentralized digital platforms is of special interest.
Keywords: architecture, block chain, decentralized digital platform, information society, interaction principle, consensus principle, agriculture, technological structure, centralized digital platform, digital technologies, digital economy, ecosystem.
For citation: Astakhova T. N., Kolbanyov M. O., Shamin A. A. Decentralized digital platform of agriculture // Bulletin NGIEI. 2018 № 6 (85). P. 5-17.
Введение
В стратегии развития информационного общества в Российской Федерации дано следующее определение: «цифровая экономика - хозяйственная деятельность, в которой ключевым фактором производства являются данные в цифровом виде, обра-
ботка больших объемов и использование результатов анализа которых по сравнению с традиционными формами хозяйствования позволяют существенно повысить эффективность различных видов производства, технологий, оборудования, хранения, продажи, доставки товаров и услуг» [1].
Эволюция информационного общества обусловлена уровнем цифровой технологии, в соответствии с которым можно выделить следующие периоды цифровизации:
1) период компьютеризации, базирующийся на обработке данных посредством цифровых технологий, обеспечил автоматизацию управленческого труда в соответствии с концепцией построения автоматизированных систем управления (АСУ);
2) период телекоммуникации, исходя из всеобъемлющего распространения цифровых технологий обработки данных, создал модернизированную социальную «экосферу» массового информационного взаимодействия человечества в процессе деятельности;
3) период инфокоммуникации на основе конвергенции цифровых технологий сохранения, распространения и обработки данных предоставляет возможность создать новое сквозное цифровое информационное поле для реализации всех типов общественных взаимоотношений.
Ключевую значимость предложенных исследований представляют экономические и социальные аспекты информационного общества, так как применение новейших познаний с целью исследования технических инноваций преобразовывается в решающий фактор мирового соперничества, а само научно-техническое и экономическое развитие общества становится все более зависимым от производства новых знаний.
Неотъемлемым элементом цифровой экономики с точки зрения технического взгляда являются цифровые платформы [2; 3; 4; 5].
Целью данной работы является выработка общего взгляда на процесс функционирования децентрализованной цифровой платформы сельского хозяйства с применением блокчейн-технологий. Изобразить графически процесс функционирования и принципы взаимодействия клиента и поставщика сельскохозяйственных услуг.
Материалы
Материалы подготовлены на основе программ «Цифровая экономика Российской Федерации», «Национальная технологическая инициатива», и стратегии «О Стратегии развития информационного общества в Российской Федерации на 2017-2030 годы».
Согласно работе Клауса Шваба, президента всемирного экономического форума в Давосе, человечество находится на пороге новой технологической революции. В книге [6] приведена следующая периодизация:
_Вестник НГИЭИ. 2018. № 6 (85)
1. В основе первой промышленной революции лежит механизация производства при помощи паровых машин.
2. Вторая промышленная революция стала возможна после распространения электричества и созданного с его помощью массового конвейерного производства.
3. Электронные вычислительные машины предоставили возможность осуществить третью революцию путем формализации большинства обыденных операций с данными, которые необходимы для управления производством, распределения, обмена и потребления, и стали основой новой информационной технологии и нового типа автоматизации уже не физического, а элементов управленческого труда.
4. База четвертой промышленной революции - «транзисторные» технологии нового типа. Их современные возможности являются следствием «скорости, масштаба и системных последствий технологических изменений». Одним из важных признаков технологий 4-й промышленной революции является такое сопряжение информационных и физических объектов, при котором стираются границы между реальными и виртуальными процессами.
К аналогичным выводам можно прийти, изучая цикличность смены технологических укладов экономики.
Технологический уклад - комплекс технологий и инноваций, лежащих в основе количественного и качественного скачка в развитии производительных сил общества [7].
Четвертая промышленная революция вызвана переходом к шестому технологическому укладу экономики.
Инфокоммуникации - это локомотив 5-го технологического уклада и основа 6-го уклада -конвергенции Нано-Био-Инфо-Когно (НБИК)-технологий. Генная инженерия, нанотехнологии, робототехника, когнитивная наука и нейро-технологии являются основными составляющими предложенной технологии.
Достижения в области электроники, радиотехники и фотоники стали основой для создания третьей технологической платформы информатизации, которая позволяет осуществить переход к цифровой экономике. Большие данные, Интернет вещей, мобильный широкополосный доступ, облачные вычисления и наложенные сервисы благодаря сквозному взаимодействию образуют технологическую ИТ-платформу [8; 9; 10].
