CC BY
5
УДК 699.86
DOI: 10.24412/2071-6168-2023-8-116-117
ПРИМЕНЕНИЕ НОВЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ И ТЕХНОЛОГИЙ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ УЧАСТКОВ МЕСТНОСТИ
В ЭКОСТРОИТЕЛЬСТВЕ
А.М. Шевчук, С.Ю. Карасёв, Б.П. Лебедь, Н.В. Сивохина
Представлены способы получения теплоизоляционных покрытий на основе компонентов микрофизической структуры. Рассмотрены особенности применения теплоизоляционных материалов в эко-строительстве. Предложена методика оценивания энергоэффективности зданий с применением технологий дистанционного мониторинга их теплового состояния, основанных на получении спектральных характеристик инфракрасных изображений объектов с использованием аппаратуры инфракрасной тепловой съемки.
Ключевые слова: дистанционный мониторинг, тепловые потери, энергосберегающие технологии, инфракрасная съемка, тепловое изображение.
В настоящее время в строительной индустрии особое внимание уделяется ре-сурсоэффективности их эксплуатации на протяжении всего жизненного цикла. От эффективности применения ресурсосберегающих технологий зависит экономическая составляющая эксплуатации зданий и сооружений различного назначения во всех отраслях деятельности человека. Кроме того, отмечается, что низкий уровень потребления зданиями энергии, благоприятно сказывается на состоянии окружающей среды, что также является ключевым вектором деятельности человека в современном мире. Требования по энергоэффективности зданий и сооружений закреплены на законодательном уровне [1] и для соблюдения данных требований проводится специализированный расчет [2, 3], в результате которого устанавливается соотношение между затрачиваемой и поступающей в здание энергией. В стремлении экономии энергоресурсов на современном этапе строительства возводятся экологически чистые дома с использованием новейших технологий.
Одним из последних достижений в данной отрасли стал пассивный дом или экодом. Существует определение, что пассивный дом, энергосберегающий дом или экодом - это сооружение, основной особенностью которого является отсутствие необходимости отопления или малое энергопотребление. Для достижения цели повышения энергетической эффективности функционирования здания или сооружения необходимо соблюдение ряда общестроительных требований:
- утепление ограждающих конструкций должно быть максимально возможным, с учетом соблюдения различного рода технологических требований (для кровли и стен коэффициент теплового сопротивления должен составлять не менее R40 и R60);
- тщательная герметизация в местах примыкания ограждающих и несущих конструкций (стен и крыши, фундаментов и т.д.), а также проемов вокруг окон и дверей,
- установка систем вентиляции, оснащенных специальным технологическим оборудованием для рекуперации тепла;
- инновационный подход к проектированию геометрии архитектурного облика здания и обоснованная ориентация здания на местности с учетом климатологических факторов района строительства;
- использование ресурсоэффективных материалов.
Многообразие способов повышения эффективности использования ресурсов при эксплуатации здания безусловно делает рассматриваемую в работе задачу решаемой. Однако оценка эффективности применения данных способов достаточно трудоем-
кая в силу присутствия ряда неопределенностей в контроле ключевых параметров. Существующие расчетные методы определения потребности в энергетических ресурсах опираются на ряд математических зависимостей, основанных на нормативных показателях теплопередачи материалов и конструкций, которые в свою очередь определялись теоретическим или опытным (экспериментальным) путем в лабораторных условиях. Ключевым недостатком использования данных методов является отсутствие учета временного фактора. В процессе эксплуатации здания все его конструкции претерпевают характерные изменения, обусловленные деградацией материалов, динамика которой в настоящее время достаточно трудно поддается оценке и прогнозированию.
Таким образом для совершенствования системы ресурсосбережения в строительстве формируются два основных направления:
- разработка материалов и технологий для сбережения энергетических ресурсов, необходимых для эксплуатации зданий и сооружений;
- создание научно-методических основ для реализации комплекса мониторинга суммарных потерь энергии зданиями в различных условиях эксплуатации.
