CC BY
79Wschodnioeuropejskie Czasopismo Naukowe (East European Scientific Journal) #12(28), 2017 ЙМЙ 49
Дергунов Сергей Александрович, кандидат технических наук, доцент кафедры автомобильных дорог и строительных материалов,
Оренбургский государственный университет Dergunov Sergey Aleksandrovich,
Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the Department of Highways and Building Materials, Orenburg State University Спирина Алена Юрьевна,
ассистент кафедры автомобильных дорог и строительных материалов, Оренбургский государственный университет Spirina Alena Yuryevna,
Assistant of the Department of Highways and Building Materials, Orenburg State University
Юкова Карина Валерьевна, бакалавр, Оренбургский государственный университет
Yukova Karina Valerievna, bachelor, Orenburg State University
ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЕ ТЕХНОЛОГИИ В ДОРОЖНОМ СТРОИТЕЛЬСТВЕ ENERGY SAVING TECHNOLOGIES IN THE ROAD CONSTRUCTION
Аннотация
В статье рассмотрено внедрение энергосберегающих технологий в дорожном строительстве. Представлены новейшие разработки дорожных покрытий на основе солнечной энергии и изложены примеры их эффективного применения. Предложенные инновации приводят к повышению уровня экологического состояния дорог, что имеет первостепенное значение для современных динамически развивающихся городов.
Abstract
The article considers the introduction of energy-saving technologies in the road construction. The latest developments of road coatings based on solar energy and the examples of their effective application are presented. The proposed innovations lead to increasing of the level of environmental state roads. These facts have the paramount importance for modern dynamically developing cities.
Ключевые слова: энергоэффективные технологии, автомобильные дороги, солнечные панели, дорожное покрытие, экологичность.
Keywords: energy efficient technologies, highways, solar panels, road coating, ecology safety.
Применение энергоэффективных технологий является одним из условий для построения современной развитой экономики. Это актуально и для транспортной отрасли России, поэтому в последнее время при проектировании и строительстве любого масштабного объекта транспортной инфраструктуры специалисты вынуждены все больше учитывать экологическую составляющую [1].
Строительство и эксплуатация автомобильных дорог являются одними из наиболее значимых источников потенциальных экологических рисков, негативно сказывающихся на условиях обитания человека. Автодорога как инженерное сооружение существенно изменяет природные ландшафты, режим стока поверхностных и грунтовых вод, места обитания флоры и фауны, приводит к изменению микроклимата отдельных территорий, появлению оползней, эрозии земель, изменению береговых линий водных объектов, а также является источником шума, вибрации, электромагнитного и ионизирующего воздействия на компоненты окружающей среды, население и животный мир. Транспортный комплекс является крупнейшим источником загрязнения токсичными веществами воды, почвы и воздуха [4].
Среди мероприятий экологического плана -разработка и внедрение новых материалов, технологий, которые позволят снизить пылеобразование
и остановить водную эрозию, применение конструктивно-технологических решений, предотвращающих нарушение природных ландшафтов, строительство сооружений по очистке сточных вод, переработке и обезвреживанию отходов производства, устройство шумозащитных экранов, внедрение новых способов содержания автодорог.
Реализация перечисленных мер должна сопровождаться повышением экологических требований к проектированию, строительству и ремонту автодорог и совершенствованием нормативно-правовой базы по охране окружающей среды и экологической безопасности [2].
Поиск рационального использования огромных площадей автомобильных дорог стал актуальной задачей для многих энергосберегающих компаний. Поскольку энергия Солнца стремительно дешевеет, солнечные панели все чаще интегрируют в повседневные материалы. Наиболее перспективным видится размещение на дорожном полотне солнечных панелей.
К сожалению, основной проблемой является хрупкость самих солнечных модулей, поэтому научно-технические разработки компаний предлагают разные решения.
Одни из таких решений стала разработка электропроводящих элементов, встроенных в дорогу, а сама «солнечная» плитка имеет противоскользящую поверхность на основе дробленого стекла
50
Wschodnioeuropejskie Czasopismo Naukowe (East European Scientiflc Joumal)#12(28), 2017
(рис.1). Чтобы выдерживать вес трафика, используют несколько пластиковых слоев, которые обеспечивают прозрачную и, в тоже время, прочную оболочку для фотоэлементов. Сверхтонкие панели способны адаптироваться к температурной деформации дороги и, благодаря слоистой структуре, как
минимум не уступают традиционным покрытиям в части сцепных свойств. Кроме того, первые испытания такого полотна показали абсолютное безразличие к массе машин и достаточную износостойкость [3].
