ХАРКІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ

Філь Наталія Юріївна

УДК 004.896:62-784.7:613.648

МОДЕЛІ АВТОМАТИЗОВАНОГО проектування засобів

захисту від електромагнітного випромінювання

05.13.12 – системи автоматизації проектувальних робіт

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Харків – 2007

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Харківському національному автомобільно-дорожньому університеті Міністерства освіти і науки України.

Науковий керівник | доктор технічних наук, професор

Нефьодов Леонід Іванович,

Харківський національний автомобільно-дорожній університет, завідувач кафедри автоматизації та комп’ютерно-інтегрованих технологій. |

Офіційні опоненти: |

доктор технічних наук, професор

Путятін Валерій Петрович,

Харківський національний технічний університет сільського господарства ім. П. Василенка, завідувач кафедри кібернетики;

кандидат технічних наук, професор

Коняхін Григорій Фатєєвич,

Українська інженерно-педагогічна академія, м. Харків, професор кафедри автоматики та радіоелектроніки. |

Захист відбудеться “ 18 ” вересня 2007 року о 1400 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.052.02 в Харківському національному університеті радіоелектроніки за адресою: 61166, м. Харків, пр. Леніна, 14.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Харківського національного університету радіоелектроніки за адресою: 61166, м. Харків, пр. Леніна, 14.

Автореферат розісланий 06.07.2007 року.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Безкоровайний В.В.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Широке впровадження передових інформаційних і телекомунікаційних технологій, нових видів виробничо-технологічної, побутової і медичної апаратури в науково-виробничу діяльність і побут сучасної людини висуває на передній план проблеми виявлення джерел електромагнітних випромінювань (ЕМВ), оцінки й аналізу електромагнітної обстановки (ЕМО) середовища функціонування (СФ), а також розробки й удосконалення методів і засобів захисту від ЕМВ.

Проектування засобів захисту від ЕМВ давно знаходиться в сфері інтересів учених. У наш час існують різні методики діагностування стану ЕМО приміщень, розроблені моделі різноманітних джерел ЕМВ, моделі розповсюдження ЕМВ. Значний внесок у розвиток теорії і практики захисту від електромагнітних полів (ЕМП) біологічних і технічних об'єктів внесли вчені Апполонський С.М., Бугу Н.Н., Горланів Г.Н., Гроднєв І.І., Дзюндзюк Б.В., Думанський Ю.Д., Князєв О.Д., Коняхін Г.Ф., Кравченко В.І., Крилов В.А., Мінін Б.О., Нефьодов Л.І., Петровський В.І., Путятін В.П., Сахацький В.Д., Сафонов В.В., Сердюк А.М., Шидловський А.К., Ямпольський В.Г. та інші.

Різноманіття сучасних джерел ЕМВ, розосереджених у просторі, істотно ускладнює проектування засобів захисту від ЕМВ, а прагнення до скорочення термінів проектування і мінімізації витрачуваних ресурсів приводять до необхідності створення гнучких моделей та методів швидкого й ефективного проектування засобів захисту від ЕМВ за допомогою сучасних засобів автоматизації.

Отже, виявлення джерел ЕМВ, оцінка й аналіз ЕМО середовища функціонування, розробка заходів для усунення або мінімізації шкідливих впливів сучасних джерел ЕМВ є дуже актуальною науково-прикладною задачею, а удосконалення існуючих і розробка нових, більш адекватних, моделей та інформаційних технологій проблемно-орієнтованого проектування засобів захисту від ЕМВ становить як теоретичний, так і практичний інтерес.

На сьогодні невирішеними є такі питання:

–

–

Таким чином, актуальною задачею є розробка моделей автоматизованого проектування засобів захисту від ЕМВ, розв'язання якої дозволить підвищити ефективність процесу проектування засобів захисту від електромагнітного випромінювання для різних приміщень і скоротити терміни проектування.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота над дисертацією проводилась на кафедрі автоматизації та комп’ютерно-інтегрованих технологій у 2005-2006 рр. у Харківському національному автомобільно-дорожньому університеті (ХНАДУ) відповідно до плану держбюджетних НДР Міністерства освіти і науки України за темою “Моделі автоматизованого проектування засобів захисту від електромагнітного випромінювання” (ДР №0106U008753) та на кафедрі управління проектами в міському господарстві та будівництві в 2007 р. у Харківській національній академії міського господарства (ХНАМГ) відповідно до плану держбюджетних НДР Міністерства освіти і науки України за темою “Сучасні технології управління міським та регіональним розвитком” (ДР №0107U000251), в розробці яких автор брала участь як виконавець.