Способ получения теплоизоляционных покрытий для зданий и сооружений, применяемых в эко-строительстве. Одним из направлений при эко-строительстве зданий и сооружений по уменьшению теплопотерь является применение современных теплоизоляционных материалов в ограждающих конструкциях, а также на системе теплоснабжения в составе гибридной тепловой изоляции трубопроводов [4].
В настоящее время для достижения минимального значения тепловых потерь через многослойную ограждающую конструкцию (или оболочку) применяют инновационные сверхтонкие утеплители. К подобным материалам относятся теплоизолирующие фактурные (фасадные) краски, и составы для оштукатуривания. Рынок строительных материалов предлагает достаточно большой выбор подобной типа теплоизоляции для ограждающих конструкций зданий [5, 6]. В табл. 1 представлены характеристики некоторых теплоизоляционных покрытий рассматриваемого типа.
Обзор характеристик современных материалов для ТТП
Таблица 1
Наименование ТТП Расчетный коэффициент теплопроводности, X, [Вт/м- °С] Состав (основные компоненты) ТТП
Изоллат 0,0026 Искусственно выращенные керамические сферы очень высокого качества
ВД-АК-518 0,06 Стирол-акрилатные сополимеры, полимерные микросферы
Теплос-Топ 0,03...0,01 Кварц, окись цинка, аммиак, модифицированный ацетатный латекс, а также связующие олигомеры
КЕ-ТНБКМ - 0,0131 Высококачественный акрил, керамические вакуумированные сферы
Из проведенного анализа современных ТТП можно сделать вывод о составе твердых фаз такого материала. Теплоизоляционное покрытие в основном на 80% состоит из керамических, стеклокерамических, алюмосиликатных и др. микросфер. Диаметр микросфер лежит в разных диапазонах - 10...30 мкм, а также 50...80 мкм. Кроме микросфер в состав ТТП входят 20% смеси связующего и специальных добавок. В качестве связующего могут быть использованы различные модификации латекса, каучука, акрила и силикона в зависимости от области применения [5, 6].
В работе [7] в соответствии с предложенным научным обоснованием подобран состав ТТП, содержащий полые вакуумированные керамические микросферы (10...30 и 50...80 мкм), дисперсии пенобетона средней плотности D150 (с дисперсиями размера 10...100 мкм), коллоидный золь SiO2 (с размером частиц 1...100 нм) и хлоропреновый латекс (неопрен). Присутствие наночастиц в составе полученного покрытия будет способствовать рассеиванию падающего на него излучения, т.е. создаст эффект Тиндаля
117
[8]. При практическом приготовлении ТТП может использоваться промышленный кремнезоль КЗ-1 СИТЕК, хлоропреновый латекс по ГОСТ ISO 2475-2013 (табл. 2).
Таблица 2
Коэффициенты теплопроводности компонентов ТТП и их удельное _ объемное содержание___
№ п/п Компонент ТТП Ii компонента [Вт/м-°С] Объемная концентрация, mi , [%] Объемное содержание компонента ТТП, [%] Ii фаз, [Вт/м-°С]
Матричная фаза (наполнитель)
1 Вакуумированные керамические сферы 0,00083 70 70 0,00083
Диспергированная фаза (связующее)
2 Хлоропреновый латекс 0,19 12 30 0,02
3 Золь SiO2 0,02 18
Для приготовления неавтоклавного пенобетона производится подбор его состава, например, как представлено в табл. 3. При выпуске пенобетона используются следующие материалы:
- портландцемент ПЦ 500 Д0, согласно ГОСТ 10178-85;
- доломитизированный известняк по ГОСТ Р 52129-2003;
- пенообразователь на протеиновой основе Addiment SB
Таблица 3
Расход материалов на 1 м3 пенобетона средней плотности D150
Цемент, [кг] Заполнитель, [кг] В/Т Пенообразователь, [л]
105 45 0,60 2,52
Полученный таким образом состав ТТП с расчетным коэффициентом теплопроводности, X = 0,028 Вт/м°С может быть применен в эко-строительстве, что позволит снизить тепловые потери здания без увеличения нагрузки на несущие конструкции здания тем самым увеличить технологическое превосходство рассматриваемых в работе зданий по отношению к типовым.