Рис. 1. IT-платформа цифровой экономики Fig. 1. IT-platform of digital economy
По этой причине информационные услуги становятся более сложными, разрозненные информационные технологии объединяются в сквозные технологии, которые могут не только автоматизировать процесс управления, но и оцифровывать экономическую деятельность. Технологии облачных вычислений позволяют увеличить использование цифровых технологий до теоретически возможных значений. Технологии Интернета вещей объединяют материальный и информационный миры и позволяют создавать принципиально новые модели деятельности. Большие технологии передачи данных позволяют извлекать новые значения, скрытые в информационных потоках и хранилищах. Технологии широкополосного мобильного доступа могут преодолеть барьеры, возникающие в результате цифровизации. Технологии наложенных услуг дают новые возможности для организации социального взаимодействия.
В цифровой экономике любой информационный процесс или действие занимает доминирующее положение по отношению к материальным формам человеческой деятельности. Информационное знание является ключевым фактором в современном производстве.
Цифровая платформа позволяет получить качественно новые инструменты:
- повторное использование информации при производстве и предоставлении услуг;
- ограничение экономической активности только размерами Интернета;
- конкурентоспособность компании не зависит от ее размера.
Благодаря цифровой платформе абсолютно изменяются: непосредственно, сами технологии, организационная структура, компетенции, навыки и умения персонала, взаимосвязи с поставщиками и клиентами, модели деятельности, целевые рынки и все другие области, где бизнес взаимодействует с людьми, обществом и государством. Эти изменения приводят к положительным и отрицательным последствиям. Преимущества: новые продукты и услуги, рост торговли, рост производительности, повышение эффективности, улучшение качества, усиление конкуренции и т. д. Недостатки: возможность массовой безработицы; риск сокращения доходов широких слоев населения; изменение многих устоев; исчезновение целых секторов экономики; исчезновение многих специальностей; футурошок; проблемы безопасности и др.
Методы
В исследовании использовались методы системного анализа, методы прикладной математики, для графического представления процесса взаимодействия использовалась теория графов.
Результаты
Для перехода к цифровой экономике необходимо решение триединой задачи: единый цифровой рынок должен быть построен при помощи цифровых платформ, так называемых экосистем, с выполнением базовых условий.
Таким образом, на глобальном уровне должен быть создан единый цифровой рынок потребителей и поставщиков, устраняющий политические, экономические, культурные и др. барьеры, обеспечивающий свободное движение людей, услуг и капитала в
виртуальном пространстве и поддерживающий новые модели деятельности и сферы деловой активности.
Цифровые информационные технологии должны обеспечить для всех уровней управления построение:
- цифровых платформ - это распределенные инфокоммуникационные системы субъектов единого цифрового рынка, которые имеют открытые интерфейсы для доступа значительного числа других платформ, пользователей и умных вещей к некоторому множеству предлагаемых услуг;
- экосистемы цифровой экономики - это форма и среда партнерства организаций, органов власти и граждан, которые обеспечивают постоянное взаимодействие принадлежащих им цифровых платформ для создания инновационных решений, новых технологий, продуктов и услуг [11; 12; 13].
Основные средства для развития цифровой экономики должны содержать:
-«цифровой кодекс» для устранения юридических ограничений и создания шаблонов использования данных и систем в виртуальной среде;
-образование и науку для развития интеллектуальных ресурсов, подготовки кадров, взаимодействия между бизнесом и учеными и др.;
-гарантии безопасности информационного взаимодействия субъектов.
Программа цифровой экономики РФ в основном посвящена организации и построению цифровых платформ при некоторых граничных условиях [14].
Архитектура системы - это комплекс основополагающих принципов организации системы, ко-
_Вестник НГИЭИ. 2018. № 6 (85)
торые воплощены в наборе ее компонентов, связях компонентов друг с другом и с внешним окружением, а также принципов проектирования и развития системы.
С точки зрения технологического аспекта архитектура цифровой экономики является экосистемой цифровых платформ пользователей.
Экосистема цифровой экономики обеспечивает безопасное функционирование всех цифровых компонент и объединяет возможности различных цифровых платформ на информационном, технологическом, законодательном и др. уровнях.
Структуры, производящие требуемые товары и услуги, формируются информационными потоками, которые циркулируют между платформами и пользователями и получают новые свойства каждый раз при достижении ими тех или иных цифровых платформ.
В основе работы цифровой платформы лежат три технологических принципа: сетевой, открытости технологий и открытости данных.
Задача экосистем - организовать информационные потоки и сделать их безопасными и доступными цифровым платформам и пользователям.
Создание цифровых платформ - это двуединая задача разработки новых:
1) технологий, обеспечивающих обработку больших объемов данных и поддержку глобальных систем сохранения, распространения и обработки информации;
2) моделей деятельности на базе возможностей этих информационных систем.