Особистий внесок автора в НДР як одного з виконавців полягає в розробці нової узагальненої моделі проектування засобів захисту від ЕМВ і нових часткових моделей вибору принципів та засобів захисту від ЕМВ і вибору параметрів засобів захисту від ЕМВ, розробці інформаційної технології автоматизованого проектування засобів захисту від ЕМВ, обґрунтуванні вибору програмного забезпечення для системи управління базами даних за багатьма критеріями в умовах невизначеності.

Мета і задачі дослідження. Метою роботи є підвищення ефективності процесу проектування засобів захисту від ЕМВ за рахунок створення нових і розвитку відомих моделей, методів, технологій і програмних комплексів автоматизації проектувальних робіт із синтезу засобів захисту від ЕМВ.

Для досягнення цієї мети необхідно:

1.

2.

3.

4.

5.

Об'єкт дослідження засоби захисту від ЕМВ.

Предмет дослідження – процес автоматизованого проектування засобів захисту від ЕМВ для приміщень.

Методи дослідження базуються на принципах системного аналізу для структуризації процесів проектування, методах математичного моделювання й автоматизованого проектування, дискретного програмування, багатокритеріальної оцінки й оптимізації для розв'язання задач проектування засобів захисту від ЕМВ.

Наукова новизна отриманих результатів. До нових, отриманих особисто автором, належать такі результати:

–

–

одержали подальший розвиток методи багатокритеріальної оцінки й оптимізації шляхом їх поширення на новий клас об'єктів – процес вибору засобів захисту від електромагнітного випромінювання – що дозволяє розробити багатокритерільні моделі розв'язання часткових задач, які враховують функціональні й економічні критерії в залежності від ступеня невизначеності вихідної інформації щодо важливості критеріїв.

Практичне значення отриманих результатів. Результати теоретичних досліджень і розроблених математичних моделей реалізовані у вигляді програмно-методичних комплексів (ПМК) комп'ютерної ТАП.

Результати дисертаційної роботи впроваджені при проектуванні засобів захисту від ЕМВ при реконструкції навчально-комп'ютерних лабораторій і приміщення для навчально-допоміжного персоналу ІОЦ ХНУРЕ (акт впровадження від 14.08.2006), для приміщення офісу ВПФ “ПФ-Інтекс” (акт впровадження від 12.09.2006), для кабінету лікаря-стоматолога і техніка-протезиста ПП ”Джанелідзе” (акт впровадження від 30.10.2006).

Результати дисертаційної роботи використовуються в навчальному процесі ХНАДУ при вивченні дисципліни "САПР АСУ": при читанні лекцій, у лабораторному практикумі, при курсовому і дипломному проектуванні (акт впровадження від 30.01.2007).

Особистий внесок здобувача. Усі наукові результати дисертаційної роботи отримані здобувачем особисто. У роботах, що написані в співавторстві, здобувачу належить: розробка графоаналітичного методу оцінки й аналізу рівня ЕМВ в приміщенні [1]; системний аналіз і постановка задачі оцінки й аналізу середовища функціонування за рівнем ЕМВ [2]; вибір критеріїв оцінки електромагнітної безпеки приміщень [3; розробка узагальненої моделі проектування засобів захисту від електромагнітних випромінювань [4]; розробка комп’ютерної технології прийняття рішення з урахуванням екологічних факторів [5]; обґрунтування критеріїв оцінки електромагнітної безпеки приміщень 6; обґрунтування і вибір програмного забезпечення для реалізації СУБД ТАП [7]; системний аналіз і постановка задачі проектування засобів захисту від електромагнітного випромінювання 8]; розробка моделей автоматизованого проектування навчальних лабораторій з урахуванням електромагнітних випромінювань [9].

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи докладались та обговорювались на восьми міжнародних конференціях: 6-й Міжнародний молодіжний форум “Радіоелектроніка і молодь у ХХІ столітті”, (Харків, 2002); Міжнародна науково-практична конференція “Сталий розвиток міст” (Харків, 2002); Міжнародна науково-технічна конференція “Строительство, реконструкция и восстановление зданий и сооружений городского хозяйства (Харків, 2002); Міжнародна науково-технічна конференція “Інформаційна техніка й електромеханіка (ІТЕМ-2003)” (Луганськ, 2003); Міжнародна міжвузівська науково-методична конференція “Проблеми створення та використання університетських WEB-ресурсів” (Харків, 2004); Міжнародна конференція по автоматичному управлінню “Автоматика – 2005” (Харків, 2005); Міжнародна науково-практична конференція “Сталий розвиток міст. Сучасні технології управління міським та регіональним розвитком” (Харків, 2006), V науково-методична конференція з міжнародною участю “Безпека життя і діяльності людини – освіта, наука, практика” (Харків, 2006), а також на XXXI науково-технічній конференції викладачів, аспірантів та співробітників ХГАМГ “Городской электротранспорт, электроснабжение и освещение городов” (Харків, 2002), 68-й науково-технічній та науково-методичній сесії ХНАДУ (Харків, 2004) і на 68-й – 71-й наукових конференціях професорсько-викладацького складу ХНАДУ (Харків, 2004 – 2007).

