CC BY
0Conclusions
In the course of the work, mathematical models for prediction of postoperative complication development in children's health with congenital heart diseases operated with artificial circulation were built using the methods of BLP and DA. The proof of the quality of the models are the ROC curves that were built in the SPSS Statistics environment - the area under which in all cases was more than 0.7.
However, the model built on the binary logistic regression method has a better percentage of correctness and specificity compared to a model based on discriminant analysis.
These models will allow to determine the risk group relative to the patient's condition and can be used to develop decision support systems and to contribute in the correction of the patient's treatment path.
References
1. Boughman J.A., Berg K.A., Asternborski J.A. Familial risk of congenital heart disease assessed in a population based epidemiology study // Am. J. Med. Genet. — 1987. — 26. — 839-849.
2. Edmunds L. H. Jr. Inflammatory response to cardiopulmonary by-pass // Ann Thorac Surg. - 1998. - Vol. 66. - S12-6.
3. Ji, Q. Study on the risk factors of postoperative hypoxemia in patients undergoing coronary artery bypass grafting / Q. Ji, Y. Mei, X. Wang et al. // Circ. J. -2008. - Vol. 72. - P. 1975-1980.
4. Lida, Y. Body mass index is negatively correlated with respiratory muscle weakness and interleukin-6 production after coronary artery bypass grafting / Y. Lida, S. Yamada, O. Nishida, T. Nakamura // J. Crit. Care. - 2010. - Vol. 25, № 1. - P. 172. e1-8
5. Montes, F. R. Off-pump versus on-pump coronary artery bypass surgery and postoperative pulmonary dysfunction / F. R. Montes, J. D. Maldonado, S.
The scientific heritage No 13 (13),2017 Paez, F. Ariza // J. Cardiothorac. Vasc. Anesth. - 2004.
- Vol. 18, № 6. - P. 698-703.
6. Weiss, Y. G. Postcardiopulmonary bypass hypoxemia: a prospective study on incidence, risk factors, and clinical significance / Y. G. Weiss, G. Merin, E. Koganov et al. // J. Cardiothorac. Vasc. Anesth. - 2000.
- Vol. 14, № 5. - P. 506-513
7. Аналiз захисту легень у дггей i3 вродже-ними вадами серця протягом операнд! 3i штучним кровообнюм / [Л. В. Мошшвська, Я. П. Труба, С. Н. Бойко та iH.]. // Вюник серцево-судинно! мрургп. -2014. - С. 207-210.
8. Б. К. Койчубенков, М. А. Сорокина, К. Э. Мхитарян. Математические методы прогнозирования в медицине - 2014 - №4 - с. 29-35
9. Логистическая регрессия и ROC-анализ — математический аппарат [Електронний ресурс] // basegroup - Режим доступу до ресурсу: https ://basegroup.ru/community/articles/lo gistic.
10. Отношение шансов [Електронний ресурс] // medstatistic. - 2013. - Режим доступу до ресурсу: http://medstatistic.ru/theory/odds ratio.html.
11. Применении современных статистических методов в практике клинических исследований.Со-общение третье. Отношение шансов: понятие, вычисление и интерпретация / П.Н. Бабич, А. В. Чу-бенко, С. Н. Лапач. // Укра!нський медичний часо-пис. - 2005. - №2. - С. 113-119.
12. Прогнозирование вероятности послеоперационных осложнений у кардиохирургических пациентов путем оценки и стратификации рисков / И. Е. Сагатов. // Медицинский альманах. - 2015. - №3.
- С. 79-80.
13. Ретроспективний аналiз легеневих усклад-нень у дней i3 вродженими вадами серця, оперован-них в умовах штучного кровооб^ / Л. В. Мошшвська, £. А. Настенко, С. М. Бойко та ш.]. // Вюник серцево-судинно! мрургп. - 2015. - С. 126129.
Квасов В.А.
Научно-исследовательское учреждение «Научно-исследовательский институт экологических проблем», ведущий научный сотрудник,
старший научный сотрудник Недава О.А.