Цифровые технологии (интеллект, большие данные, реальное время, стандарты ...) / digital technologies (intelligence, big data, on-line, standards ...)
a- a- q - p -p
Цифровые платформы (конвергенция новых технологий и моделей деятельности) / Digital platforms (convergence of new technologies and activity models
Сквозная Сквозная Сквозная Сквозная
обработка / ••■ ( обработка / ... / обработка / — / обработка / End-to-end End-to-end End-to-end End-to-end
processing processing processing processing
__ __^ _
Экосистема (форма и среда партнерства цифровых платформ и пользователей) / Ecosystem (form and environment of partnership of digital platforms and users)
:зопасность, инфраструктура, цифровой кодекс и др Security, infrastructure, digital code, etc.
Рис. 2. Архитектура цифровой экономики Fig. 2. Architecture of digital economy
Цифровые платформы являются основными строительными блоками для цифровой экономики. Их главные свойства:
- открытые защищенные интерфейсы для информационного взаимодействия с внешним окружением, нежели внутреннее устройство;
- предоставление виртуальных площадок для коммуникации участников рынка;
- сохранение, распространение и обработка больших объемов данных;
- распределенное предоставление услуг клиентам большой территории;
- облачный характер услуг, предоставление услуг в реальном времени по первому требованию с оплатой за реальный объем потребления;
- базовые активы - это инновационные разработки и бизнес-идеи;
- интеграция материальной (предметной) и управленческой деятельностей при производстве, распределении, обмене и потреблении услуг;
- автоматизация всех видов деятельности по всем направлениям;
- принятие решений в масштабе платформы и др.
Ключевая особенность цифровых платформ -
это организация внешнего взаимодействия с окружением, а не внутреннее устройство.
Управление цифровыми платформами, которые по сути являются распределенными информационными системами, может быть централизованным или децентрализованным.
а) b)
Рис. 3. Архитектура цифровой платформы а) централизованная; b) децентрализованная Fig. 3. Digital platform architecture a) centralized; b) decentralized
На рисунке 3 (а) представлена централизованная модель с посредником, который организует все транзакции. Центральный орган управления:
- имеет иерархическую структуру;
- хранит все данные;
- принимает все решения;
- отвечает за безопасность;
- берет комиссию со всех и др.
На рисунке 3 (б) представлена децентрализованная модель с технологиями пиринговой сети и блокчейна.
Децентрализованное принятие решений:
- все решения принимаются консенсусом участников;
- транзакции проводятся без посредников;
- всей информацией обладает каждый узел;
- правила взаимодействия полностью формализованы;
- автоматизация без вмешательства людей;
- равноправие участников;
- комиссия только за хранение блокчейна
и др.
Централизованные платформы обладают следующей общей характеристикой:
- инфраструктура и другие ресурсы, которые используются для предоставления услуг, принадлежат компаниям-владельцам платформы;
- деятельность этих компаний-платформ сводится к выполнению транзакций, инициируемых различными участниками рынка, для координации рыночных взаимодействий;
- кроме взимания комиссии за выполненные транзакции, владельцы платформ в целом управляют полностью всей инфраструктурой и ставят собственные условия и тем, кто создает стоимость, и конечным пользователям.
Владельцы цифровых платформ зарабатывают за счет тех, кто создает полезную услугу.
Можно выделить три направления, которые оказывают наибольшее влияние на развитие технологий и цифровой экономики в настоящее время:
1. APP-экономика - экономика приложений (Application) - это хозяйственная деятельность, вовлекающая в цифровую экономику все больше владельцев переносимых устройств.
2. Экономика API (Application Programming Interface) - это хозяйственная деятельность, создающая экосистему цифрового бизнеса.
3. Интернет-коммерция - это хозяйственная деятельность, обеспечивающая финансовые и торговые транзакции в виртуальной среде при помощи цифровых технологий.
Основные понятия децентрализованных платформ: пиринговая (Р2Р) сеть, распределенный реестр, транзакция, цифровая подпись и т. д.
Особенностью децентрализованных платформ является необходимость использования следующих трех технологий:
- P2P сети, способные поддерживать инфо-коммуникацию между всеми узлами платформы;
- математическая схема формирования реп-лицированного блокчейна, реализуемая совместно всеми узлами P2P сети при помощи формальных алгоритмов, реализуемых всеми узлами;
- приложения на базе возможностей блокчей-на и P2P сети, которые могут разрабатываться и устанавливаться на сетевых узлах без какого-либо согласования с другими узлами.
В отличие от централизованных децентрализованные цифровые платформы управляются всеми узлами P2P сети по принципу консенсуса.