Публікації. За результатами дисертаційної роботи опубліковано 9 праць, з яких 1 у науковому журналі і 6 у збірниках наукових праць, які увійшли до переліків, затверджених ВАК України, 2 у матеріалах конференцій.

Структура дисертації. Дисертація складається зі вступу, чотирьох розділів, висновків і додатку загальним обсягом 171 сторінок, у тому числі 22 рисунки на 6 окремих сторінках, 20 таблиць на 3 окремих сторінках, список використаних джерел із 131 найменування на 13 сторінках, 1 додатка на 6 сторінках.

Основний зміст роботи

Вступ дисертаційної роботи містить обґрунтування актуальності теми й наукових задач; інформацію про зв’язок роботи з науковими програмами; мету й задачі дослідження; об’єкт, предмет і методи дослідження; характеристику наукової новизни й практичного значення отриманих результатів, а також особистий внесок здобувача; дані щодо реалізації, апробації та публікації результатів.

У першому розділі розглядається проблема проектування засобів захисту від ЕМВ, виконаний аналіз задачі проектування засобів захисту від електромагнітних випромінювань й обґрунтовується вибір напрямку досліджень.

У процесі аналізу встановлено, що проектування засобів захисту від ЕМВ є складною задачею і містить у собі встановлення джерел, їх вивчення і аналіз, класифікацію, розробку методів оцінювання і принципів нормування припустимих рівнів ЕМВ, математичне моделювання ЕМВ і засобів захисту від них.

Перевищення припустимих значень рівня ЕМВ є підставою для проведення захисних заходів. Розглянемо загальну постановку задачі проектування засобів захисту від ЕМВ.

Відомі: 1) множина джерел ЕМВ, що можуть знаходитися як у приміщенні, так і у суміжному з ним; 2) множина розрахункових точок; 3) множина можливих засобів і методів захисту від ЕМВ, кожен з який характеризується множиною параметрів; 4) основні функціональні й економічні критерії й обмеження.

З урахуванням заданих критеріїв і обмежень необхідно: 1) зробити оцінку й аналіз існуючого середовища функціонування і визначити для будь-якої розрахункової точки значення рівня ЕМВ для ближньої зони і/або дальньої зони; 2) визначити відхилення рівнів ЕМВ від норми; 3) визначити значення комплексної оцінки при дії декількох джерел ЕМВ (одного з різними несучими частотами); 4) для кожного джерела ЕМВ і всіх одночасно, з урахуванням їх нормування і комплексного впливу, визначити зони комфорту і дискомфорту та розрахувати їхні характеристики; 5) розробити рекомендації щодо забезпечення комфортних умов; 6) вибрати ефективні принципи, види засобів і методів захисту; 7) визначити раціональні значення параметрів обраних видів засобів і методів захисту, що забезпечують безпечні і комфортні умови життєдіяльності.

Основні проблеми розв’язання наведених задач пов'язані з необхідністю обліку, збереженням й обробки великих обсягів інформації – декларативної (текстової і числової), графічної і процедурної, що забезпечує різні способи її переробки. Це потребує розробки відповідних моделей і процедур інформаційних технологій, інтеграція яких з технологіями і процедурами автоматизованого синтезу дає можливість реалізувати системне проектування засобів захисту від ЕМВ СФ.

На основі проведеного аналізу існуючих моделей і методів проектування засобів захисту від ЕМВ сформульовані мета і задачі дослідження.

Другий розділ дисертації присвячений розробці інформаційної технології автоматизованого проектування (ТАП), що дозволило структурувати процес проектування і визначити послідовність проектних процедур (рис. 1).

При проектуванні засобів захисту від ЕМВ виникає задача оцінювання ефективності обраних засобів захисту від ЕМВ. При цьому використовуються різні набори критеріїв.

Оскільки виділені часткові критерії є різнорідними і суперечними, то основним етапом ТАП є вибір моделей багатокритеріальної оцінки й оптимізації, що дозволяють визначити єдиний компромісний розв'язок. Обґрунтовано моделі вибору компромісного розв’язку в багатокритеріальній ситуації.

Рис. 1. Структура інформаційної технології автоматизованого проектування засобів захисту від ЕМВ

При відомих значеннях вагових коефіцієнтів часткових критеріїв вибір найкращого розв'язку проводиться за максимальною адитивною корисністю.