Методика проведения исследований по оцениванию эффективности применения энергосберегающих технологий и строительных материалов на основе дистанционного мониторинга. Регулярные наблюдения (мониторинг) за современным состоянием экосистем при наличии «встроенных» в них жилых комплексов, имеющих в своем составе экодома, является одним из способов контроля эффективности применяемых проектных решений и в частности работоспособности во времени как новых строительных материалов, так и технологий. Наиболее распространенными методами мониторинга состояния экосистем являются дистанционные методы, которые можно условно разделить по способу размещения аппаратуры для проведения исследований на космические, воздушные, наземные, подземные и подводные. Считается, что одними из наиболее дешевых и информативных методов, применяемых при мониторинге состояния окружающей среды, являются дистанционные аэрокосмические (воздушные и космические) исследования.
Под аэрокосмическими методами мониторинга понимают дистанционные исследования состояния экосистем по аэрофото- и космическим снимкам, получаемым с помощью специализированного съемочного оборудования (радиометры, радары, анализаторы, тепловизоры и др.), установленного на космических аппаратах (спутниках) или воздушных средствах (аэропланы, вертолеты, самолеты, воздушные зонды, беспилотные летательные аппараты и др.).
Одним из измерительных методов дистанционного зондирования земной поверхности (дистанционной зондирование Земли - ДЗЗ) является дистанционный гео-
118
термический метод [9], основанный на проведении многократных аэрокосмических измерениях температуры земной поверхности с расположенными на них жилыми комплексами, и позволяющий графически визуализировать тепловой поток, тепловую инерцию и скорость испарения влаги с подстилающей поверхности, что позволяет оценить эффективность удержания тепла внутри зданий при применении новых строительных материалов и технологий возведения экодомов. Основой геотермального метода ДЗЗ является инфракрасная (ИК) съемка, проводимая с использованием тепловизоров - регистрирующих систем и последующая визуализация радиационных изменений в форме тепловых карт, отображающих пространственно-временное распределение температурных контрастов земной поверхности. Инфракрасная тепловая съемка может выполняться в диапазоне от 3...30 мкм электромагнитного спектра (ЭМС). Важно отметить, что успешное проведение дистанционных наблюдений земной поверхности со спутников и самолетов, в данном диапазоне, во многом зависит от выбора участков электромагнитного спектра, на которых влияние паров воды, атмосферных газов и аэрозолей (окон прозрачности атмосферы) на излучение Земли минимально. В инфракрасном тепловом диапазоне выделяются два окна прозрачности 3,0.4,5 мкм и 8,5.14,0 мкм, однако, на практике используются окна прозрачности 3,0.5,0 мкм, 8,0.12,0 или 10,0.14,0 мкм. [10].
Далее рассмотрим технологию проведения инфракрасной съемки с помощью авиационных носителей, аппаратура которых обеспечивает более детальное разрешение (с высот не более 1 км обеспечивается разрешение до 0,5 - 3,0 м) по отношению к аналогичной съемочной аппаратуре, базируемой на космических аппаратах (разрешение составляет от сотен метров до километров) [11]. Основными отечественными средствами получения калиброванных оптико-электронных изображений (ОЭИ) земной поверхности являются цифровой аэросъёмочный комплекс инфракрасного наблюдения -ИК сканер (табл. 4) и цифровой цветной фотоаппарат. Рассматриваемая аппаратура позволяет осуществлять дистанционное зондирование земной поверхности в надир и формировать детализированные фото- и ИК изображения местности, а также получать по ним данные об их излучающих характеристиках жилых комплексов и окружающего фона в оптическом и ИК (8 - 12,5 мкм) диапазонах ЭМС.