Ключевой технологией децентрализованных систем является блокчейн, которая обеспечивает информационную безопасность абсолютно нового порядка [15; 16; 17]. Введем определение понятия -блокчейн (цепочка блоков) - тип базы данных, построенный по принципу реестра.
Сведения обо всех преобразованиях данных объединяются в транзакции и блоки и сохраняются в виде цепи (последовательности) в хронологическом порядке. Данные могут нести в себе информацию о заключенных контрактах и выполненных договорах, совершенных сделках и достигнутых компромиссах, выполненных операциях и отложенных действиях или о любых других событиях, сформированных в ходе предметной деятельности.
_Вестник НГИЭИ. 2018. № 6 (85)
Новые сведения включаются в блокчейн после подтверждения правомерности транзакций (достоверности новых данных) специальными участниками (валидаторами, майнерами), имеющими такие полномочия. Главные особенности базы данных такого типа:
- сохраняет всю историю модификации данных, а не текущие значения данных (как в реляционных базах);
- достоверность любых данных можно проверить, пройдя по всей цепочке транзакций.
Алгоритм консенсуса - это метод подтверждения точности блокчейна уполномоченными лицами, основанный на доверии к коллективному решению и допускающий нечестность отдельных участников.
Блокчейн дает эффективные инструменты для перехода к цифровой экономике:
• снижает объемы мошенничества, стимулируя переход к цифровому рынку;
• позволяет перейти на безбумажные информационные технологии;
• создает новые возможности для обеспечения прав собственности и подтверждения происхождения денег, акций, товаров, услуг и любого другого цифрового контента.
Децентрализованные платформы реализуют основной принцип цифровой экономики - интеграцию процессов управления и процессов предметной деятельности.
Можно предположить, что широкое внедрение децентрализованных платформ значительно изменит распределение доходов, сделает мировую экономику более демократичной и создаст более стабильное общество [18; 19]. Дополнительные возможности возникают при объединении платформ блокчейна со сквозными технологиями.
Обсуждение
В последние годы инициативы по экологическому мониторингу в сельском хозяйстве приняли широкий спектр технологий на базе информационно-коммуникационных технологий (ИКТ) таких, как удаленный мониторинг состояния ферм и дистанционное управление сельскохозяйственным оборудованием с помощью приложений для смартфонов [20; 21].
На рисунке 1 представлена архитектура децентрализованной цифровой платформы сельского хозяйства с использованием технологии блокчейн.
На рисунке 5 представлена детальная архитектура регионального блокчейна сельского хозяйства.
Рис. 4. Архитектура децентрализованной цифровой платформы сельского хозяйства Fig. 4. Architecture of the decentralized digital platform of agriculture
Блокчейн облегчает выполнение различных транзакций и процессов в качестве механизма децентрализации для системы распределенных сетей, таким образом, цифровое сельское хозяйство с блокчейн-инфраструктурой является эволюционным шагом для современных с.-х. систем, основанных на цифровой платформе [22].
С блокчейном, данные мониторинга сельского хозяйства и окружающей среды, хранящиеся в распределенном облаке, позволят усилить информационную безопасность, увеличить доверие и обеспечить устойчивое развитие сельского хозяйства с помощью прозрачных данных и сквозных технологий.
Блокчейн идентифицируется как драйвер экологически чистого социального поведения. Поскольку технология может способствовать созданию материальных ценностей посредством прозрачных и неизменных прав собственности, которые раньше никогда не существовали.
Децентрализованная цифровая платформа с технологией блокчейна обеспечивает необходимую инфраструктуру для электронной торговли и развития цифрового сельского хозяйства.
Технология блокчейн с ее криптоэкономически-ми функциями безопасности гарантирует, что данные и технологическая инфраструктура, такие как распреде-
ленная база данных любого уровня, соответствующая международным сельскохозяйственным стандартам и соглашениям о персональных данных, останутся недоступными для злонамеренных атак хакеров.
Системы цифрового сельского хозяйства с применением ИКТ на базе блочной инфраструктуры являются неизменяемыми и децентрализованными системами управления записями. Основные сельскохозяйственные данные об окружающей среде в неизменном виде предоставляются фермерам, индивидуальным предпринимателям, заинтересованным сторонам, потребителям и лицам, принимающим решения, которые участвуют в прозрачном управлении данными.
Заключение
На основе анализа технологических особенностей были выявлены два базовых подхода к построению цифровых платформ - централизованный, который каждый раз, как показывает практика, приводит к нарушению безопасности, и децентрализованный, который связан с обеспечением безопасности данных, однако характеризуется увеличением потребляемой энергии. Также в работе представлена архитектура сельского хозяйства с применением распределенной базы - блокчейн. В дальнейшем представляет особый интерес проблема поиска затраченной энергии для построения децентрализованных цифровых платформ.