Якщо немає ні кількісної, ні якісної інформації щодо пріоритетів часткових критеріїв, доцільно використовувати максимінну схему компромісу.

Розглянуті моделі багатокритеріальної оцінки й оптимізації дозволяють приймати рішення за багатьма критеріями в залежності від ступеня невизначеності інформації про важливість часткових критеріїв.

Розроблено структуру інформаційного забезпечення (ІЗ) процесу проектування засобів захисту від ЕМВ, що дозволяє організувати інформаційну підтримку й ефективну взаємодію проектувальника в процесі комплексного проблемно-орієнтованого проектування.

Науково обґрунтовано вибір програмного забезпечення для реалізації системи управління базами даних за багатьма критеріями в умовах невизначеності початкової інформації на основі методу аналізу ієрархій.

Створено базу моделей різних джерел ЕМВ й базу моделей розповсюдження ЕМВ в реальному середовищі.

Розглянуто постановку задачі оцінки і аналізу середовища функціонування за рівнем ЕМВ, яка полягає в такому. Відома множина джерел ЕМВ , що можуть знаходитися як в середині даного приміщення так і в суміжному з ним . Обрана множина розрахункових точок. Точки можуть бути розташовані як в середині даного приміщення , , ; так і в суміжних з ним , .

Потрібно визначити: 1) для будь-якої розрахункової точки значення рівня ЕМВ для ближньої зони (БЗ) за електричною (E) і магнітною (H) складовими , а для дальньої зони (ДЗ) за щільністю потоку енергії (ЩПЕ); 2) значення комплексної оцінки при дії декількох джерел ЕМВ; 3) зони комфорту та дискомфорту за рівнем ЕМВ і їхні показники.

Для розв’язання цієї задачі удосконалено графоаналітичний метод оцінки середовища функціонування за рівнем ЕМВ приміщення з джерелами ЕМВ, що розташовуються як усередині розглянутого приміщення, так і в суміжних з ним. Метод дозволяє не тільки одержати візуальне представлення результатів оцінки рівня ЕМВ, але й оцінити якість проектних рішень за допомогою коефіцієнтів комфорту і дискомфорту за рівнем електромагнітного випромінювання.

У третьому розділі розроблено узагальнену модель проектування засобів захисту від ЕМВ за багатьма функціональними та витратними критеріями.

З огляду на велику складність та розмірність, узагальнену модель запропоновано декомпозувати на два класи задач моделі вибору принципів і засобів захисту від ЕМВ і моделі вибору параметрів засобів захисту від ЕМВ.

Коли розмірність задачі невелика, то можливо вибирати принципи і засоби захисту від ЕМВ одночасно. Вибір робиться за наступними критеріями:

–

(1) | (2) | (3) |

–

, | (4) |

де – змінні, які набувають двох значень: 1, якщо i-й принцип і n-й засіб захисту від ЕМВ обрані, і 0 – в іншому випадку; – рівні зниження за електричною та магнітною складовими, щільністю потоку енергії в r-ій розрахунковій точці при обраних i-му принципі і n-му засобі заході захисту від ЕМВ; – приведені витрати на реалізацію обраного i-го принципу і n-го засобу захисту від ЕМВ в r-ій розрахунковій точці.

При цьому накладаються такі обмеження:

–

(5) | (6) | (7) |

–

; | (8) |

–

. | (9) |

Коли розмірність задачі не дозволяє робити вибір принципів і засобів захисту від ЕМВ одночасно, то робиться спочатку вибір принципів, а потім відповідних засобів захисту від ЕМВ.

Вибір принципів захисту від ЕМВ робиться за двома основними критеріями:

–

(10) | (11) | , | (12) |

де ,, – рівні зниження ЕМВ для r-ї точки за електричною та магнітною складовими, щільністю потоку енергії при виборі i-го принципу захисту від ЕМВ; – змінні, які набувають двох значень: 1, якщо i-й принцип обраний для r-ї точки, і 0 – в іншому випадку;

–

(13) |

де – приведені витрати на реалізацію i-го принципу для r – ї точки.

При цьому накладаються обмеження:

–

(14) | (15) | (16) |

–

. | (17) |

Після визначення раціональних принципів захисту від ЕМВ необхідно вибрати відповідні засоби чи заходи захисту від ЕМВ. Кожному з обраних принципів відповідає набір можливих засобів або заходів захисту від ЕМВ . Їхній вибір робиться за моделлю, аналогічною моделі (10) ? (17).

Наведені вище моделі дозволяють визначити принципи і засоби захисту від ЕМВ.