Рисунок 1. Разработка дорожного покрытия с использованием встроенных электропроводящих
элементов
Делается все это ради обеспечения возобновляемыми источниками энергии около 5 млн человек. По ориентировочной статистике, "солнечные" дороги будут заняты автомобилями всего около 10% времени, причем лишь 20 квадратных метров покрытия позволяют обеспечить электроэнергией (если речь не об отоплении) один "средний" дом.
На данный момент реализация крупномасштабного проекта фотоэлектрической магистрали экономически не обоснована. Основная причина -большая стоимость и это не единственный недостаток солнечных дорог, так как солнечные батареи более эффективно вырабатывают энергию, если
находятся на изогнутых поверхностях. Однако по прогнозам с 2020 года цена их технологии станет вполне конкурентоспособной с традиционными солнечными электростанциями. Электрогенериру-ющие проспекты, которые смогут передавать энергию солнца в центральные электросети, могут появиться в городах уже в недалеком будущем.
Другим, не уступающий в своей оригинальности и практичности, стал проект дорожного покрытия и по совместительству децентрализованная электроэнергетическая система, способная обеспечить электричеством целую страну (рис.2) [6].
Рисунок 2. Шестигранные панели покрытия
LI
Wschodnioeuropejskie Czasopismo Naukowe (East European Scientific Journal) #12(28), 2017
51
Покрытие состоит из шестигранных панелей, с поверхностью из сверхпрочного стекла, под которым располагаются солнечные батареи, микропроцессор, светодиоды и нагревательные элементы (рис.3). Дорожные солнечные панели способны выдерживать нагрузку более 100 т/м2, что делает их пригодными к использованию на любых типах дорог — от велосипедных дорожек до межрегиональных трасс.
Функционал дорожного покрытия включает в себя:
• выработку электроэнергии за счет фотоэлектрических элементов, которая может подаваться в жилые дома, коммерческие здания, а также использоваться для «заправки» электромобилей;
• программируемую динамическую светодиодную разметку и предупреждающие знаки;
• предупреждение о необходимости снизить скорость в случае, если датчики нагрузки установят появление препятствия на дороге (например, пешехода или дикого животного), что поможет снизить количество несчастных случаев в темное время суток;
• самоочищение от снега и наледи с помощью нагревательных элементов.
Рисунок 3. Покрытие из шестигранных панелей
Кроме того, система предусматривает создание вдоль дороги «кабельного коридора», в который можно поместить любые типы кабелей, и секции, предназначенной для сбора и очистки ливневых вод. В целом данное направление возможно в будущем поможет решить проблему использования исчерпаемых природных ресурсов, таких как нефть и газ.
Только при условии освоения имеющейся инновационной продукции в полном объеме в отрасли может быть достигнут значительный экономический эффект: за счет применения новых технологий, энерго- и ресурсосбережения, повышения долговечности дорог, сокращения себестоимости перевозок и повышения безопасности движения [7].
В связи со сказанным важным представляется перенимать и модернизировать под собственные реалии передовой зарубежный и лучший отечественный опыт строительства дорог и прилегающей инфраструктуры, а также расширять доступность нескольких видов транспорта для большинства населенных пунктов, увеличивая их транспортную мобильность [5].
Список литературы:
1. Развитие технологий строительства дорожных покрытий [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.idt-invest.ru/techstrov.htm (дата обращения — 17.01.2017)
2. Ушаков, В.В. Магистралям России — долговечные покрытия, Дороги Евразии №1 (январь-
февраль) 2014г. URL :http ://eurasia-
roads.ru/archive/files/20140304 j mini.pdf
3. Дороги из солнечных батарей приходят на смену асфальту [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://ecotechnica.com.ua/energy/solntse/1744-doro gi-iz-solnechnykh-batarej -prikhodyat-na-smenu-asfaltu.html (дата обращения — 17.01.2017)
4. Российский опыт внедрения экологических технологий в дорожном строительстве [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http ://territoryengineering. ru/infrastrukturnaya-revolyutsiya/rossij skij -opyt-vnedreniya-ekologicheskih-tehnologij-v-dorozhnom-stroitelstve/ (дата обращения — 17.01.2017)
5. Якунина Л. В., Кожухова Е. С. Проблемы дорожного строительства и пути их решения // Молодой ученый. — 2016. — №6.3. — С. 48-51.