Таблица 4
Технические характеристики отечественных сканеров ИК-диапазона, __размещаемых на воздушных судах [9,12]__
Наименование сканера Спектральные диапазоны, мкм Мгновенный угол зрения, мрад Угол обзора, град Носитель
«Везувий ЭК» 0,4.1,0 8,0.12,5 1,0 85 Ан-30, Ан-26, Ми-8т
«Малахит» 8,0.13,0 1,2 120
«Этна» 0,3.0,4 0,4.0,9 3,0.5,0 8,0.12,5 0,5 (ИК) До 120
В УФ и видимом каналах мгновенный угол зрения, характеризующий пространственное разрешение системы ИК наблюдения, лежит в диапазоне 0,5.0,125 мрад, в зависимости от параметров, выбранных объективов и размеров чувствительных элементов фотоприемных устройств. Пороговая чувствительность указанной выше аппаратуры составляет 0,1.1°К, что позволяет фиксировать даже незначительные температурные различия наземных объектов. При всех своих технологических достоинствах, аппаратура для проведения ИК мониторинга обладает относительно небольшими мас-согабаритными параметрами (рис. 1).
При выполнении плановой оптико-электронной съемки участка местности жилого комплекса (в видимом и ИК диапазонах ЭМС) летающая лаборатория на базе авиационного носителя осуществляет горизонтальные челночные галсы на заданной
высоте с постоянной скоростью и фиксированными параметрами маршрута (курса) в каждом галсе. Аэросъемка осуществляется, как правило, с двух (взаимно перпендикулярных) ракурсов визирования. Курсовой угол рабочих галсов выбирается, по возможности, исходя из условий расположения жилого комплекса с основных ракурсов наблюдения (вдоль и поперек осей объекта). При проведении аэросъемки рабочие галсы строятся параллельно друг другу на удалении, определяемом характеристиками зон перекрытия обзора оптико-электронной аппаратуры. Плановая оптико-электронная съемка производится с высот от 500 до 3000 м, но не ниже минимально безопасной высоты полета для данной местности (согласно ФАПП-2002). Скорость полета на участках съемки (в пределах 300-400 км/ч) выдерживается неизменной при каждой съемочной итерации. Аэросъемка проводится из-под нижнего края облачности в дневное и ночное время. Выбор конкретной высоты аэросъемки осуществляется в соответствии с требованием по линейному разрешению на местности в необходимых спектральных диапазонах. Условия визирования земной поверхности на примере размещения оптико-электронной аппаратуры на борту самолета Ан-30 представлены на рис. 2.
а 6 в
Рис. 1. Размещение цифрового аэросъёмочного комплекса на борту воздушного судна: а — цифровой цветной фотоаппарат «Sony DSLR - A900» на борту самолета Ан-30; б — цифровой аэросъёмочный комплекс инфракрасного
наблюдения (ИК-сканер) «Везувий-ЭК» на борту самолета Ан-30; в — малогабаритная аппаратуры «Этна» на борту вертолета Ми-8 [12]
Рис. 2. Условия визирования земной поверхности оптико-электронной
аппаратурой
Рассмотрим более детально порядок регистрации и первичной обработки изображений, полученных в инфракрасном (ИК) диапазоне спектра. При работе аппаратуры ИК диапазона спектра сканерного типа запись получаемой информации производится в формате, обеспечивающем максимальную скорость записи, что возможно только при потоковой организации процесса. В результате записанные данные невозможно просмотреть в реальном времени, а контроль работы осуществляется по усеченному потоку, выводимому на экран монитора. На начальном этапе обработка получаемого массива информации сводится к выделению из него строк с последующей сшивкой для получения изображения. При фиксированной длине строки (1500 отсчетов), чем дольше производится запись, тем длиннее получаемая лента монохромного изображения. Для
120
первичной обработки получаемой информации используется специальный программно-вычислительный комплекс «Гистограмма», оценивающий каждый пиксель изображения по степени яркости и на основе этого анализа формирующий массив гистограммы, в котором каждому значению яркости (условно - по горизонтали) соответствует количество пикселей с этим значением яркости (по вертикали). В результате получается линейчатый график, на котором крайние значения соответствуют минимальной и максимальной температурам регистрируемого диапазона, а основные значения лежат примерно на середине горизонтальной оси, что показано на рис. 3.