г
ДАННЫЕ МОНИТОРИНГА / MONITORING ОАТА
/ „
региональным БЛОКЧЕЙН / REGIONAL BLOCKCHAIN
N«HOH I / Rffion I
NrKOM 4 / Rtgen 4
If
HI
Идентификация и иуц'нтифии.щии / Identification and Authentication
Локальная база данных / local Databa*«
t
Добавление (аписи / Add record
P
Добыча / Mining
_ JT
111 3 *l И
заинтересованные лица / stak« bolder* Исследователи /
re*earcber* ре гул и pv ю щи е органы / regulator*
Финлнсоао« поощгрсмис / Financial promotion
БЛОКЧЕЙН / BLOCKCHAIN
♦ Фгрм! 4 / í«rm 4
/
/
Загрузка данных / Download data
Цифровое сельское хозяйство / Digital Agriculture
I ""качество воды / . * Water quality
Данные, полученные ив систем дистанционного кждирования, спутниковых, мобильных поисковых устройств, 6ai данных окружающей среды, смартфонов, программных пакетов,
другим источников знаний / Data obtained
from remote *en*ing *y*tem*. satellite, mobile March devices, environmental databa*e*. *martphone*, software package*, other source* of knowledge
L! I
4
Качество почвы / Soll ^ _Quality
4 Вредители-»
) i болезни /Pests ) ' w and diseases ^
Идентификация и аутентификация / Identification and Authentication
Национальная база данных \
National Database
Открытый пользовательский интерфейс (ПО / приложения) / Open user interface (Software / applications)
I "Правительство, предприятие, лица, принимающие | . решения, общественность / Government, enterprise.
•_ _ _ _decision-makers, society_ _ _ _I
Обратная связь/ Feedback
Рис. 5. Архитектура регионального блокчейна сельского хозяйства Fig. 5. Architecture of the regional blockchain farming
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. О Стратегии развития информационного общества в Российской Федерации на 2017-2030 годы. Указ Президента РФ от 9 мая 2017 г. № 203 [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.garant.ru/products/ipo/prime/doc/71570570/#ixzz5D2MaODxR.
2. De Reuver M., S0rensen C., Basole R. C. The digital platform: a research agenda // Journal of Information Technology, 2017. P. 1 -12.
3. Graham M., Hjorth I., Lehdonvirta V. Digital labour and development: impacts of global digital labour platforms and the gig economy on worker livelihoods // Transfer: European Review of Labour and Research, 2017. Т. 23, №. 2. P. 135-162.
4. Schmidt F. Digital labour markets in the platform economy mapping the political challenges of crowd work and gig work. 2017.
5. Scholz T. Uberworked and underpaid: How workers are disrupting the digital economy. John Wiley & Sons, 2017.
6. Klaus Schwab The Fourth Industrial Revolution // Foreign Affairs от 12.12.2015 URL: https://www.foreignaffairs.com/articles/2015-12-12/fourth-industrial-revolution (от 09.04.2018).
7. Глазьев С. Ю. Уроки современной революции: крах либеральной утопии и шанс на «экономическое чудо». М. : Издательский дом «Экономическая газета», 2011. 572 с.
8. Воробьев А. И., Колбанёв М. О. Инфокоммуникация и цифровая экономика // Аллея науки, 2017. Т. 1, №. 15. С. 791-799.
9. Верзун Н. А., Колбанев М. О., Яковлев С. А. Применение сетецентрической концепции управления в цифровом обществе // Информационная безопасность регионов России (ИБРР-2017). И 74 Юбилейная X Санкт-Петербургская межрегиональная конференция. Санкт-Петербург, 1-3 ноября 2017 г.: Материалы конференции. СПОИСУ.СПб., 2017. 362 с.
10. Колбанёв М. О., Коршунов И. Л. Информационно-технологическое обеспечение цифровой экономики // Информационные технологии цифровой экономики, 2017. С. 5-9.
11. Weill P., Woerner S. Surviving in an Increasingly Digital Ecosystem // MIT Sloan Management Review, 2018. Т. 59, №. 2. P. 26-28A.
12. Salameh K. et al. Microgrid Components Clustering in a Digital Ecosystem Cooperative Framework // Procedia Computer Science, 2017. Т. 112. P. 167-176.
13. Larriba-Pey J. L., Matthews P. Scoring Cloud Services Through Digital Ecosystem Community Analysis // E-Commerce and Web Technologies: 17th International Conference, EC-Web 2016, Porto, Portugal, September 5-8, 2016, Revised Selected Papers. Springer, 2017. Т. 278. 142 p.