Научно-исследовательское учреждение «Научно-исследовательский институт экологических проблем», аспирант
ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАИБОЛЕЕ ВЫГОДНОГО СПОСОБА УТИЛИЗАЦИИ БИОГАЗА НА ОСНОВЕ МЕТОДА АНАЛИЗА ИЕРАРХИЙ
DETERMINATION OF THE MOST ADVANTAGEOUS WAY OF BIOGAS UTILIZATION BY THE
HIERARCHY ANALYSIS METHOD
Kvasov V.A.
Research Institution "Ukrainian Scientific Research Institute of Ecological Problems",
leading researcher, senior researcher Nedava O.A.
Research Institution "Ukrainian Scientific Research Institute of Ecological Problems", graduate student АННОТАЦИЯ
В статье рассматривается возможность полигонов твердых бытовых отходов к образованию и выделению биогаза, его экологической опасности, указаны основные способы утилизации биогаза, показана
возможность использования биогаза для производства тепловой и электрической энергии. В статье рассмотрены и представлены результаты исследований по определению наиболее выгодного способа утилизации биогаза на основе метода анализа иерархий, исходя из критериев экологическая значимость, стоимость реализации способа и экономическая выгодность использования биогаза. Наиболее выгодным способом по данным критериям является способ использования биогаза в качестве топлива для газопоршневых двигателей и газовых турбин с целью получения электроэнергии и тепла.
ABSTRACT
At the article are discussed the possibility of solid domestic waste landfills for the formation and release of biogas, its environmental hazard, are shown the main ways of biogas utilization, the possibility of biogas using for the production of thermal and electric energy.. The article considers and presents the results of studies the most advantageous method of biogas utilization based on the hierarchy analysis method, based on the criteria of ecological significance, cost of method realization and economic profitability of biogas utilization. The most profitable way to meet these criteria is the use of BG as a fuel for gas piston engines and gas turbines in order to generate electricity and heat.
Ключевые слова: биогаз, полигон, твердые бытовые отходы, утилизация биогаза, метод анализа иерархий.
Keywords: biogas, polygon, solid domestic waste landfill, biogas utilization, hierarchy analysis method.
Для обеспечения выполнения Киотского протокола и Парижского соглашения в любой стране необходимо уменьшить образование или увеличить утилизацию парниковых газов. Одним из существенных источников образования парниковых газов являются полигоны и свалки твердых бытовых отходов (ТБО), на которых образуется биогаз, макрокомпонентами которого являются метан (СН4) и двуоксид углерода (СО2). Доля полигонов ТБО в общие выбросы метана и двуоксида углерода за год составляют до 4% [1, 5]. Поэтому проблема утилизации биогаза с полигонов ТБО и свалок является чрезвычайно актуальной задачей.
Целью работы является определение наиболее оптимального способа утилизации ТБО полигонов, как сточки зрения экологической безопасности, так и сточки зрения экономической целесообразности.
Авторами выполнялись исследования относительно накопления ТБО на ряду городских полигонах и свалках Украины (в частности на полигоне Луганска) и способов утилизации биогаза [2, 7].
В процессе жизнедеятельности человека образуются ТБО. Как сказал Нильс Бор в своем докладе «Повестка дня на 21 век»: человечество не погибнет в атомном кошмаре - оно задохнется в собственных отходах.
В настоящее время во всем мире основным методом обращения с бытовыми отходами является складирование их на полигонах и свалках. Количество ТБО с каждым годом увеличивается на 3-6%. В разных странах на одного жителя обычно приходится от 250 до 1000 кг ТБО в год [5].
При захоронении органического вещества, которого в мусорной массе ТБО в среднем от 50 до 70%, происходит его биоконверсия при участии микроорганизмов. В результате этого процесса образуется биогаз (БГ), основными составляющими которого является метан (СН4 - до 50%) и двооксид углерода (СО2 - до 40%). Кроме метана и двуоки-сида углерода в биогаз входят и другие составляющие: азот (2-4), кислород (до 2), амиак (до 1), сульфиды (до 1,2), водород (до 1), оксид углерода (до 0,002), хлор-, фтор-производные углеводороды вместе - до 2000 ppm [1, 3-5].