/¿¡¡¡¡¡щщ!
С Видим г-гтг-
!-. г™ Р
М.шм.шп |4094 [51
М|п1тит 11201 [2
|ог
ж
Рис. 3. Гистограмма исходного изображения
Разброс регистрируемых значений температуры в реальных условиях не превышает нескольких десятков градусов - максимальные значения можно фиксировать до 4036 уровней в зимнее время: от минус 25 °С (снег, лед) до +100°С (кипяток). Радиационная температура объекта, как правило, выше его термодинамической (собственной) температуры, поскольку имеет еще и отраженную составляющую. В редких случаях она может быть немного ниже, однако это не является определяющим фактором при анализе изображений.
Как правило исходные изображения жилых комплексов, включающих экодома, при формировании тепловой картины которых используется полный спектр значений сигнала, получаются малоконтрастным и на них довольно сложно осуществлять поиск неестественно нагретых элементов комплекса, поэтому в рассматриваемом программном комплексе возможен сдвиг выборки в сторону повышенных температур (гистограмма на рис. 4).
Рис. 4. Изображение, обработанное с целью поиска перегретых объектов
Как видно, практически все элементы фона выходят за пределы отображаемой области и на изображении остаются лишь яркие (нагретые) области, по которым и определяются элементы комплекса с высоким уровнем теплопотерь. Для повышения идентифицируемости «перегретых» элементов жилого комплекса необходим ком-
121
плексный подход, при котором полученные тепловые изображения сравниваются с данными видимого диапазона полученными, как правило, при параллельной фотосъемке.
Следует отметить, что получаемое тепловое изображение, как правило, не соответствует реальному по причине того, что скорость сканирования постоянна и не связана со скоростью перемещения авианосителя, которая может меняться в довольно широких пределах, в зависимости полетных условий. Поэтому на последующих этапах дешифрирования (математической обработке) возможна корректировка получаемых изображений с помощью различных графических редакторов.
Заключение. Применение методики дистанционного мониторинга тепловых потерь в масштабах участка местности (городской застройки) позволяет оперативно оценивать масштабы этого процесса, что делает возможным выстраивать эффективную стратегию планирования и реализации мероприятий различного рода, направленных на обеспечение рационального использования энергетических ресурсов для эксплуатации зданий и сооружений в нормативных режимах. При всех преимуществах предложенного способа мониторинга имеются некоторые недостатки его использования. В частности, мониторинг процессов тепловых потерь при реализации предложенного в работе способа не позволяет детально оценить энергоэффективность отдельного строения (здания) или его локальной ограждающей конструкции, что определенным образом влияет на точность и достоверность результатов, получаемых в процессе обработки полученных данных. Учитывая данное обстоятельство необходимо обозначить вектор дальнейших исследований, направленных на технологическое усовершенствование предложенного метода для достижения максимального уровня детализации получаемой информации о тепловом состоянии здания. Целесообразно рассмотреть методы мониторинга теплового состояния зданий и сооружений (их отдельных элементов) на малых расстояниях с использованием стационарного способа контроля параметров излучения ИК-диапазона спектра в режиме реального времени, что значительно повысит достоверность выходных данных при проводимых практических исследованиях.
Список литературы
1. Постановление Правительства РФ от 16 февраля 2008 г. N 87 «О составе разделов проектной документации и требованиях к их содержанию».
2. СП 50.13330.2012 Тепловая защита зданий. Свод правил: Thermal performance of the buildings Актуализированная редакция СНиП 23-02-2003.