Розроблені моделі вибору параметрів засобів захисту від ЕМВ з дискретними та неперервними параметрами.

Задача визначення параметрів обраних засобів захисту від ЕМВ з дискретними змінними полягає в такому. Для обраного засобу або заходу захисту від ЕМВ відомі декілька варіантів , де : , якщо обраний n-й варіант засобу або заходу захисту, 0 – в іншому випадку. Так, g-му варіанту засобу захисту відповідає свій набір конкретних значень параметрів , де – значення m-го параметра в g-му варіанті. Варіант засобу або заходу захисту від ЕМВ обирається за наступними критеріями:

–

(18) | (19) | ,, | (20) |

де – зниження рівня ЕМВ за електричною та магнітною складовими, щільністю потоку енергії при g-му варіанті обраного засобу або заходу захисту від ЕМВ;

–

(21) |

де – приведені витрати на реалізацію g-го засобу чи заходу захисту від ЕМВ.

При цьому накладаються такі обмеження:

–

(22) | (23) | ; | (24) |

–

; | (25) |

–

. | (26) |

Оптимізаційні моделі (1) – (26) належать до задач багатокритеріального дискретного програмування з булевими змінними.

Для реалізації всіх розроблених моделей пропонується використовувати: для задач малої розмірності – метод гілок і меж; для задач великої розмірності – метод випадкового пошуку екстремуму, а також їх модифікації для задач такого напряму.

Задача визначення параметрів обраних засобів захисту від ЕМВ з неперервними змінними полягає в такому. Кожному з обраних засобів або заходів захисту відповідає множина параметрів , – m-й параметр, значення кожного параметра змінюються неперервна. Значення параметрів вибираються за такими критеріями:

–

(27) | (28) | ; | (29) |

–

. | (30) |

При цьому накладаються такі обмеження:

–

(31) | (32) | ; | (33) |

–

. | (34) |

Моделі (27) – (34) належать до задач нелінійного програмування через нелінійность виразів (27) (29) та (31) (33). Для вибору рішення у задачах нелінійного програмування використовуються обчислювальні методи.

Найбільш поширеним засобом захисту від ЕМВ на шляху розповсюдження є екрани. Однак у багатьох випадках економічно вигідно замість суцільного екрана застосовувати інші типи екранів. Розглянемо вибір параметрів різних типів негерметичних екранів (дротяні сітки, фольгові матеріали, струмопровідні фарби). Параметрами екрана, що впливають на його ефективність, є: W1 – імпеданс електромагнітних полів (при екрануванні електричного поля W1=E, а при екрануванні магнітного поля W1=H); W2 – імпеданс електромагнітних полів, що залежить від типу екрана; А, В, С – змінні , що враховують негерметичність різних типів екранів; – координати розташування геометричного екрана. У цьому випадку критерії, за якими будуть визначатися значення параметрів екрана, будуть такими:

–

; | (35) |

–

, | (36) |

де ;

витрати на створення екрана;

витрати на експлуатацію екрана;

–

; | (37) |

– максимальний коефіцієнт комфорту за рівнем ЕМВ по площі, тобто

, | (38) |

де – площа зони комфорту приміщення; загальна площа приміщення.

Обмеження, що накладаються при цьому:

–

(39) | (40) | (41) |

–

; | (42) |

–

–

(43) |

Задача (35) – (46) належать до дискретно-неперервних задач. Таким чином, наведені моделі дозволяють визначити параметри екрана як засобу захисту від ЕМВ на шляху їх розповсюдження.

Розроблені моделі дозволяють автоматизувати проектування засобів захисту від ЕМВ за багатьма критеріями.

У четвертому розділі розроблено структуру комп'ютерної ТАП процесу проектування засобів захисту від ЕМВ на основі програмно-методичних комплексів (ПМК), що реалізовані у вигляді програмних модулів (ПМ): оцінки рівня ЕМВ в приміщенні, побудови зон комфорту і дискомфорту приміщення, визначення коефіцієнтів комфорту і дискомфорту по площі, вибору принципів і засобів захисту від ЕМВ, визначення параметрів засобів захисту від ЕМВ за багатьма критеріями.

Для кожного ПМ розроблений свій інтерфейс, реалізований на основі меню користувача і діалогових вікон. Використання програмних модулів дозволило визначити ефективні засоби захисту від ЕМВ для кожного конкретного випадку, зокрема, обрати принципи і засоби захисту від ЕМВ одночасно, визначити параметри обраних засобів захисту від ЕМВ. Одержані результати впровадження підтвердили ефективність і доцільність застосування розробленої ТАП в практиці проектування засобів захисту від ЕМВ.