Эмиссия биогаза в природную среду формируют негативные парниковые эффекты. Наиболее негативные эффекты производит метан, поскольку метан является газом, парниковый эффект от которого в 21-23 раза выше, чем от двуокисида углерода. Именно наличие метана является причиной частых вспышек на полигонах, которые приводят к выбросам большого количества токсичных веществ. Однако, полигоны ТБО являются также источниками газа, который в развитых странах используется для производства тепловой и электроэнергии. Так, в Финляндии, Швеции, и Австрии, которые поощряют использование энергии биомассы на государственному уровне, энергия биомассы достигает 15-20 % от всей потребляемой энергии [5].
В связи с ратификацией Киотского протокола и принятием Парижского соглашения, в настоящее время во всех странах большое внимания обращается на ограничение выбросов парниковых газов и появилась реальная заинтересованность и возможность строительства систем преобразования биогаза в энергию. Есть несколько способов преобразования биогаза в энергию, основой которых является сбор газа с помощью вертикальных буровых скважин.
Поэтому, необходимо определяться с наиболее выгодным способом утилизации БГ в Украине.
В работе впервые для определения наиболее выгодного способа утилизации БГ был использован метод анализа иерархий (МАИ), который применяется с целью обоснования принятия оптимальных решений в условиях многокритериального выбора во многих областях [6].
Для определения иерархий были рассмотрены четыре возможных способа утилизации БГ:
СП-1 - использование БГ в качестве топлива для газопоршневых двигателей и газовых турбин с целью получения электроэнергии и тепла;
СН-2 - использование БГ в газовых сетях общего назначения;
СП-3 - прямое сжигание БГ для производства тепловой энергии;
СП-4 - факельное сжигание, при котором энергетический потенциал БГ не используется в хозяйственных целях.
Среди факторов, которые непосредственно влияют на иерархическую оценку способов утилизации БГ, были выделены такие: экологическая значимость, стоимость реализации способа и экономическая выгодность использования БГ для хозяйства.
Метод анализа иерархий базируется на иерархическом представлении элементов, определяющих суть проблемы. Проблема разбивается на более простые составляющие с последующим оцениванием лицами-экспертами относительной степени
взаимодействия элементов получаемой иерархической структуры. Этот метод по сути сглаживает субъективность оценок экспертов и определяет оценки элементов иерархической структуры, которые близки к объективным.
Для парного сравнения элементов иерархии используются разработанные шкалы отношений. Применение МАИ предусматривает структурирование проблем в виде иерархии или сети как первого этапа метода.
Графическое представление иерархической структуры факторов, влияющих на выбор способа утилизации БГ с полигонов твердых бытовых отходов, приведены на рис. 1.
Первый уровень (Главная цель)
Второй уровень (факторы, которые непосредственно
влияют на главную цель)
Выбор способа утилизации биогаза
Третий уровень (способы утилизации)
Рис. 1. Графическое представление иерархической структуры факторов, которые влияют на качество
оценки способов утилизации биогаза
Согласно принятой иерархии было проведено попарное сравнение элементов в иерархии по шкале, которая приведена в табл. 1 и построены матрицы попарных сравнений [6].
При построении матрицы сравнений - мат-
рицы парных суждений элементов 3 уровня по отношению к факторам: экологическая значимость, стоимость реализации способа и экономическая выгодность использования БГ для хозяйства, сравнивается каждая альтернатива строки с каждой альтернативой столбца по каждому из факторов.