3. ГОСТ Р 54862-2011 Энергоэффективность зданий. Национальный стандарт Российской Федерации. Методы определения влияния автоматизации, управления и эксплуатации здания: Energy performance of buildings. Methods for determination of automation, controls and building management influence ОКС 91.140.01 Дата введения 201205-01.
4. Захаров В.П. Методика технико-экономического обоснования применения гибридной теплоизоляции в системах теплоснабжения. «Экономика и управления» // Издание Санкт- Петербургского университета технологий управления и экономики, № 10 (132). 2016. С. 75-78.
5. Чумадова Л.И., Скориков М.Ю., Степанян Т.Г., Морозов М.В., Вестников Д.М. Теплотехнические характеристики жидкого керамического теплоизоляционного материала на основе алюмосиликатных и натриево-боросиликатных микросфер // Современные научные исследования и инновации. 2016. № 1.
6. Плотников В.В., Богатовский М.В. Инновационные ограждающие конструкции и материалы для реализации ресурсоэнергоэффективного строительства // Биосферные технологии. 2015. № 4. С. 35-44.
7. Сычева А.М., Мачнев С.А., Шевчук А.М., Тюрин Е.А. Метод получения маскировочных теплоизоляционных покрытий для сооружений специального назначе-
ния // Вопросы оборонной техники. Серия 16: технические средства противодействия терроризму. 2018. №11-12 (125-126). С. 87-94.
8. Коллоидная химия: Учебник для университетов и химико-технолог. вузов / Е.А. Щукин, А.В. Перцов, Е.А. Амелина. 5-е изд., испр. М.: Высш. шк. 2007. 444 с.
9. Горный В.И., Киселев А.В., Шилин Б.В. Направления аэрокосмического экологического мониторинга Санкт-Петербургского региона. [Электронный ресурс] URL: https://777russia.ru/book/vfm-admin/vfm-downloader.php?q=dxbsb2fkcy8lrdalqtelrdalqtilrdalqtalrdalouulrdalotglrdalqtilrdalotulrdaloui lrdalqumlrdalqtelrdalqtilrdalotilrdalouuvxyvemcu5msvemcvcocvemcvcmsvemcvcqi0lrdalqke lrdalqialmialrdelodelrdelodilrdelodalrdalqkulrdalqiglrdelodilrdalqiulrdalqkilrdeloeylmib2ms4 xlyvemcu5myvemcvcrsvemsu4mcvemcvcrcvemsu4qivemcvcosuymcvemcu5mi4lrdalotguitid itiwiuqwitlbiuq (дата обращения: 10.05.2023).
10. Инфракрасная и инфракрасная тепловая съемки // Студопедия. [Электронный ресурс] URL: https://studopedia.ru/13 132947 infrakrasnaya-i-infrakrasnaya-teplovaya-s-emki.html (дата обращения: 10.05.2023).
11. Аэрофотосъемка и ее история. Документация Geoscan Pioneer. [Электронный ресурс] URL: https://docs.geoscan.aero/ru/master/database/complex-module/aerospace-foto/aerospace-foto.html (дата обращения: 10.05.2023).
12. Павлов Н.И., Ясинский Г.И. Малогабаритная многоспектральная оптико-электронная аппаратура Н. Съемки для низковысотных авиационных комплексов // Оптический журнал. Санкт-Петербург, 2010. С. 67 - 72.
13. Голикова А.А., Нагаева З.С. Пассивный дом (экодом). Строительство и техногенная безопасность, 2019. №14(66). С. 15-20.
14. Царегородцев М.С. Лучшие методы в экологически ориентированном проектировании // Материалы Всероссийской научно-практической онлайн-конференции с международным участием и элементами научной школы для молодежи. ФГБОУ ВПО «Байкальский государственный университет экономики и права», ФГБОУ ВПО «Братский государственный университет», ФГБОУ ВПО «Томский государственный архитектурно-строительный университет». БГУ.: Иркутск. 2014. С. 351-355.