14. Программа «Цифровая экономика Российской Федерации». Распоряжение правительства РФ от 28 июля 2017 г. № 1632-р. [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://static.government.ru/media/files/ 9gFM4FHj 4PsB79I5v7yLVuPgu4bvR7M0.pdf.
15. Pilkington M. 11 Blockchain technology: principles and applications // Research handbook on digital transformations, 2016. 225 p.
16. Crosby M. et al. Blockchain technology: Beyond bitcoin // Applied Innovation, 2016. Т. 2. P. 6-10.
17. Yli-Huumo J. et al. Where is current research on blockchain technology?—a systematic review // PloS one, 2016. Т. 11, №. 10. P. e0163477.
18. Wright, Aaron and De Filippi, Primavera, Decentralized Blockchain Technology and the Rise of Lex Cryptographia (March 10, 2015). Available at SSRN: https://ssrn.com/abstract=2580664 or http://dx.doi.org/10.2139/ssrn.2580664
19. Atzori, Marcella, Blockchain Technology and Decentralized Governance: Is the State Still Necessary? (December 1, 2015). Available at SSRN: https://ssrn.com/abstract=2709713 or http://dx.doi.org/10.2139/ssrn.2709713
20. Ge Lan, Christopher Brewster, Jacco Spek, Anton Smeenk, and Jan Top, 2017. Blockchain for Agriculture and Food; Findings from the pilot study. Wageningen, Wageningen Economic Research, Report 2017-112. 34 p.
21. Tse D. et al. Blockchain application in food supply information security // Industrial Engineering and Engineering Management (IEEM), 2017 IEEE International Conference on. IEEE, 2017. P. 1357-1361.
22. Lin Y. P. et al. Blockchain: The Evolutionary Next Step for ICT E-Agriculture // Environments, 2017. V. 4, №. 3. 50 p.
Дата поступления статьи в редакцию 12.04.2018, принята к публикации 04.06.2018.
Информация об авторах: Астахова Татьяна Николаевна, кандидат физико-математических наук, доцент кафедры «Информационные системы и технологии»
Адрес: Нижегородский государственный инженерно-экономический университет, 606340, Россия, Княгинино, ул. Октябрьская, 22а E-mail: ctn_af@mail.ru Spin-код: 2158-3392
Колбанев Михаил Олегович, доктор технических наук, профессор,
профессор кафедры «Информационные системы и технологии»
Адрес: Нижегородский государственный инженерно-экономический университет,
606340, Россия, Княгинино, ул. Октябрьская, 22а
E-mail: mokolbanev@mail.ru
Spin-код: 1474-4401
Шамин Алексей Анатольевич, кандидат экономических наук,
доцент кафедры «Инфокоммуникационные технологии и системы связи»
Адрес: Нижегородский государственный инженерно-экономический университет,
606340, Россия, Княгинино, ул. Октябрьская, 22а
E-mail: ngiei-spo@mail.ru
Spin-код: 9288-8362
Заявленный вклад авторов:
Астахова Татьяна Николаевна: сбор и обработка материалов, поиск аналитических материалов в отечественных и зарубежных источниках, визуализация / представление данных в тексте, подготовка текста статьи. Колбанев Михаил Олегович: научное руководство, общее руководство проектом, формулирование основной концепции исследования, сбор и обработка материалов, подготовка первоначального варианта текста, визуализация / представление данных в тексте, анализ и дополнение текста статьи.
Шамин Алексей Анатольевич: сбор и обработка материалов, участие в обсуждении материалов статьи, анализ и дополнение текста статьи.
Все авторы прочитали и одобрили окончательный вариант рукописи.
REFERENCES
1. O Strategii razvitiya informacionnogo obshchestva v Rossijskoj Federacii na 2017-2030 gody Ukaz Prezidenta RF ot 9 maya 2017 g. No 203. [On the Strategy for the Development of the Information Society in the Russian Federation for 2017-2030. Decree of the President of the Russian Federation of May 9, 2017 No. 203]. [Electronic resourse]. Aviable at: http://www.garant.ru/products/ipo/prime/doc/71570570/#ixzz5D2MaODxR.
2. de Reuver M., S0rensen C., Basole R. C. The digital platform: a research agenda. Journal of Information Technology, 2017. pp. 1 -12.
3. Graham M., Hjorth I., Lehdonvirta V. Digital labour and development: impacts of global digital labour platforms and the gig economy on worker livelihoods. Transfer: European Review of Labour and Research, 2017. Vol. 23, No. 2. pp. 135-162.