Таблиця 1
Шкала для попарного с равнения элементов иерархии, которая принадлежит к одному уровню [6 ]
Степень важности Определение
1 Равнозначная важность
3 Умеренное преимущество одного над другим
5 Значительное преимущество
7 Сильное преимущество
9 Безусловное (абсолютное) преимущество
2, 4, 6, 8 Промежуточные значения между двумя соседними суждениями
Обратные величины (1;1/2; 1/3; 1/4; 1/5; 1/6; 1/7; 1/8; 1/9) Если при сравнении одной альтернативы с другой получено одно из вышеуказанных цифр (например 5), то при сравнении второго альтернативы с первой получим обратную величину (т.е. 1/5)
Матрицы попарных сравнений каждого уровня кта МРгюг^ 1.0. Отношение факторов (второй уро-были составлены с помощью программного проду- вень) определяются экспертами (табл. 2).
Таблица 2
Матрица парных суждений элементов 2-го уровня по отношению к главной цели_
Экологическая Стоимость Экономическая Приоритет
значимость способа выгодность
Экологическая значимость 1 2 1 0,4125
Стоимость способа 1/2 1 1 0,3274
Экономическая выгодность 1 1/2 1 0,2599
СЗ - 3,2173; ИС - 0,1086; ОС - 0,1873.
его уровня определены приоритеты элементов уровня по отношению к критериям экологическая значимость, стоимость реализации способа и экономическая выгодность использования БГ для хозяйства (таблицы 3, 4, 5) и рассчитаны глобальные приоритеты.
Таблица 3
Матрица парных суждений элементов 3-го уровня по отношению к фактору «Экономическая
выгодность»
Для выявления глобальных приоритетов альтернатив составляются матрицы, элементами которой являются векторы локальных приоритетов каждой из альтернатив (способов утилизации).
На основании матриц парных сравнений треть-
СП-1 СП-2 СП-3 СП-4 Приоритет
СП-1 1 1 2 4 0,3636
СП-2 1 1 2 4 0,3636
СП-3 1/2 1/2 1 2 0,1818
СП-4 1/4 1/4 1/2 1 0,0909
СЗ - 4,0; ИС - 0; ОС - 0.
Таблиця 4
Матрица парных судждений элементов 3-го уровня по отношению к фактору
«Экологическая значимость»
СП-1 СП-2 СП-3 СП-4 Приоритет
СП-1 1 1 1 4 0,3076
СП-2 1 1 1 4 0,3076
СП-3 1 1 1 4 0,3076
СП-4 1/4 1 1 1 0,0769
СЗ - 4,0; ИС - 0; ОС - 0.
Таблица 5
Матрица парных суждений элементов 3-го уровня по отношению к фактору «Стоимость способа»
СП-1 СП-2 СП-3 СП-4 Приоритет
СП-1 1 2 4 6 0,5198
СП-2 1/2 1 2 3 0,2599
СП-3 1/4 1/2 1 2 0,1396
СП-4 1/6 1/3 1/2 1 0,0806
СЗ - 4,0103; ИС - 0,0034; ОС - 0,0038.
Определение вектора глобальных приоритетов. Для выявления глобальных приоритетов альтернатив составляют матрицы, элементами которой являются векторы локальных приоритетов каждой из альтернатив, которые расположены в соответствии с последовательностью факторов. Локальные
приоритеты перемножаются на приоритеты соответствующих факторов (табл. 1) и таким образом получается глобальный вектор приоритетов альтернатив относительно поставленной основной цели (табл. 6) на основании которого определяется альтернатива с наибольшим приоритетом.
Таблица 6
Расчет глобального приоритета
Критерий 1 Экологическая значимость Критерий 2 Стоимость способа Критерий 3 Экономическая выгодность Глобальный приоритет
Числовое значение приоритета
0,4126 0,3275 0,26
СП-1 0,3636 0,3076 0,5198 0,385908
СП-2 0,3636 0,3076 0,2599 0,361919
СП-3 0,1818 0,3076 0,1396 0,197002
СП-4 0,0909 0,0769 0,0806 0,051432
Таким образом, наибольший приоритет среди способов утилизации БГ имеет способ - использование БГ в качестве топлива для газопоршневых двигателей и газовых турбин с целью получения электроэнергии и тепла (СП-1). Как видно, из иерархической структуры рассмотреных способов утилизации биогаза полигонов ТБО наиболее привлекательным способом, с точки зрения: экологической значимости, стоимости реализации способа и экономической выгодности использования БГ для хозяйства, является способ использования БГ в качестве топлива для газопоршневых двигателей и газовых турбин с целью получения электроэнергии и тепла.