ВИСНОВКИ

У дисертаційній роботі наведені результати, які відповідають меті дослідження і в сукупності є розв'язанням актуальної науково-прикладної задачі розробки моделей автоматизованого проектування засобів захисту від ЕМВ.

1. Проведений аналіз існуючих підходів і методів проектування засобів захисту від ЕМВ дозволив сформулювати загальну науково-прикладну задачу автоматизованого проектування засобів захисту від ЕМВ і вибрати мету і задачі дослідження.

2. Проведена системна структуризація процесів проектування засобів захисту від ЕМВ на основі огляду існуючих методів розв’язання таких задач і визначені вимоги до проектних рішень для обґрунтування та вибору раціональних варіантів засобів захисту від ЕМВ.

3. Розроблена технологія автоматизованого проектування засобів захисту від ЕМВ, вибрані й обґрунтовані методи багатокритеріальної оцінки й оптимізації проектних рішень, створені бази моделей джерел ЕМВ і розповсюдження ЕМВ в реальному середовищі. Удосконалено графоаналітичний метод оцінки середовища функціонування за рівнем ЕМВ, що дозволило не тільки автоматизувати побудову зон комфорту і дискомфорту, але й оцінити їх за допомогою коефіцієнтів комфорту та дискомфорту за рівнем ЕМВ.

4. Розроблена узагальнена модель проектування засобів захисту від ЕМВ, що через велику складність і розмірність декомпозована на два класи моделей: вибору принципів та засобів захисту від ЕМВ; вибору параметрів засобів захисту від ЕМВ з дискретними і неперервними змінними. Розроблені нові моделі розв’язання цих часткових задач, що в залежності від розмірності задачі дозволяють вибирати принципи та засоби або заходи захисту від ЕМВ одночасно і, якщо розмірність велика, визначити принципи, а потім засоби або заходи захисту від ЕМВ. Обрані й обґрунтовані методи дискретної оптимізації в залежності від розмірності часткових задач та вимог до точності їх розв’язання.

5. Розроблена комп'ютерна технологія автоматизованого проектування засобів захисту від ЕМВ у вигляді програмно-методичного комплексів, що дозволило реалізувати запропоновані моделі для розв'язання задач оцінки рівня ЕМВ середовища функціонування і проектування засобів захисту від ЕМВ.

6. Результати дисертаційної роботи впроваджені при проектуванні засобів захисту від ЕМВ під час реконструкції навчально-комп'ютерних лабораторій і приміщення для навчально-допоміжного персоналу ІОЦ ХНУРЕ, під час реконструкції приміщення офісу ППФ “ПВ-Інтекс”, для кабінету лікаря-стоматолога і техніка-протезиста ПП ”Джанелидзе”.

Результати дисертаційної роботи використовуються в навчальному процесі ХНАДУ при вивченні дисципліни "САПР АСУ": при читанні лекцій, у лабораторному практикумі, при курсовому і дипломному проектуванні.

Аналіз одержаних результатів довів доцільність і ефективність використання розроблених моделей і програм в області автоматизованого проектування засобів захисту від ЕМВ.

7. Проведені дослідження виявили ряд нових задач в області автоматизації проектування засобів захисту від ЕМВ, шляхом урахування ЕМВ, створюваного зовнішніми (стосовно розглянутого приміщення) джерелами.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Нефедов Л.И., Овчаренко В.Е., Филь Н.Ю. Графоаналитический метод оценки электромагнитной обстановки помещений зданий // Технология приборостроения. – 2004.– №2 – С. 21 – 24.

2. Нефедов Л.И., Филь Н.Ю. Задачи управления проектами реконструкции жилой застройки с учетом электромагнитной безопасности // Коммунальное хозяйство городов. Харьков: ХГАГХ. – 2001. – Вып. 36. – С. – 423.

3. Нефедова А.Л., Филь Н.Ю., Нефедов Л.И. Экологическая оценка электромагнитной безопасности проектов жилой застройки // Коммунальное хозяйство городов. – К.: Техніка. – 2002. – Вып.42. – С. 194 – 199.

4. Филь Н.Ю., Нефедова А.Л., Петренко Ю.А. Синтез средств защиты от электромагнитных излучений при управлении проектами реконструкции жилой застройки // Вісник Східноукраїнського національного університету імені В.Даля. – 2004. – №5 (75). – С. 117 – 119.

5. Петренко Ю.А., Нефедов Л.И., Филь Н.Ю., Стаховский О.В. Компьютерная технология поддержки принятия решения при реконструкции жилой застройки с учетом экологического влияния автотранспорта // Зб. наук. статей “Дороги і мости”. – К.: ДерждорНДІ. – 2003 – Вип. 1 – С. 113 117.