Шевчук Андрей Михайлович, канд. техн. наук, доцент, старший научный сотрудник военного института (научно-исследовательского), vka@mil.ru, Россия, Санкт-Петербург, Военно-космическая академия имени А. Ф. Можайского,
Карасёв Сергей Юрьевич, канд. техн. наук, преподаватель, Россия, Санкт-Петербург, Военно-космическая академия имени А. Ф.Можайского,
Лебедь Богдан Петрович, преподаватель, Россия, Санкт-Петербург, Военно-космическая академия имени А. Ф.Можайского,
Сивохина Наталья Викторовна, научный сотрудник военного института (научно-исследовательского), Россия, Санкт-Петербург, Военно-космическая академия имени А. Ф.Можайского
APPLICATION OF NEW BUILDING MATERIALS AND TECHNOLOGIES FOR REMOTE SENSING OF TERRAIN IN ECO-COSTRUCTION
А.М. Shevchuk, S.Yu. Karasev, B.P. Lebed, N.V. Sivokhina
Methods for obtaining heat-insulating coatings based on components of the micro-physical structure are presented. The features of the use of heat-insulating materials in eco-construction are considered. A technique for assessing the energy efficiency of buildings using the technology of remote monitoring of their thermal state, based on obtaining the spec-
123
tral characteristics of infrared images of objects using infrared thermal imaging equipment, is proposed.
Key words: remote monitoring, heat loss, energy-saving technologies, infrared photography, thermal image.
Shevchuk Andrey Mikhailovich, candidate of technical sciences, docent, senior researcher of military institute (research), vka@mil.ru, Russia, Saint-Petersburg, Mozhaisky Military Aerospace Academy,
Karasev Sergey Yurievich, candidate of technical sciences, lecturer, Russia, Saint-Petersburg, Mozhaisky Military Aerospace Academy,
Lebed Bogdan Petrovich, lecturer, Russia, Saint-Petersburg, Mozhaisky Military Aerospace Academy,
Sivokhina Natalya Viktorovna, researcher of military institute (research), Russia, Saint-Petersburg, Mozhaisky Military Aerospace Academy
УДК 654.02
DOI: 10.24412/2071-6168-2023-8-124-125
МЕТОДИКА АПРИОРНОЙ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПОДГОТОВКИ ОПЕРАТОРОВ В СИСТЕМАХ УПРАВЛЕНИЯ
С.А. Багрецов, О.С. Лаута, Е.Г. Баленко, Д.А. Иванов, С.П. Лапин
Эксплуатация современных технических систем требует наличия высококвалифицированных кадров - операторов. В зависимости от качества подготовки специалистов зависит эффективность их дальнейшего использования в реальных системах. В работе предложена методика оценки эффективности подготовки операторов, в основе которой лежит модель оценки эффективности подготовки операторов, где процесс подготовки и контроля представляется в виде полумарковского случайного процесса выполнения различных стратегий выполнения методики.
Ключевые слова: операторы, полумарковские процессы, подготовка операторов производственных процессов, эффективность подготовки, тестирование, программное средство аттестации операторов.
Вопросы априорной оценки эффективности средств подготовки операторов в системах управления представляют особый интерес. Это связано прежде всего с тем, что системы подготовки операторов базируются на комплексе дорогостоящих технических средств и требуют значительных затрат времени и средств на их разработку. В связи с этим выбор рационального варианта подготовки может быть осуществлен только лишь на основе априорных оценок их эффективности. В качестве показателя эффективности таких средств рассматриваются временные параметры подготовки и успешность обучения операторов в системе. Среди большого разнообразия различных методов оценок следует отметить эвристический и группу аналитических методов оценок, базирующихся в основном на Марковских моделях взаимодействия оператора с техническими средствами.
Описание методики. Предполагается, что часть обучаемых не аттестуются после очередного этапа обучения. Зная эту информацию, можно отобразить ее на некого эмпирического обучаемого и выразить его подготовку в форме вероятности,
124