4. Schmidt F. Digital labour markets in the platform economy mapping the political challenges of crowd work and gig work. 2017.
5. Scholz T. Uberworked and underpaid: How workers are disrupting the digital economy. John Wiley & Sons,
2017.
6. Klaus Schwab The Fourth Industrial Revolution. Foreign Affairs от 12.12.2015 URL: https://www.foreignaffairs.com/articles/2015-12-12/fourth-industrial-revolution (от 09.04.2018).
7. Glaz'ev S. Yu. Uroki sovremennoj revolyucii: krah liberal'noj utopii i shans na «ehkonomicheskoe chudo» [Lessons of the modern revolution: the collapse of liberal utopia and the chance for an «economic miracle»]. Moscow: Izdatel'skij dom «Ekonomicheskaya gazeta», 2011. 572 p.
8. Vorob'ev A. I., Kolbanyov M. O. Infokommunikaciya i cifrovaya ehkonomika [Infocommunication and the digital economy], Alleya nauki [Avenue of Science], 2017. Vol. 1, No. 15. pp. 791-799.
9. Verzun N. A., Kolbanyov M. O., Yakovlev S. A. Primenenie setecentricheskoj koncepcii upravleniya v cifrovom obshchestve [Application of the network-centric concept of control in a digital society], Informacionnaya bezopasnost' regionov Rossii (IBRR-2017). I 74 Ubilejnaya XSankt-Peterburgskaya mezhregional'naya konferenciya. Sankt-Peterburg, 1-3 noyabrya 2017 g. [Information security of Russian regions (IBRD-2017). And 74 Anniversary X St. Petersburg Interregional Conference. St. Petersburg, November 1-3, 2017]: Materialy konferencii. SPOISU.SPb., 2017.362 p.
10. Kolbanyov M. O., Korshunov I. L. Informacionno-tekhnologicheskoe obespechenie cifrovoj ehkonomiki [Information and technological support of the digital economy], Informacionnye tekhnologii cifrovoj ehkonomiki [Information technologies of the digital economy],.2017. pp, 5-9.
11.Weill P., Woerner S. Surviving in an Increasingly Digital Ecosystem. MIT Sloan Management Review, 2018. Vol. 59, No. 2, pp. 26-28A.
12. Salameh K. et al. Microgrid Components Clustering in a Digital Ecosystem Cooperative Framework. Procedia Computer Science, 2017. Vol. 112. pp. 167-176.
13. Larriba-Pey J. L., Matthews P. Scoring Cloud Services Through Digital Ecosystem Community Analysis. ECommerce and Web Technologies: 17th International Conference, EC-Web 2016, Porto, Portugal, September 5-8, 2016, Revised Selected Papers. Springer, 2017. Vol. 278. 142 p.
14. Programma «Cifrovaya ehkonomika Rossijskoj Federacii» Rasporyazhenie pravitel'stva RF ot 28 iyulya 2017 g. № 1632-r. x [The program «Digital Economy of the Russian Federation». Order of the Government of the Russian Federation of July 28, 2017 No. 1632]. [Electronic resourse]. Aviable at: http://static.government.ru/media/files/9gFM4FHj4PsB79I5v7yLVuPgu4bvR7M0.pdf.
15. Pilkington M. 11 Blockchain technology: principles and applications. Research handbook on digital transformations, 2016. 225 p.
16. Crosby M. et al. Blockchain technology: Beyond bitcoin. Applied Innovation, 2016. Vol. 2. pp. 6-10.
17. Yli-Huumo J. et al. Where is current research on blockchain technology?—a systematic review. PloS one, 2016. Vol. 11, No. 10. P. e0163477.
18. Wright, Aaron and De Filippi, Primavera, Decentralized Blockchain Technology and the Rise of Lex Cryptographia (March 10, 2015). Available at SSRN: https://ssrn.com/abstract=2580664 or http://dx.doi.org/10.2139/ssrn.2580664
19. Atzori, Marcella, Blockchain Technology and Decentralized Governance: Is the State Still Necessary? (December 1, 2015). Available at SSRN: https://ssrn.com/abstract=2709713 or http://dx.doi.org/10.2139/ssrn.2709713
20. Ge Lan, Christopher Brewster, Jacco Spek, Anton Smeenk, and Jan Top, 2017. Blockchain for Agriculture and Food; Findings from the pilot study. Wageningen, Wageningen Economic Research, Report 2017-112. 34 p.
21. Tse D. et al. Blockchain application in food supply information security. Industrial Engineering and Engineering Management (IEEM), 2017 IEEE International Conference on. IEEE, 2017. P. 1357-1361.