6. Нефедов Л.И., Филь Н.Ю. Размещение источников электромагнитных излучений с учетом безопасности жизнедеятельности // Вестник Харьковского национального автомобильно-дорожного университета. – Харьков – 2006. – Вып 32. С. 96 – 99.

7. Нефедов Л.И., Филь Н.Ю. Выбор программного обеспечения для реализации СУБД в системе городского управления // Коммунальное хозяйство городов. – К.: Техніка. – 2006. – Вып. 69. – С. 196 – 202.

8. Филь Н.Ю. Задачи управления проектами реконструкции жилой застройки с учетом электромагнитной безопасности // Сб. матер. форума “Радиоэлектроника и молодежь в ХХІ веке”: – Харьков: ХНУРЭ. – 2002. – Ч. 2. – С. 30 – 31.

9. Нефедов Л.И., Плугина Т.В., Филь Н.Ю. Проектирование учебной лаборатории с учетом электромагнитных излучений // Сучасні технології підготовки фахівців в умовах подальшого розвитку вищої освіти України: Матеріали міжнар. наук.-метод. конф. – Харків: ХНАДУ. –2005. – С. 44 – 45.

АНОТАЦІЯ

Філь Н.Ю. Моделі автоматизованого проектування засобів захисту від електромагнітного випромінювання. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.12 – системи автоматизації проектувальних робіт. – Харківський національний університет радіоелектроніки, Харків, 2007.

Проведена системна структуризація процесів проектування засобів захисту від ЕМВ, що надало можливість розробити інформаційну технологію автоматизованого проектування засобів захисту від ЕМВ і математичне забезпечення, яке містить у собі бази моделей джерел ЕМВ і розповсюдження ЕМВ в реальному середовищі.

Розроблена узагальнена модель проектування засобів захисту від ЕМВ, що через велику складність і розмірність декомпозована на два класи задач: вибору принципів та засобів захисту від ЕМВ і вибору параметрів засобів захисту від ЕМВ.

Розроблена комп'ютерна технологія автоматизованого проектування засобів захисту від ЕМВ у вигляді програмно-методичних комплексів, що дозволило реалізувати запропоновані моделі для розв'язання задач оцінки рівня ЕМВ середовища функціонування і проектування засобів захисту від ЕМВ.

Ключові слова: електромагнітне випромінювання, засоби захисту, розміщення, середовище функціонування, автоматизація проектування засобів захисту від ЕМВ.

АННОТАЦИЯ

Филь Н.Ю. Модели автоматизированного проектирования средств защиты от электромагнитных излучений. – Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.13.12 – системы автоматизации проектных работ. – Харьковский национальный университет радиоэлектроники, Харьков, 2007.

Диссертация посвящена разработке моделей автоматизированного проектирования средств защиты от электромагнитного излучения (ЭМИ) для помещений.

На основании анализа существующих подходов и методов проектирования средств защиты от ЭМИ были выбраны объект, предмет, цель и задачи исследования. Для формулирования задач исследования рассмотрены основные характеристики ЭМИ.

Разнообразие современных источников ЭМИ, рассредоточенных в пространстве, существенно затрудняет проектирование средств защиты от ЭМИ, а стремление к сокращению сроков проектирования и минимизации затрачиваемых ресурсов приводят к необходимости созданий гибких моделей и методов быстрого и эффективного проектирования средств защиты от ЭМИ с помощью современных средств автоматизации.

Сегодня не решенными являются такие вопросы: комплексное решение задачи оценки среды функционирования и проектирования средств защиты от ЭМИ; создание моделей и информационных технологий автоматизированного проектирования средств защиты от ЭМИ по многим критериям и ограничениям.

Таким образом, актуальной научно-прикладной задачей является разработка моделей автоматизированного проектирования средств защиты от ЭМИ, решение которой позволит повысить эффективность процесса проектирования средств защиты от ЭМИ для различных помещений.

Анализ задачи проектирования средств защиты от ЭМИ позволил сформулировать общую задачу проблемно-ориентированного проектирования. Произведена ее декомпозиция на локальные задачи: оценки и анализа среды функционирования по уровню ЭМИ и проектирования средств защиты от ЭМИ. Это дает возможность уменьшить сложность и размерность общей задачи, сведя ее к последовательному решению частных задач меньшей размерности.

Для этого разработана технология автоматизированного проектирования средств защиты от ЭМИ, отражающая последовательность принятия решений. Технология автоматизированного проектирования позволяет организовать информационную поддержку и эффективное взаимодействие проектировщика с ЭВМ в процессе автоматизированного проектирования средств защиты от ЭМИ. Информационное обеспечение реализовано в виде автоматизированного банка данных, включающего в себя базы данных различной направленности и систему управления, регулирующую механизм доступа к ним в зависимости от запросов.