6. "Солнечная дорога" от компании Solar Roadways Unveils [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://remontyes.ru/5082-solnechnaya-dorogaot-kompanii-solar-roadways-unveils.html (дата обращения — 17.01.2017)
7. Чванов В.В. «Роль современных технологий в повышении качества дорожных работ»: диссертация кандидата технических наук. Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет, Волгоград, 2011.
52 Wschodnioeuropejskie Czasopismo Naukowe (East European Scientific JournaI)# 12(28), 2017 ЗИЛ
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ
Chesnokov A.M.
candidate of science, senior researcher, Institute of Control Science ofRAS, Moscow Чесноков Александр Михайлович
кандидат технических наук, старший научный сотрудник, Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН, Москва
RELATIONS IMPLEMENTATION IN COLUMNS-BASED INTELLIGENT SYSTEMS РЕАЛИЗАЦИЯ ОТНОШЕНИЙ В ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ СИСТЕМАХ НА ОСНОВЕ
КОЛОНОК
Summary: The paper considers relations in columns-based intelligent systems and introduces basic definitions and notions. The representation of such relations is suggested and solutions to the direct and the inverse problems are discussed. We use the element-wise pattern comparison technique and the intersections technique to solve both problems.
Keywords: artificial intelligence, columns-based intelligent systems, column, relation.
Аннотация: Рассматриваются отношения в интеллектуальных системах на основе колонок. Приводятся основные понятия и определения. Предлагается представление отношений в таких системах и формулируются прямая и обратная задачи. Приводится решение прямой и обратной задачи для отношений с помощью метода поэлементного сравнения образов и метода пересечений.
Ключевые слова: искусственный интеллект, интеллектуальные системы на основе колонок, колонка, отношение.
Введение. Интеллектуальные системы на основе колонок
Интеллектуальные системы на основе колонок представляют собой системы, рассматриваемые в рамках следующей модели [4, 7].
Имеется пусть и очень большое, но конечное множество имен и, предназначенных для наименования объектов произвольной природы. Не ограничивая общности, считается, что множество имен и является подмножеством множества целых чисел. В множестве имен и выделяются непересекающиеся подмножества, получившие название областей имен. Причины, которые в реальных предметных областях приводят к выделению областей имен, могут быть совершенно различными. Например, это может быть связано с целевым назначением имен или с типизацией. Одной из важнейших причин является необходимость обеспечить отсутствие случайных совпадений имен в различных частях большой системы.
Любое конечное множество имен, принадлежащих тем или иным областям имен, называется образом.
Образы любого множества образов Р можно перенумеровать, используя для этого имена некоторой области имен и': Р = [р,\г е и'} ,
где \ и' \ =\ Р \, \ • \ - число элементов (мощность) множества.
Упорядоченная пара (г, р) получила название колонки. Колонка обозначается как (г \ р), где г -имя колонки, р - образ, содержащийся в колонке. Также используется обозначение г ^ р. В этом
случае говорится, что имя колонки г является ссылкой или указателем на содержащийся в колонке образ р . В свою очередь, про сам образ р будет говориться, что это образ, известный под именем г . Отображение р: г ^ рг называется отображением наименования.
Имя г , которое еще не использовалось для наименования образов, называется чистым, или пустым именем. Его можно представить как колонку, имеющую пустой образ, т.е. колонку вида (г \ 0) или г ^0.
В образы колонок входят имена других колонок, а также чистые имена. Таким образом, в образе одной колонки содержатся имена других колонок, каждое из которых служит указателем на соответствующий образ, возможно, пустой. В свою очередь любое имя непустого образа также указывает на свой образ и т.д. В результате образуется сложная структура колонок.
Индексом называется любое конечное множество колонок. Состав любого индекса может меняться за счет добавления или удаления колонок. Эти операции называются сложением и вычитанием индексов и обозначаются через + и -.
Индекс может быть представлен в виде таблицы, состоящей из вертикальных колонок (столбцов) переменной высоты. В нижней строке таблицы, под чертой, имена колонок. Над именем каждой колонки перечислены все имена, входящие в образ колонки. По умолчанию считается, что имена колонок и имена в образах принадлежат различным областям имен.
Если образы представляют собой неупорядоченные множества имен, то порядок записи имен в образах колонок может быть произвольным. Если же образы упорядочены, то запись имен в образах