22. Lin Y. P. et al. Blockchain: The Evolutionary Next Step for ICT E-Agriculture. Environments, 2017. Vol. 4, No. 3. 50 p.
Submitted 12.04.2018, revised 04.06.2018.
About the authors: Tatyana N. Astakhova, Ph. D. (Phisics and Mathematics), the associate professor of the chair «Information systems and technologies» Address: Nizhny Novgorod State University of Engineering and Economics, 606340, Russia, Knyaginino, Oktyabrskaya Str., 22a E-mail: ctn_af@mail.ru Spin-code: 2158-3392
Mikhail O. Kolbanev, Dr. Sci. (Engineering), professor of the chair «Information systems and technologies»
Address: Nizhny Novgorod State University of Engineering and Economics,
606340, Russia, Knyaginino, Oktyabrskaya Str., 22a
E-mail: mokolbanev@mail.ru
Spin-code: 1474-4401
Alexey A. Shamin, Ph. D. (Economy),
the associate professor of the chair « Infocommunication technologies and communication systems»
Address: Nizhny Novgorod State University of Engineering and Economics,
606340, Russia, Knyaginino, Oktyabrskaya Str., 22a
E-mail: ngiei-spo@mail.ru
Spin-code: 9288-8362
Contribution of the authors:
Tatyana N. Astakhova: collection and processing of materials, search for analytical materials in Russian and international sources, visualization / presentation of the data in the text, writing of the draft.
Mikhail O. Kolbanev: research supervision, managed the research project, developed the theoretical framework, collection and processing of materials, preparation of the initial version of the text, visualization / presentation of the data in the text, analysing and supplementing the text.
Alexey A. Shamin: collection and processing of materials, participation in the discussion on topic of the article, analysing and supplementing the text.
All authors have read and approved the final manuscript.
05.13.18 УДК 624.012.45
ЧИСЛЕННЫЕ МЕТОДЫ РАСЧЕТА ПРОЧНОСТИ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПО НЕЛИНЕЙНОЙ ДЕФОРМАЦИОННОЙ МОДЕЛИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДИАГРАММ ДЕФОРМИРОВАНИЯ МАТЕРИАЛОВ
© 2018
Валерий Алексеевич Ерышев, доктор технических наук, профессор кафедры «Промышленное, гражданское строительство и городское хозяйство» Тольяттинский государственный университет, Тольятти (Россия)
Аннотация
Введение: основной принципиальной отличительной особенностью, разрабатываемых современных строительных норм (Сводов правил), является переход от простых зависимостей метода предельных состояний, основанного преимущественно на эмпирических методах расчета, на деформационные методы расчета прочности железобетонных конструкций с использованием диаграмм деформирования материалов бетона и арматуры. В физических выражениях диаграммного метода жесткость конструкции является переменной величиной и возникают трудности в решении нелинейных уравнений. Наиболее распространенным методом решения нелинейных задач в расчетах конструкций является численный метод последовательных приближений, который известен в нескольких модификациях. В статье предлагается: методика, устанавливающая аналитические связи между параметрами диаграмм бетона и арматуры с усилиями в сечении элемента; численный метод решения нелинейной задачи на ЭВМ и вычисления значений предельных изгибающих моментов и деформаций для нормируемых диаграмм бетона и арматуры.
Материалы и методы: для расчета на прочность используются: идеализированные диаграммы, предложенные Прандтлем, для моделей упруго-пластических материалов; наиболее полно отражающие физические свойства бетона - криволинейные диаграммы; фактическая диаграмма арматуры с учетом упрочнения в нелинейной области диаграммы стали. При выводах разрешающих уравнений равновесия применяется гипотеза плоских сечений. Усилия в бетоне сжатой зоны элемента, их расстояния до нейтральной оси представляются проекцией площадей диаграмм и координат их центров тяжести на нормальное сечение. Проверка выполнения условия равновесия усилий в сечении элемента выполняется методом последовательного приближения. За переменный параметр приближения принимается кривизна элемента. Разработанный алгоритм вычисления предельных усилий реализован в доступном для пользователей ЭВМ программном обеспечении Microsoft Excel. Результаты и обсуждения: предложенная методика определения усилий в сечение элемента и численный метод решения нелинейных уравнений позволяют получить обоснованные значения предельных моментов и деформаций, величина которых зависит от вида диаграмм и их расчетных параметров.
Заключение: с целью приведения в соответствие расчетных значений предельных усилий необходимо выполнить корректировку нормируемых параметров диаграмм. Общие деформации (прогибы) элементов значительно превышают их предельные значения, допустимые при эксплуатации.