Получили дальнейшее развитие методы многокритериальной оценки и оптимизации путем распространения их на новый класс объектов, которые позволили разработать многокритериальные модели решения частных задач, учитывающие функциональные и экономические критерии. Это дает возможность в отличие от известных методов проектирования принимать проектные решения по многим критериям в зависимости от степени неопределенности исходной информации о важности частных критериев. Усовершенствован графоаналитический метод оценки уровня ЭМИ, который позволяет не только визуализировать полученные результаты оценки уровня ЭМИ, но и оценить качество проектных решений с помощью коэффициентов комфорта и дискомфорта по уровню ЭМИ.

Впервые разработаны обобщенная модель выбора принципов и средств защиты от ЭМИ, которая в отличие от известных моделей дает возможность комплексно решать поставленную задачу и принимать решения по многим функциональным и затратным критериям. Ввиду большой размерности и сложности произведена декомпозиция обобщенной модели на два класса частных моделей выбора принципов и средств защиты от ЭМИ и выбора параметров средств защиты от ЭМИ.

Разработаны модели выбора принципов и средств защиты от ЭМИ, которые позволяют выбирать принципы и средства или мероприятия защиты от ЭМИ одновременно или, если размерность большая, выбирать принципы, а затем средства или мероприятия защиты от ЭМИ.

Разработаны модели выбора параметров средств защиты от ЭМИ с дискретными и непрерывными переменными, а также модели выбора параметров наиболее часто применяемых средств защиты от ЭМИ на пути их распространения в виде экрана. Так как разработанные модели относятся к задачам многокритериального дискретного программирования с булевыми переменными, то для их реализации предложено использовать: для задач малой размерности – методы полного перебора или ветвей и границ; для задач большой размерности – метод случайного поиска экстремума.

Разработана структура компьютерной ТАП, позволяющая автоматизировать процесс проектирования средств защиты от ЭМИ на основе программно-методических комплексов (ПМК), которые реализованы в виде программных модулей (ПМ): оценки ЭМИ в помещении, построения зон комфорта и дискомфорта помещения по уровню ЭМИ, определения коэффициентов комфорта и дискомфорта, выбора средств защиты по многим критериям. Для каждого ПМ разработан свой интерфейс, реализованный на основе пользовательских меню и диалоговых окон, позволяющий проектировщику отслеживать основные этапы ТАП.

Приведены практические примеры решения задач оценки уровня ЭМИ в помещении, проектирования средств защиты от ЭМИ для различных объектов.

Анализ полученных результатов показал эффективность и целесообразность внедрения их в практику автоматизированного проектирования средств защиты от ЭМИ.

Ключевые слова: электромагнитное излучение, средства защиты, размещение, среда функционирования, автоматизация проектирования средств защиты от ЭМИ.

ABSTRACT

Fil N.U. Models of computer-assisted design of protection facilities from electromagnetic radiation. - Manuscript.

Thesis for candidate of technical sciences degree on the speciality 05.13.12 – computer aided design works systems – Kharkov National University of Radioelectronics, Kharkiv, 2007.

System structuring of design processes of protection facilities from electromagnetic radiation has been carried out. It allows to develop the information technology of computer-assisted design of protection facilities from electromagnetic radiation and software, which comprises bases of models of electromagnetic radiation sources and distribution of electromagnetic radiation in actual environment.

The generalized model of protection facilities design from electromagnetic radiation has been developed. Because of major complexity and dimension it has been decomposed into two classes of tasks: choice of principles and protection facilities from electromagnetic radiation and choice of parameters of protection facilities from electromagnetic radiation.

The computer technology of computer-assisted design of protection facilities from electromagnetic radiation as the program methodical complex has been developed. It allowed to implement offered models for solving the problem of estimation level of electromagnetic radiation of environment operation and designing of protection facilities from electromagnetic radiation.

Keywords: models, electromagnetic radiation, protection facilities, location, medium of operation, computer-assisted design of protection facilities from electromagnetic radiation.

Підписано до друку 22.06.2007 р.

Формат 6084 1/16. Папір офсетний. Гарнітура Times New Roman.

Друк RISO. Умов. друк. арк. 0,9

Замовлення № 593/07 Тираж 100 прим.

Видавництво ХНАДУ, 61002, м. Харків - МСП, вул. Петровського, 25

Свідоцтво Державного комітету інформаційної політики, телебачення та радіомовлення

України про внесення суб’єкта видавничої справи до Державного реєстру видавців,

виготівників і розповсюджувачів видавничої продукції,

серія ДК № 897 від 17.04.2002 р.