Выводы. По результатам исследования показано, что объем образования парниковых газов на полигонах твердых бытовых отходов вполне достаточен, чтобы рекомендовать использование этого биогаза для производства тепло- и электроэнергии. Рассмотрены способы утилизации БГ с необходимой предварительной подготовкой его для использования. В работе проведена иерархическая оценка различных способов утилизации биогаза полигонов ТБО на основе метода анализа иерархий. Определение наиболее оптимального способа утилизации ТБО проводилось исходя из критериев: экологическая значимость, стоимость реализации способа и экономическая выгодность использования биогаза. Наиболее привлекательным способом с точки зрения выбранных критериев является способ исполь-
зования БГ как топлива для газопоршневых двигателей и газовых турбин с целью получения электроэнергии и тепла.
Список литературы
1. Бабаянц Р.А. 1950. Методика и результаты исследования городских отбросов [2-е изд.]. М-Л.: Изд. Мин. Ком. Хоз, РСФСР, 116.
2. Звгг «Утилiзацiя бюгазу твердих побуто-вих вiдходiв в м. Олександрiвське Лугансько! область». 2009. ТОВ «Луганська виробнича-еко-лопчна фiрма «ЗЕФ1Р», 124.
3. Касымов А.М., Семенов В.Т., Александров А.Н. 2006. Твердые бытовые отходы. Проблемы и решения. Технологии и оборудование. Х.: ХНАГХ, 308.
4. Мирный А.Н. 1990. Санитарная очистка и уборка населенных мест: справочник [2-е изд. пере-раб и доп.]. М.: Стройиздат, 413.
5. П'ятничко О.1., Жук Г.В., Недава O.A., Гриценко А.В. та ш. 2015. Досввд утилiзацil зва-лишного газу в енергетичних установках Укра!ни. К.: Аграр. Медiа Груп, 126.
6. Саати Т. 1193. Принятие решений. Метод анализа иерархий. Электронная книга. URL: http://pqm-online.com/assets/files/lib/books/saaty.pdf.
7. Техшчна та економiчна оцшка утилiзацil бiогазу на Луганському полiгонi твердих побутових вiдходiв через мехашзм К1отського Протоколу. 2008. ТОВ «Надра Луганщши». м. Луганськ, 75.
Ковтун М.Р.
Нацюнальний технгчний унгверситет Украти «Кшвський полтехтчний тститут 1мет 1горя Сжорського»,
Украша
РОЗРОБКА УН1ВЕРСАЛЬНОГО ДОДАТКУ ДЛЯ ТЕСТУВАННЯ З НАВЧАЛЬНМ
ЕФЕКТОМ
DEVELOPMENT OF A UNIVERSAL APPLICATION APPLICATION FOR EDUCATIONAL
EXPERIENCE
Kovtun M.R.
National Technical University of Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Politechnic Institute",
Ukraine
АНОТАЦ1Я
На даний момент тестування залишаеться важливим питанням в уах сферах, особливо в освт. Тес-товий контроль використовують iз метою актуалiзацil знань перед викладанням ново! теми, виведенням шдсумкових оцшок, на групових заняттях, на зал^ чи iспитi, а також перед практичними i лабораторними роботами. Дощльним е проведения тестово! перевiрки кожно! теми навчально! дисциплiни з уах основних l! питань.
ABSTRACT
Currently testing is an important issue in all fields, especially in education. Test control is used for the purpose of updating the knowledge before teaching new topics, the withdrawal of the final assessments in group sessions, to offset or exam, but also to practical and laboratory work. It is expedient to conduct test checks each topic of discipline from all its major issues.
K^40Bi слова: Система тестування, додаток для навчання, Pomodoro.
Keywords: testing system, training application, Pomodoro.
